同型半胱氨酸與腦血管疾病

1、同型半胱氨酸與腦血管疾病腦血管病病因學 多個遺傳和環(huán)境因素相互作用。相關性但未必一定具有直接的因果關系。病因、誘因和旁觀者。傳統(tǒng)危險因素傳統(tǒng)危險因素血脂異常 高LDL-C血癥 低HDL-C血癥高血壓吸煙糖尿病肥胖代謝綜合征 飲酒？ 新顯現的危險因素新顯現的危險因素 脂蛋白（a）和三酰甘油 高同型半胱氨酸血癥高同型半胱氨酸血癥 凝血和纖溶功能異常 感染和炎癥反應 氧化應激腦血管疾病危險因素潛在的的危險因素潛在的的危險因素 飲食 年齡和性別 體力活動 心理社會因素 遺傳影響如何判定？疾病易感。同型半胱氨酸 同型半胱氨酸(homocysteine，Hcy)是一種含巰基氨基酸，是蛋氨酸代謝的中間產物，

2、參與體內一碳單位的轉移。同型半胱氨酸的認識歷史 1933年的一天，美國麻省總醫(yī)院急診室接診了一位8歲的小患者。這是一名具有愛爾蘭血統(tǒng)的男孩，已經頭痛、嗜睡、嘔吐4 d。醫(yī)生在病史詢問及體格檢查中發(fā)現，這男孩存在思維發(fā)育遲緩、視力障礙及先天性髖關節(jié)畸形。入院后，小患者很快出現左側偏癱、持續(xù)高熱、血壓升高，3 d后他終于抵擋不住病魔的折磨，離開了人世。尸體解剖發(fā)現，患者致命的殺手是頸動脈粥樣硬化所致的腦梗塞。 32年后，一名9歲愛爾蘭血統(tǒng)的美國小姑娘由于智力障礙在麻省總醫(yī)院兒科就診，檢查發(fā)現她還伴有視力障礙。女孩的媽媽告訴醫(yī)生，30多年前，自己的一位兄弟在很小的時候突然死于有相似癥狀的疾病。 原來

3、，3030多年前的小男孩是這姑娘的舅舅! !醫(yī)生將小姑娘的尿液進行化驗，發(fā)現了一種特 殊的化學物質同型半胱氨酸。如果在患者尿中發(fā)現這種物質，則該患者就會被診斷為同型半胱氨酸尿癥，這是一種遺傳病。由此，醫(yī)生推測小姑娘的舅舅那個3232年前死于中風的男孩，肯定有同型半胱氨酸尿癥。 約兩年后人們認識到同型半胱氨酸尿癥的病因為胱硫醚 -合成酶(Cystathionine-B-Synthase, CBS ) 缺陷，并發(fā)現CBS缺陷患者易患血栓栓塞性疾病。之后，人們又發(fā)現嚴重的亞甲基四氫葉酸還原酶(N5N10-methylene tetrahydrofolate reductase, MTHFR)缺陷、細

4、胞內維生素B12代謝障礙均可以引起與同型半胱氫酸尿癥相似的臨床表現。 1969年McCully 描述了同型半胱氨酸尿癥患者的血管病變特征，他指出無論這些患者的代謝障礙存在于哪一步，Hcy是引起這些臨床表現的原因，并由此提出了同型半胱氨酸可能與動脈粥樣硬化有關的觀點。 1976年Lcken首次報道冠心病患者存在Hcy的代謝障礙。此后15年間，關于Hcy與冠心病、周圍血管性疾病、靜脈血栓性疾病及腦血管疾病之間關系的報道很少。 直到1988年，Kang等發(fā)現MTHFR與Hcy的代謝有關以后，Hcy與冠心病的關系引起了人們極大的關注。 90年代以來，國內外學者圍繞這一問題開展了大量的研究，約有80個臨

5、床資料顯示Hcy是冠心病的一個新的獨立危險因素，并成為研究冠心病病因及預防等方面的一個新的熱點。同型半胱氨酸在體內存在形式 同型半胱氨酸H(e)包括同型半胱氨酸(Hcy)、同型胱氨酸(homocystine)、同型半胱氨酸-同型胱氨酸復合物。 H(e)有氧化型和還原型兩種存在形式。還原型H(e)含巰基，包括同型半胱氨酸及半胱氨酸；氧化型H(e)含二硫基，包括同型胱氨酸及胱氨酸。 正常人群中還原型H(e)占2 ，而高H(e)人群其還原型H(e)可升高至1020。存在形式 正常人每日產生H(e)約20 mmol，其中70 80在血中以二硫化合物形式存在。如Hcy與蛋白的復合物、同型二聚體(同型半胱

6、氨酸)、與其它有硫化作用的復合物形成的異型二聚體等。 Hcy除以二硫化合物形式與蛋白結合外，也以酰胺鍵、肽鍵形式結合存在于血紅蛋白、白蛋白、球蛋白中 。 白蛋白是Hcy的主要載體，只有約1的Hcy以游離形式存在于循環(huán)中。Hcy的代謝1. 再轉變?yōu)榈鞍彼酘cy+甲基四氫葉酸甲基四氫葉酸 甲基轉移酶蛋氨酸VitB12甜菜堿甜菜堿Hcy甲基轉移酶蛋氨酸（肝臟）Hcy+2. 降解成胱氨酸Hcy+ 絲氨酸 胱硫醚-合成酶VitB6 胱氨酸胱硫醚3. 合成的Hcy直接釋放到細胞外基質，形 成一定的Hcy血濃度。高同型半胱氨酸的形成機制 遺傳因素遺傳因素-酶的遺傳代謝障礙 胱硫醚-合成酶(CBS)缺陷:目前

7、已發(fā)現至少99個CBS基因的突變位點，最常見的且與冠心病和腦卒中有關的突變?yōu)門833C. 甲基四氫葉酸還原酶(MTHF)缺陷: MTHF酶基因突變，667位C變成T時，導致酶的耐熱性及活性下降， 667CC活性100%， 667CT為71%， 667TT為34%，補充葉酸可糾正667TT活性降低。該酶的缺陷導致Hcy升高25%。影響Hcy水平的因素遺傳因素 胱硫醚合成酶的基因缺陷、甲基四氫葉酸還原酶缺乏； 遺傳性的甲基化循環(huán)異常，包括維生素B12致蛋氨酸合成酶功能紊亂。年齡因素 隨著年齡的增長血漿Hcy濃度也逐漸增高，可能因老年人輔助因子維生素B6 、維生素B12和葉酸缺乏，使各種蛋氨酸代謝酶

8、活性降低及老年人腎功能減退，胱硫醚酶活性降低。 性別因素 一般男性血漿Hcy濃度比女性高； 男性血漿Hcy濃度增高的原因如下：性激素對蛋氨酸代謝的影響，男性肌酐濃度增高使Hcy增高，男性骨骼肌發(fā)達也可使Hcy增高。 腎功能不全因素 血漿Hcy濃度與血漿肌酐濃度呈正相關。慢性腎功能不全患者血漿Hcy濃度可比正常人高24倍。 營養(yǎng)素缺乏因素 攝入的維生素B6、維生素B12、葉酸不足，造成體內維生素、葉酸缺乏。由于維生素B6是胱硫醚合成酶的輔酶及胱硫醚酶的輔酶，缺乏時使兩種酶的代謝發(fā)生障礙，導致體內Hcy增高堆積；維生素B12是蛋氨酸合成酶的輔酶，而葉酸使體內甲基的間接供體，兩者缺乏阻礙了蛋氨酸的再

9、生成，同時引起Hcy增高在體內蓄積現象。 慢性疾病 嚴重的硬皮病患者出現血漿Hcy濃度增高，可能使葉酸缺乏所致。淋巴細胞性白血病、乳腺癌、胰腺癌、高血壓、糖尿病等患者有關。 藥物因素 一些藥物作用使血漿Hcy濃度增高。氨甲喋呤可使5-甲基葉酸濃度降低，使蛋氨酸合成酶的底物減少；一氧化氮可使依賴維生素B12的蛋氨酸合成酶失活動；卡馬西平、苯妥因鈉干擾葉酸的代謝；阿扎立平可抑制胱硫醚活性，抵抗維生素B6 ，上述藥物均有增高Hcy的作用。 生活因素 吸煙、喝酒、肥胖、高血脂、大量飲用咖啡也可引起血漿Hcy升高。高Hcy血癥導致動脈硬化 血漿Hcy水平升高可促使氧自由基生成，引起血管內皮細胞的損傷。

10、高Hcy 血癥可增加細胞內腺苷Hcy，后者調控內皮細胞的凋亡，從而引起內皮功能受損，血漿Hcy水平升高還可抑制內皮細胞生長。一氧化氮有對抗Hcy 的不良作用，當內皮受損使一氧化氮生成發(fā)生障礙時，Hcy 毒性增強。 高Hcy可促使動脈平滑肌細胞的增生，加速LDL膽固醇的氧化，削弱HDL膽固醇的保護性作用，從而增加泡沫細胞的形成，致使血管壁增厚，導致閉塞性血管病的發(fā)生。 增加血小板凝血惡烷的產生，激活血小板的黏附和凝血因子V的活性，促進凝血機制，導致粥樣硬化斑塊的形成。 Hcy可能作為一種血栓形成劑，影響血栓調節(jié)素的表達和蛋白C的活性。Hcy血癥與缺血性腦血管病 高高Hcy血癥是腦血管病的獨立危險

11、因素之一，血癥是腦血管病的獨立危險因素之一，尤其是年輕的腦卒中患者常伴有血漿尤其是年輕的腦卒中患者常伴有血漿Hcy的的升高。升高。 一項涉及一項涉及1200例患者和相應對照的流行病學例患者和相應對照的流行病學研究資料顯示，輕至中度的高研究資料顯示，輕至中度的高Hcy血癥明顯血癥明顯增加腦血管疾病的發(fā)病危險性，而且血漿增加腦血管疾病的發(fā)病危險性，而且血漿Hcy水平升高與腦梗死的嚴重程度呈正相關。水平升高與腦梗死的嚴重程度呈正相關。 美國心臟病學會進行的心臟病預防評估(The Heart Outcomes Prevention Evaluation，HOPE)2期臨床試驗結果表明，血液中同型半胱氨

12、酸濃度很高時，會提高心血管疾病風險性。使用葉酸、維生素6和維生素B12治療可以降低25-30的同型半胱氨酸水平。HOPE2期臨床試驗進一步驗證了降低同型半胱氨酸與降低心臟病、卒中或死亡率的相關性。 日本Konara等對 1721 例既往無腦卒中病史者進行頭顱 MRI 檢查， 發(fā)現無癥狀性腦梗死的患病率在 MTHFR T/T純合基因型明顯高于T/C 和 C/C， 這次結果指出日本人口中的 MTHFR 的T/T基因型是無癥狀性腦梗死的一個獨立危險因素。 VISP(the vitamin intervention for stroke prevention)研究是探討高Hcy與缺血性卒中之間關系的第

13、一個大規(guī)模的干預研究，通過補充B族維生素來降低非致殘性缺血性卒中患者的Hcy水平，其結果是Hcy濃度和血管危險有一定的關聯。但是，降低血漿Hcy濃度對再發(fā)腦卒中、心肌梗死或降低病死率并沒有預防作用。這項研究的不足之處在于研究對象局限于Hcy水平輕度升高的患者，同時Hcy水平被降低的幅度較小，隨訪時間較短 (2年)。 同型半胱氨酸水平升高與其它因子協(xié)同作用促進心腦血管疾病的發(fā)生。其升高 顯著促進吸煙，膽固醇及高血壓等危險因素對身體的危害，同型半胱氨酸水平升高使高血壓病人心腦血管疾病的危險性提高2倍。 同型半胱氨酸水平含量過高，中風的危險性增大，血漿同型半胱氨酸水平升高是中風的一個獨立危險因素，不

14、管靜止性腦梗塞還是嚴重的腦白質損傷，患者血清中同型半胱氨酸水平都有明顯的升高；同型半胱氨酸的含量超過13.8 g/ml的人，患靜止性腦梗塞的比率是同型半胱氨酸的含量低于8.5g/ml 的2.5倍；同型半胱氨酸每增加一個標準差，患靜止性腦梗塞機率就增加24 。 Yoo等發(fā)觀MRA顯示23個部位腦血管狹窄患者的Hcy濃度明顯高于一處狹窄或沒有狹窄的腦梗死患者。 Hcy水平中度升高與狹窄血管數量顯著相關。 同型半胱氨酸含量升高，或者葉酸、維生素 B12的缺乏，都會增大患癡呆癥的危險性。同 型半胱氨酸水平超出14umol/L，患老年性癡呆的危險性加倍。 英國OPTIMA項目研究發(fā)現：同型半胱氨酸水平大

15、于11.2 umol/L的病人，3年后隨訪，發(fā)現他們大腦顳葉快速萎縮。同型半胱氨酸水平升高，影響了神經遞質、磷脂等的甲基化。同型半胱氨酸還通過神經毒性氧化作用引起DNA損傷促進細胞凋亡導致癡呆。 Yoo等報道78例腦梗死患者和140例對照者的研究顯示，患者組血漿Hcy濃度平均值比對照組高3.3倍，且患者組存在2處或3處血管狹窄的血漿Hcy水平明顯高于僅有1處或血管正常者。卒中患者卒中患者tHcy水平的變化可能出現下列情水平的變化可能出現下列情況況 發(fā)病后立即下降，緊接著在康復期恢復至原來的水平； 發(fā)病后無變化，或立即升高，緊接著在康復期進一步升高； 血清白蛋白含量下降，導致測定tHcy水平的人

16、為誤差； 由于卒中后氧化基團產生增多，引起包括Hcy在內的巰基化合物的清除增加。Hcy導致腦血管病的可能機制 Hcy通過其硫基發(fā)生自氧化，促進氧自由基和過氧化氫的生成，引起血管內皮損傷和功能障礙，造成血管內皮細胞骨架結構發(fā)生變化，加速低密度脂蛋白氧化，增加泡沫細胞形成，使血管內壁增厚，甚至形成閉塞。 Hcy可以抑制谷胱甘肽過氧化酶的活性，此酶是增強NO作用的關鍵酶，說明Hcy通過促進過氧化物的形成，抑制其代謝滅活而導致血管內皮細胞受損。另外，Hcy還可以抑制其他抗氧化酶，去束因子和PAG基因表達。 同型半胱氨酸是動脈粥樣硬化形成的一種獨立危險因素，它可以通過誘導細胞粘附分子和趨化因子的表達促進

17、動脈粥樣硬化形成的早期事件-單核細胞粘附于血管內皮細胞，并遷入內皮攝取脂質轉化為泡沫細胞的發(fā)生。高同型半胱氨酸血癥患者的血清中亦可檢出增高的可溶性細胞粘附分子和趨化因子。 Hcy還能增加單核細胞IL-6的釋放，IL-6作為一種多功能的促炎因子，既能誘導急性期蛋白的產生和IL-8的釋放，TNF-a的作用與IL-6相似，可促進自身及其他因子的表達，又是淋巴細胞的激活劑，可增強細胞生成因子的促分裂效應，促進平滑肌細胞增生。 Hcy可以導致細胞凋亡，Hcy濃度高時凋亡細胞數較高，并伴有caspase-3表達和活化增強，還可以使動脈平滑肌細胞內cyclin mRNA 和fos癌基因表達增加，誘導靜止細胞

18、進入分裂期，促進平滑肌細胞迅速增殖，導致動脈粥樣硬化的產生。 Hcy可以誘導炎癥、免疫反應共同的轉錄因子NF-KB的激活，而NF-KB是一種有雙向調節(jié)作用的轉錄因子，能調控包括IL-6在內的多種細胞因子增多，加重炎癥反應造成細胞損傷和細胞凋亡。 Hcy還可以通過改變內皮細胞抗血栓特征，改變血液成分如血小板、凝血因子、抗凝血成分而導致血栓前狀態(tài)。Hcy及其衍生物能增加血小板產生血栓素，從而影響血小板聚集和凝血因子V的活性，促進凝血和抑制抗凝，導致患者動脈粥樣硬化。 甲硫氨酸負荷后的血漿Hcy中度增高常伴有低纖溶活性，說明其在形成血栓機制中可能還與干擾了纖溶系統(tǒng)有關。這些因素分別或以不同形式組合共

19、同促進了動脈粥樣硬化和血栓的發(fā)生，從而導致腦血管疾病的發(fā)生。血漿Hcy的檢測 正常情況下，血漿Hcy含量甚微； 但如果細胞的Hcy代謝發(fā)生障礙，Hcy不能循上述途徑正常代謝，血漿Hcy濃度就會升高。 正常血漿中70Hcy以二硫鍵形式與蛋白結合，儲存血漿會引起血漿巰基重新分布，使結合部分增多，游離部分減少，所以，臨床實驗室通常測血漿中總的Hcy濃度。 高Hcy血癥是指空腹總Hcy水平和(或)蛋氨酸負荷后的血漿總Hcy濃度超過正常對照組的95。 高效液相色譜法(HPLC)是經典的檢測方法，但操作比較復雜，試驗耗時較長，在臨床應用方面逐漸被酶免疫分析法和熒光偏振分析法所取代。 體內的Hcy以還原形式

20、或氧化形式存在，目前所采用高效液相色譜法均使用還原劑可以使所有形式的Hcy轉變成還原形式，因此，HPLC方法所測定的Hcy為總Hcy。Hcy檢測方法 酶免疫分析法(EIA)是臨床上測定同型半胱氨酸水平的常用方法，其特點是操作比較方便、快捷，重復性好，方法穩(wěn)定可靠。缺點是大部分操作還是手工操作，比較耗時。 使用酶將血樣中所有形式的Hcy轉變成S-腺苷-L-Hcy，然后加入酶標的抗S-腺苷-L-Hcy的單克隆或多克隆抗體，采用競爭結合的原理，將不同水平的標準品與酶標抗體競爭結合，然后以顯 色試劑和終止試劑分別進行顯色和終止，制作出hcy濃度與發(fā)色強度的標準曲線。樣品也按相同步驟處理，在標準曲線上就可以查出其Hcy的濃度。離子色譜法 主要用于實驗研究，臨床上較少使用。其