慢性腎臟病患者補充葉酸和維生素B12的研究進展

黃 力綜述，葛永純審校

0 引 言

慢性腎臟病(chronic kidney disease, CKD)患者心血管疾病(cardiovascular disease, CVD)發(fā)生率和死亡率顯著高于普通人群，且預(yù)期壽命低，特別是接受血液透析的終末期腎病(end stage renal disease, ESRD)患者，死亡風(fēng)險較正常人群高10～50倍[1]。有研究早已證實高血壓、血脂異常和糖尿病是心血管事件的傳統(tǒng)危險因素。近年來，人們越來越關(guān)注非傳統(tǒng)心血管危險因素，特別是氧化應(yīng)激、內(nèi)皮功能障礙、慢性炎癥、血管鈣化、慢性腎臟病礦物質(zhì)和骨異常和高同型半胱氨酸血癥(hyperhomocysteinemia, HHcy)等[2]?！巴桶腚装彼峒僬f”源于臨床上對先天性同型半胱氨酸(Homocysteine, Hcy)代謝異常的觀察，這類患者由于先天性胱硫醚β合成酶(cystathionine β-synthase, CBS)的缺乏，血中Hcy異常升高(>100 mmol/L)，可快速進展至動脈粥樣硬化，發(fā)生血栓栓塞性事件。然而對血清Hcy水平升高與CVD風(fēng)險和死亡率之間關(guān)聯(lián)的研究尚未得出一致結(jié)論[3]。研究發(fā)現(xiàn)CKD和ESRD患者的血清Hcy水平明顯升高，且與生存預(yù)后相關(guān)。HHcy作為該人群的CVD和死亡風(fēng)險因素仍有待充分闡明。葉酸和維生素B12為Hcy代謝過程中相關(guān)酶的必需輔因子，其穩(wěn)態(tài)失衡可能與心血管風(fēng)險和CKD進展直接相關(guān)。本文主要就CKD患者Hcy、葉酸和維生素B12的代謝途徑，以及葉酸和維生素B12缺乏作為心血管事件和CKD進展危險因素的已有證據(jù)，探討CKD和ESRD患者是否需要補充葉酸和維生素B12。

2 同型半胱氨酸代謝

Hcy是一種含巰基的氨基酸，不參與蛋白質(zhì)合成，是甲硫氨酸(蛋氨酸)的代謝產(chǎn)物。甲硫氨酸轉(zhuǎn)化為S-腺苷甲硫氨酸，然后通過甲硫氨酸合成酶還原酶催化，轉(zhuǎn)化為S-腺苷高半胱氨酸(S-adenosylhomocysteine，SAH)，SAH水解釋放出腺苷，生成同型半胱氨酸。S-腺苷甲硫氨酸是最重要的甲基供體之一，在不同的甲基轉(zhuǎn)移酶催化下，可將甲基轉(zhuǎn)移給受體，使其甲基化[4]。

Hcy的代謝包括兩條不同途徑：再甲基化和轉(zhuǎn)硫化。在再甲基化途徑中，甲硫氨酸通過甲硫氨酸合成酶(enzyme methionine synthase, MTS)催化，維生素B12作為輔酶，與5-甲基四氫葉酸反應(yīng)，生成甲硫氨酸和四氫葉酸，后者是葉酸的活性形式，轉(zhuǎn)化為5,10-亞甲基四氫葉酸后，通過亞甲基四氫葉酸還原酶(methylenetetrahydrofolate reductase, MTHFR)轉(zhuǎn)化為5-甲基四氫葉酸(5-methyltetrahydrofolate, 5-MTHF)，繼續(xù)為同型半胱氨酸提供甲基轉(zhuǎn)化為甲硫氨酸[4]。同型半胱氨酸代謝的另一途徑是轉(zhuǎn)硫化。首先，同型半胱氨酸在CBS的作用下與絲氨酸結(jié)合形成胱硫醚，維生素B6是該過程的輔因子，胱硫醚通過胱硫醚賴氨酸酶水解成半胱氨酸和α-酮丁酸。α-酮丁酸轉(zhuǎn)變成琥珀酸單酰輔酶A，通過三羧酸循環(huán)生成葡萄糖[5]。Hcy主要在肝和腎中代謝，在血液中以還原和氧化形式存在，其中氧化形式存在的Hcy中80%～90%與蛋白質(zhì)結(jié)合，10%～20%以二硫化物形式存在，以游離還原形式存在的Hcy不足1%[4]。正常Hcy血漿水平<10 mmol/L，10～16 mmol/L為輕度高同型半胱氨酸血癥，而>100 mmol/L為嚴(yán)重高同型半胱氨酸血癥。

Hcy代謝依賴于葉酸(維生素B9)和維生素B12(鈷胺素)，如果體內(nèi)葉酸、維生素B12缺乏，則Hcy代謝障礙，導(dǎo)致血漿Hcy水平升高。在生理條件下，Hcy經(jīng)腎清除很少，只有非蛋白質(zhì)結(jié)合的Hcy經(jīng)過腎小球濾過，大部分被腎小管重吸收，并被氧化成二氧化碳和硫酸鹽。

2 CKD患者葉酸和維生素B12代謝

CKD患者血Hcy水平較普通人群升高，HHcy發(fā)生率為85%～100%，血肌酐水平與血漿Hcy水平成顯著正相關(guān)，eGFR與血漿Hcy水平成負(fù)相關(guān)。雖然游離Hcy由于其分子量小可通過腎小球濾過屏障，但其大部分(約90%)以蛋白質(zhì)結(jié)合形式存在于血液循環(huán)中。研究發(fā)現(xiàn)臨床穩(wěn)定的腎移植受者HHcy發(fā)生率仍高于正常人群，提示eGFR改善并不能使血漿Hcy完全恢復(fù)至正常水平[4]。參與Hcy代謝的主要酶(MTS、CBS)主要存在于腎中，因此Hcy轉(zhuǎn)硫化和再甲基化途徑可能受CKD的影響。CKD患者Hcy水平增高的原因為腎參與的代謝紊亂，而非單純腎小球濾過率下降所致。對非糖尿病和糖尿病CKD患者的穩(wěn)定同位素研究顯示，Hcy的轉(zhuǎn)硫化和再甲基化異常均可導(dǎo)致其代謝清除受損[6-7]。Garibotto等[8]發(fā)現(xiàn)腎靜脈SAH濃度顯著低于同一受試者相應(yīng)的腎動脈值降低0～40%(P<0.001)，其差值是肌酐下降值的2倍，但同時尿液SAH排泄率卻低于肌酐，表明腎代謝對SAH清除起重要作用。

此外，維生素B12、葉酸缺乏和Hcy代謝過程中相關(guān)酶的基因多態(tài)性均會導(dǎo)致Hcy升高。CKD患者的代謝異常，如酸中毒、免疫炎癥和激素紊亂，以及合并癥和多種藥物治療、厭食、腹瀉、腸黏膜通透性增加和腸道菌群紊亂均會導(dǎo)致營養(yǎng)不良，葉酸和維生素B12缺乏[9]。

尿毒癥患者葉酸的轉(zhuǎn)運速度減慢，即使血漿葉酸水平正常，組織對葉酸的攝取率也可能會有所改變[10]。事實上，血清葉酸濃度并不代表組織的葉酸儲存，而是反映近期膳食中維生素的攝入量。紅細胞葉酸濃度是評價葉酸代謝的更好指標(biāo)。Bamonti-Catena等[11]發(fā)現(xiàn)在112名透析患者中，超過80%患者紅細胞葉酸水平在正常范圍內(nèi)，但只有37%患者血清葉酸水平正常。根據(jù)目前對血清葉酸的測量標(biāo)準(zhǔn)，血液透析和腹膜透析患者的葉酸缺乏發(fā)生率可能會被高估[12]。

血液中的維生素B12主要以蛋白結(jié)合形式存在，游離維生素B12可忽略不計。大約20%的維生素B12與鈷胺素轉(zhuǎn)運蛋白結(jié)合轉(zhuǎn)化為活性形式，轉(zhuǎn)運至細胞內(nèi)。在CKD患者中，尿中的鈷胺素轉(zhuǎn)運蛋白丟失增加且近端小管重吸收減少，盡管總維生素B12水平正常，但功能性維生素B12缺乏，且功能性維生素B12與血清維生素B12水平缺乏關(guān)聯(lián)。有學(xué)者認(rèn)為甲基丙二酸和Hcy是判斷維生素B12功能的關(guān)鍵生物標(biāo)志物，甲基丙二酰輔酶A變位酶將甲基丙二酰輔酶A轉(zhuǎn)化為琥珀酰輔酶A，進入三羧酸循環(huán)，甲硫氨酸合成酶將Hcy轉(zhuǎn)化為甲硫氨酸，維生素B12是其輔酶，在轉(zhuǎn)化過程中起重要作用。即便如此，甲基丙二酸和Hcy仍然不能準(zhǔn)確預(yù)測功能性維生素B12的水平[13]。

3 葉酸和維生素B12代謝與MTHFR 基因多態(tài)

MTHFR催化5,10-甲基四氫葉酸轉(zhuǎn)化為5-MTHF，在葉酸和Hcy代謝中發(fā)揮重要作用。參與同型半胱氨酸-甲硫氨酸途徑的幾種基因多態(tài)性可導(dǎo)致高同型半胱氨酸血癥，目前研究最多的MTHFR基因突變位點為C677 C>T, 1298A>C, 1317T>C, 1793G>A。677C> T是MTHFR的最常見錯義突變，發(fā)生率為40%[14]。盡管一些研究證實MTHFR 677 C> T基因型與腎轉(zhuǎn)歸無關(guān)[15]，但卻發(fā)現(xiàn)MTHFR 677 C> T基因型增加ESRD患者的心血管事件風(fēng)險[16]。Trovato等[17]發(fā)現(xiàn)在630名意大利白種人受試者中，接受血液透析的ESRD患者中MTHFR 677 C> T和1298 A> C發(fā)生頻率較低，提示這些基因變異可能對腎功能進展具有保護作用。

補充葉酸和維生素B12對血液透析患者的臨床價值存在爭議，這可能取決于MTHFR的多態(tài)性。Anchour等[18]最近在132名血液透析患者的前瞻性隊列中證實MTHFR多態(tài)性與補充葉酸和維生素B12降低Hcy的反應(yīng)性相關(guān)。Tremblay等[19]在一項對168例血液透析患者的前瞻性研究中發(fā)現(xiàn)，TT基因型攜帶者基線Hcy水平更高，靜脈補充葉酸后Hcy下降幅度顯著高于其他基因型。有研究表明血液透析患者血清葉酸水平和MTHFR的常見突變(ala-val)之間存在交互作用，在血清葉酸水平更高的情況下(29.2 ng/mLvs6.8 ng/mL)，MTHFR多態(tài)性才與血漿Hcy水平相關(guān)[20]。

4 補充葉酸和維生素B12對CKD進展的影響

現(xiàn)有的觀察性研究顯示HHcy與CKD發(fā)生和進展風(fēng)險存在相關(guān)性，而干預(yù)性臨床研究卻并未發(fā)現(xiàn)補充葉酸、維生素B12可延緩CKD進展。

中國卒中一級預(yù)防試驗(CSPPT)納入無卒中或心肌梗死史的成人高血壓患者20 702例，評估了MTHFR基因型和基線葉酸水平的相關(guān)性，及接受葉酸治療的臨床獲益[21]。腎臟亞研究分析比較了依那普利聯(lián)合葉酸治療或單用依那普利治療對高血壓人群腎功能下降風(fēng)險的影響[22]。該研究納入eGFR>30 mL/min/1.73 m2的患者15 104例，隨機接受依那普利10 mg聯(lián)合葉酸0.8 mg或單用依那普利10 mg治療。與非CKD患者相比，CKD患者基線血清Hcy水平更高。經(jīng)過4年隨訪后，與依那普利組相比，依那普利聯(lián)合葉酸組CKD進展風(fēng)險降低21%，eGFR下降率降低10%。亞組分析顯示基線CKD患者(定義為eGFR <60 mL/min或存在蛋白尿)接受依那普利聯(lián)合葉酸治療對改善腎功能下降和降低全因死亡率更為顯著。MTHFR 677 C> T多態(tài)性TT型患者Hcy降低幅度最大，而CC / CT基因型患者下降幅度較小。進一步亞組分析提示伴糖尿病的CKD患者接受依那普利聯(lián)合葉酸治療使CKD進展風(fēng)險降低更為顯著。這是第一個在無葉酸強化的人群中觀察到葉酸治療對腎保護作用的研究。

然而，既往葉酸聯(lián)合維生素B12的干預(yù)性研究卻并未發(fā)現(xiàn)一致性的腎保護作用。HOST試驗是一項雙盲、安慰劑對照試驗，2056例eGFR≤30 mL/min/1.73 m2的CKD患者被隨機分配到高劑量葉酸(40 mg)聯(lián)合維生素B12(2 mg)、維生素B6(100 mg)治療組或安慰劑對照組，中位隨訪3.2年。維生素治療組Hcy水平顯著降低，但未能延遲晚期CKD患者開始透析的時間[23]。DIVINe試驗納入238名糖尿病腎病患者，隨機分配至2.5 mg葉酸、25 mg維生素B6、1 mg維生素B12治療組或安慰劑對照組[24]。結(jié)果顯示，隨訪2.6年后，與安慰劑對照組相比，維生素治療組GFR降低更多，心血管事件增加。

為何上述大規(guī)模RCT得出不一致的結(jié)論，其原因可能是多方面的。首先，不同研究的基線葉酸水平不同(CSPPT腎臟亞研究為7.7 ng/mL，DIVINe和HOST研究分別為15和16.5 ng/mL)，補充葉酸對腎結(jié)局的有益假設(shè)在基線葉酸水平低的患者中可能更強；其次，補充維生素B的劑量不同可能會影響試驗結(jié)果，HOST研究中補充后血葉酸水平可達2000 ng/mL，而CSPPT試驗中葉酸平均水平僅為23 ng/mL，血清中未代謝的葉酸可能存在潛在毒性；最后，上述研究中研究對象和CKD的程度不同，DIVINe試驗納入糖尿病腎病患者；HOST研究人群是晚期CKD患者，疾病負(fù)擔(dān)重，這可能削弱了補充B族維生素的潛在療效，而CSPPT腎臟亞組研究證明葉酸治療對CKD進展的益處可能與選擇了輕中度CKD人群有關(guān)。此外，上述研究選擇了不同的研究人群，CSPPT試驗選擇了無葉酸谷物強化的人群(中國)，而DIVINe和HOST研究選擇了葉酸強化的人群(美國、加拿大)。

5 補充葉酸和維生素B12對CKD和ESRD患者CVD和死亡率的影響

在非CKD的HHcy患者中，補充葉酸和維生素B12可降低Hcy，并降低死亡率和心血管事件風(fēng)險。CKD特別是ESRD患者血清Hcy明顯升高，針對能否通過干預(yù)Hcy減少心血管事件的發(fā)生率和死亡率也展開了大量研究。然而，在這些研究中，補充葉酸和維生素B12降低心血管事件發(fā)生率和死亡率的效果并不顯著。此外，有效的葉酸和維生素B12補充劑量、補充方法在不同患者中也沒有達成統(tǒng)一共識。

一項納入11個回顧性研究，12個前瞻性觀察研究和5個干預(yù)性臨床試驗(共5123例患者)的Meta分析顯示，血Hcy水平升高是無葉酸補充和谷物強化的ESRD患者發(fā)生CVD和死亡的危險因素[25]。未接受B族維生素(葉酸、維生素B6、維生素B12)治療的ESRD患者Hcy水平約為35 μmol/L，而接受葉酸治療或谷物強化的患者Hcy水平約為25 μmol/L。另外有研究高劑量的葉酸聯(lián)合維生素B12、維生素B6治療雖然降低了血清Hcy水平，但主要終點全因死亡率并未顯著下降，次要終點心血管事件死亡率、截肢和血管通路血栓形成發(fā)生率亦無明顯降低[23]。在Righetti等[26]開展的為期一年安慰劑對照、非盲法隨機對照臨床試驗中，入組的81名維持性血液透析患者隨機分為安慰劑組，葉酸5 mg/d治療組和15 mg/d治療組，結(jié)果顯示與安慰劑組相比，葉酸治療有降低新發(fā)心血管事件的趨勢，但無統(tǒng)計學(xué)意義，且葉酸治療組沒有使患者生存獲益，只有12%的患者治療后血清Hcy達到了正常水平。一項觀察補充大劑量葉酸能否延緩慢性腎衰竭患者動脈粥樣硬化，降低心血管事件的雙盲、隨機對照試驗中，315例患者隨機分為葉酸15mg/d治療組或安慰劑組。葉酸治療組12個月后紅細胞葉酸水平增加三倍，且與tHcy水平呈負(fù)相關(guān)[27]。但中位隨訪3.6年后，葉酸治療組在全因死亡率、心血管死亡率和動脈粥樣硬化事件(頸動脈內(nèi)膜中層厚度)進展方面并無明顯優(yōu)勢。Heinz等[28]設(shè)計了一項針對650例維持性血液透析患者的多中心研究，患者隨機分為治療組(5 mg葉酸、50 μg維生素B12、20 mg維生素B6)和安慰劑對照組，每周3次透后服用，隨訪2年后，兩組間全因死亡率、致命或非致命的心血管事件發(fā)生率無明顯差異。事后分析顯示治療組患者不穩(wěn)定型心絞痛發(fā)生率顯著降低。

在上述試驗中，為了預(yù)防葉酸和維生素B12缺乏，有些試驗排除已知葉酸、維生素B12缺乏需要額外補充的患者，有些試驗對照組中仍有小劑量葉酸和/或維生素B12的補充，這些設(shè)計也許會影響試驗結(jié)果。盡管現(xiàn)有試驗表明藥物治療(葉酸，維生素B12和維生素B6)可使同型半胱氨酸水平降低，但CKD和ESRD患者的死亡率和心血管事件發(fā)生率并未明顯降低。因此，有學(xué)者指出，同型半胱氨酸也許是CVD風(fēng)險的生物標(biāo)志物，而非引起CVD的原因。

6 結(jié) 語

CKD患者血Hcy水平較普通人群升高，其原因為腎參與的代謝紊亂，而非單純腎小球濾過率下降所致。MTHFR的多態(tài)性與葉酸和Hcy代謝有關(guān)。然而，目前尚無足夠循證醫(yī)學(xué)證據(jù)表明CKD和ESRD人群中HHcy、葉酸和維生素B12的變化與CKD進展、CVD和心血管死亡相關(guān)，因此，這些因素尚不能作為CKD患者延緩腎病進展和降低死亡率的治療目標(biāo)，但在無葉酸強化的人群中，葉酸治療顯示出對腎的保護作用。