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1、我科开展项目 HCY 临床意义及应用同型半胱氨酸是人体内含硫氨基酸的一个重要的代谢中间产物，可能是动脉粥样硬化等 心血管疾病发病的一个独立危险因子。血浆中同型半胱氨酸含量与遗传因素、营养因素、雌 激素水平、年龄因素等有关，与同型半胱氨酸代谢有关的N5N10-亚甲基四氢叶酸还原酶和胱 硫醚-卩-合成酶的基因突变，酶活性下降，也可引起高同型半胱氨酸血症。同型半胱氨酸的测 定方法有：气相色谱-质谱联用法、高效液相色谱法(HPLC)、全自动的荧光偏振免疫测定 (Fluorescence polarization immunoassay FPIA)、高效毛细管电泳法。HPLC 最常用，而高效 毛细血管电
2、泳最有发展前途。关键词：同型半胱氨酸；动脉粥样硬化；分析方法同型半胱氨酸(homocysteine, hCY)是一种人体内的含硫氨基酸，为蛋氨酸和半胱氨酸 代谢过程中的重要中间产物，其本身并不参与蛋白质的合成。近年来，国内外许多学者均认 为血液同型半胱氨酸含量升高已成为动脉粥样硬化发生的一个独立危险因子，遂成为基础医 学和临床医学研究的新热点。本文综述血液同型半胱氨酸的测定方法及临床意义。高同型半胱氨酸血症的发病原因同型半胱氨酸又称为高半胱氨酸(Ho mocysteine,Hcy)，是甲硫氨酸的中间代谢产物，在体 内由甲硫氨酸转甲基后生成，有两种去路，一是Hcy可在胱硫醚缩合酶(CBS)和胱硫
3、醚酶的 催化下生成半胱氨酸，需要维生素 B6 的参与，或经巯基氧化结合生成高胱氨酸，另外 Hcy 还可在叶酸和维生素 B12 的辅助作用下再甲基化重新合成甲硫氨酸，此过程需甲硫氨酸合成 酶(MS)的催化，并且必须有N5-甲基四氢叶酸作为甲基的供体，后者是四氢叶酸经5，10-甲 烯四氢叶酸还原酶(MTHFR)催化而产生。H c y 代 谢 机 理Hcy 的正常参考值随测定方法和种族人群的不同而有所不同，一般正常空腹血浆总 Hcy 水平为515ymol/L。研究表明：Hcy每升高5umol/L脑卒中风险升高59%，缺血性心脏病 风险升高 32%；Hcy 每降低 5umol/L 脑卒中风险降低 24
4、%，缺血性心脏病风险降低 16%.Hcy 水平与心血管事件风险呈正相关，没有发现正常下限。引起甲硫氨酸代谢障碍的原因有遗传和环境营养两种因素。遗传因素引起三种关键酶即甲烯四氢叶酸还原酶(MTHFR)、胱硫醚缩合酶(CBS)、甲硫 氨酸合成酶(MS)缺乏或活性降低。先天性胱硫醚缩合酶缺陷症或胱氨酸尿症纯合子表现为 CBS 酶严重缺乏，患者常早年发生动脉粥样硬化，而且波及全身大、中、小动脉，病变弥漫 且严重，多较早死亡。目前研究较多的主要是轻中度高同型半胱氨酸血症，发现编码 MTHFR、 CBS、MS酶的基因发生碱基突变或插入、缺失，引起相应的酶缺陷或活性下降。环境营养因素指代谢辅助因子如叶酸、维
5、生素B6、B12缺乏，这些因子在同型半胱氨 酸代谢反应中为必需因子，均可导致高同型半胱氨酸血症的发生。许多研究已经证实冠心病 患者血浆同型半胱氨酸升高以及血清叶酸、维生素B6、B12水平下降。高同型半胱氨酸(Hcy)血症已成为心血管疾病高发的独立危险因素之一，在慢性肾功 能衰竭(CRF)患者中发生率高。Hcy通过内皮毒素作用、刺激血 管、心肌平滑肌细胞增殖、 心肌细胞钙超载、血栓形成、干扰谷胱甘肽合成、影响体内转甲基化反应等引发心血管事 件。补充大剂量叶酸、B族维生素、采用充分高 效透析及肾移植是治疗CRF患者伴Hcy血 症的有效措施。在慢性肾功能衰竭患者中，心血管疾病(CVD)的发生率较普通
6、人群高10-20倍，是 常见的并发症和主要死因之一1。终末期肾衰(ESRD)患者CVD的高发原因仅用一些传统 的危险因素如：高血压、贫血、糖尿病、高胆固醇血症、吸烟、继发性甲 状旁腺功能亢进 等是很难完全解释，现已发现还存在另一些非传统致病因素，如高 同型半胱氨酸(Hcy)血 症等2。 CRF 患者普遍存在高 Hcy 血症，其发生率是正常人 的 33 倍3，血浆 Hcy 每增加 lymol/L，血管通路栓塞的危险增加4.0%4,心血管 事件（CVE）的危险性就增加6%5。 高Hey血症已被广泛认为是引起动脉粥样硬化，增加CVE的独立危险因素1-13。 1.同 型半胱氨酸的代谢1.1 存在形式H
7、ey 又称高半胱氨酸，是一种含硫氨基酸，不属于组成蛋白质的 20 种氨基酸， 体内不 能合成，只能来源于蛋氨酸的分解代谢。正常人体内游离Hey很少，一般是 以蛋白结合形 式存在，前者占 20%，后者与清蛋白结合，占 70-80%。1.2 代谢过程Hey 是甲硫氨酸的中间代谢产物，在体内由甲硫氨酸转甲基后生成，有两种途 径。再 甲基化途径：约有50%Hey在蛋氨酸合成酶的作用下，以维生素B12为辅因子，以N5-甲 基四氢叶酸为甲基供体，发生再甲基化，重新合成蛋氨酸。这一反应中 的甲基供体（N-5 甲基四氢叶酸）是由N-5，10-亚甲基四氢叶酸还原酶（MTHFR）作用于N-5，10-亚甲基四 氢叶
8、酸形成的。转硫途径：另外约50%的Hcy经转硫途径不可逆生成半胱氨酸和a酮丁酸，此过 程需 维生素B6依赖的胱硫醚卩合成酶和甲硫氨酸合成酶参与。2.影响Hcy代谢的原因正常人体内Hcy含量很少。多种原因可引起Hcy在体内的蓄积，主要涉及到遗传、营 养、药物及肾功能等因素3。2.1 遗传因素近年来发现 MTHFR 基因 C677T 存在多态性，且这种多态性可导致酶活性的降低， 影 响叶酸的活化，从而导致血Hcy水平的升高。TT型患者的血浆Hcy水平显著高于C C型患 者。研究还发现编码蛋氨酸合成酶、胱硫醚卩合成酶的基因发生突变也可能 会导致高Hey 血症的发生。2.2 营养因素摄入的B6、B12
9、、叶酸等维生素不足会造成获得性Hey代谢障碍。因为维生素B 6是 胱硫醚卩合成酶和胱硫醚Y裂解酶的辅酶，当体内维生素B6缺乏，会使这两种 酶的合成发 生障碍，继而引起Hcy在体内的积蓄；维生素B12是N5-CH3-FH4转甲基酶 的辅酶，而N5- 甲基四氢叶酸则是体内甲基的间接供体，两者的缺乏使N5-CH3-FH4上的甲基不能转移，阻 碍蛋氨酸的再生成，同时造成Hcy的蓄积。2.3药物、疾病因素应用某些药物如抗肿瘤药物氨甲喋吟及利尿药等、某些疾病如硬皮病和慢性肾功能不 全等均能使血浆Hcy浓度增高。2.4 肾功能因素肾脏本身是引起高Hcy血症的重要原因之一。肾脏在Hcy的代谢清除中发挥了关 键
10、的 作用，正常人每天产生约15-20mmol的Hey,其中大部分在细胞内分解代谢，只 有约1.5mmol 的Hcy释放到血浆中，通过肾脏的摄取和代谢，血浆中70%的Hcy得到 清除。另外，Hey 代谢有关的酶如胱硫醚卩合成酶、甲基转移酶、MTHFR等均存在于 肾组织内。肾功能受损 时，这些酶缺乏或活性丧失均可导致代谢通道受阻，致血中 Hcy 累积3。肾功能是一项决 定血循环中 Hcy 含量的重要指标，血肌酐值并不能精 确的反映肾功能衰竭的真实程度，但 有研究4表明， Hcy 水平甚至比血肌酐水平更 能反映肾功能的程度。 Hcy 与年龄正相关， 而肾功能与年龄负相关。3同型半胱氨酸毒性的可能机制
11、3.1 氧化和亚硝化反应产生内皮毒素作用研究显示 Hcy 能发生氧化而形成同源二聚体结构或混合性二硫化物，产生羟自 由基、 过氧化氢等氧自由基，促使脂质过氧化发生；引起蛋白质损伤，酶、受体功 能障碍，以及 诱导产生应激蛋白，清除氧自由基酶的活性降低。一氧化氮合成酶受 到抑制，内皮依赖性 血管舒张因子（EDRF）产生减少，生物活性下降，使内皮依赖性血管扩张作用严重受损。 内皮细胞表型发生改变，干扰纤溶酶原激活物的结合位 点。改变内皮细胞基因表达5，诱 导细胞凋亡。3.2 刺激血管、心肌平滑肌细胞增生Hey可直接诱导血管平滑肌细胞增殖6。在体外实验中，Hey诱导血管平滑肌 细胞增 殖，刺激血管平滑
12、肌合成和分泌胶原，促进氧自由基生成，并通过信号传导 方式，干扰血 管平滑肌细胞的正常功能，导致动脉舒张功能障碍。实验7发现体外培养的 SD 乳鼠心肌细胞经Hey刺激后，细胞DNA合成和细胞蛋 白质含量均明显增加，并呈剂量与时间依 赖性。说明Hey还有促进心肌细胞增殖的作用。心肌细胞增殖至心肌肥大，可致心功能衰 竭和恶性心律失常，为致死的重要危险因素。3.3促使心肌细胞钙超载心肌细胞内钙稳定是维持心肌细胞正常功能和代谢的基础条件。心肌细胞钙超载可引 起心肌缺血、心肌梗死、心肌缺血再灌注损伤以及心肌细胞增殖等病理变化6。有研究 发现在培养的大鼠心肌细胞上观察到Hey以剂量依赖方式增加心肌 细胞Ca
13、2+,提示Hey 能促进心肌细胞内钙离子浓度的升高。3.4 酰化反应参与血栓、动脉粥样硬化形成Hey在甲硫氨酰-tRNA合成酶的催化下能形成Hey-AMP，Hey-AMP在酶的作用下能 发 生分解形成具有环硫酯结构的Hey thiolactone。该反应为Hey的活化形式，可促 使血小板聚 集，并可与载脂蛋白 B 形成致密的复合物，这种复合物易被血管壁巨噬 细胞吞噬，引起血 管壁脂肪堆积，泡沫细胞增加，还可改变动脉壁糖蛋白分子纤维 结构，促进斑块钙化，参 与动脉粥样硬化形成6。Hey还促进血栓调节因子的表达，激活蛋白C和凝血因子，血小 板内前列腺素合成增加，使小动脉血管易于栓塞。3.5 干扰谷
14、胱甘肽合成谷胱甘肽是一种重要的的抗氧化剂，它能防止很多细胞成分的氧化或其它损害 ，并能 维持维生素 E 的还原状态；另外，谷胱甘肽与一氧化氮相互作用，对血管产 生保护作用。 Hey 干扰谷胱甘肽的合成5，抑制谷胱甘肽过氧化酶的活性，抑制活 性氧介质的清除，对 机体造成危害。3.6 影响体内转甲基化反应Hey浓度的升高可导致S腺苷Hey （AdoHey）水解速度降低，引起AdoHey蓄积， 从 而潜在性地抑制体内的转甲基反应8。如核酸（DNA和RNA）、蛋白质、髓磷脂、多糖、 胆碱和儿茶酚胺类的甲基化；甲基化能力的降低影响细胞的发育、分化，这可能是Hey致 病的关键因素。研究显示在咼Hey血症的
15、慢性肾衰竭患者红细胞 膜表面蛋白质的甲基化 水平显著较正常人群低。4慢性肾功能衰竭合并高Hey血症血浆Hey浓度与肾小球滤过率（GFR）呈显著负相关，与血浆肌酐浓度呈显著正相关 。有研究发现，普通人群平均年龄65y时，Hey值大约为血肌酐值的1 /5；血肌酐每 上升1%,血浆Hey的含量就增加1%。随着肾功能损害加重，血浆Hey水 平逐渐升高。CRF患者普遍存在高Hey血症，CRF的早期阶段即可出现血浆总Hey显著增高，出 现 高Hey血症的机会是正常人的33倍，血液透析患者高Hey血症发生率达86%10。药代动 力学模型显示：尿毒症患者的Hey的清除半衰期从对照组的3.5小时延长至1 1.0
16、小时4。 血浆Hey水平越高，患者远期生存率就越低。血浆Hey每增加l“mol/L,血管通路栓塞的 危险增加4.0%，CVE的危险性就增加6%10。CRF患者出现高Hey血症除了与肾脏对Hey的代谢和清除障碍有关外，一般认为 与该 类患者多种营养素摄入不足有关，易出现叶酸、B6、B12等维生素缺乏，影响了 Hey代谢 而导致高Hey血症。但有人11发现，CRF患者血浆叶酸和B12浓度多正常，可能为食物 中分布广泛且B12不易被透析滤过。在CRF患者体内存在着Hey再甲基 化代谢过程中产生 的许多异常物质，这些物质干扰叶酸、B12、B6等的活性，使代 谢途径中断而致Hey在体 内蓄积。故在CRF患者Hey代谢中可能存在叶酸、B12的利用 障碍与拮抗而易合并高Hey 血症。确切机理还有待进一步研究。5治疗
