同型半胱氨酸與腦梗死相關性研究進展

朱開端，雷惠新，鄭 崢

同型半胱氨酸（homocysteine，Hcy）又稱為高半胱氨酸，是一種含巰基氨基酸，為蛋氨酸代謝途徑中形成的一種中間產物。隨著檢測技術的發(fā)展，近些年Hcy與腦血管疾病的關系已成為研究的一個新熱點。越來越多的研究表明，高同型半胱氨酸血癥（hyperhomocystein－emia，HHcy）可引起內皮細胞受損、血管平滑肌細胞增殖、脂質過氧化和血液凝固性增高等病理生理變化[1－4]，是導致動脈粥樣硬化性腦梗死發(fā)生和復發(fā)的獨立危險因素[5]，并與腦血管性死亡事件密切相關[6]?，F(xiàn)就 Hcy的代謝、影響因素及其與腦梗死相關性的研究進展進行綜述。

1 Hcy的代謝

Hcy是人體的必需氨基酸之一，在血漿中70%～80%的Hcy以二硫鍵形式與血漿蛋白結合，20%～30%自身結合成二聚體Hcy，約1%的Hcy以自由硫醇形式存在于循環(huán)中。在生理狀況下Hcy存在多個代謝途徑[7]：①Hcy與絲氨酸在胱硫醚β－合成酶（cystathionine B－synthe tase，CBS）催化下，以維生素B6為輔因子，生成胱硫醚和水，胱硫醚進一步裂解為半胱氨酸和α－丁酮酸；② Hcy在二甲基四氫葉酸還原酶（methylene tetrahydrofolate reductase，MTHFR）的作用下，以維生素B12為輔因子，以甲基四氫葉酸為甲基供體，甲基化生成蛋氨酸；③Hcy直接釋放到細胞外液。

2 Hcy水平升高的影響因素

2.1 遺傳因素

2.1.1 MTHFR基因 人的 MTHFR基因定位于常染色體1p36.3，包括11個外顯子和10個內含子，cDNA全長2.20 kb。MTHFR基因至少有7個位點易發(fā)生C→T堿基變異，分別位于559、677、692、764、985、1 015和1 081，目前研究認為位于第4外顯子的C677T堿基突變最為常見[8]。基因在667位上堿基T置換成了堿基C，使其編碼的丙氨酸被纈氨酸代替，產生活性降低且不耐熱的 MTHFR，致血漿 Hcy水平升高[9]。其中MTHFR突變分為CC（野生型）、CT（雜合型）、TT（純合型）突變，其中TT突變則對該酶的活性影響最大[10]。目前對MTHFR突變型基因與缺血性卒中發(fā)病關系的研究未獲得統(tǒng)一結論，可能與研究涉及的人群不同有關。Casas等[11]納入了111項研究6 324例卒中患者，發(fā)現(xiàn)TT基因型的卒中風險比CC型高26%。Somarajan等[12]研究發(fā)現(xiàn)，印度北部人群中 MTHFR基因型的C677T基因多態(tài)性與缺血性和出血性腦卒中均無關，但HHcy與缺血性腦卒中的MTHFRC677－TT基因型有關。

2.1.2 CBS基因 人的CBS基因定位于21q22.3，cbsDNA全長約30 kb，有23個大小介于（42～209）kb的外顯子構成。目前CBS基因突變有100個以上，其中2個與冠心病和腦卒中有關，位于278密碼子的T833C和位于307密碼子的G919A最為常見。前者是異亮氨酸代替了蘇氨酸，后者編碼的甘氨酸替代了絲氨酸[13]。其突變可能影響了CBS亞單位與血紅素和5’－磷酸－吡哆醇的相互作用，從而使CBS的活性降低進一步導致 Hcy水平升高[14]。南光賢等[15]研究發(fā)現(xiàn)，CBS T833C、G919A位點突變在青年缺血性腦卒中組與對照組基因分布、純合子頻率和等位基因頻率無顯著差別（P＞0.05），認為這些位點的突變不是腦梗死潛在的遺傳候選因素。

2.2 營養(yǎng)因素 維生素B12、維生素B6、葉酸是Hcy代謝輔酶，其水平與Hcy水平呈負相關。當攝入不足時，上述三種酶活性降低，可導致Hcy水平升高。通過對8項標準隨機化臨床研究進行的薈萃分析提示，補充葉酸、維生素B12可以降低18%腦卒中事件的發(fā)生，當血漿Hcy水平降低幅度大于20%時，這一效應更為突出[16]。但對于維生素B6缺乏是否引起HHcy的觀點尚不一致。

2.3 其他因素 Hcy水平與疾病、藥物、年齡、性別、種族、生活習慣等有關。如腎組織破壞、腎功能受損時，導致存在于腎組織中的與Hcy代謝有關的酶類缺乏或活性喪失引起Hcy代謝、排泄受阻、細胞內集聚，進入血液循環(huán)，引起Hcy水平升高[17]。此外2型糖尿病、甲狀腺功能低下、惡性貧血、某些癌癥（如乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌等）、急性淋巴細胞性白血病、實體瘤和銀屑病血漿中Hcy濃度均可升高。血漿Hcy還受藥物影響，如避孕藥、抗癲癇藥、利尿劑、左旋多巴、阿扎立平等可使Hcy水平升高。Hcy水平可隨年齡增長而升高，男性高于女性，其原因可能為雄性激素水平下降、肌酐濃度升高及骨骼肌發(fā)達有關[18]。但女性絕經前的Hcy水平較低，絕經后顯著升高，其機制可能與雌激素增強甜菜堿同型半胱氨酸甲基轉移酶活性，促進同型半胱氨酸代謝有關[19]。在相同環(huán)境中黑人與白人空腹Hcy無明顯差異，但黑人甲硫氨酸負荷后的Hcy升高幅度低于白人；在補充復合維生素后，白人甲硫氨酸負荷后的Hcy升高幅度下降，而黑人則無明顯改變。Hcy升高與吸煙、飲酒、飲食等生活習慣有關。

3 HHcy與腦梗死的關系

一項涉及16 849例腦卒中的研究表明，血漿Hcy每增加5 μmol/L可使腦卒中的危險性增加1.65倍；若在原有水平降低3μmol/L，可使腦卒中的危險性降低15%～33%[20]。Boysen等[5]對1 039例腦卒中患者空腹血清Hcy測定，以及為期15個月跟蹤調查發(fā)現(xiàn)，腦卒中復發(fā)患者Hcy濃度較未復發(fā)者高1.2 μmol/L，提示Hcy升高為腦卒中的獨立危險因素。中青年缺血性腦卒中患者中低年齡段（40歲～49歲）Hcy水平高于高年齡段（50歲～59歲）水平；老年患者中高年齡段（80歲～89歲）則高于低年齡段（70歲～79歲）水平，認為Hcy升高可能與年齡相關，其機制可能與維生素B6、維生素B12、葉酸缺乏以及激素水平變化有關[21]。HHcy與缺血性卒中的亞型有關，與大動脈粥樣硬化性腦梗死的相關性最強，小動脈病變次之，而與心源性腦栓塞及其他原因所致的缺血性卒中無關[22]。對125例卒中和短界性腦缺血發(fā)作（TIA）患者研究發(fā)現(xiàn)，主動脈弓粥樣硬化斑塊病變加重患者血清Hcy水平顯著高于未加重患者，且經過平均1.7年隨訪觀察，前者再發(fā)缺血性血管事件顯著高于后者（P＜0.01），HHcy與缺血性血管事件復發(fā)有關，可能與 HHcy對血液和血管毒性作用引起的血液高凝與血管損傷、間接影響缺血后血管再生有關[23，24]。Sen等[25]對118例經超聲檢查確診主動脈弓粥樣硬化致卒中或TIA且伴有HHcy的患者隨訪12月，發(fā)現(xiàn)28%的患者主動脈弓粥樣硬化出現(xiàn)進展，HHcy與主動脈硬化斑塊形成和進展存在相關性。Sen等[6]對卒中和TIA患者的隨訪研究發(fā)現(xiàn)，HHcy的血管性死亡事件發(fā)生率顯著升高，認為HHcy與缺血性血管事件再發(fā)及相關死亡顯著相關，其原因可能為HHcy組患者血管事件復發(fā)率高，而復發(fā)導致死亡事件增加有關。Hou等[26]研究發(fā)現(xiàn)，HHcy與腦卒中患者神經功能受損程度及預后生活質量呈正相關，6個月后這種相關性消失，提示Hcy水平可反映腦卒中神經功能受損的嚴重程度，對預測病情轉歸有重要的臨床價值。

HHcy是腦梗死發(fā)生、復發(fā)的獨立危險因素，并與腦血管性死亡事件、神經功能缺損程度和預后密切相關，其機制逐步通過相關研究闡明。

4 HHcy致腦梗死的發(fā)病可能機制

4.1 HHcy與血管內皮細胞（vascular endothelial cell，VEC）損傷 Hansrani等[1]給小鼠飼以高Hcy飲食10周誘導動物模型試驗，通過測量主動脈環(huán)對去氧腎上腺素的收縮反應和對乙酰膽堿、硝普鈉的舒張反應，發(fā)現(xiàn)VEC對內皮依賴性的血管舒張機能明顯受損，進一步研究推測其機制可能為Hcy在自身氧化過程中產生的超氧化物陰離子、過氧化氫及羥基等活性氧物質可與一氧化氮（NO）反應，加速NO的氧化失活，從而降低NO的生物利用度[27]。HHcy不僅通過產生超氧化物陰離子，抑制VEC增殖并損傷其功能，還完全阻斷了人參皂甙Rb1對VEC的保護作用[28]。HHcy通過氧化應激機制導致VEC損傷，可能是HHcy致病的關鍵。

4.2 HHcy對內質網應激（endoplasmic reticulum stress，ERS）機制的影響 Nonaka等[29]在培養(yǎng)大鼠血管平滑肌細胞加入5 mmol/L的Hcy，Northern雜交分析發(fā)現(xiàn)GRP78/Bip mRNA表達上調，免疫雜交顯示磷酸化細胞外信號調節(jié)的激酶受到激活。在人血管內皮細胞培養(yǎng)過程中，Hcy通過未折疊蛋白反應的激活反應誘導凋亡細胞壞死[30]。凋亡細胞壞死依賴內質網應激轉導子信號，高半胱氨酸誘導內質網應激轉導子激活引發(fā)快速持久的JNK（CJun NH2－terminal kinase）活化，該結果與ERS引起的內質網應激轉導子與TRAF2的結合從而激活JNK相一致[31]。故半胱氨酸誘導的ERS可能在動脈粥樣硬化損傷方面產生不利影響。

4.3 HHcy對血管平滑肌細胞（vascular smooth muscle cells，VSMCS）的影響 Murthy等[2]研究發(fā)現(xiàn)，HHcy使主動脈VSMC增殖了3倍，對蛋氨酸飼養(yǎng)大鼠的頸動脈造成人為損傷后，其內膜發(fā)生超常增生。而血管平滑肌細胞過度增殖并向內皮下移行是動脈粥樣硬化（AS）的特征，因此其在AS的形成中可能起重要作用。Tsai等[32]應用與臨床相應的高劑量Hcy作用于離體培養(yǎng)的平滑肌細胞，結果表明Hcy可明顯促進DNA合成，最大程度達4.5倍，同時可促進細胞周期蛋白cyclin A及cyclinD m RNA表達，導致細胞由靜止期進入分裂期，從而促進平滑肌細胞的增殖。

4.4 HHcy對凝血系統(tǒng)的影響 HHcy通過以下機制破壞機體凝血和纖溶之間的平衡，使機體處于血栓前狀態(tài)[4]：HHcy增加凝血因子Ⅴ和Ⅹ的活性，選擇性抑制血栓調節(jié)素的表達，干擾內皮蛋白細胞調節(jié)，降低抗血栓形成的因子Ⅵ和因子Ⅶ的活性；HHcy干擾內皮細胞硫酸乙酰肝素合成，減弱抗凝血酶Ⅲ的抗凝作用，刺激纖溶酶原激活物抑制劑基因表達，干擾內皮細胞表面纖維蛋白溶解特性；故機體凝血和纖溶之間的平衡被破壞，促使血栓形成[33－35]。

4.5 HHcy對血脂的影響 長期高水平的Hcy可影響血脂代謝。HHcy可干擾正常低密度脂蛋白（LDL）代謝的轉錄因子和信號傳導途徑，導致LDL的氧化；與Hcy結合的LDL容易聚集和自發(fā)沉淀，易被巨噬細胞吸收引起膽固醇積累和形成泡沫細胞[36]。Vignini等[3]研究發(fā)現(xiàn)，同型半胱氨酸化的LDL可改變人內皮細胞功能和NO代謝，如提高胞漿內Ca2＋水平，增加過氧亞硝基陰離子產生，降低鈉/鉀－ATP酶活性，抑制NO產生，其中過氧亞硝基陰離子可引起脂質過氧化。這些效應很可能是同型半胱氨酸化的LDL通過細胞膜受體內吞進入細胞，然后通過脂質降解過程在細胞內釋放出Hcy所致。

HHcy通過多種機制導致腦梗死發(fā)生，各機制之間相互作用、相互影響，仍有未知環(huán)節(jié)有待進一步深入研究。

5 Hcy與中風中醫(yī)證型關系

張玲端等[37]研究發(fā)現(xiàn)，缺血性中風始發(fā)狀態(tài)中醫(yī)證型以風、火熱、痰證者血漿Hcy水平顯著高于健康對照組及血瘀、氣虛、陰虛陽亢證者（P＜0.01），認為其機制可能是風、痰、火熱證均能使“氣血逆亂，血行失度，血脈壅阻”，從而形成一種高聚、高黏、高凝狀態(tài)，易發(fā)展為缺血性中風，符合缺血性中風始發(fā)狀態(tài)急病多實的中醫(yī)理論發(fā)病機制。而在缺血性中風后遺癥期中醫(yī)各證型分布特點以陰虛陽亢證、氣虛證、血瘀證為主，其血漿Hcy水平也顯著高于健康對照組及風證、火熱證、痰證者（P＜0.05），缺血性中風后遺癥期中醫(yī)各證型分布特點與血漿Hcy水平一致，符合中醫(yī)“久病多虛”的疾病發(fā)展規(guī)律[38]。因此通過腦梗死患者Hcy水平與中風不同病期中醫(yī)證型的相關性研究，輔助中風中醫(yī)證型的診斷，同時可作為衡量中藥、西藥預防中風和中風治療的有效指標。

6 展 望

從人們開始意識到HHcy與腦血管疾病的發(fā)病有關以來，大規(guī)模的前瞻性、隨機、對照研究表明，葉酸、維生素B12通過下調Hcy水平降低腦血管病發(fā)病率及病死率。美國居民在全民葉酸強化前平均Hcy水平為10.1μmol/L，強化葉酸后為9.4 μmol/L[39]。而我國民眾的葉酸攝入量顯著低于西方國家，葉酸缺乏嚴重，因此Hcy水平也顯著高于西方國家，由此而引起的我國居民腦血管疾病高發(fā)而且日益攀升的狀況與西方國家有著完全不同的背景。因此通過采取強化葉酸攝入以及其他降低Hcy水平的措施，對于控制我國腦卒中高發(fā)的現(xiàn)狀有著重大意義[40]。

[1] Hansrani M，Stansby G.The use of an in vivo model to study the effects of hyperhomocysteinaemia on vascular function[J].J Surg Res，2008，145：13－18.

[2] Murthy SN，Obregon DF，Chattergoon NN，et al.Rosiglitazone reduces serum homocysteine levels，smooth muscle proliferation and intimal hyperplasia in Sprague－Dawley rats fed a high methioninediet[J].Metabolism，2005，54（5）：645－652.

[3] Vignini A，Nanetti L，Bacchetti T，et al.Modification induced by homocysteine and low－density lipoprotein on human aort－ic endothelial cells：An in vitro study[J].J Clin Endo crinol Metab，2004，89（9）：4558－4561.

[4] Harpel PC，Zhang X，Borth W.Homocysteine and hemostasis：Pathogenetic mechanisms predisposing to thrombosis[J].J Nutr，1996，126（4）：1285－1289.

[5] Vander Meer P，Voors AA，Lipsic E，et al.Erythropoietin in cardiovascular diseases[J].Eur Heart J，2004，25（4）：285－291.

[6] Sen S，Hinderliter A，Sen PK，et al.Aortic arch atheroma pro－gression and recurrent vascular events in patients with stroke or transient ischemic attack[J].Circulation，2007，116：928－935.

[7] Ueland PM，Rsfsum H，Stabler SP，et al.Total homocycysteine in plasma or serum：Methods and clinical applications[J].Clin Chem，1993，39（9）：1764－1769.

[8] 張穎冬，朱志剛，劉陽.血漿Hcy水平及MTHFR基因多態(tài)性與腦梗死的關系[J].中風與神經疾病雜志，2001，18（4）：198－200.

[9] Frosst P，Blom HJ，Milos R，et al.A candidate genetic risk factor for vascular disease：A common mutation in methylen－etetrahydrofolate reductase[J].Nature Genetics，1995，10（1）：111－113.

[10] BattstromL，Wilcken DE，Ohrvik J，et al.Common methylenetrahydrofolate reductase gene mutation leads to hyperhomocysteinemia but not vascular disease：The result of a meta－analysis[J].circulation，1998，98（23）：2520－2526.

[11] Casas JP，Bautista LE，Smeeth L，et al.Homocysteine and stroke：Evidence on a casual link from mendelian randomisation[J].Lancet，2005，365（9455）：224－232.

[12] Somarajan BI，Kalita J，Mittal B，et al.Evaluation of MTHFR C677T polymorphism in ischemic and hemorrhagic stroke patients.A case－control study in a Northern Indian population[J].J Neurol Sci，2011，304（1－2）：67－70.

[13] Pezzini A，Del Zotto E，Archetti S，et al.Plasma homocysteine concentration，C677T MTHFR genotype，and 844ins68bp CBS genotype in young adults with spontaneous cervical artery dissection and atherothrombotic stroke[J].Stroke，2002，33（3）：664－669.

[14] Tsai MY，Garg U，Key NS，et al.Molecular and biochemical approaches in the identification of heterozgotes for homocysteinuria[J].Atherosclerosis，1996，122（1）：69－77.

[15] 南光賢，王利平.MTHFR C677T和CBS T833C G919A基因突變與青年缺血性腦卒中的關系[J].中國實驗診斷學，2007，11（11）：1538－1540.

[16] Wang X，Qin X，Demirtas H，et al.Efficacy of folic acid supplementation in stroke prevention：A meta－analysis[J].Lancet，2007，369（9576）：1876－1882.

[17] 王智斌，袁紅，譚大昌.血清同型半胱氨酸與糖尿病腎病[J].四川醫(yī)學，2004，25（1）：96－97.

[18] Chamber JC，Obeid OA，Refsum H，et al.Plasma homocysteine concentrations and risk of coronary heart disease in UK Indian Asian and European men[J].Lancet，2000，355（9203）：523－527.

[19] Gao W，Tang J.Hyperhomocysteinmia：A new risk factor for many kinds of diseases：Summary for national symposium on hyperhomocysteinmia and disease[J].Chin Med J，1999，79（1）：15.

[20] Wald DS，Law M，Morris JK.Homocysteine and cardiovascular disease：evidence on causality from a meta－analysis[J].BMJ，2002，325（7374）：1202.

[21] 何紅，甄靜，張之福，等.急性腦梗死患者血漿同型半胱氨酸水平及臨床意義[J].中國誤診學雜志，2009，9（10）：2279－2280.

[22] Eikelboom JW，Hankey GJ，Anand SS，et al.Association betwe－en high homocyst（e）ine and ischemic stroke due to large and smallartery disease but not other etiologic subtypes of ischemic stroke[J].Stroke，2000，31（5）：1069－1075.

[23] Nishiya D，Omura T，Shimada K，et al.Effects of erythro poietin on cardiac remodeling after myocardial infarction[J].J Pha rmacol Sci，2006，101（1）：31－39.

[24] Dayal S，Arning E，Bottiglieri T，et al.Cerebral vascular dysfunction mediated by superoxide in hyperhomocysteineic mice[J].Stroke，2004，35（8）：1957－1962.

[25] Sen S，Reddy PL，Grewal RP，et al.Hyperhomocysteinemia is associated with aortic atheroma progression in Stroke/TIA patients[J].Frontiers in Neurology，2010，（1）：131－137.

[26] Hou Dongzhe，Gao Xiaogang，Li Yi.Correlation between high sensitive C reactive protein and homocysteine with the Se－verity of stroke and activities of daily life[J].Chin J Rehabilition，2011，26（1）：22－24.

[27] Faraci FM，Lentz SR.Hyperhomocysteinemia，oxidative stres－s，and cerebral vascular dysfunction[J].Stroke，2004，35（2）：345－347.

[28] Zhou W，Chai H，Lin PH，et al.Ginsenoside Rb1 blocks homocysteine induced endothelial dysfunction in porcine coronary arteries[J].J Vasc Surg，2005，41：861－868.

[29] Nonaka H，Tsujino T，Watari Y，et al.Taurine prevents the decrease in expression and secretion of extracellular superoxide dismutase induced by homocysteine：Ameliorati on of homocysteineinduced endoplasmic reticulum stress by taurine[J].Circulation，2001，104（10）：1165－1170.

[30] Zhang C，Cai Y，Adachi MT，et al.Homocysteine induces programmed cell death in human vascular endothelial cells thro ugh activation of the unfolded protein response[J].Biol Chem，2001，276（38）：35867－35874.

[31] Urano F，Wang X，Bertolotti A，et al.Coupling of stress in the ER to activation of JNK protein kinases by transmembr ane protein kinase IRE1[J].Science，2000，287（5453）：664－666.

[32] Tsai JC，Perrella MA，Yoshizumi M，et al.Promotion of vascu－lar smooth muscle cell growth by homocysteine：A link to atherosclerosis[J].Proc Natl Acad Sci USA，1994，91（14）：6369－6373.

[33] Boysen G，Brande T，Christense H，et al.Homocysteine and risk of recurrent stroke[J].Stroke，2003，34（5）：1258－1261.

[34] Midorikawa S，Sanade H，Hashimoto S，et al.Enhancement by sion and secretion from vascular endothelial and smooth muscle cells[J].Bioehem Biophys Res Commun，2000，272（1）：182－185.

[35] Khajuria A，Houston DS.Induction of monocyte tissue factor expression by homocysteine：A possible mechanism for thrombosis[J].Blood，2000，96（3）：966－972.

[36] Ferguson E，Hogg N，Antholine WE，et al.Characterization of the adduct formed from the reaction between homocysteine thiolactone and lowdensity lipoprotein：Antioxidant implications[J].Free Radic Biol Med，1999，26（7－8）：968－977.

[37] 張玲端，馬興榮，李瑋峰，等.缺血性中風始發(fā)狀態(tài)中醫(yī)證型與血漿 HCY、LDLC的關系[J].中華實用中西醫(yī)雜志，2008，21（18）：1424－14 27.

[38] 張玲端，李偉峰，馬興榮，等.缺血性中風血漿后遺癥期中醫(yī)證型特點與 HCY關系的臨床研究[J].江蘇中醫(yī)藥，2009，41（9）：20－21.

[39] Selhub J，Jacques PF，Bostom AG，et al.Relationship between plasma homocysteine and vitamin status in the Framingham study population.Impact of folic fortification[J].Public Health Rev，2000，28（1－4）：117－145.

[40] 王擁軍，劉力生，饒克勤，等.我國腦卒中預防策略思考：同時控制高血壓和高同型半胱氨酸氨酸水平[J].中華醫(yī)學雜志，2008，88（47）：3316－3318.