甲硫氨酸（methionine）为必需氨基酸，经正常途径分解，产生S-腺苷甲硫氨酸（S-Adenosyl-L-methionine）和半胱氨酸（cysteine），S-腺苷甲硫氨酸是体内许多化合物甲基化的甲基供体，半胱氨酸是经过一系列的转硫化反应合成的。同型半胱氨酸（homocysteine，Hcy）是甲硫氨酸代谢过程中生成的一种含硫氨基酸，在体内代谢主要为：①Hcy与丝氨酸（serine）在胱硫醚-β 合成酶（Cystathionine-β synthase，CBS）催化下，以维生素B₆为辅酶，生成胱硫醚；②Hcy在亚甲基四氢叶酸还原酶（methylene tetrahydrofolate reductase，MTHFR）的作用下，以维生素B₁₂为辅酶，以甲基四氢叶酸为甲基供体，甲基化生成甲硫氨酸；③Hcy直接释放到细胞外液。在血浆中，Hcy存在形式有3种：游离型同型半胱氨酸、双硫同型半胱氨酸和同型半胱氨酸-半胱氨酸。通常我们指的是总Hcy浓度。（张翼 刘玮

在健康个体，正常的血浆同型半胱氨酸水平维持在5~10μmol/L，血浆同型半胱氨酸水平的升高即高同型半胱氨酸血症（HHcy），血浆同型半胱氨酸水平升高分3个不同程度：轻度 16~30μmol/L，中度 31~100μmol/L，重度>100μmol/L。影响同型半胱氨酸代谢的许多因素可导致高同型半胱氨酸血症，例如营养缺乏状态（例如叶酸、维生素B₁₂、维生素B₆缺乏），药物（一氧化氮），基因缺陷（CBS deficiency，MTHFR deficiency）或者某种疾病状态（肾脏疾病，糖尿病）。 血清中同型半胱氨酸含量两个最强的决定因素是叶酸含量和肾脏功能。1969年，McCully研究了2例血浆同型半胱氨酸水平超过正常人几十倍患儿病例，尸检发现存在着广泛的动脉粥样硬化和血栓，提示高同型半胱氨酸血症容易发生早发型血管事件。人们逐渐认识到高同型半胱氨酸血症是心血管疾病的独立危险因素，其早期表现是内皮细胞功能紊乱，继而导致血管损伤与动脉粥样硬化，其病理生理特征是：①一氧化氮（NO）生成被抑制。NO是一个有效的血管扩张因子，高同型半胱氨酸血症时内皮起源的一氧化氮的生物利用度在脉管系统中大大减少；②前列腺素代谢障碍和调节失常；③内皮衍生的超极化因子被抑制；④血管紧张素-2受体1被激活；⑤诱导合成内皮素-1；⑥氧化应激。大约有85%的慢性肾病患者伴有高同型半胱氨酸血症，叶酸治疗可使其浓度降低20%~40%，但心血管疾病的风险、冠心病患者的生存率不因透析或肾脏移植和叶酸治疗而下降。

透析患者常伴有维生素B₁₂缺乏，因红细胞在髓内被破坏而引起无效性红细胞生成。同型半胱氨酸增加维生素B₁₂缺乏患者的溶血风险，亚甲基四氢叶酸还原酶纯合子突变（如C677T）患者的溶血发生率高达30%，而当用维生素B₁₂治疗使血清同型半胱氨酸降至正常后，溶血现象亦得到缓解。目前，已经使用液相色谱电喷射串联质谱（LC-MS/MS）可同时测量所有的含硫氨基酸及其代谢产物，包括同型半胱氨酸及其代谢产物，其特异性和敏感性均很高，为心脑血管病的危险因素的监测提供了技术条件。

同型胱氨酸尿症（homocystinuria）有三种主要类型。

（一）同型胱氨酸尿症Ⅰ型（典型同型胱氨酸尿症）

先天性甲硫氨酸代谢紊乱是常染色体隐性遗传疾病，胱硫醚合酶基因定位于21号染色体长臂上，杂合子携带者通常无症状。患儿在出生时正常，婴儿期无特殊。主要表现为生长和发育迟缓；晶状体半脱位（晶状体易位症）导致严重的近视与虹膜震颤（震动的虹膜），并逐渐出现散光、青光眼、葡萄肿，白内障、视网膜剥离、视神经萎缩；50%以上的患者可有精神异常；骨骼系统异常表现与马方综合征患者相似，四肢较长、蜘蛛脚样指（趾）、脊柱侧凸、漏斗胸或隆突、膝外翻、凹足、弓形上颚、牙齿拥挤重叠，可伴有肤色浅、蓝眼睛、特殊的颧部潮红，影像学检查的主要表现为骨质疏松和血栓栓塞。血清甲硫氨酸和同型胱氨酸（同型半胱氨酸）增高具有诊断价值。因该化合物不稳定，同型胱氨酸检测需要新鲜尿液。产前检测培养的羊膜细胞或绒毛膜绒毛的酶浓度诊断本病。敏感患者给予大剂量维生素B₆有较好疗效，但因为叶酸损耗，一些患者治疗无效。大约40%的患者对大剂量维生素B₆敏感，敏感者较不敏感者的临床表现轻。患者应限制甲硫氨酸摄入，减少同型胱氨酸的来源，并增加半胱氨酸摄入。甜菜碱（三甲铵乙内酯，6~9g/24h）可使同型半胱氨酸再甲基化成甲硫氨酸，降低血同型半胱氨酸水平。

（二）甲基钴胺素生成缺陷型同型胱氨酸尿症（同型胱氨酸尿症Ⅱ型）

甲基钴胺素是甲硫氨酸合酶的辅酶，催化同型半胱氨酸再甲基化为甲硫氨酸。钴胺素的细胞内代谢至少有五种（cb1C，cb1D，cb1E，cb1G，cb1F）缺陷影响甲基钴胺素的生成。各型缺陷的表现相似，患儿出生后呕吐、喂养困难、嗜睡、张力减低、发育迟缓。实验室检查可发现巨幼细胞性贫血、同型胱氨酸尿症、低甲硫氨酸血症。低甲硫氨酸血症和巨幼细胞性贫血应与胱硫醚合酶或四氢叶酸还原酶缺陷所致的同型胱氨酸尿症鉴别，给予维生素B₆可改善临床症状和生化异常是鉴别的要点。

（三）亚甲基四氢叶酸还原酶缺陷型同型胱氨酸尿症（同型胱氨酸尿症Ⅲ型）

该酶可将N5，N10亚甲基四氢叶酸还原成N5-甲基四氢叶酸，后者在同型半胱氨酸再甲基化成甲硫氨酸时提供甲基。该型患者多为女性，酶活性完全缺乏导致新生儿呼吸窘迫综合征和肌阵挛；部分缺陷表现为智力发育迟缓、惊厥与小颅畸形。实验室检查见中度同型胱氨酸血症和同型胱氨酸尿症，甲硫氨酸浓度降低。维生素B₆、维生素B₁₂和甲硫氨酸联合补充治疗有一定效果，甜菜碱对部分患者有效。

胱硫醚（cystathionine）是甲硫氨酸降解的中间产物，一般被胱硫醚酶（cystathionase）分解为半胱氨酸和同型丝氨酸（homeserine），该酶需维生素B₆作为辅酶。胎儿和新生儿肝脏内无胱硫醚酶，所以半胱氨酸是新生儿期的必需氨基酸。除同型半胱氨酸再甲基化缺陷症（同型胱氨酸尿Ⅱ型和Ⅲ型）外，胱硫醚尿症（cystathioninuria）还见于维生素B₆/B₁₂缺乏，肝脏疾病、甲亢和神经纤维瘤病（neurofibromatosis）。正常在血中检测不到胱硫醚，胱硫醚酶缺陷导致大量胱硫醚尿和轻至中度的胱硫醚血症。已报道的受累及者有各种不同的临床表现。大部分病例对口服大剂量的维生素B₆有效。

半胱氨酸是一种含硫的非必需氨基酸，由甲硫氨酸合成。亚硫酸盐氧化酶缺陷症时，亚硫酸被亚硫酸盐氧化酶（sulfite oxidase，sulphite oxidase）氧化成硫酸，硫酸经尿液排泄。该酶需含钼化合物参与，大多数亚硫酸盐氧化酶缺陷症为辅酶钼缺乏所致。出生后出现拒食、呕吐、肌阵挛，严重者智力发育迟缓。 尿亚硫酸（sulphurous acid，sulfurous acid）、硫代硫酸盐、S-磺化半胱氨酸、黄嘌呤和次黄嘌呤明显升高。