同型半胱氨酸的代谢与缺血性卒中的相互关系

李茜，周云涛，田卫，曹亦宾

有研究认为，高同型半胱氨酸血症（hyperhomocysteinemia，HHcy）是卒中的独立危险因素[1]，它与多种类型卒中，特别是缺血性卒中关系密切[2]，本文主要阐述同型半胱氨酸（homocysteine，Hcy）与缺血性卒中的关系。

1 Hcy的代谢及影响因素

Hcy仅来源于膳食必需氨基酸——蛋氨酸（methionine，Met）。膳食摄入的蛋氨酸在消化系统经血液进入组织细胞，经转甲基作用等一系列化学反应，生成Hcy[3]。正常情况下，Hcy代谢有两条途径。一是经甲基再次取代作用转变成Met，该作用途径又分为叶酸依赖型途径和非叶酸依赖型途径，前者由叶酸及维生素B12参与[4]；二是经转硫途径生成半胱氨酸（cysteine，Cys），维生素B6的活性形式——磷酸吡哆醛（pyridoxal phosphate，PLP）——为该途径关键酶的辅酶。转甲基作用几乎存在于所有组织中，而再次甲基取代作用和转硫作用具有组织特异性，主要在肝肾组织中进行[3-4]。当Hcy生成过量或以上两条途径受阻时，Hcy被错译生成其硫代内酯型——Hcy-硫代内酯——进入血循环[5]。血浆中游离型Hcy包括自身结合的Hcy、结合Cys的Hcy二硫化物、Hcy-硫代内酯[6]。Hcy-硫代内酯是Hcy的活性酐，经肾排泄排出体外[7]。在血浆中，Hcy-硫代内酯可使蛋白质同型半胱氨酸化生成氮偶联的同型半胱氨酸化蛋白质（homocysteine-N-protein，Hcy-N-pro）[8]，也可经结合在高密度脂蛋白（high-density lipoprotein，HDL）上的对氧磷酶（paraoxonase，PONs）作用生成自身结合的Hcy[9]，后者氧化成硫偶联同型半胱氨酸化蛋白质（homocysteine-S-protein，Hcy-S-pro）。

Hcy-N-pro与Hcy-S-pro统称为蛋白结合型Hcy，是血浆中Hcy的主要存在形式，占血浆总同型半胱氨酸（total homocysteine，tHcy）的70%～80%。两者在体内的浓度无相关性[10]。蛋白结合型Hcy可结合白蛋白、血红蛋白、纤维蛋白原、γ-球蛋白、转铁蛋白、胰蛋白酶等，其中又以Hcy-N-白蛋白最多，约为Hcy-N-pro的90%[6]。

临床上所指的tHcy指游离型（主要是氧化型）和蛋白结合型Hcy。正常人体内tHcy浓度为5～15 μmol/L，≥15 μmol/L均被称为HHcy，此数据得到Aldrin E. Molero实验的验证[10]。导致HHcy的主要因素有：①膳食摄入Met过多，使Hcy生成过多。②维生素B6、维生素B12、叶酸缺乏使细胞内Hcy的两条去路受阻，Hcy转化受抑。正如相关文献所示，血浆维生素B12、叶酸、维生素B6浓度分别与血浆总同型半胱氨酸水平呈负相关[10-11]。③两条去路中的关键酶缺乏或酶基因多态性，致Hcy转化受抑。如，胱硫醚-β-合酶缺乏患者Hcy-硫代内酯和Hcy-N-pro水平更高[12]；MTHFR677C/T基因的TT基因型人群，体内叶酸浓度低于正常人，Hcy浓度高于正常值[13]。④Hcy转换与排泄在肾脏中进行，故肾脏损伤，导致Hcy排泄受阻也可能导致血浆Hcy升高。但查阅文献，仅有报道称HHcy与肾功能不全相关，未明确两者的因果关系[14-15]。另外，有调查研究表明，与Hcy水平有关的其他因素还包括：年龄、性别、血压、体重指数、总胆固醇、总甘油三酯、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）、C-反应蛋白、肌酸酐、吸烟、饮酒等[16]。

2 Hcy对缺血性卒中的作用及影响

2.1 Hcy在动脉粥样硬化中的作用 Hcy导致缺血性卒中，主要是由于其致动脉粥样硬化及促血栓形成的作用，游离Hcy及N-Hcy-pro均为动脉粥样硬化产生的可能因素[17]。但也有文献认为游离的Hcy，而不是tHcy升高，导致氧化应激，体内氧抗氧化和促氧化失衡，造成血管内皮损伤，引发动脉粥样硬化形成，从而增加急性或亚急性缺血性卒中风险[10，18]。

H c y-硫代内酯占体内t H c y的0.002%～0.3%[7]。它与LDL相互作用，导致巨噬细胞融合形成泡沫细胞。这些聚合物的降解导致胆固醇和其他脂肪类物质的沉积，形成动脉粥样硬化斑块[19]。Hcy-硫代内酯能诱导体外培养的内皮细胞释放白细胞介素8（interleukin-8，ⅠL-8）和凋亡蛋白酶，导致内皮细胞凋亡，凋亡过度可导致血管内皮损伤，最终导致动脉粥样硬化及血栓形成[20]。其诱导凋亡的能力高于其前体Hcy。

血浆中Hcy-N-pro约占体内tHcy的25%[9]。广义上讲，Hcy-N-pro有形成蛋白聚集物的倾向，促进血栓形成的作用[21]。它亦可通过诱导自身免疫反应，在血管内皮细胞表面形成抗原抗体复合物，巨噬细胞吞噬抗原抗体复合物，形成泡沫细胞[22]。另有研究指出，Hcy-N-pro诱导造成抗体增多是动脉粥样硬化的普遍特征[9]。Hcy-N-pro也能通过增加血管炎症反应，激活炎症因子，加速动脉粥样硬化的形成[23]。如，同型半胱氨酸化的LDL引起自身免疫反应，增强血管炎症反应；Hcy-NLDL也能通过氧化损伤对内皮细胞造成损伤[23]。N-Hcy-纤维蛋白原具有促血栓形成的特性[24-25]。有学者认为，动脉粥样硬化斑块形成就是源自纤维蛋白原的同型半胱氨酸化[26]。

2.2 Hcy对卒中的影响 体内Hcy升高是卒中的一个主要危险因素[27]。经前瞻性队列研究表明，HHcy是缺血性卒中的独立危险因素[28]。流行病学显示，HHcy增加了缺血性卒中、颈动脉粥样硬化、脑静脉系统甚至整个循环系统血栓形成的风险，且该风险不依赖于其他风险因素[29]。对于冠状动脉粥样硬化性心脏病患者，HHcy致卒中的风险更高[30]，且有病例对照研究表明，血浆tHcy水平与缺血性卒中严重程度呈正相关[31]。

HHcy存在于缺血性卒中的各个时期[32]，但目前对卒中各个时期Hcy升高的进程仍有争议。有文献表明，在急性缺血性卒中发病早期（甚至起病后4 d内），Hcy水平在正常范围内，而在恢复期（病后1个月及3个月时）Hcy水平显著增高[33]，且Hcy水平与患者功能活动能力无关。但也有文献表明，早期神经症状恶化者有更高的Hcy水平[2]。

按病史分类，缺血性卒中可分为初发和再发。有研究显示，初发急性缺血性卒中患者Hcy水平比正常人高出近一倍[34]，再发卒中患者血浆Hcy水平与初发者相比无显著性升高[35]。但有研究表明，合并HHcy的初发缺血性卒中患者较无HHcy患者的卒中再发率高16.06%[36]。

国外有研究称，相比大血管病变，Hcy与小血管病变所致的卒中有更强的相关性[1，37]。小血管性缺血性卒中比非小血管性缺血性卒中的Hcy水平更高[38]。有研究显示HHcy对小血管性卒中的作用与相关编码基因有关[1]。但是，也有多篇文献报道，大血管性缺血性卒中与Hcy升高的关联性更强[39]。国内黄静的研究则显示大血管型急性缺血性卒中与小血管型的Hcy水平无显著差异[40]。

有研究认为，血浆Hcy浓度与脑动脉阻力的增加直接相关[41]。但临床上，颈动脉狭窄会改变患者脑动脉的血流动力学，从而掩盖Hcy对动脉重塑的影响[42]。对于卒中高危个体，Hcy高浓度和叶酸低浓度仅与颈动脉中层内膜厚度有微弱的相关性，但两者与斑块钙化评分具有显著的独立相关性，该评分是衡量动脉粥样硬化晚期的指标[42]。

国外在未经维生素干预治疗的情况下，观察急性缺血性卒中和Hcy的关系发现，Hcy水平与患者的神经功能缺损无关，高水平Hcy与卒中再发有关[43]。但对于维生素干预治疗能否降低卒中再发，能否降低卒中所致神经功能恶化，各研究结果显示不一。国外有试验用叶酸、维生素B6、维生素B12降Hcy治疗，结果显示，维生素干预Hcy治疗能降低缺血性卒中、出血性卒中、致死性卒中、非致死性卒中的再发率[44]。与之相对，国内文献报道，降低Hcy水平并未降低梗死再发率[45]。关于干预治疗对神经功能的影响，国内外仍持有不同观点。国外有文献报道，维生素干预治疗可以降低Hcy水平，但并未能阻止患者神经功能恶化[46]。而国内有文献指出，经维生素B6、维生素B12、叶酸治疗后，大血管性和小血管性急性缺血性卒中患者的神经功能及生活能力显著提高[47]。基于目前的研究结果，2014年美国心脏协会和美国卒中协会卒中及短暂性脑缺血发作（transient ischemic attack，TⅠA）患者的二级预防指南提出，伴轻、中度HHcy的新发缺血性卒中/TⅠA成年患者，补充叶酸、维生素B6和维生素B12可安全降低Hcy水平，但尚未显示出可以预防卒中（Ⅲ类建议，B级推荐）。

有研究结果显示，低维生素B6与缺血性卒中事件有相关性，且PLP与Hcy有显著相关性，但它与卒中的相关性并不依赖于血浆Hcy水平的[12]。叶酸、维生素B6、维生素B12均可抑制核转录因子κb、内皮细胞血管细胞黏附分子-1的信使核糖核酸（messenger RNA，mRNA）的表达，减少内皮-单核细胞的黏附，缓解Hcy对血管内皮细胞的损伤作用，且三者同时使用效果更好[48]。有研究指出，用叶酸、维生素B6、维生素B12治疗卒中，对男性患者更有效，对女性患者效果不明显。且这三种维生素联合应用对男性卒中有预防作用[49]。叶酸补充剂仅对早期血管性疾病患者有效，对已确定的并已进展的患者无效[49]。另外，有实验表明，伴HHcy的青年卒中患者是由于其胱硫醚-β-合酶基因缺陷所致的[50]。有研究称，叶酸和维生素B6、维生素B12联合治疗青年卒中有明显效果降Hcy作用，而且高、低两种剂量均有效[51]，经3种维生素干预治疗产生效果，并未明确是哪种维生素起主要降Hcy作用，且尚无有关维生素干预治疗后青年卒中患者的预后及远期复发情况的文献。

综上所述，目前前瞻性队列研究表明HHcy为急性缺血性卒中的独立危险因素；病例对照研究显示，在急性缺血性卒中早期Hcy水平并不高，而是随病情发展，在恢复期水平更高，即表现出HHcy为急性缺血性卒中所致，因此HHcy是卒中患者的基础水平高还是与发病过程相关，并未得出一致结论。Hcy与梗死严重程度有关，而再发梗死通常比初发梗死严重，理论上再发梗死Hcy水平应高于初发梗死，在这一点上，实验结果和理论仍有出入。在缺血性卒中分型方面，HHcy与大血管型卒中关系更密切还是与小血管型卒中关系更密切，仍未得到一致结果。多数实验认为Hcy水平与患者神经功能和生活能力无关，但经B族维生素降Hcy治疗后，患者功能改善情况却在不同研究中得到了不同的结果，正因如此，目前应用B族维生素降低Hcy的治疗效果研究较多。

依据文献，健康60岁以上老年人中，男性及女性患HHcy者分别为43%、47%[52]，而缺血性卒中及TⅠA患者有70%仅见Hcy轻度升高[53]，故“2014年美国心脏协会/美国卒中协会的缺血性卒中和TⅠA二级预防指南”不建议对新发缺血性卒中或TⅠA患者，进行HHcy的常规筛查（Ⅲ类建议，C级推荐）。综上，HHcy的临床意义仍有待进一步明确。

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【点睛】

本文对同型半胱氨酸在缺血性卒中发病过程中的可能作用机制，以及对不同人群、病程不同阶段、不同卒中类型的影响和关系进行了概述。