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左旋肉堿又稱為左旋肉毒堿、 維生素BT、左卡尼汀等，化學名稱為左旋-3-羥基-4-三甲胺基丁酸內鹽。左旋肉堿(L-carnitine) 在脂肪酸的β-氧化中具有重要的作用，目前主要應用于減肥及抗疲勞及防治蒽環類藥物對心肌的損害，長期大劑量應用左旋肉堿具有抑制細胞增殖的作用。肉堿是長鏈脂肪酸在線粒體氧化中必需的物質，肉堿缺乏，將使脂類聚集于胞漿、乙酰輔酶A 聚集于線粒體，從而對細胞產生毒性作用，游離脂肪酸不能進入三羧酸循環，造成能量缺乏。肉堿缺乏時可使正常紅細胞膜脆性增加，導致紅細胞的壽命縮短。
左旋肉堿除了在肝臟和腎臟合成外，另外可以從動物性食物中攝取。機體缺乏肉堿和年齡、疾病密切相關。左旋肉堿是一種特殊氨基酸，是構成細胞的基本成分，左旋肉堿在體內肉堿酰基轉移酶Ⅰ和Ⅱ兩種同功酶的作用下，以乙酰基左旋肉堿為載體的形式將長鏈脂肪酸從細胞線粒體膜外轉移到膜內，并將線粒體內的短鏈酰基運送到膜外，長鏈脂肪酸在線粒體基質內進行β氧化產生能量。左旋肉堿除了能促進脂肪酸的β-氧化為細胞供能，還和酮體及過量酰基的消除、糖酵解、糖異生、脂肪生成、支鏈氨基酸代謝以及維持膜的穩定等有關，在抗疲勞及減肥中應用較廣泛。其抗疲勞主要是通過抑制葡萄糖分解，提高肌糖原濃度，有效防止運動后血中乳酸堆積。大劑量左旋肉堿長期應用有可能抑制細胞增殖的作用，而腫瘤細胞大多呈過度增殖，左旋肉堿能否具有抗腫瘤作用是一個值得研究的課題。
目前世界上只有瑞士、意大利、日本等為左旋肉堿的主要生產國。我國大部分 L-肉堿需求還是依靠進口，價格昂貴，亟待研發新進展，以填補國內空白。因此，不斷開發低成本、高合成率、易于實現工業化生產的左旋肉堿合成新路線，顯得尤為重要。
左旋肉堿的制備方法很多，其制備可通過從動物肉浸膏中提取、生物合成和化學合成等方法。提取法產量低，純化步驟多，成本高且難以形成規模化生產。化學合成法主要采取 2 種途徑：
(1) 先制取出外消旋肉堿，利用拆分劑析出左旋體；
(2) 以不同的化學物質為原料進行合成。生物合成法制備左旋肉堿主要有兩種方法，一是微生物發酵法，二是利用酶法轉化。
目前，左旋肉堿已經廣泛地應用在腎臟病血液透析后、 冠心病、 男性不育等方面。腎臟病患者在血液透析過程中往往會導致左旋肉堿通過透析膜丟失，腎臟病便會導致左旋肉堿的合成能力降低，使患者的左旋肉堿水平低下，積極補充左旋肉堿具有重要的意義，通過補充左旋肉堿可提高血漿內左旋肉堿濃度，減少因左旋肉堿缺乏引起的能量代謝障礙。另外，左旋肉堿通過改善心肌的能量代謝，在臨床上應用于冠心病、 心絞痛及病毒性心肌炎的治療。精漿內左旋肉堿的濃度與精子密度、活動率、正常形態、精子百分率等精液參數密切相關，左旋肉堿可用于治療少弱精子癥。
在實體腫瘤方面，左旋肉堿可減輕化療導致的毒副作用，改善患者的疲勞周期和營養狀況，減少過氧化損傷，并可改善化療患者的疲勞狀態。我們新近的研究發現，左旋肉堿作為一種 HDAC 抑制劑可協同硼替佐米發揮抗肝癌 HepG2 細胞作用，并可增加硼替佐米的蛋白酶體功能抑制作用，提示左旋肉堿在抗腫瘤方面將具有重要的應用價值。
2. 1 左旋肉堿用于防治蒽環類藥物對心肌的損害
血液系統的惡性腫瘤如淋巴瘤、白血病的化療方案往往含有蒽環類藥物， 當血液系統腫瘤患者接受蒽環類藥物化療時，患者心肌的氧化磷酸化功能往往下調，心肌細胞肉堿合成能力受損。另外，蒽環類藥物還抑制線粒體內外膜的肉堿酰基轉移酶 I 及Ⅱ的活性影響脂肪酸的氧化反應，最終影響心肌細胞的能量代謝。血液腫瘤患者在化療時明顯伴有左旋肉堿的缺乏，通過提高左旋肉堿的水平可減少蒽環類藥物的毒副作用。
國外有研究發現，使用阿霉素化療的非霍金淋巴瘤患者，發現高劑量組(300mg/m2) 的肉堿濃度低于低劑量組(180mg/m2)，提示左旋肉堿的濃度與蒽環類藥物的累積量呈負相關，蒽環類藥物累積量越高，左旋肉堿濃度越低，出現慢性心臟損害的可能性就越大，左旋肉堿可明顯減輕淋巴瘤患者應用蒽環類藥物的毒副作用。通過補充左旋肉堿，蒽環類藥物治療的淋巴瘤患者血漿肉堿濃度增高，足夠量的游離肉堿使蓄積的乙酰輔酶 A 能進入線粒體內，使心肌細胞內能量代謝得以恢復，研究顯示補充肉堿還可以有效改善蒽環類藥物誘發的心肌病。Waldner 等的研究同樣發現腫瘤患者在化療前通過補充左旋肉堿可阻止阿霉素誘導的心臟毒性作用， 并刺激白細胞的氧化代謝。
2. 2 左旋肉堿用于抗血液腫瘤
左旋肉堿在白血病方面的研究較少，Vassiliadis 等觀察左旋肉堿能否促進急性髓細胞白血病珠 HL-60 細胞的增值分化，結果發現左旋肉堿能增加 HL-60 細胞表面HLA-DＲ 和 CD14 的表達，并促使一部分白血病細胞珠分化，誘導分化的細胞不具有典型的白血病細胞形態。Thomadaki的研究發現含有左旋肉堿的復合物呈濃度依賴性地發揮抗白血病效應。但Niang的研究卻發現左旋肉堿可明顯的拮抗米托蒽醌的抗白血病效應。
Qi研究發現左卡尼丁可通過抑制 caspase-3 發揮抗Raji 淋巴瘤細胞作用。Rogalidou 等通過監測兒童急性白血病的不同治療時期的肉堿水平，發現誘導期及鞏固治療期，血漿游離及總體肉堿水平均低下，而在恢復期及治療完全緩解后數年，血漿肉堿水平均恢復正常，提示研究左旋肉堿在兒童白血病中的作用以及在化療過程中如何補充左旋肉堿具有重要的臨床意義。許力等通過對多發性骨髓瘤患者左旋肉堿水平的研究發現，無論初診或復發多發性骨髓瘤患者的血漿左旋肉堿水平均低于正常人，化療前復發患者組血漿左旋肉堿水平低于初治的患者，化療后多發性骨髓瘤患者的血漿左旋肉堿水平均低于治療前，含有蒽環類的方案可明顯降低多發性骨髓瘤患者血漿左旋肉堿的水平，提示在化療過程補充左旋肉堿具有重要的臨床意義。
2. 3 左旋肉堿用于治療地中海貧血
地中海貧血是一種遺傳性疾病，人群發生率高達 10% 以上，以廣東、 廣西、 福建為主。此病目前尚無有效的治療方法，大部分重型患者依靠輸血維持生命，多于青少年期死亡，由于地貧患者體能往往較差，增加患者的體能就有重要的意義。左旋肉堿通過脂肪酸的β氧化供給細胞能量，研究左旋肉堿在地中海貧血中的作用具有重要的臨床意義。
Merchant 等研究需要定期監測輸血的地中海貧血患者的左旋肉堿水平，患者的平均年齡為40 歲， 中位年齡為(17.5±5.0) 歲，并和同年齡的人群作為對照，結果發現地中海貧血患者的平均左旋肉堿水平為(23.71±7.3)μmol /L，低于對照組的(29.26±2.37) μmol /L( P ＜ 0. 01) ，提示地中海貧血患者左旋肉堿水平較低。
而 El-Beshlawy 等給地中海貧血患者補充左旋肉堿，結果發現，雖然左旋肉堿不能增加患者的血紅蛋白水平，但患者的氧耗量、 心輸出量、脈搏均較前明顯增加，輸血時間明顯延長，提示左旋肉堿在增加地貧患者的運動耐力及體能方面具有重要的作用。通過研究左旋肉堿在年齡 ＜18歲的地中海貧血患者身高的生長中的作用發現，在補充左旋肉堿 18 個月后患者身高的增長速度較未應用左旋肉堿顯著增加，應用左旋肉堿以前，身高的增長速度為3.3cm /年，經過 6個月治療后增加到4.8 cm /年，治療前的長高速度與正常相比少2.8cm，而經治療后相差0.8cm，仍然具有顯著差異。研究者同時發現左旋肉堿治療地中海貧血患者前后坐高、下肢的長度、 三角肌及肩胛下皮膚的厚度等在評估前后均有明顯的差異。
[1]虞斌,張海宏,趙利軍.左旋肉堿的化學合成[J].化學工程師,2011,25(04):37-43.
[2]許力,譚毅.左旋肉堿的生理功能及其在血液系統疾病治療中的應用進展[J].中國臨床新醫學,2016,9(01):86-89.