高半胱氨酸与脑出血

高半胱氨酸与脑出血

高半胱氨酸（homocysteine, Hcy）是人体必需氨基酸甲硫氨酸代谢过程中产生的一种含硫氨基酸，其水平受到多种病理生理因素的影响^[1]。5,10-亚甲基四氢叶酸还原酶（5,10-methylenetetrahydrofolate reductase, MTHFR）和胱硫醚β合成酶（cystathionine-β-synthase, CBS）是Hcy代谢过程中的关键酶，其基因突变会导致Hcy改变^[2,3]。此外，性别、年龄、饮食、某些药物和疾病状态也会使Hcy发生变化^[4]。血浆Hcy有3种形式，包括游离Hcy、蛋白结合Hcy和氧化型Hcy，临床测得的Hcy浓度代表血浆总Hcy水平^[5]。目前国际上对高同型半胱氨酸血症（hyperhomocysteinemia, HHcy）的定义并不统一，既往研究通常将Hcy>15 μmol/L作为HHcy标准，而中国专家共识则定义为Hcy≥10 μmol/L^[6,7]。

Hcy升高是心脑血管病的独立危险因素^[8]。既往研究显示，Hcy与缺血性卒中发病风险之间存在非线性剂量-反应关系。HHcy使缺血性卒中发病风险显著增高，Hcy每增高5 μmol/L，发病风险增高43%^[9]。脑出血（intracerebral hemorrhage, ICH）病例约占所有卒中病例的25%。2019年中国报告缺血性卒中2 418万例，出血性卒中436万例^[10]。相较于缺血性卒中，ICH的致残率和死亡率更高^[10]，但关于Hcy及HHcy与ICH之间的相关性尚不完全明确，探讨Hcy在ICH中的具体作用对于改善患者功能转归具有重要意义。

心源性卒中治疗中国专家共识（2022）

1　Hcy与ICH发病风险

虽然早期研究显示Hcy升高与出血性卒中无关^[11,12]，但后续研究报道了不同的结果。一项多中心病例对照研究显示，ICH患者Hcy显著高于对照组（14.6 μmol/L对12.8 μmol/L；P<0.001）^[13]。一项meta分析同样显示，与对照组相比，ICH患者血清Hcy显著更高（P<0.001）^[14]。印度一项病例对照研究表明，出血性卒中患者检出HHcy的可能性更高^[15]。由于饮食习惯不同和人种差异，中国人群更容易出现Hcy增高。在中国农村地区进行的一项巢式病例对照研究根据Hcy将卒中患者分为< 10 μmol/L、10~15 μmol/L以及≥15 μmol/L组，结果显示，首次卒中与Hcy之间存在显著剂量-反应关系，Hcy≥15 μmol/L与ICH显著相关^[16]。由于大部分研究通常在ICH患者发病及入院后采集Hcy数据，急性应激反应可能对Hcy代谢产生影响从而对分析造成干扰。一项研究指出，ICH患者Hcy在发病24 h内下降，然后在48 h内逐渐升高，发病后0、24及48 h的平均Hcy与对照组相比差异无统计学意义，加上既往前瞻性研究的结果，在一定程度上排除了急性出血对Hcy水平的干扰^[17]。

研究显示，Hcy可能与ICH复发相关。部分ICH患者在治疗后可出现复发，其致残率明显高于首次出血。一项meta分析显示，ICH复发在首次出血后1年内最常见^[18]。一项研究通过构建风险评分模型来预测ICH复发，分别在患者出院后3个月、6个月和1年时进行随访，结果显示，Hcy≥10 μmol/L是ICH复发的独立预测因素[优势比（odds ratio, OR）2.42，95%置信区间（confidence interval, CI）1.35~6.81；P<0.05]，包含Hcy在内的风险模型在推导和验证队列中均对ICH复发显示出良好的预测能力^[19]。

Hcy可促进动脉粥样硬化（atherosclerosis, AS）及斑块形成^[20,21]。血管内皮细胞是血管壁内稳态的主要调节因素，在各种刺激作用下产生一氧化氮（nitric oxide, NO）以维持血管张力并调节流向组织的血流。Hcy升高会促进血小板释放花生四烯酸并产生活性氧，后者直接降低NO的产生和生物利用度。内皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase, eNOS）可催化精氨酸形成NO，Hcy通过抑制水解酶活性导致不对称二甲基精氨酸累积，该物质是eNOS的内源性抑制剂，间接导致NO生成减少^[6,14]。除干扰NO产生外，HHcy还通过诱导炎症和细胞死亡、氧化应激、细胞低甲基化、蛋白高半胱氨酸化以及脂质代谢异常等机制，加剧AS并引起血管内皮功能障碍^[20,22]，导致血管内皮舒缩功能受损，从而增高ICH发病风险。

动物实验显示，HHcy小鼠模型组织破坏性酶水平和活性有所增高，Hcy可能通过增强酶活性从而增高AS斑块的不稳定性，最终导致ICH ^[13]。

Hcy升高会导致内皮细胞和血管平滑肌细胞基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase, MMP）过度表达，尤其是MMP-9和MMP-2，进一步导致动脉弹性结构破坏和微血管基底膜成分消失，例如Ⅳ型胶原、层粘连蛋白和纤维连接蛋白^[23]。动物实验显示，当小鼠脑组织星形胶质细胞的层粘连蛋白被破坏后，脑小血管可观察到破裂出血^[24]。体外实验表明，经过Hcy处理的人脐静脉内皮细胞MMP-9和MMP-2分泌以及人组织激肽释放酶表达显著上调，由此推测，内皮细胞可通过MMPs表达以及MMPs激活丝氨酸蛋白酶参与Hcy诱导的内皮下基质降解^[25]。

2　Hcy与ICH患者的临床特征

2.1　ICH严重程度

格拉斯哥昏迷量表（Glasgow Coma Scale, GCS）是目前最广泛用来评估患者意识状态的指标。中国一项研究将重度ICH定义为患者入院时GCS评分≤12分。结果显示，HHcy组重度ICH患者构成比显著高于Hcy正常组（70.2%对68.9%；OR 1.09，95% CI 1.01~1.10；P<0.0001），Hcy较高意味着ICH更严重^[26]。另一项研究也报道了相似的结果，与重度（GCS评分<9分）及中重度（GCS评分<13分）意识障碍患者相比，轻度意识障碍（GCS评分≥13分）患者Hcy显著较低（P<0.05）；Hcy≥30 μmol/L的ICH患者中至重度意识障碍的发生率显著增高（OR 2.92，95% CI 1.47~5.82；P=0.002）^[27]。不过，也有研究显示HHcy患者入院时GCS评分与Hcy正常患者并无显著差异^[28]。

2.2　血肿特征

出血部位通常作为初步诊断ICH病因的依据之一。脑叶血肿位于大脑半球浅层，主要原因是淀粉样血管病；非脑叶血肿位于基底节、丘脑、脑桥和小脑等深层结构，主要原因是慢性高血压。不过，也有文献指出淀粉样血管病是小脑出血的主导因素^[21,29]。

血肿体积是ICH患者转归的重要决定因素^[30]。多项研究表明，HHcy与Hcy正常患者在血肿部位及血肿体积方面差异并无统计学意义^[28,31]。一项研究以14.62 μmol/L作为分界，在丘脑-基底节区出血患者中，HHcy组血肿体积显著大于Hcy正常组；但在脑叶出血以及幕下出血患者中，两组之间血肿体积并无显著差异^[21]。多元线性回归分析显示，血浆Hcy是丘脑-基底节区出血患者血肿体积的正向线性预测因素^[21]。还有研究显示，Hcy升高与基底神经节出血患者出血体积增加相关^[32]。一项研究比较了大血管病（large vessel disease, LVD）及小血管病（small vessel disease, SVD）与Hcy的相关性，LVD定义为存在脑动脉粥样硬化斑块，SVD定义为存在脑白质疏松或无症状脑梗死^[33]。结果表明，LVD患者Hcy显著高于非LVD患者，SVD患者Hcy显著高于非SVD患者；Hcy对SVD（OR 1.315，95% CI 1.193~1.450；P<0.001）的预测价值较LVD（OR 1.058，95% CI 0.994~1.126；P=0.075）更高^[33]。这在一定程度上解释了Hcy造成特定部位出血增多的现象。

2.3　血肿增大（hematoma enlargement, HE）

超过1/3的ICH患者在发病最初数小时内观察到HE，HE通常定义为首次CT扫描与24 h或最近一次CT扫描之间的血肿体积绝对增大≥6 ml或体积相对增大≥33%。业已证实，HE与ICH患者神经功能恶化及功能转归不良独立相关^[34]。与一般设想中不同，早前的一项研究显示，在校正包括基线血肿体积在内的混杂因素后，Hcy较低是HE的独立预测因素（OR 3.72，95% CI 1.69~8.13；P=0.001）^[35]。研究者认为，这可能是因为Hcy与血浆β淀粉样蛋白呈正相关，后者会加剧血管壁病变负担从而导致管壁增厚，而Hcy较低能减缓该过程，继而增高了HE风险。不过，随后一项列线图研究得出了不同的结论，即HE组Hcy显著高于非HE组，Hcy较高是ICH患者HE的独立预测因素（OR 1.075，95% CI 1.038~1.114；P<0.001）^[36]。血脑屏障是脑实质与脑循环之间独特且受到严格调控的生理屏障，血脑屏障受损和通透性增加与血管内皮损伤及基底膜被破坏有关，Hcy较高带来的血管及血脑屏障通透性增加可能是导致ICH患者早期HE的主要因素^[21,37]。

2.4　临床并发症

研究表明，伴有HHcy的ICH患者住院期间发生肺炎（25.0%对22.7%；P<0.0001）、吞咽功能不良（15.2%对14.1%；P=0.0001）及褥疮（0.5%对0.4%；P<0.05）的患者构成比显著高于Hcy正常患者^[26]。另一项研究显示，ICH患者医院获得性肺炎（hospital-acquired pneumonia, HAP）发生率随着Hcy的增高而显著增高，两者存在独立相关性（OR 1.122，95% CI 1.091~1.156；P<0.001），预测HAP的截断值为18.6 μmol/L^[31]。这些关联的潜在机制尚不清楚，推测可能是由于Hcy参与炎症决定因素的诱导从而导致了肺炎。伴HHcy的ICH患者往往病情更重，卧床时间更长，这可能是HHcy患者更容易并发褥疮的原因。

3　Hcy与ICH患者的临床转归

改良Rankin量表（modified Rankin Scale, mRS）被广泛用于评估卒中患者的神经功能转归。一项大样本研究将mRS评分3~5分定义为转归不良，结果显示，与Hcy正常的ICH患者相比，HHcy患者出院时功能转归显著较差（OR 1.09，95% CI 1.01~1.10；P=0.01），但院内病死率未见显著差异^[26]。一项前瞻性队列研究纳入551例首次急性ICH患者，不同水平Hcy患者在出院时、1个月及1年随访时mRS评分均无显著差异，但3个月随访时HHcy患者mRS评分显著高于Hcy正常患者（P<0.05），HHcy是ICH患者3个月时转归不良的独立危险因素（OR 1.601，95% CI 1.063~2.412；P=0.024）^[28]。多数研究将出院后3个月作为评估ICH患者短期转归的随访节点。一项研究将ICH患者转归不良定义为3个月时mRS评分>3分，结果显示，转归不良组入院时Hcy更高，Hcy与转归不良显著独立相关（OR 1.072，95% CI 1.044~1.101；P<0.001），预测转归不良的最佳截断值为19.45 μmol/L^[31]。另一项研究将ICH患者转归不良定义为3个月时mRS评分>2分，结果显示，Hcy虽然不能预测ICH患者转归，但却是3个月内死亡的独立预测因素（风险比1.68，95% CI 1.06~2.67；P=0.03）^[38]。一项纳入84例ICH患者的研究使用格拉斯哥转归量表（Glasgow Outcome Scale, GOS）评估患者出院后6个月时的功能转归，4~5分定义为转归良好，1~3分定义为转归不良。结果表明，转归不良组Hcy水平显著高于转归良好组（P<0.001），血清Hcy≥21.5 μmol/L是转归不良的独立危险因素^[39]。综上所述，不同研究得出的结论存在差异，一方面是因为研究者选择的随访时间点和评分标准有所不同，另一方面是评分本身的相对主观性和患者随访信息的误差不可避免对研究产生干扰，但总体来说，基线Hcy较高往往意味着功能转归较差。

虽然Hcy对ICH患者转归影响的具体机制尚未完全阐明，但一些研究指出了Hcy在ICH后发挥作用的可能机制。Hcy诱导的内质网蛋白（homocysteine-induced endoplasmic reticulum protein, HERP）是内质网表达的一种泛素样膜蛋白。利用暴露于血红素的原代培养皮质神经元研究显示，ICH后HERP显著升高，HERP过表达会激活原代培养皮质神经元自噬，自噬的激活可保护细胞免于凋亡，从而抑制内质网应激途径，提示HERP在ICH后发挥着保护作用^[40]。另一项研究却显示，与仅用血红素处理的原代培养皮质神经元相比，血红素+Hcy处理的原代培养皮质神经元的形态学指标更差，神经突生长随着时间的推移逐渐恢复，单用血红素处理的原代培养皮质神经元的总长度、数量及平均长度均显著优于血红素+Hcy组，提示Hcy可能阻碍了ICH后神经突生长的恢复^[41]。研究者在ICH模型小鼠中进行了验证，结果显示，相较于普通小鼠，HHcy小鼠的神经突分支密度显著降低，神经功能缺损更加严重^[41]。进一步的研究显示，Hcy通过降低Ca²⁺-钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ（calcium/calmodulin-dependent protein kinase Ⅱ, CAMK2A）的磷酸化来发挥抑制作用，磷酸化CAMK2A可作为促进ICH后神经功能恢复的治疗策略^[41]。

4　针对Hcy的治疗

正常的甲硫氨酸合成酶活性需要叶酸和维生素B₁₂，维生素B₆是CBS活性必需的辅助因子，单独补充叶酸、维生素B₁₂及其与维生素B₆的组合在降低Hcy方面的作用已进行过广泛研究^[42]。结果表明，每天摄入0.8 mg叶酸降低血浆Hcy的作用最优，继续增大叶酸剂量并不能给患者带来更多益处^[43]。中国卒中一级预防试验（China Stroke Primary Prevention Trial, CSPPT）共纳入20 702例符合入组标准的H型高血压（高血压合并HHcy）患者，根据MTHFR C677T基因型分层并以1∶1比例随机分配到2个治疗组：每日口服1片含10 mg依那普利和0.8 mg叶酸的片剂（联合治疗组）或每日口服1片含10 mg依那普利的片剂（单一治疗组）。在4.5年的中位治疗期后，联合治疗组发生首次卒中的绝对风险较单一治疗组降低0.7%，相对风险降低21%。研究者还显示，携带CC或CT基因型的患者卒中风险更高，基线叶酸较低的患者获益更大，且TT基因型患者可能需要补充更大剂量的叶酸^[44]。此外，研究表明血管紧张素转换酶抑制药和β-受体阻滞药可降低原发性高血压患者的Hcy^[45,46]。遗憾的是，当前并无大样本研究探讨上述药物治疗与ICH之间的具体关联，通过药物改变Hcy能否降低ICH发病风险以及改善ICH患者临床症状和转归仍需进一步探究。

5　结语

ICH是严重影响人民生命健康安全的重要疾病。HHcy与ICH之间存在密不可分的关系，但Hcy与ICH发病风险、临床特征以及转归之间的研究结果尚不一致。Hcy能通过促进AS发展从而增高缺血性卒中风险，但其在ICH中扮演的角色仍需进行大量基础和临床研究。不同部位ICH的病因存在差异，高血压是主要致病因素。HHcy往往伴随高血压，二者在ICH发病中是否发挥协同作用需要进一步探讨。MTHFR是既往研究最深入的Hcy代谢酶，业已证实单纯补充叶酸或维生素可降低缺血性卒中风险，根据基因型差异进行的个体化补充也有相关随访研究，在基因层面的ICH一级预防将是今后卒中研究的一个重要方向。通过早期识别ICH高危人群，有助于进行更精准的预防。

引用: 万子豪, 李爱民. 高半胱氨酸与脑出血 [J] . 国际脑血管病杂志, 2023, 31(12) : 944-949.

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