心血管病与基因突变(3) 血浆同型半胱氨酸与血管性疾病
作者：惠汝太
单位：中国医学科学院，中国协和医科大学，心血管病研究所，阜外心血管病医院，中德分子医学研究室，北京市，100037
关键词：
中国循环杂志990502 中图分类号：R543
文献标识码：C
文章编号：1000-3614(1999)05-0259-02
心脑血管疾病传统的危险因素有高血压、高脂血症、糖尿病、吸烟以及冠心病家族史等，通过控制这些危险因素，可以明显延缓和逆转动脉粥样硬化的病理过程，降低心脑血管疾病的发生。但50%以上的心脑血管疾病患者没有这些传统的危险因素，因此寻找心脑血管疾病新的危险因素势在必行。近年来许多研究表明血浆同型半胱氨酸水平增高是心脑血管疾病新的危险因素之一。
, 百拇医药
1 血浆同型半胱氨酸水平增高是心脑血管疾病的一个独立的新的危险因素
自1969年哈佛大学病理学教授McCully首先发现常染色体隐性遗传疾病——先天性胱硫醚β-合成酶(CBS)缺乏症患儿，以高同型半胱氨酸尿症、血管损害及反复发生的重要脏器栓塞为特征，多死于心肌梗塞、脑卒中和肾功能衰竭。这一发现揭示了血浆高同型半胱氨酸水平与心脑血管疾病之间的联系。此后30多年间，许多动物实验资料以及80多个临床/流行病学试验研究证实，血浆总同型半胱氨酸水平升高是动脉硬化性血管疾病(如冠心病、脑卒中和进行性周围血管疾病)，动、静脉血栓栓塞以及周围血管性疾病的独立危险因素，血浆同型半胱氨酸水平可用于预测心脑血管事件发生的危险性。
1976年人们首次从临床研究中证明，血浆同型半胱氨酸水平与早发血管性疾病之间存在关联。1992年美国医师健康研究课题对40～84岁的22 071名医师的前瞻性研究，证明了高同型半胱氨酸血症是心肌梗塞的一个独立危险因素。1995年Bouskey等汇萃分析了总人数为4 666例、27个分布在西方国家有关同型半胱氨酸与动脉硬化性血管疾病关系的多个临床试验，结果显示大约10%的冠心病由高同型半胱氨酸血症所致。血浆同型半胱氨酸每增加5 μmol/L相当于胆固醇增加0.5 mol/L(20 mg/dl)造成的危害。随后又有报告血浆同型半胱氨酸水平与脑卒中及其它周围血管性疾病的关系，其中一组14～49岁妇女的研究结果显示：高同型半胱氨酸血症(大于11 μmol/L)的妇女脑卒中危险性比低于11 μmol/L者高2～6倍，相当于每天吸一包烟造成的危害。血浆同型半胱氨酸水平与心血管疾病的关系最有力的证明来自10个前瞻性研究，其中8个支持血浆同型半胱氨酸水平增加脑卒中、冠心病、静脉血栓等心血管并发症的发生，或增加死亡率，只有2个结果阴性。
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与人心血管疾病有关的危险因素已报告了200多个，血浆同型半胱氨酸水平与某些传统危险因素特别是吸烟，高血压，高胆固醇血症等相互作用，提示高同型半胱氨酸血症会加重这些危险因素对血管的损害。
1995年Selhub用超声方法证明了血浆同型半胱氨酸水平与颈动脉狭窄的关系。苏州刘王明报告了冠心病患者血浆同型半胱氨酸水平与颈动脉内膜—中层厚度的关系。中国医学科学院阜外心血管病医院，自1998年以来，共对1 400多例病人及正常人进行了血浆同型半胱氨酸水平测定，部分病人进行了冠状动脉造影检查，接近50%的冠心病病人血浆同型半胱氨酸水平升高，正常人则不到10%的人超过正常值(15 μmol/L)。
虽然高同型半胱氨酸血症与心血管疾病的关系较为肯定，但发病机理仍然不明。综合目前研究结果可能与高同型半胱氨酸血症对血管内膜损害、促进细胞增生，增加血小板粘附和聚集有关。
2 血浆同型半胱氨酸水平与心血管疾病死亡率呈正相关
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有人对587例病人随访4.6年，以≤9 μmol/L为正常值分组，与之比较发现：9～15 μmol/L组，心脑血管疾病死亡率较正常组高1.9倍，15～20 μmol/L组高2.8倍，≥20 μmol/L组高4.5倍。与年龄、性别、血压及血清肌酐无关，可能是血浆同型半胱氨酸水平升高引起血栓栓塞从而导致死亡。
3 同型半胱氨酸的代谢
血浆同型半胱氨酸是蛋氨酸代谢的中间体，同型半胱氨酸是多次S-腺苷蛋氨酸依赖性甲基转移反应的产物，主要有三个酶涉及同型半胱氨酸的代谢。当食用大量动物来源的食物时，蛋氨酸摄入量明显增加，此时同型半胱氨酸被维生素B6依赖性的胱硫醚β-合成酶催化，通过转-SH基作用，不可逆的把同型半胱氨酸转化为胱氨酸。在低蛋氨酸摄入量时，同型半胱氨酸主要通过甜菜碱-同型半胱氨酸甲基转移酶(BHMT)以甜菜碱为甲基供体，再甲基化合成蛋氨酸，在其他组织这一过程由蛋氨酸合成酶催化，维生素B12为复合因子，甲基四氢叶酸为底物，后者由亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)催化，影响同型半胱氨酸的甲基化。上述代谢途径的紊乱会导致同型半胱氨酸血症。
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过去数年，胱硫醚β-合成酶(CBS)、MTHFR、蛋氨酸合成酶(MS)和BHMT基因已被克隆，某些基因如CBS/MS突变可导致高同型半胱氨酸尿症。MTHFR基因C677T突变可能与血浆同型半胱氨酸水平及心肌梗塞有关，某些研究指出，纯合突变(TT型)是冠心病的一个危险因素，但尚未取得一致意见。有家族心血管疾病史的人群中高同型半胱氨酸水平可能是造成心血管危险性的重要危险因素。
4 血浆同型半胱氨酸水平的影响因素
能使之水平下降的因素：体力活动、摄入维生素、特别是B族维生素、避孕药、雌激素替代疗法、乙酰胱氨酸、青霉胺和Down氏综合征等。
能使之升高的因素：年龄较大，男性，肾功能损害，吸烟，饮咖啡，叶酸、维生素B6、维生素B12缺乏，甲状腺功能低下，增生性疾病，叶酸拮抗剂，维生素B12拮抗剂，NO，维生素B6拮抗剂，抗癫痫药，左旋多巴，烟酸，消胆胺，CBS基因纯合、杂合突变，MTHFR基因纯合、杂合突变。
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血浆总同型半胱氨酸水平正常范围报告不一，一般认为成人为5～15 μmol/L，均值10 μmol/L左右，大于15 μmol/L为升高，15～30 μmol/L为轻度升高，30～100 μmol/L为中度升高，100 μmol/L以上为重度升高。儿童的正常值较成人低，小于12岁的正常均值在5 μmol/L左右。我们对1 400余例病人及正常人血总同型半胱氨酸进行测定，用高压液相层析方法，发现正常人的均值在10 μmol/L，重复性好，批间批内变异小，回收率接近100%。
血浆中同型半胱氨酸约1%左右以还原形式存在，70%与白蛋白结合，30%左右形成低分子量二硫化物，主要是半胱氨酸。测定方法多采用层析方法，免疫分析方法也已陆续问世。采血方法不规范造成假性升高，特别是当用同型半胱氨酸水平来判定心脑血管疾病危险因素时。
高蛋白饮食造成同型半胱氨酸水平升高15%～20%。采血体位标准化：因为体位影响白蛋白浓度，后者决定蛋白结合型同型半胱氨酸水平。有血细胞情况下，血浆同型半胱氨酸水平随时间的延长而升高，保存于室温条件下，每小时可升高5%～15%。因此，室温下血液标本应立即离心，4℃条件下，应在2小时内离心。稳定性：离心后室温下血浆可保存数天，-20℃～0℃保存数周，-20℃保存数年。
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5 高同型半胱氨酸血症的干预
维生素B6、叶酸、维生素B12都可降低几乎所有原因导致的高同型半胱氨酸水平。用量：叶酸每天至少200 μg，可使总同型半胱氨酸水平下降4 μmol/L，由于口服仅50%吸收，所以正常人推荐用量为0.5～5.0 mg/d。而心肌梗塞患者则需要2.5～10 mg/d，可使总同型半胱氨酸水平下降20%～50%。1998年美国FDA已经批准在面粉等食物中添加叶酸，以防止高同型半胱氨酸血症。维生素B12的推荐量每天200 μg，目前市售每片500 μg，能使总同型半胱氨酸水平下降10%～15%，对维生素B12缺乏者，下降的幅度会更大。维生素B6不能降低空腹血总同型半胱氨酸水平，但可能降低蛋氨酸负荷引起的高同型半胱氨酸血症，因此，不要忘记告诉你的病人，赴宴后，要多吃几片维生素B6，日推荐量100 mg以内，在我们临床观察的40例病人中，每日顿服叶酸5 mg、维生素B6 10mg、维生素B12 500μg，一般两周左右血总同型半胱氨酸水平下降。其它一些药物也能降低血总同型半胱氨酸水平，但从疗效安全性，以及费用方面考虑，不应列为首选。除药物干预以外，应当劝病人改变生活方式，多食用含有叶酸的食物，降低咖啡消耗，戒烟，增加体育锻炼。维生素干预可减少心肌梗塞、冠心病的发病率，但报告较少。
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6 存在问题
血总同型半胱氨酸水平的升高可以由于基因缺陷，也可以因摄入过多前体——蛋氨酸(肉类食品)所致，因此有人提出动脉硬化的又一新学说——氨基酸中毒学说，倡导少食动物来源的食物(鱼除外)，不管是否富含胆固醇，血总同型半胱氨酸水平与心脑血管疾病的关系研究是基因—环境因素相互作用的一个研究范例。但是目前尚有一些问题急需解决：
①中国大系列人群中的血总同型半胱氨酸水平的正常值：美国的资料显示，10%的冠心病是由高总同型半胱氨酸水平所致，中国的冠心病有多少是由高总同型半胱氨酸水平所致?我院通过冠状动脉造影及头颅计算机断层摄影术证实的病例发现，50%多的冠心病人及脑卒中患者血浆总同型半胱氨酸水平升高。大系列、普及到基层单位，需要一种简便、可靠、经济的测定方法，目前应用HPLC方法，虽然精确，重复性好，但是价格贵，技术要求高，不能在基层医院普及，因此需要建立简便易行，精确可靠的测定方法。
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②总同型半胱氨酸水平是独立的心脑血管疾病的危险因素，但对其机制的了解还不太多，目前一些实验结果多源于在体外及药理浓度(毫克分子)水平上的研究结果，需要改进。
③目前尚无大规模的长期的人群干预试验来证明：是否降低血总同型半胱氨酸水平会降低心脑血管疾病的发病率及死亡率。现在应该是进行这种大规模临床试验的时候了。但由于总同型半胱氨酸水平与心脑血管疾病的关系已经确立，维生素干预安全、便宜、有效、副作用小，因此不必等到大规模临床试验的结果，便应对病人进行干预。但是由于这种利用维生素进行干预的大规模临床试验商业利润低，厂家兴趣不大。在中国人群中，若以10%的心脑血管疾病由高总同型半胱氨酸水平所致来推算，这项干预每年可挽救近10万人的生命，使30万人免于残废，因此政府卫生行政部门应当支持这项工作。
④测定血总同型半胱氨酸水平的同时应测定血浆维生素B12、叶酸和维生素B6的水平。
综上所述，高同型半胱氨酸血症是心脑血管疾病的一个新的、独立的危险因素。它在冠状动脉粥样硬化疾病的发生发展中起重要的作用。用B族维生素类进行干预，可显著降低心脑血管疾病的发病率和死亡率。因此，正确的测定血浆同型半胱氨酸水平，对于临床工作具有重要的指导意义。
作者简介：惠汝太(1952-)，男，教授，副院长博士，博士研究生导师，1987年赴加拿大、美国研修，主要从事分子医学及其临床研究
收稿：1999-03-25, 百拇医药
单位：中国医学科学院，中国协和医科大学，心血管病研究所，阜外心血管病医院，中德分子医学研究室，北京市，100037
关键词：
中国循环杂志990502 中图分类号：R543
文献标识码：C
文章编号：1000-3614(1999)05-0259-02
心脑血管疾病传统的危险因素有高血压、高脂血症、糖尿病、吸烟以及冠心病家族史等，通过控制这些危险因素，可以明显延缓和逆转动脉粥样硬化的病理过程，降低心脑血管疾病的发生。但50%以上的心脑血管疾病患者没有这些传统的危险因素，因此寻找心脑血管疾病新的危险因素势在必行。近年来许多研究表明血浆同型半胱氨酸水平增高是心脑血管疾病新的危险因素之一。
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1 血浆同型半胱氨酸水平增高是心脑血管疾病的一个独立的新的危险因素
自1969年哈佛大学病理学教授McCully首先发现常染色体隐性遗传疾病——先天性胱硫醚β-合成酶(CBS)缺乏症患儿，以高同型半胱氨酸尿症、血管损害及反复发生的重要脏器栓塞为特征，多死于心肌梗塞、脑卒中和肾功能衰竭。这一发现揭示了血浆高同型半胱氨酸水平与心脑血管疾病之间的联系。此后30多年间，许多动物实验资料以及80多个临床/流行病学试验研究证实，血浆总同型半胱氨酸水平升高是动脉硬化性血管疾病(如冠心病、脑卒中和进行性周围血管疾病)，动、静脉血栓栓塞以及周围血管性疾病的独立危险因素，血浆同型半胱氨酸水平可用于预测心脑血管事件发生的危险性。
1976年人们首次从临床研究中证明，血浆同型半胱氨酸水平与早发血管性疾病之间存在关联。1992年美国医师健康研究课题对40～84岁的22 071名医师的前瞻性研究，证明了高同型半胱氨酸血症是心肌梗塞的一个独立危险因素。1995年Bouskey等汇萃分析了总人数为4 666例、27个分布在西方国家有关同型半胱氨酸与动脉硬化性血管疾病关系的多个临床试验，结果显示大约10%的冠心病由高同型半胱氨酸血症所致。血浆同型半胱氨酸每增加5 μmol/L相当于胆固醇增加0.5 mol/L(20 mg/dl)造成的危害。随后又有报告血浆同型半胱氨酸水平与脑卒中及其它周围血管性疾病的关系，其中一组14～49岁妇女的研究结果显示：高同型半胱氨酸血症(大于11 μmol/L)的妇女脑卒中危险性比低于11 μmol/L者高2～6倍，相当于每天吸一包烟造成的危害。血浆同型半胱氨酸水平与心血管疾病的关系最有力的证明来自10个前瞻性研究，其中8个支持血浆同型半胱氨酸水平增加脑卒中、冠心病、静脉血栓等心血管并发症的发生，或增加死亡率，只有2个结果阴性。
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与人心血管疾病有关的危险因素已报告了200多个，血浆同型半胱氨酸水平与某些传统危险因素特别是吸烟，高血压，高胆固醇血症等相互作用，提示高同型半胱氨酸血症会加重这些危险因素对血管的损害。
1995年Selhub用超声方法证明了血浆同型半胱氨酸水平与颈动脉狭窄的关系。苏州刘王明报告了冠心病患者血浆同型半胱氨酸水平与颈动脉内膜—中层厚度的关系。中国医学科学院阜外心血管病医院，自1998年以来，共对1 400多例病人及正常人进行了血浆同型半胱氨酸水平测定，部分病人进行了冠状动脉造影检查，接近50%的冠心病病人血浆同型半胱氨酸水平升高，正常人则不到10%的人超过正常值(15 μmol/L)。
虽然高同型半胱氨酸血症与心血管疾病的关系较为肯定，但发病机理仍然不明。综合目前研究结果可能与高同型半胱氨酸血症对血管内膜损害、促进细胞增生，增加血小板粘附和聚集有关。
2 血浆同型半胱氨酸水平与心血管疾病死亡率呈正相关
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有人对587例病人随访4.6年，以≤9 μmol/L为正常值分组，与之比较发现：9～15 μmol/L组，心脑血管疾病死亡率较正常组高1.9倍，15～20 μmol/L组高2.8倍，≥20 μmol/L组高4.5倍。与年龄、性别、血压及血清肌酐无关，可能是血浆同型半胱氨酸水平升高引起血栓栓塞从而导致死亡。
3 同型半胱氨酸的代谢
血浆同型半胱氨酸是蛋氨酸代谢的中间体，同型半胱氨酸是多次S-腺苷蛋氨酸依赖性甲基转移反应的产物，主要有三个酶涉及同型半胱氨酸的代谢。当食用大量动物来源的食物时，蛋氨酸摄入量明显增加，此时同型半胱氨酸被维生素B6依赖性的胱硫醚β-合成酶催化，通过转-SH基作用，不可逆的把同型半胱氨酸转化为胱氨酸。在低蛋氨酸摄入量时，同型半胱氨酸主要通过甜菜碱-同型半胱氨酸甲基转移酶(BHMT)以甜菜碱为甲基供体，再甲基化合成蛋氨酸，在其他组织这一过程由蛋氨酸合成酶催化，维生素B12为复合因子，甲基四氢叶酸为底物，后者由亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)催化，影响同型半胱氨酸的甲基化。上述代谢途径的紊乱会导致同型半胱氨酸血症。
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过去数年，胱硫醚β-合成酶(CBS)、MTHFR、蛋氨酸合成酶(MS)和BHMT基因已被克隆，某些基因如CBS/MS突变可导致高同型半胱氨酸尿症。MTHFR基因C677T突变可能与血浆同型半胱氨酸水平及心肌梗塞有关，某些研究指出，纯合突变(TT型)是冠心病的一个危险因素，但尚未取得一致意见。有家族心血管疾病史的人群中高同型半胱氨酸水平可能是造成心血管危险性的重要危险因素。
4 血浆同型半胱氨酸水平的影响因素
能使之水平下降的因素：体力活动、摄入维生素、特别是B族维生素、避孕药、雌激素替代疗法、乙酰胱氨酸、青霉胺和Down氏综合征等。
能使之升高的因素：年龄较大，男性，肾功能损害，吸烟，饮咖啡，叶酸、维生素B6、维生素B12缺乏，甲状腺功能低下，增生性疾病，叶酸拮抗剂，维生素B12拮抗剂，NO，维生素B6拮抗剂，抗癫痫药，左旋多巴，烟酸，消胆胺，CBS基因纯合、杂合突变，MTHFR基因纯合、杂合突变。
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血浆总同型半胱氨酸水平正常范围报告不一，一般认为成人为5～15 μmol/L，均值10 μmol/L左右，大于15 μmol/L为升高，15～30 μmol/L为轻度升高，30～100 μmol/L为中度升高，100 μmol/L以上为重度升高。儿童的正常值较成人低，小于12岁的正常均值在5 μmol/L左右。我们对1 400余例病人及正常人血总同型半胱氨酸进行测定，用高压液相层析方法，发现正常人的均值在10 μmol/L，重复性好，批间批内变异小，回收率接近100%。
血浆中同型半胱氨酸约1%左右以还原形式存在，70%与白蛋白结合，30%左右形成低分子量二硫化物，主要是半胱氨酸。测定方法多采用层析方法，免疫分析方法也已陆续问世。采血方法不规范造成假性升高，特别是当用同型半胱氨酸水平来判定心脑血管疾病危险因素时。
高蛋白饮食造成同型半胱氨酸水平升高15%～20%。采血体位标准化：因为体位影响白蛋白浓度，后者决定蛋白结合型同型半胱氨酸水平。有血细胞情况下，血浆同型半胱氨酸水平随时间的延长而升高，保存于室温条件下，每小时可升高5%～15%。因此，室温下血液标本应立即离心，4℃条件下，应在2小时内离心。稳定性：离心后室温下血浆可保存数天，-20℃～0℃保存数周，-20℃保存数年。
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5 高同型半胱氨酸血症的干预
维生素B6、叶酸、维生素B12都可降低几乎所有原因导致的高同型半胱氨酸水平。用量：叶酸每天至少200 μg，可使总同型半胱氨酸水平下降4 μmol/L，由于口服仅50%吸收，所以正常人推荐用量为0.5～5.0 mg/d。而心肌梗塞患者则需要2.5～10 mg/d，可使总同型半胱氨酸水平下降20%～50%。1998年美国FDA已经批准在面粉等食物中添加叶酸，以防止高同型半胱氨酸血症。维生素B12的推荐量每天200 μg，目前市售每片500 μg，能使总同型半胱氨酸水平下降10%～15%，对维生素B12缺乏者，下降的幅度会更大。维生素B6不能降低空腹血总同型半胱氨酸水平，但可能降低蛋氨酸负荷引起的高同型半胱氨酸血症，因此，不要忘记告诉你的病人，赴宴后，要多吃几片维生素B6，日推荐量100 mg以内，在我们临床观察的40例病人中，每日顿服叶酸5 mg、维生素B6 10mg、维生素B12 500μg，一般两周左右血总同型半胱氨酸水平下降。其它一些药物也能降低血总同型半胱氨酸水平，但从疗效安全性，以及费用方面考虑，不应列为首选。除药物干预以外，应当劝病人改变生活方式，多食用含有叶酸的食物，降低咖啡消耗，戒烟，增加体育锻炼。维生素干预可减少心肌梗塞、冠心病的发病率，但报告较少。
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6 存在问题
血总同型半胱氨酸水平的升高可以由于基因缺陷，也可以因摄入过多前体——蛋氨酸(肉类食品)所致，因此有人提出动脉硬化的又一新学说——氨基酸中毒学说，倡导少食动物来源的食物(鱼除外)，不管是否富含胆固醇，血总同型半胱氨酸水平与心脑血管疾病的关系研究是基因—环境因素相互作用的一个研究范例。但是目前尚有一些问题急需解决：
①中国大系列人群中的血总同型半胱氨酸水平的正常值：美国的资料显示，10%的冠心病是由高总同型半胱氨酸水平所致，中国的冠心病有多少是由高总同型半胱氨酸水平所致?我院通过冠状动脉造影及头颅计算机断层摄影术证实的病例发现，50%多的冠心病人及脑卒中患者血浆总同型半胱氨酸水平升高。大系列、普及到基层单位，需要一种简便、可靠、经济的测定方法，目前应用HPLC方法，虽然精确，重复性好，但是价格贵，技术要求高，不能在基层医院普及，因此需要建立简便易行，精确可靠的测定方法。
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②总同型半胱氨酸水平是独立的心脑血管疾病的危险因素，但对其机制的了解还不太多，目前一些实验结果多源于在体外及药理浓度(毫克分子)水平上的研究结果，需要改进。
③目前尚无大规模的长期的人群干预试验来证明：是否降低血总同型半胱氨酸水平会降低心脑血管疾病的发病率及死亡率。现在应该是进行这种大规模临床试验的时候了。但由于总同型半胱氨酸水平与心脑血管疾病的关系已经确立，维生素干预安全、便宜、有效、副作用小，因此不必等到大规模临床试验的结果，便应对病人进行干预。但是由于这种利用维生素进行干预的大规模临床试验商业利润低，厂家兴趣不大。在中国人群中，若以10%的心脑血管疾病由高总同型半胱氨酸水平所致来推算，这项干预每年可挽救近10万人的生命，使30万人免于残废，因此政府卫生行政部门应当支持这项工作。
④测定血总同型半胱氨酸水平的同时应测定血浆维生素B12、叶酸和维生素B6的水平。
综上所述，高同型半胱氨酸血症是心脑血管疾病的一个新的、独立的危险因素。它在冠状动脉粥样硬化疾病的发生发展中起重要的作用。用B族维生素类进行干预，可显著降低心脑血管疾病的发病率和死亡率。因此，正确的测定血浆同型半胱氨酸水平，对于临床工作具有重要的指导意义。
作者简介：惠汝太(1952-)，男，教授，副院长博士，博士研究生导师，1987年赴加拿大、美国研修，主要从事分子医学及其临床研究
收稿：1999-03-25, 百拇医药