高同型半胱氨酸血癥與缺血性腦卒中的研究進展

張 俊綜述，郭富強審校

(1.成都市新都區人民醫院，四川 成都 610500;2.四川省醫學科學院·四川省人民醫院神經內科，四川 成都 610072)

過去數十年的研究均認為腦卒中危險因素中不可控的因素有年齡、性別、種族及遺傳，可控因素諸如吸煙、糖尿病、高脂血癥等等［1～3］。近年來，一些流行病學觀察發現高同型半胱氨酸(Hyperhomocysteinemia，Hhcy)可增加腦卒中發病的風險［4～7］。

1 同型半胱氨酸(homocysteine，Hcy)的代謝及影響

Hcy是一種含硫非必需氨基酸，是蛋氨酸代謝的中間產物。肝臟和腎臟為其主要代謝器官。其細胞內代謝途徑有一條來路和三條去路，來路即指蛋氨酸去甲基形成Hcy。第一條去路為Hcy再甲基化:Hcy在維生素B12依賴性蛋氨酸合成酶(MS)催化下，由5-甲基四氫葉酸提供甲基合成蛋氨酸。甲基供體的形成依賴亞甲四氫葉酸還原酶(MTHFR)。第二條去路為轉硫基途徑:Hcy在胱硫醚合成酶(CBS)催化下合成胱硫醚，維生素為其輔助因子。第三條去路為Hcy直接釋放到細胞外液，形成一定的Hcy血濃度。因此，Hcy代謝受以上各種酶活性及血清葉酸、維生素B6、維生素B12濃度的影響。Hcy代謝相關酶MS、CBS、MTHFR等遺傳性缺陷致酶活性降低是引起Hcy血濃度增高的重要原因之一。代謝底物蛋氨酸來源過多及葉酸、維生素B12或B6缺乏均可引起Hcy增高。導致Hcy升高的原因還有慢性腎功能不全引起的降解能力受損和某些藥物影響，如氨甲蝶呤，苯妥英納等。方理剛等［7］研究發現血漿Hcy與葉酸、維生素B12呈負相關，補充足量的葉酸可加速Hcy甲基化速度，從而有效地減少血Hcy水平。

2 Hhcy血癥與AS的關系

Mecully于1969年首次提出把Hcy濃度與(atherosclerosis，AS)聯系起來，隨后在70年代末至 80年代初，Wilcken等研究中度 Hcy濃度升高與血管疾病的關系，再隨著血漿和血清中Hcy檢測水平的提高和分子生物學技術的發展，80年代中期起，此方面研究得到了快速發展。

近來研究表明，血漿Hcy水平輕至中度增高可加速AS，并促進動脈與靜脈血栓形成，從而引起心腦血管疾病及周圍血管疾病［8］。Spancer等［9］研究Hcy與血小板和內皮細胞活化標記物之間相關性，結果提示血小板活化可能是Hhcy血癥導致高血壓患者血栓形成風險增高的機制之一。李保華等［10］研究表明，血漿Hcy水平與維生素B12和葉酸呈負相關，說明導致Hhcy血癥的重要原因之一可能是血漿內維生素B12和葉酸的降低，提示適當補充葉酸及維生素B12可有效降低Hcy水平，從而達到預防AS及狹窄和穩定斑塊的目的。徐娟等［11］研究發現在高血壓病和高血壓伴腦梗死的患者中，Hcy與頸動脈內中膜的厚度是呈正相關，且Hcy水平的升高可促進彈力纖維的溶解和膠原纖維的合成，從而改變血管壁中兩種纖維的固定比例，即改變動脈壁的彈性。Hcy的活化形成可促使血小板聚集，并可與載脂蛋白B形成致密的復合物，且易于被血管壁巨噬細胞吞噬，從而引起血管壁脂肪堆積，促進AS形成。與此同時，也有一些前瞻性研究持否定態度。所以，Hcy與AS及其并發癥的關系需更大規模的臨床病例來驗證。

3 Hhcy血癥與腦卒中

關于Hhcy血癥與腦血管病關系的研究最早由Brattstorm在1984年報道。此后越來越多的證據表明，Hhcy血癥是腦卒中的獨立危險因素。Tan等［12］研究109例首發腦梗死的亞洲青年卒中患者，發現病例組空腹Hcy水平均高于對照組，尤其是大動脈梗死組的平均Hcy水平顯著高于其他病例組。同時發現，病例組平均維生素B12水平低于對照組，而大動脈區梗死組的平均維生素B12水平最低。因此，此研究證明Hcy水平增高與卒中危險性之間存有明顯的相關性，是青年缺血性卒中，尤其是大動脈區梗死的獨立危險因素。

一項病例對照研究［13］在中國6個中心共納入1823例腦卒中患者和1832例對照，結果表明，Hhcy人群(≥16μmol/L)腦卒中風險增加了87%(OR=1.87，95%CI 1.58 ～2.22)，提示血漿 Hcy水平與腦卒中發生風險密切相關，且其可準確預測腦卒中風險。一項meta分析研究［14］發現血漿Hcy升高5 μmol/L腦卒中風險增加59%，而Hcy降低3μmol/L腦卒中風險降低24%。Wang等［15］研究補充葉酸防治腦卒中的隨機臨床試驗，結果表明補充葉酸總體上能夠使腦卒中風險下降18%(RR=0.82，95%CI 0.68～1.00)，說明作為一級預防措施，補充葉酸降低Hcy能夠可顯著降低腦卒中風險。

諸多研究提示輕度Hhcy(Hcy血漿水平不超過30μmol/L)可能是頸動脈夾層導致缺血性腦卒中的一個危險因子，正如最近的研究［16］表明Hhcy和缺血性卒中的聯系歸因于動脈粥樣硬化性血栓或小動脈疾病。在此基礎上，發現了一種可能降低血漿Hcy水平的治療措施—維生素補充物。可惜的是，大量的干預研究給出了相互矛盾的數據［17，18］，一些研究表明此種方法對腦卒中無益，且對干預心血管事件的發生亦沒有效果［19，20］。盡管如此，一些專家認為，尤其對總體大小的研究問題上，沒有充分的大量的證據資料進行統計分析［21］。與此類似，研究攝取葉酸降低Hcy水平對由Hcy生理水平的提升導致的內皮功能紊亂的效應的結果也是相互沖突的［22］。

4 Hcy致AS和腦卒中的機制

4.1 Hcy與內皮細胞損傷 一氧化氮(NO)和內皮素(ET)是人體血管內皮細胞合成的重要活性物質，一氧化氮合酶(NOS)是NO合成的關鍵酶。生理情況下，它們之間存在著制約關系，維持相互間的動態平衡。如果內皮細胞損傷則內皮功能失調，從而啟動和促進AS的形成和發展。Hcy氧化可產生自由基和過氧化氫，后者對血管內皮有強烈的毒性作用。此外，將血管內皮細胞置于Hhcy的溶液中，發現Hcy能阻礙內皮誘導松弛因子 NO的產生［23］，NO可與Hcy結合形成S-亞硝基Hcy，抵抗Hcy對內皮細胞的毒性作用，故NO產生受阻，使Hcy的毒性作用增強。另外，過氧化氫酶可防止Hcy對血管內皮的損傷，提示Hcy對血管內皮的損傷是通過氧自由基介導的，同時自由基和過氧化氫可氧化低密度脂蛋白膽固醇，增加泡沫細胞的形成，致使血管內膜增厚。Chen等［24］在研究豬冠脈和頸動脈的觀察中發現，Hcy能顯著降低內皮依賴性血管舒張反應和內皮型NOS的免疫活性，并導致明顯的內皮損傷，提示在Hhcy血癥的患者中，Hcy介導的內皮功能障礙和損傷在血管損傷的過程中可能扮演了重要的角色。所以，Hcy可通過提高細胞內氧自由基含量使內皮細胞活力下降。此外，體外實驗觀察到Hcy對培養的內皮細胞呈劑量依賴性的毒性作用，表現為內皮細胞呈梭形，排列混亂，除去Hcy后細胞形態可恢復正常，提示Hcy對內皮細胞的生成有抑制作用。由此可見，Hcy可通過對內皮內分泌功能的影響而發揮作用。

4.2 Hcy與低密度脂蛋白(LDL)氧化 Ventura等［25］對25名健康成人的蛋氨酸(生成 Hcy的底物)負荷試驗顯示，口服蛋氨酸后8 h，血漿氧化蛋白、丙二醛(MDA)水平明顯提高，血漿Hcy從17.6 nmol/ml升至54.3 nmol/ml，且上述指標在 Hcy達到峰值時升高最為顯著，這提示Hcy具有增強脂質氧化的作用。Hcy能增強LDL的自身氧化，而氧化的LDL能影響NO的合成和凝血酶調節蛋白的活性，從而導致內皮功能的進一步受損。

4.3 Hcy與平滑肌細胞增殖 平滑肌細胞增殖是AS形成過程中的中心環節。Hcy可增強細胞因子介導的誘生型一氧化氮合酶(iNOS)的合成，促進平滑肌細胞合成NO。平滑肌來源的NO具有以下作用:①促進血管平滑肌細胞從收縮型逆分化為合成型;②在病理條件下，過量NO具有細胞毒性和細胞溶解作用，導致細胞死亡和壞死，促進 AS形成。Hcy從多方面影響血管平滑肌細胞膠原合成和代謝。有研究發現［26］，Hcy對膠原酶合成具有雙向調節作用，Hcy＜0.01 mmol/L時，膠原酶表達增強;Hcy＞0.01 mmol/L時，膠原酶合成則被抑制。Hcy也可通過影響細胞生物化學反應而直接損傷血管膠原纖維。Hcy的脫水代謝產物Hcy硫內脂與LDL的載脂蛋白B(apoB)游離氨基結合，形成一種聚集的致密蛋白，易被巨噬細胞吞噬、降解，參與新生AS斑塊內泡沫細胞的形成。Murthy等［27］研究發現，Hhcy使主動脈VSMC增殖了3倍，對蛋氨酸飼養大鼠的頸動脈進行人為損傷后，其內膜發生超常增生。而VSMC過度增殖并向內皮下移行是AS的特征，因此Hhcy在AS的形成中可能起重要作用。

4.4 Hhcy對凝血系統的影響 Hhcy增加凝血因子Ⅴ和Ⅹ的活性，選擇性抑制血栓調節素的表達，干擾內皮蛋白細胞調節，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。因此，機體凝血和纖溶之間的平衡被破壞，促使血栓形成［28～30］。同時，有研究［31］報道，Hhcy破壞凝血和纖溶的平衡，使機體處于血栓前狀態，Hhcy加強凝血因子Ⅻ和Ⅴ的活性，降低抗凝血因子Ⅲ、Ⅳ的活性，阻止組織纖溶酶原激活物與血管內皮結合，從而干擾內皮的纖溶活性，促進血栓的形成［32］。

5 小結與展望

諸多研究證據表明血漿Hcy水平與AS及腦卒中相關，說明血漿Hcy濃度是一種獨立的危險因子。Hcy促進AS的具體機制尚未明確，許多體外及動物實驗顯示，Hhcy導致AS可能與其使內皮功能障礙，促進平滑肌增殖，增強LDL氧化及破壞機體凝血和纖溶之間的平衡有關。降低空腹Hcy水平主要依靠葉酸，維生素B12只有輕度作用，單獨使用維生素B6無效。目前尚無統一的B族維生素治療方案，而且對于治療降低Hcy水平后能否降低腦血管疾病發病的危險性尚需大規模臨床試驗。許多體外實驗的Hcy濃度遠遠高于體內的生理濃度，故其對內皮細胞的毒性作用不能用Hcy的特異性來解釋，而且體外實驗和動物實驗尚未在人體內得到證實，這些都有待更多大量的臨床試驗來進一步研究解決。

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