高同型半胱氨酸血症与缺血性脑卒中的研究进展

张 俊综述，郭富强审校

(1.成都市新都区人民医院，四川 成都 610500;2.四川省医学科学院·四川省人民医院神经内科，四川 成都 610072)

过去数十年的研究均认为脑卒中危险因素中不可控的因素有年龄、性别、种族及遗传，可控因素诸如吸烟、糖尿病、高脂血症等等［1～3］。近年来，一些流行病学观察发现高同型半胱氨酸(Hyperhomocysteinemia，Hhcy)可增加脑卒中发病的风险［4～7］。

1 同型半胱氨酸(homocysteine，Hcy)的代谢及影响

Hcy是一种含硫非必需氨基酸，是蛋氨酸代谢的中间产物。肝脏和肾脏为其主要代谢器官。其细胞内代谢途径有一条来路和三条去路，来路即指蛋氨酸去甲基形成Hcy。第一条去路为Hcy再甲基化:Hcy在维生素B12依赖性蛋氨酸合成酶(MS)催化下，由5-甲基四氢叶酸提供甲基合成蛋氨酸。甲基供体的形成依赖亚甲四氢叶酸还原酶(MTHFR)。第二条去路为转硫基途径:Hcy在胱硫醚合成酶(CBS)催化下合成胱硫醚，维生素为其辅助因子。第三条去路为Hcy直接释放到细胞外液，形成一定的Hcy血浓度。因此，Hcy代谢受以上各种酶活性及血清叶酸、维生素B6、维生素B12浓度的影响。Hcy代谢相关酶MS、CBS、MTHFR等遗传性缺陷致酶活性降低是引起Hcy血浓度增高的重要原因之一。代谢底物蛋氨酸来源过多及叶酸、维生素B12或B6缺乏均可引起Hcy增高。导致Hcy升高的原因还有慢性肾功能不全引起的降解能力受损和某些药物影响，如氨甲蝶呤，苯妥英纳等。方理刚等［7］研究发现血浆Hcy与叶酸、维生素B12呈负相关，补充足量的叶酸可加速Hcy甲基化速度，从而有效地减少血Hcy水平。

2 Hhcy血症与AS的关系

Mecully于1969年首次提出把Hcy浓度与(atherosclerosis，AS)联系起来，随后在70年代末至 80年代初，Wilcken等研究中度 Hcy浓度升高与血管疾病的关系，再随着血浆和血清中Hcy检测水平的提高和分子生物学技术的发展，80年代中期起，此方面研究得到了快速发展。

近来研究表明，血浆Hcy水平轻至中度增高可加速AS，并促进动脉与静脉血栓形成，从而引起心脑血管疾病及周围血管疾病［8］。Spancer等［9］研究Hcy与血小板和内皮细胞活化标记物之间相关性，结果提示血小板活化可能是Hhcy血症导致高血压患者血栓形成风险增高的机制之一。李保华等［10］研究表明，血浆Hcy水平与维生素B12和叶酸呈负相关，说明导致Hhcy血症的重要原因之一可能是血浆内维生素B12和叶酸的降低，提示适当补充叶酸及维生素B12可有效降低Hcy水平，从而达到预防AS及狭窄和稳定斑块的目的。徐娟等［11］研究发现在高血压病和高血压伴脑梗死的患者中，Hcy与颈动脉内中膜的厚度是呈正相关，且Hcy水平的升高可促进弹力纤维的溶解和胶原纤维的合成，从而改变血管壁中两种纤维的固定比例，即改变动脉壁的弹性。Hcy的活化形成可促使血小板聚集，并可与载脂蛋白B形成致密的复合物，且易于被血管壁巨噬细胞吞噬，从而引起血管壁脂肪堆积，促进AS形成。与此同时，也有一些前瞻性研究持否定态度。所以，Hcy与AS及其并发症的关系需更大规模的临床病例来验证。

3 Hhcy血症与脑卒中

关于Hhcy血症与脑血管病关系的研究最早由Brattstorm在1984年报道。此后越来越多的证据表明，Hhcy血症是脑卒中的独立危险因素。Tan等［12］研究109例首发脑梗死的亚洲青年卒中患者，发现病例组空腹Hcy水平均高于对照组，尤其是大动脉梗死组的平均Hcy水平显著高于其他病例组。同时发现，病例组平均维生素B12水平低于对照组，而大动脉区梗死组的平均维生素B12水平最低。因此，此研究证明Hcy水平增高与卒中危险性之间存有明显的相关性，是青年缺血性卒中，尤其是大动脉区梗死的独立危险因素。

一项病例对照研究［13］在中国6个中心共纳入1823例脑卒中患者和1832例对照，结果表明，Hhcy人群(≥16μmol/L)脑卒中风险增加了87%(OR=1.87，95%CI 1.58 ～2.22)，提示血浆 Hcy水平与脑卒中发生风险密切相关，且其可准确预测脑卒中风险。一项meta分析研究［14］发现血浆Hcy升高5 μmol/L脑卒中风险增加59%，而Hcy降低3μmol/L脑卒中风险降低24%。Wang等［15］研究补充叶酸防治脑卒中的随机临床试验，结果表明补充叶酸总体上能够使脑卒中风险下降18%(RR=0.82，95%CI 0.68～1.00)，说明作为一级预防措施，补充叶酸降低Hcy能够可显著降低脑卒中风险。

诸多研究提示轻度Hhcy(Hcy血浆水平不超过30μmol/L)可能是颈动脉夹层导致缺血性脑卒中的一个危险因子，正如最近的研究［16］表明Hhcy和缺血性卒中的联系归因于动脉粥样硬化性血栓或小动脉疾病。在此基础上，发现了一种可能降低血浆Hcy水平的治疗措施—维生素补充物。可惜的是，大量的干预研究给出了相互矛盾的数据［17，18］，一些研究表明此种方法对脑卒中无益，且对干预心血管事件的发生亦没有效果［19，20］。尽管如此，一些专家认为，尤其对总体大小的研究问题上，没有充分的大量的证据资料进行统计分析［21］。与此类似，研究摄取叶酸降低Hcy水平对由Hcy生理水平的提升导致的内皮功能紊乱的效应的结果也是相互冲突的［22］。

4 Hcy致AS和脑卒中的机制

4.1 Hcy与内皮细胞损伤 一氧化氮(NO)和内皮素(ET)是人体血管内皮细胞合成的重要活性物质，一氧化氮合酶(NOS)是NO合成的关键酶。生理情况下，它们之间存在着制约关系，维持相互间的动态平衡。如果内皮细胞损伤则内皮功能失调，从而启动和促进AS的形成和发展。Hcy氧化可产生自由基和过氧化氢，后者对血管内皮有强烈的毒性作用。此外，将血管内皮细胞置于Hhcy的溶液中，发现Hcy能阻碍内皮诱导松弛因子 NO的产生［23］，NO可与Hcy结合形成S-亚硝基Hcy，抵抗Hcy对内皮细胞的毒性作用，故NO产生受阻，使Hcy的毒性作用增强。另外，过氧化氢酶可防止Hcy对血管内皮的损伤，提示Hcy对血管内皮的损伤是通过氧自由基介导的，同时自由基和过氧化氢可氧化低密度脂蛋白胆固醇，增加泡沫细胞的形成，致使血管内膜增厚。Chen等［24］在研究猪冠脉和颈动脉的观察中发现，Hcy能显著降低内皮依赖性血管舒张反应和内皮型NOS的免疫活性，并导致明显的内皮损伤，提示在Hhcy血症的患者中，Hcy介导的内皮功能障碍和损伤在血管损伤的过程中可能扮演了重要的角色。所以，Hcy可通过提高细胞内氧自由基含量使内皮细胞活力下降。此外，体外实验观察到Hcy对培养的内皮细胞呈剂量依赖性的毒性作用，表现为内皮细胞呈梭形，排列混乱，除去Hcy后细胞形态可恢复正常，提示Hcy对内皮细胞的生成有抑制作用。由此可见，Hcy可通过对内皮内分泌功能的影响而发挥作用。

4.2 Hcy与低密度脂蛋白(LDL)氧化 Ventura等［25］对25名健康成人的蛋氨酸(生成 Hcy的底物)负荷试验显示，口服蛋氨酸后8 h，血浆氧化蛋白、丙二醛(MDA)水平明显提高，血浆Hcy从17.6 nmol/ml升至54.3 nmol/ml，且上述指标在 Hcy达到峰值时升高最为显著，这提示Hcy具有增强脂质氧化的作用。Hcy能增强LDL的自身氧化，而氧化的LDL能影响NO的合成和凝血酶调节蛋白的活性，从而导致内皮功能的进一步受损。

4.3 Hcy与平滑肌细胞增殖 平滑肌细胞增殖是AS形成过程中的中心环节。Hcy可增强细胞因子介导的诱生型一氧化氮合酶(iNOS)的合成，促进平滑肌细胞合成NO。平滑肌来源的NO具有以下作用:①促进血管平滑肌细胞从收缩型逆分化为合成型;②在病理条件下，过量NO具有细胞毒性和细胞溶解作用，导致细胞死亡和坏死，促进 AS形成。Hcy从多方面影响血管平滑肌细胞胶原合成和代谢。有研究发现［26］，Hcy对胶原酶合成具有双向调节作用，Hcy＜0.01 mmol/L时，胶原酶表达增强;Hcy＞0.01 mmol/L时，胶原酶合成则被抑制。Hcy也可通过影响细胞生物化学反应而直接损伤血管胶原纤维。Hcy的脱水代谢产物Hcy硫内脂与LDL的载脂蛋白B(apoB)游离氨基结合，形成一种聚集的致密蛋白，易被巨噬细胞吞噬、降解，参与新生AS斑块内泡沫细胞的形成。Murthy等［27］研究发现，Hhcy使主动脉VSMC增殖了3倍，对蛋氨酸饲养大鼠的颈动脉进行人为损伤后，其内膜发生超常增生。而VSMC过度增殖并向内皮下移行是AS的特征，因此Hhcy在AS的形成中可能起重要作用。

4.4 Hhcy对凝血系统的影响 Hhcy增加凝血因子Ⅴ和Ⅹ的活性，选择性抑制血栓调节素的表达，干扰内皮蛋白细胞调节，降低抗血栓形成的因子Ⅵ和因子Ⅶ的活性;Hhcy干扰内皮细胞硫酸乙酰肝素合成，减弱抗凝血酶Ⅲ的抗凝作用，刺激纤溶酶原激活物抑制剂基因表达，干扰内皮细胞表面纤维蛋白溶解特性。因此，机体凝血和纤溶之间的平衡被破坏，促使血栓形成［28～30］。同时，有研究［31］报道，Hhcy破坏凝血和纤溶的平衡，使机体处于血栓前状态，Hhcy加强凝血因子Ⅻ和Ⅴ的活性，降低抗凝血因子Ⅲ、Ⅳ的活性，阻止组织纤溶酶原激活物与血管内皮结合，从而干扰内皮的纤溶活性，促进血栓的形成［32］。

5 小结与展望

诸多研究证据表明血浆Hcy水平与AS及脑卒中相关，说明血浆Hcy浓度是一种独立的危险因子。Hcy促进AS的具体机制尚未明确，许多体外及动物实验显示，Hhcy导致AS可能与其使内皮功能障碍，促进平滑肌增殖，增强LDL氧化及破坏机体凝血和纤溶之间的平衡有关。降低空腹Hcy水平主要依靠叶酸，维生素B12只有轻度作用，单独使用维生素B6无效。目前尚无统一的B族维生素治疗方案，而且对于治疗降低Hcy水平后能否降低脑血管疾病发病的危险性尚需大规模临床试验。许多体外实验的Hcy浓度远远高于体内的生理浓度，故其对内皮细胞的毒性作用不能用Hcy的特异性来解释，而且体外实验和动物实验尚未在人体内得到证实，这些都有待更多大量的临床试验来进一步研究解决。

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