血同型半胱氨酸檢測的臨床意義

鄧 旭綜述，賈得志審校（.勝利石油管理局孤島醫院檢驗科，山東東營 573；.勝利石油管理局濱海醫院檢驗科，山東東營 5737）

同型半胱氨酸（HCY）是一種含硫的氨基酸，是蛋氨酸轉化成半胱氨酸代謝過程中能量代謝的一個重要中間產物，主要通過再甲基化途徑、轉硫化途徑釋放到細胞外液代謝。它的致病機理主要包括損傷血管內皮細胞、促進血管平滑肌細胞增殖、影響凝血系統及脂質代謝。大量研究表明HCY與心腦血管疾病等常見臨床疾病有著密切的關系，本文就HCY研究的進展綜述如下。

1 HCY的來源及存在形式

HCY于1932年由DeVgneaud發現，主要來源于飲食攝取的蛋氨酸，是蛋氨酸循環中S－腺苷HCY水解反應后的產物。同時，又是胱硫醚－β－合成酶（CβS）合成胱硫醚的底物，其結構為HSCH2（NH2）CO2H。血液中的總HCY包括氧化型及還原型HCY，其中絕大多數以氧化型存在，還原型僅占1%左右；大部分（80%～90%）與蛋白結合，其余少部分與HCY自身結合成二聚體（Hcy－SS－Hcy）或與半胱氨酸等結合成混合型HCY二硫化物（cy－SS－Hcy）。蛋氨酸循環的重要生理意義在于提供甲基以合成多種生理活性物質，并參與蛋白質的合成。上述代謝途徑中酶的遺傳代謝障礙或營養物質的缺乏都可導致血中HCY的蓄積。酶缺陷中最經典的是CβS缺乏，其次是5，10－次甲基四氫葉酸還原酶（MTHFR）和甲基四氫葉酸－HCY甲基轉移酶的缺陷。

2 HCY的代謝過程

HCY代謝途徑有3條。（1）再甲基化途徑：HCY被重新甲基化為蛋氨酸，此反應需要蛋氨酸合成酶參與，同時需要維生素B12作為輔酶，在此條件下，HCY與5′－甲基四氫葉酸合成蛋氨酸和四氫葉酸。肝臟中存在著另一條再甲基化途徑，該途徑以甜菜堿為甲基供體，在甜菜堿HCY甲基轉移酶催化下合成蛋氨酸和二甲基甘氨酸。（2）轉硫化途徑：HCY與絲氨酸縮合為胱硫醚的反應，該反應由CβS催化，維生素B6為輔酶，縮合成胱硫醚及水。這一反應在生理條件下不可逆，利于HCY轉運。生成的胱硫醚在γ－胱硫醚酶作用下裂解為半胱氨酸和α－酮丁酸，并被進一步代謝為硫酸鹽分泌入尿液中排泄。（3）直接釋放到細胞外液，這與血漿濃度密切相關。釋放到細胞外的HCY增加反映了其生成和代謝的紊亂。有研究表明，蛋氨酸的濃度可以影響HCY從細胞釋放，在低濃度時，細胞釋放受到蛋氨酸合成酶的影響；而高濃度時，細胞釋放則受到胱硫醚合成酶的影響。

3 影響HCY代謝的因素

健康成人血液HCY濃度為5～15μmol／L，兒童HCY水平明顯低于成人［1］。影響HCY代謝的因素分為遺傳性因素和獲得性因素。在遺傳及環境因素作用下，血液中HCY濃度有不同程度的變化。當血液中HCY濃度超出正常范圍，稱高HCY血癥（HHE）。Kang等［2］把 HHE分為3型：輕型（HCY濃度16～30μmol／L）、中型（HCY濃度31～100μmol／L）和重型（HCY濃度超過100μmol／L）。影響HCY代謝的遺傳因素主要有CβS和MTHFR基因的缺陷。前者常導致重度HHE，后者是造成輕、中度HHE的主要原因，而輕、中度HHE是成人心血管疾病的重要危險因素。影響HCY代謝的獲得性因素主要有葉酸、維生素B12和維生素B6。已有的研究表明，血液中這些因素尤其是葉酸的濃度與HCY呈負相關。多個研究證實葉酸、維生素B12干預治療可以降低血液中HCY的濃度。此外，個體的生活方式、藥物、疾病及其他因素也會對HCY的代謝造成一定影響。

4 HCY的致病機制

4.1 HCY對血管平滑肌細胞（VSMC）的影響 HCY產生大量的自由基加速低密度脂蛋白膽固醇（LDL）氧化，誘導血管平滑肌增生，徐志紅等［3］進行大鼠模型研究發現，較低濃度HCY刺激12～48h，VSMC的增殖加速，認為可能通過改變纖維斑塊中膠原類引起斑塊不穩定和易受損，加速粥樣斑塊的發生和發展。王生蘭等［4］將不同濃度HCY作用于VSMC細胞24h后，采用血甲其偶氮唑鹽微量酶反應比色法和流式細胞術檢測，HCY可引起細胞增殖率增加，S期細胞逐漸增多，G0／G1期細胞逐漸減少。通過透射電鏡發現高HCY作用后的VSMC胞漿中內質網、高爾基復合體明顯增多，胞核大，染色體疏松，表明HCY可在促進VSMC增殖的同時加速其表型的轉化。高HCY可通過興奮氨基酸受體或氧化還原受體而激活蛋白激酶C、降低細胞內cAMP、抑制蛋白激酶A等，進而促進促絲裂素激酶（mAPK）和增加細胞周期調控基因（如CDK、cyclinA）的表達，導致VSMC增殖及膠原合成，在使用選擇性蛋白激酶C或mAPK抑制劑后該促進作用受阻［5］。

4.2 HCY對脂質代謝的影響 HCY的氧化形式半胱氨酸硫內酯可使LDL載脂蛋白B（ApoB）的游離氨基酸酯化形成硫內酯，硫內酯被巨噬細胞吞噬后形成泡沫細胞，促進細胞攝取并使LDL凝聚劑膽固醇沉著鈣化，構成新生的動脈粥樣硬化斑塊。此外，HCY能加強LDL的自身氧化，而氧化的LDL能影響NO的合成及凝血酶調節蛋白的活性，導致血管內皮細胞受損［6］。

4.3 HCY對血管內皮細胞的毒性作用

4.3.1 誘發氧化應激反應 在金屬離子的作用下，HCY自發氧化，產生超氧化物和過氧化氫，使內皮細胞損傷和LDL氧化，導致血管平滑肌持續性的收縮，誘發氧化應激反應［7］，從而破壞內皮細胞的形態和功能完整性。此外，還可通過降低體內谷胱甘肽過氧化酶及超氧化物歧化酶的活性，誘導氧化應激反應，損傷內皮細胞。張冀［8］研究發現，HCY的生理濃度在Cu2＋的介導下，可能通過氧化應激損傷的機制而導致血管內皮細胞凋亡。

4.3.2 降低NO的生物利用度 可以與內皮來源的NO反應生成S－亞硝基HCY，誘導NO的失活，降低NO的生物利用度，使內皮細胞對表面氧化的抵抗力減弱而受到損傷［9］。

4.3.3 干擾DNA和蛋白質的甲基化 HCY產生的大量s－腺苷HCY，可競爭性抑制體內的甲基化反應，干擾DNA和蛋白質的甲基化，引起DNA低甲基化，從而引起內皮細胞結構與功能改變。

4.3.4 改變基因表達和內皮細胞表型 HCY可誘導內皮細胞黏附分子如細胞間黏附分子、血管趨化黏附因子和E－選擇素等的表達和增加內皮細胞的滲透性，引起內皮細胞的損傷。

4.4 HCY對凝血系統的影響 HCY可以抑制蛋白C及其活化的輔助因子血栓調節蛋白的活性，HCY所產生的過氧化氫干擾了內皮細胞表面的硫酸乙酰肝素的合成，使抗凝血酶和內皮細胞表面的硫酸乙酰肝素的結合能力下降；抗凝活性降低，HCY促進纖溶酶原激活物抑制劑的表達，抑制了組織型纖溶酶原激活物的結合作用，增加了血液中血小板的黏附性，引起血栓形成。HCY的活化形式可促使血小板聚集并與載脂蛋白B形成致密復合物，易于被血管壁巨噬細胞吞噬引起血管壁脂肪堆積，極易形成血管壁硬化和斑塊。此外HCY還可直接激活凝血因子Ⅹ、Ⅻ和Ⅴ，抑制凝血調節蛋白在內皮細胞表面的表達及活性，而從減少對Ⅴa、Ⅷa和凝血酶的滅活。

4.5 誘發炎性因子的表達 目前認為炎性反應貫穿于動脈粥樣硬化形成的整個過程。姜亞林等［10］研究認為炎性因子如IL－1β、IL－6、IL－8等分泌過多是高 HCY促進動脈粥樣硬化的重要機制之一。郭雪微和楊泉［11］采用免疫熒光流式細胞儀檢測體外HCY和健康人血白細胞表面黏附分子CD11b、CD18的表達，結果發現HCY體外可明顯增加CD11b、CD18的表達，且隨著HCY濃度的上升而增強，提示HCY可引起體外白細胞黏附分子表達。

5 HCY的檢測方法

5.1 循環酶法 此方法是近年發展起來的，可用于自動生化分析儀的一種技術，它使HCY檢測更加快速、方便。其原理是結合的HCY（氧化形式）被還原成游離的HCY，在CβS的催化下和絲氨酸反應生成L－胱硫醚，后者被胱硫醚－β－裂解酶分解成Hcy和丙酮酸，丙酮酸參與NADH顯色反應，生成的HCY再次參與第一步反應，如此循環。該方法與高效液相色譜法（HPLC）法相關性良好，無需樣本預處理，目前正被國內外廣泛采用。

5.2 HPLC 此方法是目前比較成熟且可推廣使用的方法，方法學包括柱前衍生－HPLC－熒光檢測法、HPLC－柱后衍生－紫外檢測法或熒光檢測法和HPLC－電化學檢測法。目前已有HCY全自動的HPLC－熒光檢測儀問世，測定精度和分析速度可用于大樣本分析。

5.3 酶免疫測定法 這種方法需要將HCY先轉化為s－腺苷HCY，然后加入辣根過氧化物酶標記的單克隆抗體，最后加入辣根過氧化物酶的底物，并在450nm處檢測。加入蛋氨酸與半胱氨酸對檢測結果均無影響，無交叉反應。這種方法的檢測結果與HPLC檢測結果的相關性較高。

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5.4 同位素法 通過14C標記的腺苷與HCY縮合后，經色譜分離，液體閃爍計數放射強度來測定HCY濃度。該法靈敏度高、特異性強，但由于操作繁瑣且有放射污染，雖經改良也未能推廣使用。

5.5 熒光偏振免疫檢測法 該方法靈敏度高，檢測速度快，但價格昂貴，故短時期內不易普及。檢測時，首先用二巰基蘇糖醇將結合型HCY還原出來，然后通過特異性的s－腺苷HCY合成酶催化HCY轉變為s－腺苷HCY，與作為示蹤物的熒光素標記s－腺苷HCY類似物一起與特異性單克隆抗體競爭性結合，引起示蹤物偏光性改變，從而檢測出HCY濃度。

6 HCY的臨床意義

6.1 HCY與心血管疾病

6.1.1 HCY與動脈粥樣硬化（AS） AS是動脈硬化血管病中常見的最重要的一種，其特點是受累動脈病變從內膜開始。一般先有脂質和復合糖類積聚、出血及血栓形成，纖維組織增生及鈣質沉著，并有動脈中層的逐漸蛻變和鈣化，病變常累及彈性及大中等肌性動脈，一旦發展到足以阻塞動脈腔，則該動脈所供應的組織或器官將缺血或壞死。近幾十年來HCY水平升高被認為是與血管事件風險增加相關的［12］。Clarke等［13］發現VSMC凋亡在AS斑塊的形成、發展和破裂中起重要作用。劉穎等［14］證實高HCY可使VSMC增生，促進LDL氧化，降低高密度脂蛋白膽固醇的保護性作用，使泡沫細胞產生增多，從而導致血管壁增厚和AS斑塊形成。研究發現一定劑量的HCY可促進離體培養的WKY大鼠VSMC增殖，使其DNA合成增加，細胞周期中S期細胞所占比例增加43%，并促進c－mys與c－fos原癌基因mRNA表達增加，提示HCY可能通過促進VSMC增殖而誘發AS。研究表明［15］HCY可損傷內皮細胞使其修復延遲，激活炎性因子，同時通過氧化應激作用促進AS的發生和發展。

6.1.2 HCY與冠心病 目前，國際上對高HCY血癥是冠心病的一個獨立、重要的危險因素的觀點取得了共識，檢測血HCY的水平對早期預防和治療冠心病有重要的作用。覃玉忠［16］研究表明，冠心病患者血清中HCY水平隨著病情逐漸加重而升高；孫淑紅等［17］發現，冠心病患者血漿HCY水平明顯升高，HHE的檢出率高。隨著冠狀動脈病變支數增加，血漿HCY水平有逐步升高的趨勢。血漿HCY水平與冠狀動脈病變的嚴重程度一致。馮莉等［18］證實，冠心病患者的血清HCY與其冠脈病變程度密切相關，可用于預測冠脈病變的嚴重程度。也有研究表明，補充維生素和葉酸可以降低HCY的水平，但是對冠心病的防治無明顯影響，說明HCY可能是冠心病的標志物而并非發病的原因。

6.1.3 HCY與慢性心力衰竭 HCY水平升高所造成的影響更多的是在細胞外基質，增加基質金屬蛋白酶活性，加劇心肌纖維化，導致左心室重構，最終造成心力衰竭。在臨床實踐中，HCY可以作為慢性心力衰竭的一個危險標志物。

頸動脈硬化（CAA）是引起腦梗死最常見的原因，而引起CAA的原因是多元的，控制其危險因素成為防治腦梗死的主要手段。有研究表明［19］，高HCY是引起CAA的獨立危險因素，并且血HCY水平隨年齡增長而升高，頸動脈硬化腦梗死患者的HCY水平明顯高于健康人群。

6.3 HCY與其他疾病 有研究發現［20］，胃癌患者血清HCY水平明顯高于對照組，葉酸水平明顯低于對照組。葉酸缺乏是導致胃癌患者血HCY水平升高的一個主要原因，胃癌患者體內存在蛋氨酸代謝障礙，高HCY水平及低葉酸水平可能在胃癌發病中發揮作用。

近年研究表明，HCY可協同糖尿病中的糖基化終末代謝產物，加劇血管內皮損傷，從而促使糖尿病患者尿微量清蛋白的發生。有報道稱，35%的2型糖尿病患者伴有高HCY血癥，而在糖尿病伴腎臟、視網膜及心血管并發癥的患者中更為顯著。因此，對糖尿病患者常規檢測HCY水平可以早期發現和干預高HCY血癥，對糖尿病血管病變發病機制的研究和防治具有重要意義。

7 結 語

高HCY不僅與心腦血管疾病密切相關，而且也與許多常見病如血管性認知功能損害、老年癡呆、CAA、糖尿病、胃癌等有一定關系。目前的研究已經證實，HHE是心腦血管疾病的獨立危險因素。我國的心腦血管疾病逐年增加，除了要關注傳統的危險因素外，對高HCY現象，應給予重視，及早檢出，積極地進行綜合干預，有利于心腦血管等疾病的早期防治。

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