杜培培,郭愛紅,加艷,王萌,賀慧芬,閆歡,吳曼玲,王丙聚*
(1.延安大學(xué)咸陽醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,陜西 咸陽;2.延安大學(xué)醫(yī)學(xué)院,陜西 延安)
我國第六次人口普查結(jié)果顯示,腦卒中在40 歲及其以上人群中標(biāo)準(zhǔn)化患病率達(dá)2.19%,約1242 萬人[1]。腦血管疾病對國民健康水平及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成巨大的影響,基于龐大的腦卒中患病人群,目前我國腦卒中防治面臨巨大的挑戰(zhàn)。因此探討急性腦梗死的發(fā)生發(fā)展機(jī)制及影響因素,對于疾病的預(yù)防、診斷及治療有重要意義。腦梗死最重要的病理基礎(chǔ)是動(dòng)脈粥樣硬化,近年來,同型半胱氨酸與動(dòng)脈粥樣硬化、腦梗死的關(guān)系是研究的熱點(diǎn),現(xiàn)就國內(nèi)外進(jìn)展給予綜述。
同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)又稱高半胱氨酸,其本質(zhì)是一種含巰基的非蛋白質(zhì)氨基酸,主要在腺苷蛋氨酸的代謝過程中產(chǎn)生。臨床中所指的Hcy 通常為血漿總Hcy,主要包括游離型Hcy、Hcy-半胱氨酸、雙硫Hcy 這三種形式。正常成人空腹血漿Hcy 為5-10μmol/L,2006 年美國《腦卒中防治指南》指出各種原因?qū)е碌目崭寡獫{Hcy ≥10μmol/L稱為高Hcy 血癥(hyperhomocysteinemia,HHcy)[2]。高Hcy 血癥有兩種類型:一種與發(fā)病機(jī)制相關(guān),一種與遺傳代謝相關(guān),臨床中前者更為多見。
甲硫氨酸是人體的必須氨基酸之一,通常從食物中獲取,進(jìn)入體內(nèi)的甲硫氨酸在ATP 和甲硫氨酸腺苷轉(zhuǎn)移酶作用下,經(jīng)過脫甲基、水解等反應(yīng)形成腺苷和Hcy。Hcy 在人體內(nèi)主有再甲基化和轉(zhuǎn)硫作用兩種代謝途徑。再甲基化是指Hcy 在5-甲基四氫葉酸、甲硫氨酸合成酶、甜菜堿-Hcy 甲基轉(zhuǎn)移酶的作用下生成甲硫氨酸,進(jìn)入甲硫氨酸循環(huán)。轉(zhuǎn)硫作用是指Hcy 在胱硫醚β 合成酶、絲氨酸等參與下生成半胱氨酸[3]。影響血漿Hcy 水平的因素可能有:(1)遺傳因素,Hcy 代謝途徑的關(guān)鍵酶如甲硫氨酸合成酶、亞甲基四氫葉酸還原酶等編碼基因發(fā)生突變,導(dǎo)致酶合成量異常[4];(2)性別因素,男性高于女性,且女絕經(jīng)是血漿Hcy 升高的因素之一;(3)年齡因素,年齡越高,血漿Hcy 水平越高;(4)生活習(xí)慣,吸煙、酗酒、攝入綠色蔬菜不足或含甲硫氨酸的蛋白過量等均可導(dǎo)致血漿Hcy升高;(5)疾病因素,腎功不全、腫瘤等影響Hcy 代謝致其在血漿中升高;(6)藥物因素,維生素B6、甲鈷胺、葉酸、異煙肼、苯妥英鈉等均會(huì)干擾Hcy 代謝。
Hcy 可參與體內(nèi)氧化應(yīng)激、細(xì)胞凋亡、炎癥反應(yīng)、蛋白質(zhì)構(gòu)型等多種生物轉(zhuǎn)化過程,對正常生命活動(dòng)的維持具有重要意義。Hcy 的代謝產(chǎn)物是Hcy 硫內(nèi)酯(homocysteine thiolactone,HTL),其半衰期僅5 分鐘,經(jīng)腎臟代謝,隨尿液排除,故尿液中Hcy 硫內(nèi)酯較血液中含量高[5]。Hcy 或Hcy 硫內(nèi)酯參與蛋白質(zhì)的修飾過程,稱為蛋白質(zhì)Hcy 化。這個(gè)反應(yīng)有2 種類型:第一種類型即Hcy 硫內(nèi)酯與蛋白質(zhì)游離氨基發(fā)生脫水縮合反應(yīng),稱為蛋白質(zhì)的N-Hcy 化;第二種類型即游離形式的Hcy 介導(dǎo)對蛋白質(zhì)硫羥基的氧化,稱為蛋白質(zhì)S-Hcy 化[6-7]。近期相關(guān)研究顯示,N-Hcy 化修飾參與多種病理生理過程。Bharathselvi 等人研究顯示,N-Hcy 化可以使視網(wǎng)膜組織中的多種物質(zhì)暴露巰基,進(jìn)而造成組織的氧化損傷[8]。Sharma 等人研究顯示,N-Hcy 化參與蛋白質(zhì)聚集或淀粉樣蛋白形成過程[9]。Szlauer 等人認(rèn)為,蛋白質(zhì)N-Hcy 化水平增高與靜脈血栓栓塞復(fù)發(fā)具有一定的相關(guān)性[10]。據(jù)相關(guān)研究顯示,Hcy 或Hcy 硫內(nèi)酯可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,其可能的機(jī)制為,細(xì)胞色素c(Cyt c)被Hcy 化后構(gòu)象改變,或是細(xì)胞色素C的過氧化物酶功能被激活,從而加速細(xì)胞裂解[11]。近年來相關(guān)研究顯示,Hcy 對免疫細(xì)胞有一定的影響,主要表現(xiàn)在可上調(diào)單核細(xì)胞趨化因子及其受體的表達(dá),可促進(jìn)單核細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的黏附,可促進(jìn)泡沫細(xì)胞的形成,可影響T、B 淋巴細(xì)胞的水平。Hcy 參與體內(nèi)多種生物學(xué)過程,這是其致病的基礎(chǔ),但其分子學(xué)機(jī)制尚需進(jìn)一步探討。
1969 年,Kiler McCully 教授通過臨床和基礎(chǔ)研究首次提出,高Hcy 血癥與動(dòng)脈粥樣硬化具有相關(guān)性[12]。此后,高Hcy血癥與動(dòng)脈粥樣硬化一直是臨床與基礎(chǔ)研究的熱點(diǎn),但目前仍無明確結(jié)論。
大多數(shù)研究認(rèn)為,高Hcy 血癥促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的形成。李燕等人以兔作為動(dòng)物模型,研究高Hcy 血癥的致病機(jī)制,發(fā)現(xiàn)高Hcy 血癥可促進(jìn)超氧化物歧化酶及過氧化氫的產(chǎn)生,參與細(xì)胞的氧化損傷,影響平滑肌細(xì)胞的增殖,從而參與動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)程[13]。Dong 等人研究指出,高Hcy 血癥可影響血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)化學(xué)物質(zhì)的動(dòng)態(tài)平衡,導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞直接或間接損傷[14]。Luo 及Lee 等人的研究指出,高Hcy 能夠通過參與細(xì)胞內(nèi)外的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,影響平滑肌細(xì)胞及細(xì)胞內(nèi)外基質(zhì)的代謝,可加速動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)程[15-16]。泡沫細(xì)胞是動(dòng)脈粥樣硬化形成過程中的重要環(huán)節(jié),可分泌細(xì)胞因子、補(bǔ)體分子、蛋白酶等加速平滑肌細(xì)胞損傷,而高Hcy 血癥可參與氧化反應(yīng),加速泡沫細(xì)胞的形成[17]。近年來,免疫反應(yīng)也可參與動(dòng)脈粥樣硬化,其機(jī)制可能為T、B 淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞參與血管內(nèi)外的炎癥反應(yīng)造成。而高Hcy 血癥可通過對T、B 淋巴的細(xì)胞影響,進(jìn)而參與免疫反應(yīng)。Deng 等人研究顯示,以小鼠為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)P?,Hcy 可促進(jìn)小鼠脾臟B 淋巴細(xì)胞的增殖反應(yīng)[18]?;A(chǔ)實(shí)驗(yàn)探討Hcy 與動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)系及發(fā)生機(jī)制,為臨床的預(yù)防、診斷、治療提供新的理論依據(jù),為新藥的研發(fā)提供新思路。
近年來,Hcy 血癥與動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)系在臨床研究中也備受關(guān)注。DIETRICH 等人發(fā)現(xiàn),隨血漿Hcy 水平增高,頸動(dòng)脈斑塊的發(fā)生率增加,進(jìn)一步進(jìn)行危險(xiǎn)因素分析得出高Hcy 血癥是頸動(dòng)脈粥樣硬化的獨(dú)立危險(xiǎn)因素的結(jié)論[19]。Alsulaimani 等人認(rèn)為,隨著血清Hcy 水平的變化,頸動(dòng)脈斑塊的面積及穩(wěn)定性也發(fā)生變化[20]。Boushey 等人的研究顯示,血漿Hcy 濃度增加5μmol/L,人群中動(dòng)脈粥樣硬化性疾病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)可增加1.6-1.8 倍[21]??子碌热藢?00 例腦梗死患者進(jìn)行臨床觀察,其結(jié)果顯示,頸動(dòng)脈無斑塊組患者的血清Hcy 顯著低于單發(fā)斑塊組與多發(fā)斑塊組,而單發(fā)斑塊組又顯著低于多發(fā)斑塊組,進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后得出隨血漿Hcy 水平增加,頸動(dòng)脈粥樣硬化程度越嚴(yán)重[22]。郭東豪等人對99 名65 歲以上住院患者進(jìn)行觀察,依據(jù)血漿HCY 水平將其分為對照組(HCY<15μmol/L)和高HCY 組(HCY ≥15μmol/L),平衡年齡、性別等混雜因素后,結(jié)果顯示血漿Hcy 水平與頸動(dòng)脈斑塊數(shù)、斑塊厚度以及斑塊不穩(wěn)定性之間具有相關(guān)性,且呈正相關(guān)性[23]。于博文等人對126 例頸動(dòng)脈狹窄并行頸動(dòng)脈內(nèi)膜切除術(shù)的患者進(jìn)行觀察,依據(jù)狹窄程度分為頸動(dòng)脈狹窄組與頸動(dòng)脈內(nèi)-中膜增厚組,分別測定其血清Hcy 水平,結(jié)果顯示頸動(dòng)脈狹窄患者血清Hcy 水平升高,且與頸動(dòng)脈內(nèi)-中膜厚度呈正相關(guān)[24]。大多數(shù)研究認(rèn)為,高Hcy 血癥是動(dòng)脈粥樣硬化的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,但是也有報(bào)道兩者之間無相關(guān)性。LINNEBANK 等人的研究顯示,血漿Hcy 水平升高是動(dòng)脈粥樣硬化性疾病的發(fā)展過程中的伴隨癥狀之一,而其升高水平與動(dòng)脈粥樣硬化及病變嚴(yán)重程度并無明顯相關(guān)性[25]。國內(nèi)趙文新,曾雙龍等人研究顯示,頸動(dòng)脈粥樣硬化、頸動(dòng)脈狹窄水平與血漿Hcy 之間無明顯相關(guān)性[26-27]。Hcy 與動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)系仍存在爭議,有待進(jìn)一步探討。
Hcy 與動(dòng)脈粥樣硬化密切相關(guān),動(dòng)脈粥樣硬化又與腦梗死密切相關(guān),因此推斷Hcy 可能參與腦梗死的發(fā)生發(fā)展。其代謝水平是腦梗死的可控危險(xiǎn)因素之一,所以具有對于預(yù)防腦梗死有重要的研究意義。Eikelboom 等人的研究顯示,血漿Hcy 水平與腦梗死TOAST 分型的類型不同,其相關(guān)性不同,主要表現(xiàn)在與大動(dòng)脈粥樣硬化型相關(guān)性最強(qiáng),小動(dòng)脈閉塞型次之,而與心源型及其他原因型無明顯相關(guān)性[28]。Zhang 等人的一項(xiàng)前瞻性研究顯示,調(diào)整其他危險(xiǎn)因素的影響后,隨訪4.5 年后發(fā)現(xiàn),高Hcy 水平(≥16 μmol/L)患者腦卒中的復(fù)發(fā)率是正常水平的1.31 倍,死亡率則為1.47 倍[29]。Shi 等人的研究顯示,對腦梗死患者進(jìn)行TOAST 分型,其中大動(dòng)脈粥樣硬化型組患者的血漿Hcy 水平與死亡率具有相關(guān)性[30]。Li等人的研究共設(shè)立6 個(gè)中心,納入1823 個(gè)病例以及1832 個(gè)對照組,其結(jié)果顯示隨血漿Hcy 水平的升高,腦卒中的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加[31]??子碌热藢?00 例腦梗死患者進(jìn)行觀察,依據(jù)腦梗死不同時(shí)期將其分為急性發(fā)作組120 例(A 組),恢復(fù)期80例(B 組),并設(shè)置100 例體檢健康人群為病例對照組,分別測定其血清Hcy 水平,結(jié)果顯示:A 組>B 組>健康對照組,且A 組患者的Hcy 水平在入院后1d、3d、7d、14d、21d、30d 呈逐漸下降趨勢,該研究指出,血漿Hcy 與腦梗死的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān),且其水平的變化,可評價(jià)腦梗死急性期的臨床治療效果[22]。武曉玲等人對163 例腦梗死急性期患者進(jìn)行臨床觀察,依據(jù)TOAST 分型進(jìn)行分類,其結(jié)果顯示,大動(dòng)脈粥樣硬化型腦梗死病情嚴(yán)重程度與高Hcy 血癥密切相關(guān),Hcy 可作為臨床上檢測急性腦梗死病情進(jìn)展的敏感生物學(xué)標(biāo)志物之一[32]。
維生素B6、B12 等參與Hcy 的代謝過程,進(jìn)而影響腦梗死的發(fā)病情況。He 等人的一項(xiàng)長達(dá)14 年的前瞻性研究顯示,對于健康成年男性而言,調(diào)整葉酸的攝入量可影響腦梗死的發(fā)病率,且隨著葉酸攝入量的增加,腦梗死的發(fā)病率呈下降趨勢[33]。Hankey 等人對8000 名來自不同的國家及醫(yī)學(xué)中心的腦卒中和短暫性腦缺發(fā)作患者進(jìn)行2 年的隨訪,將其隨機(jī)分組補(bǔ)充葉酸、維生素B6、維生素B12 等制劑,其結(jié)果顯示混合制劑組腦卒中和短暫性腦缺血發(fā)作的發(fā)生率降低更為明顯[34]。目前多數(shù)研究表明,高Hcy 血癥是腦梗死的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,因Hcy 水平變化具有可控性,所以對其進(jìn)一步探討對腦梗死的預(yù)防、治療、預(yù)后意義深遠(yuǎn)。
綜上所述,動(dòng)脈粥樣硬化與腦梗死關(guān)系密切,而Hcy 過影響動(dòng)脈粥樣硬化的形成,進(jìn)而參與腦梗死的發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后。但Hcy 作用于動(dòng)脈粥樣硬化、腦梗死的具體發(fā)生機(jī)制尚有爭議,仍需要大量基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)及臨床研究的進(jìn)一步探索。