高同型半胱氨酸血癥：心腦血管疾病的獨(dú)立危險(xiǎn)因子

1、    高同型半胱氨酸血癥：心腦血管疾病的獨(dú)立危險(xiǎn)因子        同型半胱氨酸(homocysteine,HCY)是一種含巰基的氨基酸，它是蛋氨酸和半胱氨酸代謝過程 中一個(gè)重要的中間產(chǎn)物，其本身并不參加蛋白質(zhì)的合成。近年來，隨著檢測(cè)水平的提高和分 子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的研究表明由HCY的代謝異常導(dǎo)致的高HCY血癥是 動(dòng)脈粥樣硬化(AS)和血栓形成等心臟血管疾發(fā)病的獨(dú)立危險(xiǎn)因子。 1同型半胱氨酸的代謝在體內(nèi)，蛋氨酸經(jīng)脫甲基等一系列反應(yīng)生成HCY1，生成的HCY 約有

2、50%在蛋氨酸合成酶的作用下，以維生素B12為輔因子，以N5-甲基四氫葉酸為 甲基供體， 發(fā)生再甲基化，重新合成蛋氨酸，而這一反應(yīng)中的甲基供體由5，10-亞甲基四氫葉酸還原酶 (MTHFR)催化5，10-亞甲基四氫葉酸而產(chǎn)生。另外約50%的HCY則在胱硫醚-合成酶(CBS)催 化下，與絲氨酸縮合形成胱硫醚，這一反應(yīng)中維生素B6以5-磷酸-吡哆醇的形式參與CBS的 活化。2遺傳和環(huán)境因素對(duì)同型半胱氨酸的影響血漿HCY的水平取決于遺傳和環(huán)境兩方面因素。MHTFR和CBS基因突變可導(dǎo)致酶活性下降，使 血漿HCY水平升高，現(xiàn)已知二者基因分別定位于染色體1P36.3和21q22.3。自Kang等首先發(fā)現(xiàn)

3、了一種低活性、不耐熱的MTHFR，并證實(shí)其與血漿中HCY水平升高和冠心病 發(fā)病有明顯聯(lián)系后2，F(xiàn)rosst等3又應(yīng)用PCR-SSCP分析證明由于MTHFR 基因在677位發(fā)生錯(cuò) 義突變，堿基T置換了C，編碼的丙氨酸由纈氨酸取代，使酶的耐熱性和活性都大大降低，從 而 影響HCY再甲基化，導(dǎo)致血漿HCY水平升高。基因型分析也證明MTHFR基因純合突變者(+/+)和 雜合突變者(+/-)，其血漿HCY水平高于非突變的正常人4，5。CBC基因突變可能影響了CBS亞單位與血紅素和5-磷酸-吡哆醇的相互作用，從而使酶活 性降低，進(jìn)一步導(dǎo)致高HCY血癥6(hyperhomocysteinemia)。目前已發(fā)

4、 現(xiàn)的CBS基 因突變位點(diǎn)有64個(gè)，其中最常見的是位于278密碼子的T833C和307密碼子的G919 A，兩者均位于第8個(gè)外顯子中。B族維生素(維生素B6,維生素B12,葉酸)是HCY代謝中必要的輔助因子，特別是葉酸水平與血漿HCY水 平呈負(fù)相關(guān)7，因?yàn)镸THFR突變基因的677位核苷酸編碼區(qū)可能處于MTHFR與葉酸的 結(jié)合區(qū)4，葉酸與MTHFR結(jié)合可增加酶的穩(wěn)定性和活性，進(jìn)而降低血漿中的HCY； 除此之外，HCY還與年齡、吸煙、喝咖啡、腎功能不全等因素有關(guān)。3高同型半胱氨酸血癥與心腦血管疾病的關(guān)系Wilcken于1976年通過流行病學(xué)調(diào)查最先提出HCY是心血管疾病的獨(dú)立危險(xiǎn)因子后，許多研究

5、 相 繼證實(shí)了HCY與急性心梗8、腦卒中9、冠狀動(dòng)脈病變10以 及與外周血管病變7，11的 關(guān)系。歐洲19個(gè)中心進(jìn)行的“HCY血癥與血管性疾病”協(xié)作計(jì)劃12的 調(diào)查研究 表明：空腹和蛋氨酸負(fù)荷后的高HCY血癥對(duì)血管性疾病發(fā)病的相對(duì)危險(xiǎn)度分別是2 .2 (95%CI1.72.7)和2.1(95%CI為1.72.7)，而且通過對(duì)糖尿病、高血壓、吸煙等常 規(guī)危 險(xiǎn)因素進(jìn)行校正后得到的ORs值并沒有改變。Boushey等13，通過對(duì)27個(gè)研究結(jié)果 的資料 綜合分析也得到了類似結(jié)果，并計(jì)算出血漿HCY每升高5mol/L，就相當(dāng)于膽固醇升高0.5m mol/L。這些資料都充分肯定了高HCY血癥是心腦血管疾

6、病發(fā)病的獨(dú)立危險(xiǎn)因子。 由于在遺傳因素中，血漿HCY水平升高主要與MTHFR C677T突變有關(guān)，C677T突 變很自然地 被認(rèn)為是心腦血管疾病的遺傳性危險(xiǎn)因子，圍繞這方面的研究有很多，但結(jié)果卻相互矛盾。 Kluijtmans等4，5與Morita等14的研究充分肯定了MTHFR基因純合突 變是心血管疾病的 遺傳危險(xiǎn)因子，其它一些病例對(duì)照研究7，10和資料綜合分析卻15否 定了上述結(jié)論。但 各項(xiàng)研究均肯定了HCY與心腦血管疾病的關(guān)系以及與血漿中葉酸水平的負(fù)相關(guān)關(guān)系，在分析 了多個(gè)研究的結(jié)論后Girellie等10指出研究結(jié)果的不一致是由于各研究選擇的人 群地域分布 和營養(yǎng)狀況不同，選擇病例和對(duì)

7、照的差異以及缺少充足的HCY、葉酸水平的數(shù)據(jù)資料，并充 分肯定了自己的陰性結(jié)論。所以血漿HCY水平取決于遺傳和環(huán)境雙方面因素的相互作用，單 純的C677T突變不能被確定為心腦血管疾病的獨(dú)立遺傳危險(xiǎn)因子。4高同型半胱氨酸血癥的致病機(jī)理HCY可能通過各種機(jī)制致病，其中包括造成內(nèi)皮損傷和功能異常，刺激血管平滑肌細(xì)胞增生 ，破壞機(jī)體凝血和纖溶的平衡，影響脂質(zhì)代謝等，使機(jī)體處于血栓前狀態(tài)，從而增加了心腦 血管疾病發(fā)病的危險(xiǎn)性。早就有人通過給狒狒靜脈注射HCY導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)動(dòng)物內(nèi)皮損傷(1974)，隨后進(jìn)一步在體外證實(shí)了H CY對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞具有毒性作用。De Jong等16通過檢測(cè)內(nèi)皮受損的標(biāo)記蛋白， 發(fā)現(xiàn)伴

8、有高HCY血癥的外周動(dòng)脈阻塞性疾病的病人，其血漿Von Willebrand's因子有明顯升高的趨勢(shì)。HCY與內(nèi)皮來源的NO反應(yīng)生成S-亞硝基一HCY，后者具有強(qiáng)烈的擴(kuò)張血管和抗血小板功能 17 ，而在高HCY血癥時(shí)，由NO介導(dǎo)的內(nèi)皮依賴性血管舒張功能明顯受損18 。細(xì)胞實(shí) 驗(yàn)(1986年)表明，HCY對(duì)培養(yǎng)的內(nèi)皮細(xì)胞所產(chǎn)生的毒性作用可被過氧化氫酶所抑制。在高 HCY血癥的大鼠體內(nèi)血小板聚集性和組織因子活性增強(qiáng)的同時(shí)，其血液中脂質(zhì)過氧化的 產(chǎn)物水平也升高19。這些都提示氧化機(jī)制是HCY致病的關(guān)鍵20。HCY可 能通過產(chǎn)生的一系 列活性氧中間產(chǎn)物(超氧化物陰離子自由基，過氧化氫，羥基等)

9、抑制了NO的合成并促進(jìn)其降 解 ，從而導(dǎo)致血管功能異常。還有實(shí)驗(yàn)表明HCY降低細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽過氧化物酶的濃度，削弱 了其阻止NO氧化失活的作用，增強(qiáng)了脂質(zhì)過氧化物與過氧化氫的細(xì)胞損傷效應(yīng)21 。另外，HCY還能抑制前列環(huán)素的生成20。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)HCY與動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞的增殖有密切關(guān)系，HCY可使平滑肌細(xì)胞內(nèi)cy-clin mRN 和 for癌基因表達(dá)增加，誘導(dǎo)靜止期細(xì)胞進(jìn)入分裂期，促進(jìn)平滑肌細(xì)胞迅速增殖22 。HCY還與血管壁膠原合成和連接等有關(guān)，從而加速了AS的進(jìn)程。HCY破壞機(jī)體凝血和纖溶之間的平衡，使機(jī)體處于血栓前狀態(tài)23。HCY通過抑制凝 血酶調(diào)節(jié) 蛋白(thrombomodulin)

10、在內(nèi)皮細(xì)胞表面的表達(dá)及活性，進(jìn)一步抑制蛋白C的激活，從而影響 了對(duì)a、a和凝血酶的滅活；HCY還抑制AT-與內(nèi)皮細(xì)胞的結(jié)合，并減弱內(nèi)皮細(xì)胞表面硫 酸肝素蛋白多糖對(duì)AT-的活化作用，從而抑制了AT-的抗凝活性；HCY通過抑制ADP酶的 活性，增強(qiáng)了ADP對(duì)血小板的誘聚作用；HCY抑制纖溶酶原激活物(tPA)與血管內(nèi)皮結(jié)合，從 而干擾了內(nèi)皮的纖溶活性。HCY還能增強(qiáng)血小板的聚集功能和組織因子的活性19 ，激活性凝血因子，等20。脂質(zhì)代謝方面，HCY能加強(qiáng)LDL的自身氧化，而氧化的LDL能影響NO的合成24和凝 血酶調(diào)節(jié)蛋白 的活性20，從而導(dǎo)致內(nèi)皮功能的進(jìn)一步受損。HCY還能增強(qiáng)liporprot

11、ein(a)與纖 維蛋白的親和力，抑制纖溶酶原與纖維蛋白之間的結(jié)合25。最新的研究提示26HCY通過改變細(xì)胞內(nèi)巰基的氧化還原狀態(tài)(特別是谷胱甘肽的濃 度)來影 響有關(guān)的細(xì)胞功能。如抑制轉(zhuǎn)錄因子核因子B(NFB)的激活，影響內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡過 程及 粘附分子和細(xì)胞因子的表達(dá)；干擾蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的折疊、轉(zhuǎn)運(yùn)，抑制凝血酶調(diào)節(jié)蛋白和Von Willebrand's因子等細(xì)胞蛋白的表達(dá)、分泌27，28。其它的致病機(jī)理假說還 包括影響體內(nèi)的轉(zhuǎn)甲基化反應(yīng)，抑制某些抗凝因子的合成等等。5治療與展望補(bǔ)充B族維生素(特別是葉酸)可有效降低血漿HCY水平。降低空腹HCY水平主要依靠葉酸，維 生素 B12只有輕

12、度作用，而維生素B6無作用；降低蛋氨酸負(fù)荷后的血漿HCY水平可以采用 維生素B6與 葉酸合用。Boers等29向公眾建議的劑量是前者用葉酸0.65 mg/日+維生素B 12 0.4mg /日，后者用維生素B6 100 mg/日+葉酸5 mg/日，用后三個(gè)月內(nèi)HCY水平下降40%50%。 盡管如此，目前尚無統(tǒng)一的B族維生素治療方案，而且對(duì)于治療降低HCY水平后能否降低心腦 血管疾病發(fā)病的危險(xiǎn)性尚缺乏大規(guī)模的臨床試驗(yàn)。HCY的致病機(jī)理尚不十分明確，許多體外 實(shí)驗(yàn)要求的HCY濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其體內(nèi)的生理濃度，故其對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的毒性作用不能用HCY的特 異性來解釋。而且許多體外實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)尚未在人體內(nèi)得到

13、證實(shí)?？崭笻CY水平與蛋氨酸 負(fù) 荷后HCY水平之間的相互關(guān)系，誰更能反映HCY的真實(shí)水平和對(duì)疾病的危險(xiǎn)性，這些問題 都需要留待今后進(jìn)一步研究解決。陳健（同濟(jì)醫(yī)科大學(xué)心血管疾病研究所，武漢市，430022）張金枝（同濟(jì)醫(yī)科大學(xué)心血管疾病研究所，武漢市，430022）程龍獻(xiàn)（同濟(jì)醫(yī)科大學(xué)心血管疾病研究所，武漢市，430022）參考文獻(xiàn)1，F(xiàn)inkelstein JD. The metabolism of homocysteine: pathways and regulation. Eur J Pediatr,1998,157Suppl 2:S40S442，Kang SS,Passen EL, R

14、uggie N, et al. Thermolabile defect of methylenete-tra hydrofolate reductase in coronary artery disease.Circulation,1993,88:14631469 3，F(xiàn)rosst P, Blam HJ,Milos R,et al. A candidate genetic risk factor for vascular disease:a common mutation in methylenetetrahydrofolate reductase. Nat Genet,19 95,10:11

15、11134，Kluijtmans LAJ,Van den Heuvel LPWJ,Boers GHJ,et al.Moleuclar genetic analysi s in mild hyperhomocysteinemia:a common mutation in the methylenetetrahydrofolate reductase gene is genetic risk factor cardiovascular disease.Am J Hum Genet,199 6,58:35415，Kluijtmans LAJ,Kastelein JJP, Lindemans J,et

16、 al.Thermolabile methylenetetrah ydrofolat reductase in coronary artery disease.Circulation,1997，96:257325776，Kraus JP. Biochemistry and molecular genetics of cystathionine -synthase d eficiency.Eur J Pediatr,1998，157suppl 2:S50S537，Deloughery TG, Evans A, Sadeghi A, et al.Common mutation in methyle

17、netetrahyd rofolate reductase. Correlation with homocysteine metabolism and late-onset vas cular disease.Circulation,1996,94(12):307430788，Stampfer MJ, Malinow MR,Willett WC,et al. A prospective study of plasma homoc ysteine and risk of myocardial infarction in US physicians.JAMA,1992,268:8818 879，S

18、oriente L, Coppola A, Madonna P, et al.Homozygous C677 T mutation of t he 5, 10-methyleneterahydrofolate reductase gene and hyperhomocysteinemia in Italian patients with a history of early-onset ischemic stroke. Stroke,1998,29:869871 10，Girelli BD,Friso S,Trabetti E,et al. Methylenetetrahydrofolate

19、reductase C 677 T mutation, plasma homocysteine,and folate in subjects from Northern It aly wi th or without angiographically documented severe coronary atherosclerotic disea se:evidence for an important genetic environmental interaction.Blood,1998,91:415 8416311，Den Hejier M,Koster T,Blom HJ,et al.

20、 Hyperhomocysteinemia as a risk factor f or deep-venous thrombosis.N Engl J Med,1996,334:75976212，Graham IM, Daly LE,Refsum HM,et al. Plasma homocysteine as a risk factor for vascular disease. The European Concerted Action Project.JAMA,1997,277:177517 8113，Boushey CJ,Beresford SAA, Omenn GS,et al.A

21、quantitative assessment of plasma homocysteine as a risk for vascular disease.JAMA,1995,274:1049105714，Morita H, Taguchi J, Kurihara H,et al. Genetic polymophism of 5,10-methylen etetrahydrofolate reductase (MTHFR) as a risk factor for coronary artery diseas e .Circulation,1997,95:2032203615，Brattst

22、rom L. Common mutation in the methylenetetrahydrofolate gene offe rs no support for mild hyperhomocysteinemia being a causal risk factor for cardiovasc ular disease.Circulation,1997,96:3805380616，De Jong SC, Stehouwer CDA, Van den Berg M,et al. Endoothelial marker protei ns in hyperhomocysteinemia.T

23、hromb Haemost,1997,78:1332133717，Stamler JS,Osborn JA, Jaraki O, et al. Adverse effects of homocysteine are m odulated by endothelium-derived relaxing factor and related oxides of nitrogen. J Clin Invest,1993,91:30831818，Tawakol A, Omalnd T, Gerhard M, et al. Hyperhomocysteinemia is associated wi th

24、 impaired endothelium-dependent vasodilation in humans. Circulation,1997,95:1 119112119，Durand P, Lussier-Cacan S, Blache D. Acute methionine load-induced hyperho m ocysteinemia enhances platelet aggregation,thromboxane biosynthesis,and macrop hagederived tissue factor activity in rats. FASEBJ,1997,

25、11:1157116820，Lentz SR.Homocysteine and vascular disfunction. Review. Life Science,1997,6 1:1205121521，Upchurch GR, Welch GN,Freedman JF,et al. Homocysteine attenuates endothelial glutathione peroxidase and thereby potentiates peroxide-mediated cell injury,C irculation,1995,9:21122822，Tsai JC,Perrel

26、la MA,Yoshizumi M,et al.Promotion of vascular smooth muscle c ell growth by homocysteime: a link to atherosclerosis.Proc.Natl.Acad. Sci,1 994,91:6369637323，Harpel PC,Zhang XX,Borth W. Homocysteine and hemostasis:pathogenetic mecham isms predisposing to thrombosis. J Nutr,1996,126(4 suppl):1285s1289s24，Liao JK,Shin WS, Lee WY.Oxidized low-density lipoprotein decreses the expre ssion of endothelial nitric oxide synthase. J Biol Chem,1995,270:31932425，Harpel PC, Chang VT, Borth W. Homocysteine and ot