時(shí)慶平(綜述),王 紅(審校)

(新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院干部?jī)?nèi)三科，烏魯木齊 830011)

心血管疾病(cardiovascular disease，CVD)仍是所有民族死亡的主要原因[1]。在20世紀(jì)早期，有關(guān)資料證實(shí)高同型半胱氨酸血癥(hyperhomocysteinemia，HHcy)與CVD有關(guān)。1969年，McCully[2]首先描述了高胱氨酸尿癥患者的血管病變，包括平滑肌增殖、動(dòng)脈狹窄以及血流動(dòng)力學(xué)改變，由此指出同型半胱氨酸(homocysteine，Hcy)可能是代謝異常疾病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。目前Hcy已經(jīng)成為眾多疾病的病理生理機(jī)制，包括胰島素抵抗的糖尿病、帕金森病、阿爾茨海默病、精神分裂癥和唐氏綜合征。HHcy是由遺傳性和非遺傳性缺陷所致，而其中胱硫醚β合成酶(cystathione beta synthase，CBS)是由哈佛大學(xué)病理學(xué)教授在研究先天性CBS缺乏癥患兒時(shí)提出的。患兒以HHcy、血管損傷及反復(fù)發(fā)生的重要器官栓塞為特征，多死于心肌梗死、腦卒中和腎衰竭。這一發(fā)現(xiàn)提示CBS缺乏引起HHcy與CVD有密切關(guān)系[3]。

1 CBS結(jié)構(gòu)和功能

人類的CBS是合成半胱氨酸、胱氨酸的限速酶，是一個(gè)多域四聚體酶，它通過(guò)催化吡哆醛5′磷酸和S-腺苷甲硫氨酸來(lái)調(diào)節(jié)活性[4]。CBS的活性中心可結(jié)合Hcy和絲氨酸兩種底物，以及3個(gè)配基，即5′-磷酸吡哆醇、S-腺苷-甲硫氨酸和亞鐵血紅素，CBS的錯(cuò)義突變是高胱氨酸尿癥的主要原因[5]。

CBS參與Hcy代謝，Hcy是蛋氨酸循環(huán)的中間產(chǎn)物，蛋氨酸甲基化形成Hcy,Hcy在葉酸和維生素B12的輔助下重新合成蛋氨酸。Hcy代謝有轉(zhuǎn)硫、甲基化兩條途徑。CBS是轉(zhuǎn)硫途徑的關(guān)鍵酶，在CBS的催化下Hcy與絲氨酸結(jié)合生成胱硫醚，后者在胱硫醚γ酶作用下分解為半胱氨酸和α酮丁酸，體內(nèi)約53%的Hcy被CBS和胱硫醚γ酶不可逆轉(zhuǎn)化為半胱氨酸。CBS活性下降可導(dǎo)致轉(zhuǎn)硫途徑發(fā)生障礙，從而引起HHcy[6]。相關(guān)研究表明，補(bǔ)充葉酸、維生素B12可降低血漿Hcy水平[7]。

2 HHcy致CVD的機(jī)制

HHcy作為CVD的獨(dú)立危險(xiǎn)因素已被廣泛認(rèn)同，正常成人空腹血漿總同型半胱氨酸(total homocysteine，tHcy)為5～10 μmol/L，當(dāng)tHcy水平≥10 μmol/L時(shí)，屬于HHcy，同時(shí)伴有HHcy的高血壓，稱為“H型高血壓”。tHcy水平>100 μmol/L被認(rèn)為是嚴(yán)重的HHcy。由于Hcy在腎臟代謝，tHcy水平隨年齡的增加而增加。絕經(jīng)前女性較男性tHcy水平低，這可能與雌激素、孕激素以及月經(jīng)有關(guān)。國(guó)外研究發(fā)現(xiàn)[8]，農(nóng)村居民較城市居民tHcy高，這可能與農(nóng)村居民B族維生素?cái)z入不足有關(guān)。生活方式，如吸煙、飲酒、缺乏鍛煉、攝入較多咖啡也會(huì)引起較高的tHcy。Kriebitzsch等[9]研究發(fā)現(xiàn)，骨質(zhì)疏松也可引起HHcy，同時(shí)血漿Hcy水平影響骨吸收，從而進(jìn)一步加劇骨質(zhì)疏松。遺傳因素包括CBS和亞甲基四氫葉酸基因缺陷，與嚴(yán)重的HHcy相關(guān)。此外，有研究表明，治療糖尿病的藥物二甲雙胍可降低葉酸和維生素B12的水平，從而引起HHcy[10]。抗驚厥和降脂藥物也已報(bào)道能夠增加tHcy水平，而抗風(fēng)濕藥物、青霉素類藥物、乙酰半胱氨酸則降低tHcy水平[11]。目前HHcy致CVD的機(jī)制仍存在爭(zhēng)議，可能機(jī)制如下。

2.1對(duì)血管內(nèi)皮的影響 通過(guò)自身氧化產(chǎn)生羥自由基、過(guò)氧化氫自由基,從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)損傷,進(jìn)而引起內(nèi)皮損傷和細(xì)胞毒作用。另外，由于一氧化氮合酶活性受到抑制，內(nèi)皮依賴性血管舒張因子減少,進(jìn)而嚴(yán)重影響血管擴(kuò)張作用。此外，通過(guò)改變內(nèi)皮細(xì)胞基因表達(dá),最終誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[7]。

2.2致血栓作用 相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，Hcy及其衍生物有致血栓作用，它們能夠抑制組織纖溶酶活性物的活性,抑制抗凝和纖溶物質(zhì)，降低黏血栓形成因子Ⅲ和Ⅶ的活性,具體是通過(guò)增加血小板凝血惡烷劑以及啟動(dòng)凝血因子Ⅴ，促進(jìn)血小板聚集實(shí)現(xiàn)的[12]。

2.3金屬蛋白酶對(duì)血管重構(gòu)的作用 HHcy產(chǎn)生活性氧、活性氮以及無(wú)功能的硫醇，從而降低一氧化氮生物利用度，上述進(jìn)程可觸發(fā)基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)的活化，在動(dòng)物模型中可觀察到，HHcy導(dǎo)致高血壓部分是由于增加MMP-2、MMP-9活性[13]。

2.4引起慢性炎癥 Sen等[14]發(fā)現(xiàn)，Hcy通過(guò)誘導(dǎo)磷酸化，上調(diào)炎性反應(yīng)分子單核細(xì)胞趨化蛋白1和巨噬細(xì)胞炎性蛋白2，同時(shí)減少內(nèi)源性硫化氫，而硫化氫是一種強(qiáng)效的抗炎因子，通過(guò)硫化氫治療，可減弱Hcy誘導(dǎo)的磷酸化過(guò)程。

2.5對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的影響 血管內(nèi)平滑肌細(xì)胞的增殖是形成動(dòng)脈粥樣硬化的基礎(chǔ)，Hcy增加平滑肌細(xì)胞內(nèi)fos癌基因和周期蛋白mRNA的表達(dá)，誘導(dǎo)平滑肌細(xì)胞Ⅰ期合成,使平滑肌細(xì)胞從靜止期進(jìn)入分裂期，加速細(xì)胞增殖。另外，Hcy還能加強(qiáng)低密度脂蛋白的自身氧化,影響一氧化氮的合成，使動(dòng)脈管壁泡沫細(xì)胞增加，脂質(zhì)沉淀、鈣化，最終導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化病變[15]。

3 CBS基因多態(tài)性

人類CBS基因位于21q22.3，在1998年完成對(duì)CBS基因的克隆和測(cè)序，目前多個(gè)實(shí)驗(yàn)證明，CBS基因多態(tài)性存在著明顯的地域和種族差異。已發(fā)現(xiàn)的CBS基因多態(tài)性位點(diǎn)至少有153個(gè)，它們絕大多數(shù)分布在第3位和第8位外顯子中，如C341→T、G374→A、C43→T、C699→T、T1080→C、833→C和G919→A等，其中以G9191A、T833C、844ins68最為常見(jiàn)[4]。突變位點(diǎn)不同，對(duì)CBS活性的影響也不盡相同。

Nienaber等[8]的研究表明，在南非黑人中，CBS基因位于G9276A、T833C、844ins68，并沒(méi)有顯著影響Hcy水平，而且他強(qiáng)調(diào)建立基因-基因、基因-環(huán)境相互作用的模式。Dutta等[16]對(duì)印度280例智力低下患者及健康者的病例-對(duì)照研究發(fā)現(xiàn)，CBS T833C、CBS844ins68雜合突變基因型血漿Hcy水平低于野生純合基因型血漿Hcy水平。宋玉強(qiáng)等[17]對(duì)570例缺血性腦血管病患者及健康者的病例-對(duì)照研究發(fā)現(xiàn)，CBS T833C不同基因型之間血漿Hcy水平不同，CBS 833TC、CBS 833CC基因型血漿Hcy水平顯著高于CBS 833TT基因型血漿Hcy水平，CBS 833TC、CBS 833CC基因型兩組間血漿Hcy水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Lievers等[18]發(fā)現(xiàn)，位于第13外顯子與第13內(nèi)含子結(jié)合區(qū)域的variable number of tandem repeat(VNTR)酶活性與重復(fù)次數(shù)有關(guān)，重復(fù)次數(shù)增加，酶活性降低，尤其是16、17、18、19或21位重復(fù)可使酶活性降低顯著。與Lievers等[18]的結(jié)果不一致的是Yang等[19]的研究，即第16、18位的重復(fù)可能上調(diào)了CBS基因的轉(zhuǎn)錄水平，從而影響酶的活性。第5外顯子第699位存在C→T的同義突變(C699T)，同樣的第10外顯子第1080位也存在C→T的同義突變(C1080T)。Sarov等[6]的研究表明，C699T和C1080T與Hcy水平無(wú)關(guān)。而Aras等[20]則認(rèn)為，這兩個(gè)突變可降低血漿Hcy水平。Lievers等[18]認(rèn)為，C699T和C1080T可使Hcy水平顯著升高。C572T位點(diǎn)位于編碼區(qū)第5外顯子，第572位C被T替代，造成HHcy。

4 CBS基因多態(tài)性與CVD

4.1CBS基因多態(tài)性與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病(冠心病) 國(guó)外報(bào)道CBS G919A突變多引起重度的HHcy，其基因突變多分布于凱爾特人同型半胱氨酸尿癥患者中，已發(fā)現(xiàn)在愛(ài)爾蘭患者A等位基因頻率高達(dá)71%，且多為嚴(yán)重的HHcy，引起冠心病等疾病[21]。國(guó)內(nèi)關(guān)于G919A突變與冠心病的相關(guān)報(bào)道結(jié)果不一致，李麗帆等[22]認(rèn)為CBS G919A突變與冠心病有關(guān)，而許海燕等[23]認(rèn)為無(wú)關(guān)。Bermudez等[24]報(bào)道，在哥倫比亞高同型半胱氨酸尿癥患者中CBS C572T突變高達(dá)70%，而李麗帆等[22]認(rèn)為該位點(diǎn)突變與廣西籍冠心病患者無(wú)關(guān)，唐芳玫等[25]認(rèn)為CBSC770T基因突變與冠心病無(wú)明顯相關(guān)性。

4.2CBS基因多態(tài)性與原發(fā)性高血壓 關(guān)于Hcy與高血壓之間關(guān)系的報(bào)道近年逐漸增多，但仍存在分歧。Sutton-Tyrrell等[26]在1997年報(bào)道，HHcy是單純收縮性高血壓的獨(dú)立危險(xiǎn)因素；Nabipour等[27]發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的高血壓患者伴有血漿Hcy水平的升高，Sengwayo等[13]通過(guò)對(duì)382例參與者的橫斷面研究發(fā)現(xiàn)，血漿Hcy水平和高血壓有相關(guān)性。而Vayá等[28]發(fā)現(xiàn)HHcy與高血壓之間無(wú)關(guān)。歐洲11個(gè)國(guó)家共同完成的研究表明，Hcy水平的變化與血壓水平密切相關(guān)[29]；而朱慧萍等[30]報(bào)道，北方少數(shù)民族，如回族、朝鮮族、維吾爾族CBS基因T833C的C等位基因頻率分別為38%、43%、41%，而美國(guó)非洲裔黑人為46.8%；呼日勒等[31]研究報(bào)道，T833C蒙古族正常人群和高血壓人群CBS rs11700748(T833C)位點(diǎn)均為T(mén)T純合子，無(wú)多態(tài)性改變；來(lái)自北方漢族人群的研究報(bào)道T833C的C等位基因與高血壓相關(guān)[32]。張春軍等[33]發(fā)現(xiàn)，在新疆哈薩克族人群中存在CBS基因rs719038、rs719037、rs11700748多態(tài)性，rs719038、rs719037基因型及等位基因在高血壓組和健康對(duì)照組分布差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而rs11700748基因型和等位基因在高血壓組和健康對(duì)照組存在差異，rs11700748CC基因型可能與新疆哈薩克族高血壓相關(guān)，而rs719038、rs719037基因型可能與新疆哈薩克族高血壓無(wú)關(guān)。從以上結(jié)果可以看出，CBS基因多態(tài)性具有種族差異，不同種族之間存在明顯遺傳異質(zhì)性，這可能也是目前多基因研究結(jié)果在不同人群和種族之間存在明顯差異的原因之一。

5 小 結(jié)

現(xiàn)在多個(gè)試驗(yàn)證據(jù)表明，Hcy對(duì)CVD的發(fā)生、發(fā)展有重要影響，而作為Hcy代謝的關(guān)鍵酶，CBS的基因存在著基因多態(tài)性，且存在地域、民族、性別間差異，通過(guò)影響CBS基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，進(jìn)而影響相關(guān)酶的活性，最終影響相關(guān)疾病的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)歸。CVD是多基因、多因素的復(fù)雜性疾病，單個(gè)基因位點(diǎn)突變對(duì)疾病的影響是單一的，需要多個(gè)基因的協(xié)同作用，同時(shí)環(huán)境因素對(duì)疾病的影響也不能小覷。未來(lái)旨在確定遺傳因素和疾病風(fēng)險(xiǎn)之間因果關(guān)系的研究，應(yīng)考慮采取基因-基因、基因-環(huán)境相互作用的模式。這樣才能為CVD的一級(jí)預(yù)防奠定基礎(chǔ)。

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