同型半胱氨酸促進冠狀動脈粥樣硬化—新視角、新洞察

王 廣

(北京大學第三醫院，北京100191)

心血管疾病是威脅人類健康的主要疾病，其中冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(CAD)占有越來越重要的作用。高血壓、血脂紊亂、肥胖及吸煙解釋了大多數CAD的發病原因。然而，這些已經建立的危險因素并不能解釋全部CAD，仍然存在其他的危險因子，許多研究觀察到升高的血漿同型半胱氨酸(Hcy)濃度與CAD存在相關。

1 Hcy作為血管疾病危險因子的歷史

Hcy被確定為血管疾病的可能危險因子始于1964年。Mudd發現，由于胱硫醚β合成酶(CBS)的缺陷使Hcy在血中的聚集和隨后在尿中的出現導致高半胱氨酸尿。此后，Mc-Cully［1］發現，CBS缺陷的患者與其他患者相比更易于發生動脈的損害，因為CBS的缺陷導致Hcy的聚集，由此形成了在一般人群中血漿Hcy水平的中度升高可能是動脈粥樣硬化(AS)的危險因子這一假說的基礎。Wicken等［2］于1976年首次驗證了這一理論，研究顯示在冠心病患者Hcy代謝異常的發生高于對照組。

2 Hcy代謝及影響因素

Hcy是細胞蛋氨酸代謝的中間產物。在大多數情況下，細胞內Hcy代謝失調導致其濃度的升高。一般來說，輕度Hcy濃度升高是指空腹血漿Hcy濃度15～30 μmol/L，中度Hcy升高是指濃度30～100 μmol/L，而重度Hcy升高是指濃度＞100 μmol/L。可能影響Hcy濃度的因素:幾項研究提供了B族維生素在影響Hcy代謝方面的重要證據，給Hcy正常或增高的人補充葉酸或聯合補充葉酸、維生素B6、維生素B12可有效降低Hcy的濃度。對一項隨機實驗的分析顯示，每日補充500～5 000 μg葉酸對Hcy濃度有相似的影響，約降低25%。葉酸作為底物為Hcy向蛋氨酸的轉化提供甲基，是決定Hcy水平的最重要因素。人們對編碼MTHFR基因677C＞T多態性及其對Hcy濃度的影響進行了廣泛的研究。677C＞T的突變導致特異性的MTHFR活性下降，從而引起Hcy濃度的升高。在677TT基因型并伴有低葉酸攝入的人，易發生高同型半胱氨酸血癥(HHcy)。此外，藥物也影響到Hcy的水平。降血脂藥物如煙酸及貝特類除了其調節血脂的作用以外，可能有升高Hcy的作用。

3 Hcy與冠心病的危險

HHcy作為動脈血栓性疾病危險因子的最主要的證據源于先天性Hcy代謝異常的患者。約50%先天性CBS缺陷患者在30歲以前發生血管事件。在MTHFR突變及維生素B12代謝缺陷等，也易于患早發的血管性疾病。這些不同的代謝障礙的共同特征是Hcy濃度的顯著提高。Boushey等［3］研究顯示，Hcy每升高5 μmol，CAD 的危險性增加 1.5倍。1998年，有學者經過對前瞻性研究和回顧性研究進行分析［4］，計算出相對危險性(RR)，在回顧性研究中Hcy與CAD相關的RR是 1.6(95%CI:1.4 ～1.7);前瞻性研究的 RR 是 1.3(95%CI:1.1～1.5)。對于Hcy與CAD之間關系的前瞻性研究和回顧性研究不同結果的原因可能有以下幾種:首先，回顧性研究是在CAD事件發生以后進行的資料收集，這意味著對一些生活方式如吸煙等的回憶可能發生誤報。此外，它也意味著藥物治療，如降血脂藥和抗高血壓藥可能改變傳統的CAD危險因子水平。總之，在選擇有CAD高危險性人群作為對象的前瞻性研究，一致地顯示出Hcy濃度是心血管疾病發病率及病死率的強預測因子。

4 Hcy增加CAD危險的機制

McCully在1969年的觀察導致了Hcy作為血管疾病危險因子的假說，但是HHcy促進血管疾病進展的機制還沒有完全闡明。從目前的研究來看，可能通過以下幾種機制:①改變內皮細胞狀態與誘導炎癥:當Hcy濃度升高時，可以抑制培養的內皮細胞合成NO的能力，這將進一步損害內皮功能。在Hcy的作用下，內皮細胞可以異常分泌大量的趨化因子如MCP-1或者IL-8等。這些趨化因子可以吸引免疫細胞持續進入血管病變部位，從而促進動脈粥樣硬化病變的發展。在給予蛋氨酸負載使體內Hcy濃度達到25 μmol/L時候，其血流介導的內皮依賴血管舒張反應受到損害。我們研究發現，Hcy可以損害內皮細胞內皮一氧化氮合酶的表達，減少NO產生，并誘導單核細胞分泌趨化因子MCP-1和IL-8，增強了其產生炎癥因子的反應性，表現出促進炎癥及損害內皮的致病作用［5，6］。我們最近的研究顯示，HHcy患者其冠狀動脈內皮功能被顯著抑制，而且這種內皮功能的損害與Hcy水平呈顯著的相關性［7，8］。②氧化應激:Hcy誘導產生的H2O2可以溶解培養的內皮細胞，促進低密度脂蛋白氧化，因而可以促進細胞吞噬修飾過的低密度脂蛋白，這是動脈粥樣硬化發生發展的一個重要環節。Hcy可以誘導超氧陰離子生成，后者可以通過清除NO來抑制NO調節的血管反應性和血管舒張能力。我們的研究認為，Hcy可以誘導人單核細胞表達NADPH氧化酶、進而促進氧自由基的產生;在高Hcy喂養的ApoE小鼠，Hcy通過氧化應激的機制，顯著損害了內皮功能，促進了AS的發展［5，9］。③血管增生:高濃度的Hcy水平可以導致血管壁增厚和動脈粥樣硬化的形成，提示Hcy可以促使血管平滑肌細胞增殖。Hcy可以激活平滑肌內促進增生的信號傳導途徑，提高血管平滑肌細胞的DNA合成，促進平滑肌細胞增生。

5 HHcy的預防和治療

目前對于防治HHcy所需的藥物的劑量還缺乏一致的標準，對降低Hcy水平能否帶來心血管獲益，還缺乏足夠的證據。因為葉酸的降低Hcy作用，幾項研究觀察了補充葉酸對血管損害有關指標的影響，如內皮功能失調。Brown綜述了關于補充葉酸對內皮功能的影響，結果顯示無論在健康人還是患HHcy者，葉酸改善或恢復了內皮依賴的血管舒張，并通過減少凝血因子的水平降低了血栓形成的機會。這種益處可能很大程度上歸因于Hcy水平的降低。然而，有研究顯示出5-甲基-四氫葉酸(5-MTHF)對內皮功能及心血管疾病的獨立益處。葉酸這種不依賴降低Hcy濃度對內皮功能及心血管疾病的改善作用，其潛在機制可能包括:①抗氧化作用:5-MTHF通過黃嘌呤氧化酶及內皮NO合酶兩種方式減少了過氧化物的產生。②對eNOS輔助因子四氫生物蝶呤(BH4)的再生或對eNOS的刺激作用。在特定的病理生理條件下，eNOS能從主要合成NO轉向產生過氧化物，這一過程稱為eNOS失偶聯。輔助因子BH4可以恢復eNOS的失偶聯。5-MTHF能影響失偶聯eNOS的活性，減少過氧化物的產生并增加NO的合成。我們的研究顯示，Hcy通過對eNOS關鍵輔助因子BH4的抑制，損害了血管內皮功能，大劑量葉酸抑制了NADPH氧化酶的表達，減少了氧化應激;PPAR-α激動劑上調了被抑制的eNOS 表達，改善了患者冠狀動脈內皮功能［5，8］。

然而試圖通過降低Hcy的治療來減少心腦血管事件的研究，帶來了不同的結果［10，11］。研究結果提供了這樣的證據，即:在CAD患者，降低Hcy濃度與減少的血管疾病危險有因果關系。然而，近年幾項臨床實驗顯示出失望的結果，VISP、NORVIT研究經過2～3 a的隨訪，對心腦血管事件的降低并沒有顯示出預期的獲益［12］。其原因可能是VISP研究沒有設立對照組，以及NORVIT研究中同時使用了他汀等明確可以帶來血管保護的藥物，因此削弱了降低Hcy可能帶來的心血管獲益。更重要的是，對于在飲食(如面粉)中已經補充低劑量葉酸的人群，已經通過降低Hcy減少了部分心血管風險，對這樣的人群，試圖通過給予更高劑量葉酸，可能并不能進一步降低心血管事件的風險。將來的研究應該確定，無論在CAD高危患者還是健康人，葉酸等維生素干預在降低Hcy濃度后能否減少其病死率。如果得到陽性結果，那么什么程度的HHcy需要進行干預，且理想的劑量和目標是多少?同時也應該關注Hcy的代謝與清除，而不僅僅是葉酸治療后的轉化。這些都需要進一步的研究來解決。

［1］McCully KS.Vascular pathology of homocysteinemia:implications for the pathogenesis of arteriosclerosis［J］.Am J Pathol，1969，56(1):111-128.

［2］Wilcken DE，Wilcken B.The pathogenesis of coronary artery disease.A possible role for methionine metabolism［J］.J Clin Invest，1976，57(4):1079-1082.

［3］Boushey CJ，Beresford SA，Omenn GS，et al.A quantitative assessment of plasma homocysteine as a risk factor for vascular disease.Probable benefits of increasing folic acid intakes［J］.JAMA，1995，274(13):1049-1057.

［4］Danesh J，Lewington S.Plasma homocysteine and coronary heart disease:systematic review of published epidemiological studies［J］.J Cardiovasc Risk，1998，5(4):229-232.

［5］Wang G，Dai J，Mao J，et al.Folic acid reverses hyper-responsiveness of LPS-induced chemokine secretion from monocytes in patients with hyperhomocysteinemia ［J］.Atherosclerosis，2005，179(2):395-402.

［6］Zeng X，Dai J，Remick D，et al.Homocysteine mediated expression and secretion of monocyte chemoattractant protein-1 and interleukin-8 in human monocytes［J］.Circ Res，2003，93(4):311-320.

［7］Wang G，Mao JM，Wang X，et al.Effect of homocysteine on plaque formation of acute coronary syndromes patients and the mechanisms of oxidative stress［J］.Chin Med J，2004，117(11):1650-1654.

［8］He L，Zeng H，Li F，et al.Homocysteine impairs coronary artery endothelial function by inhibiting tetrahydrobiopterin in patients with hyperhomocysteinemia［J］.Am J Physiol Endocrinol Metab，2010，299(6):E1061-1065.

［9］Dai J，Li W，Chang L，et al.Role of redox factor-1 in hyperhomocysteinemia-accelerated atherosclerosis［J］.Free Radic Biol Med，2006，41(10):1566-1577.

［10］Hackam DG，Peterson JC，Spence JD.What level of plasma homocyst(e)ine should be treated?Effects of vitamin therapy on progression of carotid atherosclerosis in patients with homocyst(e)ine levels above and below 14 micro-mol/L［J］.Am J Hypertens，2000，13(1 Pt 1):105-110.

［11］Schnyder G，Roffi M，Pin R，et al.Decreased rate of coronary restenosis after lowering of plasma homocysteine levels［J］.N Engl J Med，2001，345(22):1593-1600.

［12］Bonaa KH，Njolstad I，Rasmussen K.Homocysteine lowering and cardiovascularevents after acute myocardial infarction［J］.N Engl J Med，2006，354(15):1578-1588.