同型半胱氨酸與癡呆：國際共識聲明

譯者：董珍，朱婷珂，徐俊

2 0年前，兩項病例對照研究發現血漿或血清總同型半胱氨酸（serum total homocysteine，tHcy）與AD相關，其中AD分別經臨床和組織病理學標準診斷。此外，組織病理學研究還發現血管性癡呆與tHcy升高相關。B族維生素、葉酸和維生素B12是tHcy的主要決定因素，研究發現紅細胞中葉酸降低、血清中葉酸降低和血清維生素B12降低同樣與AD相關。以上研究促使我們提出疑問：“高tHcy，又一個新的AD危險因素？”

本共識聲明并非系統評價，而是專家組根據近期的綜述，得出tHcy升高與癡呆存在因果關系的結論。共識聲明認為tHcy可導致癡呆，且對公共健康具有重要意義。

認知損害的發展是多因素共同作用的結果，tHc y升高只是其中一個“充分病因”。根據Kenneth J.Rothman提出的“因果推斷標準”，癡呆的“充分病因”包括各種“成分病因”，如年齡、高同型半胱氨酸血癥（hyperhomocysteinemia，HHcy）、高血壓、吸煙、低體力活動、ApoE4基因型及其他血管危險因素。需要指出的是，通常“充分病因”種類很多，而每種病因都有不同的組成部分，故HHcy可能同時屬于多種病因（圖1）。HHcy作為癡呆的危險因素的強度，不僅根據其單獨在癡呆病因學中的作用，而且還取決于“充分病因”中的其他因果成分的普遍性。通過消除老年人群中的HHcy，可以使包含tHcy升高在內的“充分病因”無法導致癡呆。

圖1 假設的癡呆的“充分病因”

一個經常提出的問題是：tHcy升高可直接導致認知功能損害，或僅是不良生活方式和（或）B族維生素缺乏等原因的標志物？如圖2所示，我們認為實際上直接和間接途徑都可能發生。盡管如此，大多數前瞻性研究都發現在調整B族維生素狀態后，tHcy的升高仍然與認知功能損害相關，支持tHcy是獨立于B族維生素的認知損害的危險因素。此外，在Hcy和B族維生素對認知功能的作用（homocysteine and B vitamins in cognitive impairment，VITACOG）試驗中，通過貝葉斯分析，使用有向無環圖分析顯示，B族維生素可通過降低tHcy而減緩局部腦萎縮，從而減慢認知損害。有充分的證據表明，tHcy升高是認知損害的一個危險因素，但它可能與其余一些本身可決定tHcy的因素共同發揮作用，我們將在下文討論。

根據Bradford Hill的因果關系標準，研究者分析了tHcy在癡呆中的潛在因果作用。Bradford Hill提出了9項支持因果關系的特征：強度、一致性、特異性、時序性、生物梯度、合理性、連貫性、類比法和試驗。我們將采用相同的方法，并時刻謹記這些特征存在的局限性。

1 總同型半胱氨酸升高與癡呆之間的關聯強度

為了更好理解與tHcy升高相關的癡呆風險，我們匯總了7項基于前瞻性觀察性研究的Meta分析（表1）。所有Meta分析均顯示tHcy升高與癡呆有顯著關聯，合并危險度估值為1.15～2.5。

在最新的一篇綜合性Meta分析中研究了36種可干預的危險因素與AD之間的關系。該文章納入13項隊列研究，共6310例受試者，得出tHcy升高導致AD的合并相對危險度是1.15（1.02～1.27），并被列為一級證據。以上7項Meta分析獲得的風險估值存在差異，是由所納入的隊列研究不同所致，且對高tHcy的定義不完全相同。然而，普遍的發現是隨著tHcy的升高，受試者患癡呆的風險增加。

一項Meta分析基于孟德爾隨機對亞甲基四氫葉酸還原酶（methylenetetrahydrofolate reductase，MTHFR）C677T基因多態性與tHcy升高的關系進行匯總，避免了觀察性隊列研究的潛在偏倚。共納入34項研究，9397例受試者，發現TT等位基因與CC等位基因相比，AD的比值比為1.37（1.15～1.63）。在該Meta分析中，作者還對tHcy進行評估，發現tHcy每增加1個標準差，合并比值比為3.37（1.9～5.95），且這種關聯在亞洲和混合人群中的強度高于高加索人群。

通過HHcy的患病率和癡呆的相對危險度，可以估計出由于tHcy升高導致的癡呆人群的歸因危險度（population attributable risk，PAR）。表1顯示的PAR估計值是基于獨立的相對危險度，以及HHcy的患病率為25%或30%，因為大多數研究將tHcy分布的上四分位數或三分位數是定義HHcy的閾值。PAR%是指HHcy（所討論的暴露因素）引起的癡呆在所有老年癡呆患者（即暴露和非暴露）中的百分比，同樣可理解為如果消除HHcy能預防癡呆的發病率。引人矚目的是除一項Meta分析外，PAR表明通過降低tHcy可以預防約12%～31%的癡呆或AD發生。

圖2 tHcy與認知功能損害因果關系的平行途徑

表1 2009年以來在前瞻性隊列研究中關于血漿同型半胱氨酸升高與癡呆或AD之間的關系的Meta分析

2 總同型半胱氨酸升高與認知功能損害之間的一致性

如上述Meta分析和綜述所提到的，世界各地大量探討認知損害或癡呆與tHcy關系的研究結果高度一致。有研究使用多重Logistic回歸來評估危險因素的一致性，并總結了8種不同的可干預的危險因素：“結合兩種標準（AD事件中關聯的強度和整體的一致性），目前最有力的證據是血漿Hcy水平升高或教育程度降低可增加癡呆風險，而體力活動增加可降低癡呆風險”。

我們得出tHcy升高與認知功能損害之間的關聯強且一致，但“強關聯性對于因果關系既不必要也不充分”。

3 總同型半胱氨酸升高與認知功能損害之間的特異性

除癡呆外，tHcy升高與許多臨床結局有關。例如，涉及脈管系統損害的疾病，缺血性心臟病，卒中和年齡相關性黃斑變性。腦血管系統受損很可能直接引起認知損害，同時血管功能不全也會損害神經系統，導致認知損害和癡呆。因此，tHcy與認知功能之間不具有特異性。然而，不應過分強調特異性的重要性，事實上，也有觀點認為“該標準作為一般規則是無效的”。

4 總同型半胱氨酸升高與認知功能損害之間的時序性

時序性這一特征對排除反向因果關系至關重要，例如認知功能損害反過來也可導致飲食、生活方式、其他疾病和藥物使用方面的改變，從而升高tHcy（圖2）。盡管晚期癡呆患者可能出現HHcy（由于喂養困難或微量營養素吸收不良），但記憶和衰老調查牛津項目（the Oxford Project to Investigate Memory and Ageing，OPTIMA）研究通過3年的隨訪發現，癡呆患者tHcy水平并未隨著病情惡化而升高。相反，在復查大腦影像學檢查后發現，納入研究時tHcy較高的患者病情惡化更快。大量的前瞻性研究在受試者出現認知損害之前很久便會收集血樣，符合時效性。如弗洛明翰（Framingham）研究和哥德堡女性（Gothenburg Women）研究，血液采樣測量tHcy和診斷認知功能損害或癡呆之間的時間間隔分別長達13年和35年。

因此，完全可滿足時序性標準（高同型半胱氨酸血癥→癡呆）。

5 總同型半胱氨酸升高與認知功能損害之間的生物梯度關系

許多前瞻性研究表明，tHcy與認知損害或癡呆之間存在梯度關系。該梯度通常通過高于其發生損傷的閾值濃度或通過濃度反應關系來顯示，從表1所示的Meta分析中的暴露閾值也可以看出。一項對意大利北部的正常老年人展開的研究發現隨著基線tHcy的升高，其癡呆的發病率增加，與tHcy＜10.1 μmol/L的患者相比，tHcy＞15.0 μmol/L的患者癡呆發病率高出約5倍，充分體現了濃度反應關系。在OPTIMA研究中也顯示出明顯的濃度依賴性，隨著tHcy值在10.0～18.0 μmol/L范圍內升高，AD患者認知功能下降速率加快。AD患者tHcy濃度與內側顳葉萎縮率存在閾值效應，tHcy＞11.1 μmol/L的患者與tHcy＜11.1 μmol/L相比，癡呆發病率增加。另外，在標準老化研究（the Normative Aging Study）中也發現，tHcy 濃度在11 μmol/L時存在閾值，表現為空間復制能力受損。我們將在下文探討與降低tHcy濃度的治療相關的閾值問題。

因此，tHcy升高與認知損害之間的關系充分滿足生物梯度的標準。

6 總同型半胱氨酸升高與認知損害之間的合理性

“合理性是指假設的生物合理性，這是一個遠離客觀或絕對的重要問題。”

前面圖2和綜述已經探討了究竟tHcy升高本身會引起癡呆，抑或其只是其他病因（如B族維生素缺乏）的標志。已知許多不同的生物學機制可以將tHcy升高與認知功能損害聯系起來，包括血管機制到局部腦萎縮，神經元纖維纏結和淀粉樣蛋白斑塊形成，神經元死亡和表觀遺傳機制。這些機制并不互斥，且幾種不同的通路可能同時存在。

因此，tHcy與認知損害的關系是非常合理的。

7 總同型半胱氨酸升高與認知功能損害之間的連貫性

“連貫性是對因果關系的解釋，與疾病的自然史和生物學并不沖突。”

在認知功能損害和癡呆的生物學方面，關鍵是神經元的喪失，導致局部腦萎縮及不溶性蛋白質沉積，如斑塊中的β-淀粉樣蛋白和神經元纖維纏結中的磷酸化Tau蛋白（phosphorylated Tau，P-Tau）。先前一篇研究顯示AD患者tHcy升高與發生內側顳葉萎縮的概率相關，此后已廣泛證實tHcy升高與局部腦萎縮的關系，包括最新的VITACOG試驗。血漿tHcy、CSF中S-腺苷同型半胱氨酸升高與CSF中P-Tau水平升高有關，一項臨床病理學研究也發現患者在死亡前幾年tHcy升高與大腦皮層神經元纖維纏結密度的增加有關。動物研究表明，HHcy能對Aβ途徑中的基因表達進行表觀遺傳調控，使大腦中淀粉樣蛋白沉積增加，P-Tau形成增多，使培養皿中和在體海馬神經元死亡，導致各種認知功能缺損。

因此，從分離細胞、動物和人類神經病理學研究方面，說明tHcy與認知損害和癡呆的關系是連貫的。

8 總同型半胱氨酸升高與認知功能損害之間的類比法

這個標準對于因果關系的爭論并不重要，但應該指出的是，與Hcy分子相似的物質對神經系統有毒性作用。Hcy是一種興奮性氨基酸，作用于N-甲基-D-天冬氨酸（N-methyl-Daspartic acid，NMDA）受體導致細胞死亡。Hcy硫內酯在動物中具有神經毒性，并導致賴氨酸殘基上蛋白質發生N-Hcy酰化。

9 總同型半胱氨酸升高與認知功能損害之間的實驗證據

Bradford Hill認為，證明條件和結果之間因果關系的最有力證據是實驗性干預。提出兩個問題：第一，在老年人中故意升高tHcy是否會導致認知功能損害；第二，降低tHcy是否可以預防認知功能損害？

綜述中總結的幾項動物研究表明，通過給動物直接給藥或喂食缺乏B族維生素的飲食來升高tHcy，與認知功能損害有關。在人體中升高tHcy是違背倫理的，但常見的基因多態性（MTHFR中的C677T）與tHcy濃度的中度升高有關，并且與患AD的風險顯著增加有關（表1）。由于生活方式的改變，人體內tHcy水平可能會隨著時間的推移而改變，有研究評估了1670例老年人，發現6年后tHcy升高達8 μmol/L者平均記憶力測試得分低于那些tHcy未改變的受試者；相反，在6年后tHcy降低達6 μmol/L的患者，平均記憶力測試得分更高。

9.1 臨床試驗 多項臨床試驗給予正常老年人、MCI老年人或癡呆患者補充B族維生素，以探究降低tHcy能否延緩認知功能下降或預防認知功能損害。這些降低Hcy試驗的綜述和基于此的Meta分析已經發表。這些綜述都討論了試驗的無效性，因為安慰劑組在試驗期間并沒有認知功能下降，正如一篇綜述所說：“……你無法阻止沒有發生的事情”。因此遺憾的是，在這項納入20 431例參與者的最大型Meta分析中，有76%的參與者沒有基線的認知功能測量，因此無法評估安慰劑組的認知能力下降。在之后一項Meta分析包含的兩項試驗中（2825例參與者），安慰劑組出現認知功能減退，在B族維生素治療組（基線高tHcy或缺乏B族維生素）中發現治療能顯著改善認知功能狀態。該Meta分析的作者認為這兩項研究的發現是“由于偶然性”，盡管事實上這兩項試驗是唯一能夠回答B族維生素治療HHcy是否會延緩認知功能下降的研究。

我們建議在該領域進行有意義的臨床試驗，且應滿足表2中列出的一系列標準，以便獲得可行的結果。

目前，有3項已公布的試驗完全滿足表2中列出的標準，均為在老年人中積極使用一種或多種B族維生素（葉酸，維生素B6和B12）進行治療。我們將簡要總結這些試驗的主要發現。

9.1.1 葉酸和頸動脈內膜中層厚度試驗 葉酸和頸動脈內膜中層厚度（the Folic Acid and Carotid Intima-media Thickness trial，FACIT）試驗在荷蘭共招募818例認知正常老年人，其基線tHcy范圍為13～26 μmol/L。試驗組予以葉酸0.8 mg/d治療3年，與安慰劑組相比，tHcy下降了26%。安慰劑組在與速度相關的3個認知領域（信息處理、感覺運動、復雜）得分下降，而記憶得分更高（可能是由于學習效果）。葉酸治療減緩了信息處理速度的下降，這在基線tHcy高于中位數的參與者中更明顯。葉酸組在記憶和整體認知功能方面改善情況優于安慰劑組。作者估測葉酸治療使個體在記憶方面年輕4.7歲，感覺速度年輕1.7歲，信息處理速度年輕2.1歲，整體認知功能年輕1.5歲。這些結果表明，降低tHcy可以延緩自然衰老進程中的認知變化。

9.1.2 阿爾茨海默病合作研究試驗 阿爾茨海默病合作研究試驗（Alzheimer disease cooperative study trial）在美國共招募340例診斷為很可能AD的參與者。予以每天5 mg葉酸，1 mg維生素B12和25 mg維生素B6積極治療18個月，使tHcy降低26%（9.2 μmol/L降至6.78 μmol/L）。整個隊列研究中，安慰劑組和積極治療組在幾項認知和臨床測試中沒有顯著差異，但亞組分析顯示基線簡易精神狀態量表（mini-mental state examination，MMSE）評分與B族維生素治療效果之間有相互作用，即基線MMSE得分較高的患者，B族維生素治療獲益明顯。在基線臨床癡呆（clinical dementia rating，CDR）評分為0.5分的患者中也觀察到了類似的效果：在共18個月的研究期間，B族維生素治療減緩了MMSE下降的速度。這些結果表明B族維生素治療可能對輕度AD患者有效，但對中度AD患者則無效。

9.1.3 同型半胱氨酸和B族維生素對認知功能作用試驗 VITACOG試驗旨在研究每日服用B族維生素（0.8 mg葉酸，0.5 mg維生素B12，20 mg維生素B6）降低tHcy治療2年是否能減慢MCI人群中全腦萎縮加速的速率。該實驗次要結局是認知功能和臨床變化。在接受MRI掃描的168例參與者中，與安慰劑組相比，B族維生素治療組tHcy降低30.2%，并使腦萎縮速率減慢29.6%。B族維生素治療對腦萎縮的影響受到基線tHcy濃度的顯著影響：最高四分位數（tHcy＞13 μmol/L）的參與者顯示腦萎縮率減慢53%。在認知功能和臨床評估中也發現基線tHcy的明顯影響：在安慰劑組中，只有tHcy高于中位數（11.3 μmol/L）的患者顯示出顯著的認知功能下降。B族維生素治療減緩或阻止了高于tHcy中位數的患者情景記憶、語義記憶和整體認知（MMSE）的下降。B族維生素治療對CDR和老年人認知功能下降知情者問卷（informant questionnaire for cognitive decline in the elderly，IQCODE）這兩項臨床測評也有益，但僅限于tHcy＞13 μmol/L的參與者。對VITACOG的影像數據進行進一步的體素分析表明，B族維生素治療明顯減緩了AD中受影響最嚴重的大腦區域萎縮的速度（88.5%）。貝葉斯有向無環圖分析證明了以下因果途徑：

B族維生素（主要是維生素B12）→降低tHcy→減緩腦萎縮→減慢認知能力下降速度

這些結果與以下觀點一致：降低具有高tHcy的MCI患者的tHcy可減慢疾病進展速度。

值得注意的是，VITACOG試驗參與者血液樣本的事后分析（post-hoc）顯示，僅具有良好的基線ω-3脂肪酸狀態的受試者能從B族維生素治療中獲益，使腦萎縮、認知功能和臨床衰退速度減慢。這一結果表明，在今后的B族維生素試驗中，需重點保證參與者中良好的ω-3脂肪酸狀態，或者合用B族維生素和ω-3脂肪酸。VITACOG試驗還證實了心血管試驗的結果，即抗血小板藥物可能與B族維生素治療相互作用，使只有未服藥者出現有益影響。有趣的是，在VITACOG試驗中，使用非甾體類抗炎藥與阿司匹林藥物得到了不同的效果。

總而言之，我們從Bradford Hill的最后一個標準得出結論，大量的實驗證據支持tHcy升高導致認知功能損害的因果作用。許多報道B族維生素無效的試驗都受到了設計缺陷的影響，即安慰劑組的受試者不太可能做出回應，或者未出現認知功能下降。

10 結論和未來的方向

根據Bradford Hill提出的原則，通過分析已發表的研究結果，我們得出結論，tHcy升高是認知功能損害和癡呆的一個密切但可干預的危險因素。

該結論具有某些潛在的公共衛生意義。記憶門診應篩查tHcy是否升高，且應對tHcy升高的人群補充B族維生素。在瑞典已經開展該項工作。此外，一項建模研究表明，這項政策在英國具有很高的成本效益。重要的是確定何時該開始臨床干預的tHcy濃度閾值。在之后的建模研究中，采用tHcy＞13 μmol/L作為閾值。與FACIT試驗招募的臨界值及在VITACOG試驗中B族維生素治療能臨床獲益的濃度相同，故有充分地證據支持。另一方面，VITACOG證明在11～13 μmol/L范圍內認知可獲益，tHcy＞11 μmol/L是在OPTIMA原始研究中檢測到明顯內側顳葉萎縮的閾值。此外在標準老齡化研究中，tHcy濃度為11 μmol/L是空間復制受損的tHcy閾值，在蘇格蘭的流行病學研究中，tHcy＞10.8 μmol/L時癡呆發病率已經增加。如果后者得到證實，那么tHcy的閾值取10～11 μmol/L之間可能更合適。在老年人中將tHcy濃度的正常范圍定義為10～13 μmol/L可能較為合適。

顯然迫切需要根據表2所示的標準進行大規模干預試驗，以觀察補充B族維生素（理想情況下與ω-3脂肪酸合用）能否延緩或避免MCI患者的認知功能進一步減退或轉化為癡呆。結果表明，只有當目標組有可能效果時試驗才會成功，即最初有高tHcy和（或）參與Hcy代謝的B族維生素的不良狀態，而且要求隨訪時間足夠長，使安慰劑組患者出現認知功能進一步下降或癡呆。如欲進一步證實降低tHcy可以延緩癡呆的進展，那么應該擴大tHcys的篩查范圍擴展至所有65歲以上的老年人，即認知功能下降開始加速的年齡。