第十章心脏疾病生物化学标志物

1、2授课对象： 检验本科 教学目的及要求：教 学 目 标掌握：重要的冠心病危险因子，理想心肌损伤标志 物的特征，肌红蛋白、肌钙蛋白的优缺点。 熟悉：作为心脏标志物CK的特征，心肌肌钙蛋白 的组成，心肌缺血、心力衰竭的生化标志物。3教学内容4一、心脏解剖和生理第一节概 述5 心脏主要由心肌纤维/细胞组成，中央包含大量（达上千条）肌原纤维。心肌纤维的显微结构6定位蛋白质功能粗丝 Thick filament 肌球蛋白(myosin)水解ATP酶细丝 Thin filament 肌动蛋白(actin)激活myosin ATP酶肌钙蛋白TnT亚基I亚基C亚基与原肌球蛋白结合抑制性调节与胞浆游离Ca2+结

2、合原肌球蛋白增强细丝刚性M线M蛋白(M-protein)形成M线，使粗丝结构稳定Z线-Actinin构成Z线心肌细胞质肌红蛋白（Mylglobin）附着酶肌酸激酶(Creatine kinase) 、LDAMP脱氨酶(deaminase)肌原纤维的蛋白构成7以肌球蛋白为主的粗丝和肌动蛋白为主的细丝的相对位置，收缩时，ATP提供能量和细胞内钙离子作用下，肌丝间沿纵轴滑动，肌节收缩。在无钙离子时，肌纤维松驰状态时，肌钙蛋白-原肌球蛋白-肌动蛋白相互作用模式。钙离子进入并和肌钙蛋白结合，导致肌钙蛋白复合物构象改变。 心肌有规律的收缩、舒张。 心脏富含蛋白和利用能量的酶：如肌钙蛋白、肌红蛋白(myog

3、lobin,MHb)、CK、LD。9心肌标志物分子量(kD)判断值出现时间（h）达峰时间（h）恢复时间（h）升高倍数Mb17.8100g/L0.525121830520CK86200U/L3810367296525CK-MB8625U/L,3g/L389304872520LD135200 U/L8182472610d35LD113540%总LDLD1/LD218182472610d510cTnT39.70.5g/L361024510d30200cTnI22.51.53.1g/L361420714d2050急性心肌梗死（acute myocardial infarction,AMI）二、心血管疾

4、病的病理生理及化学病理学（一）动脉粥样硬化及冠心病11血管内膜损伤学说氧化型低密度脂蛋白内皮损伤单核细胞泡沫细胞吞噬脂质12血栓形成学说13稳定性心绞痛和不稳定性心绞痛的病理组织变化稳定性心绞痛：冠状动脉硬化基础上管腔狭窄70%不稳定性心绞痛：冠状动脉硬化基础上伴不完全性血栓形成14动脉粥样硬化病变机制脂质渗入学说动脉粥样硬化斑块的结构15冠状动脉发生粥样变，血管硬化，管腔狭窄，供血减少。 当冠状动脉狭窄70时 病人出现活动后心肌供血不足，表现为心绞痛。 不稳定性/变异性心绞痛（UA），休息时亦有心绞痛。 心脏无血供，局部大面积心肌坏死 血管完全堵塞，冠状动脉狭窄继续增加 AMIacute m

5、yocardial infarction 2016不稳定性心绞痛 动脉硬化初期 冠状动脉狭窄70，活动后心肌供血不足 （又称变异性心绞痛，UA） 休息时心绞痛 持续时间较长（20min），少数心肌纤维坏 死。 （AMI，简称急性心梗）血管完全堵塞，心 脏无血供，大面积心肌坏死。病情进展 无症状心绞痛急性心肌梗死心源性猝死17 心肌细胞及其间隙的局部或弥漫性的急、慢性炎性病变，称为心肌炎。心肌炎是儿童和青年人常见的心脏疾患，轻重差别很大，但目前尚无金标准，临床不易确诊。（二）心肌疾病18由于冠状动脉所致的心肌损伤，其病理改变为斑块破裂和冠脉血栓导致冠脉严重狭窄或闭塞。（三）急性冠状动脉综合症（a

6、cute coronary syndrome,ACS）19 心绞痛 稳定性心绞痛 不稳定性心绞痛 心肌梗死 无Q波心肌梗死 Q波心肌梗死 急性冠脉综合征 （ACS）20（四）心力衰竭 又称心脏功能不全：许多严重的心脏病（如急性心肌梗死）的归宿，心脏不能有效地把心室内的血液送至全身。80的AMI死于（左）心衰、心源性休克。211盐类物质和高血压诱发因素2肾素-血管紧张素系统和高血压3肾上腺素能神经和高血压4继发性高血压（五）高血压22危险因素：是指个体固有的生理、心理因素或生活环境中的其他因素，它们的存在可促使疾病发生，去掉以后可减缓甚至阻止疾病的发生(即与疾病有关)。 第二节 心血管疾病的主要

7、生物化学指标 冠心病危险因素已达百余种。 最有价值的可及早预防和治疗的是： 高血脂、CRP和凝血因子异常。 23一、心血管疾病危险因素相关生物化学指标(一)血清脂质甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、载脂蛋白A（ApoA）、载脂蛋白B（ApoB）、脂蛋白(a) TCHDL-C比值可更准确地预报冠心病的发生，TCHDL-C5，冠心病发病率急剧上升。 临床首选TC、HDL-C和TG作为冠心病辅助诊断指标。24凡能增加动脉壁内Ch内流和沉积的脂蛋白如LDL、-VLDL、oxLDL等，是致AS的因素。凡能促进胆固醇从血管壁外运的脂蛋白

8、如HDL，则具有抗AS作用。26C反应蛋白（C-reactive protein, CRP）是一种能与肺炎球菌细胞壁C-多糖物质反应的敏感的急性时相反应蛋白质。合成部位：肝脏、上皮细胞合成的5个环状多肽链亚单位组成的球蛋白。电泳位于r-球蛋白区带。（二）超敏C反应蛋白（hsCRP）high sensitivity CRP27hsCRP与冠心病hsCRP是动脉粥样化血栓形成疾病的介导和标志物 激活补体系统增加分子间黏附作用刺激 NO 的生成增强吞噬细胞对 LDL 的吞噬作用增强纤溶酶原激活抑制物的表达和活性等28低危1mg/L3mg/L中危高危检测方法 颗粒增强免疫比浊法 酶联免疫法等。参考范围

9、 LD1LD3LD4LD5。在诊断急性心肌梗死时，LD和LD1水平的升高常于发作后8-12小时，2-3天达高峰，1-2周恢复正常。46LD及其同工酶的应用原则 限制LD应用，不作为常规检查，对病人作个案处理，主要用于排除急性心肌梗死诊断； 在胸痛发作24h后测定LD同工酶，作为CK-MB补充：连续测定LD，对于就诊较迟CK已恢复正常的AMI病人有一定参考价值；LD1/LD2比例（0.76%）更敏感和特异，但不用于评估溶栓疗法。若AMI诊断明确，就不需检测LD及其同工酶。 47 CK催化肌酸和ATP或磷酸肌酸和ADP之间的磷酸转移的可逆性反应，所产生的磷酸肌酸含高能磷酸键，是肌肉收缩时能量的直接

10、来源。 磷酸肌酸ADP 肌酸ATPCK3. 血清肌酸激酶（CK）及其同工酶肌酸激酶（CK）血中超过正常 ：发作后46h达峰值时间： 24h回复正常：4872h CK半寿期：1012h48 由M和B两个亚基组成的二聚体。三种同工酶。CK1（CKBB）存在于脑组织中， CK2（CKMB）和CK3（CKMM）存在各种肌肉组织中 ；CK半寿期：1012h 。CK-MB主要存在于心肌细胞内称为心型同工酶。分为CK-MB1CK-MB2亚型。骨骼肌中几乎全部为CK-MM，称为肌型同工酶。分为CK-MM1CK-MM2CK-MM3亚型。49CK的检测 方法：酶偶联法是CK的参考方法。参考值: 男性 80200U

11、/L 女性 60140U/L CK磷酸肌酸 + ADP 肌酸 + ATP HKATP + 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 + ADP G6PD6-磷酸葡萄糖 + NADP+ 6-磷酸葡萄糖酸盐 + NADPH +H+50CK及其同工酶检测的临床意义 （1）CK-MB：CK-MB/总CK（测酶活性） 总CK100UL，CK-MB15UL。CKMB4，多考虑肌肉疾病。 CKMB在425%，AMI诊断可成立。CKMB25，有CKBB或巨型CK存在。 较早期诊断AMI、估计梗死范围大小或再梗死。 （2）观察再灌注的效果：溶栓后几小时内， CK-MB继续升高，然后下降（冲洗现象）。 51CKMB作为AMI标志物

12、有以下优点 快速、经济、有效，能准确诊断AMI，是当今应用最广的心肌损伤标志物； 其浓度和急性心肌梗死面积有一定的相关，可大致判断梗死范围；能测定心肌再梗死（CK-MB2/CK-MB1 ）； 能用于判断再灌注成功率（冲洗现象）。 记忆口诀 一快、二广、三相关；再灌注梗死可判断。52CK作为AMI标志物的缺点： 特异性较差（难以和骨骼肌疾病、损伤鉴别）； 敏感度较低（急性心肌梗死发作6h以前和36h以后），只有CK-MB亚型可用于急性心肌梗死早期诊断； 心肌微小损伤不敏感。 目前临床倾向用CK-MB（质量法）替代CK作为心肌损伤的常规检查项目。53CK-MB质量 CK-MB质量指用免疫法测定CK

13、-MB酶蛋白的量。在AMI发生后38小时即可在血中检测到CK-MB升高，930小时可达峰值，血中维持升高23天。544AST、LD和CK的特异性比较 AST在心肌细胞中含量最多，但也大量存在于其它多种器官，如肝脏，肌等，故其诊断特异性较低。（分布广） LD在心肌细胞中的含量仅次于肾，其分子量较大，在AMI时血清中活性升高较其它酶迟 。LD分布广泛，特异性不高。（分布广，来的迟）55 CK分子量不大，且大量存在于胞质中，AMI时，相对其它酶，它最早进入血液。 AMI时CK阳性率与心电图ST段异常相近（95%）。CK在体内的半寿期明显较其它酶短。AMI后，CK急剧升高，并很快（4872小时）恢复正

14、常，因此不能用于亚急性心肌梗死的诊断。（来的早，去的快）5657（二）血清心肌肌钙蛋白1965年 Ebashi 和 Kodama 首先发现，随后被命名。1968年 Hartshorne 和 Mueller 认为是一复合物，并研究了功能。1971年 Ebashi 等纯化后用 SDS 电泳分析，得到三个片段。1973年 Greaser 和 Gergely 根据其功能，将三个亚基命名为 TnC，TnI，TnT。58心肌肌钙蛋白cTnC：与钙离子结合部分cTnI：含抑制（ATP酶）部分cTnT：与原肌球蛋白结合部分肌钙蛋白（ troponin）钙结合亚基（Tn C）结合亚基（Tn T）抑制亚基（Tn

15、I）亚型骨骼肌型和心肌型相同 快、慢骨骼肌型和心肌型表达分别受不同基因调控 快、慢骨骼肌型和心肌型表达分别受不同基因调控外周血中的 cTn心肌损伤后 68 h 后即可在外周血测得增高持续 710天（cTn I） 或1014天（cTn T）cTn 的血中半衰期约数小时cTn 的释放以 TnC-cTnI-cTnT 复合物形式，随后降解；外周血中的 cTnI 以 cTnI-TnC复合物形式居多数（90%以上），游离的 cTn I 较少；cTn T 游离形式较多。cTn I 、cTn T 的部分特性cTn IcTn T组织含量46 mg/g 湿重组织10.8 mg/g 湿重组织胞浆(游离)3 %6%6

16、 %8 %血中形式cTnI-C；少量cTnT-C-IcTnT-C-I；游离cTnT；有免疫原性的cTnT片段分子量22KD 37KD 持续时间7 10 天10 14 天外周血中出现任何一种可检测到的 cTn ，必然是心肌细胞受损伤的结果。63cTn在AMI发生后的变化AMI后cTn 48h升高，但窗口期长（410天）；诊断发现较迟的AMI时cTn可替代LD ；cTn分辨力高，特异性高（为心肌特有）； cTn作为AMI的标志物优于CK-MB和LD。检测方法 电化学发光法。参考范围 g/L。 1. 心肌肌钙蛋白T（ cTnT）65cTnT的临床意义 AMI的确定性标志物。判断不稳定性心绞痛（微小心

17、肌损伤）；评估溶栓疗法的成功与否； 判断急性心肌梗死大小；用于溶栓后再灌注的判断。心肌炎66心梗后灌注成功与未再灌注病例cTnT的变化 未再灌注灌注成功评价1） cTnT早期敏感性不强，6h后敏感性逐渐增加。2）对于单一AMI，诊断特异性不好， cTnT升高还出现在心绞痛、心肌炎等。检测方法目前检测 cTn I 的试剂、方法很多，并得到广泛应用。各种 cTn I 分析方法测定结果间存在明显差异，最大可达100 倍左右。多采用化学发光法 2. 心肌肌钙蛋白I（ cTnI）参考范围 g/L。69cTnI的临床意义 是一个十分敏感和特异的AMI标志物，心肌损伤后46h释放入血； 用于溶栓后再灌注的判

18、断；可敏感测出小灶性可逆性心肌损伤存在（不稳定心绞痛和非Q 波心肌梗死）； 目前检测的cTnI多以复合物形式存在：在AMI中90是 cTnIcTnC复合物，5的cTnIcTnT。 cTnT和cTnI是心肌损伤最具特异性的标志物。是“微小心肌损伤”（minor myocardial damage MMD） 标志物。70心肌肌钙蛋白的优点 敏感度高于CK，而且能检测微小心肌损伤（如不稳定性心绞痛、心肌炎）； 检测特异性高于CK。较长的窗口期； 易于判断再灌注成功与否（双峰的出现） ； 与心肌损伤范围较好相关，可用于判断病情轻重；胸痛发作6h后，血cTn浓度正常可排除AMI。 符合理想的心肌损伤的标

19、志物条件71缺点 1）在损伤发作6h小时内，敏感度较低，对确定是否早期使用溶栓疗法价值较小。 2）由于窗口期长，诊断近期发生的再梗死效果较差。72 使用溶栓疗法越早，抢救AMI成功率越高； 最好在发作3h内溶栓，每延迟1h，病人在 30天内存活机会减少21/1000； 且首剂必须在急性心肌梗死发作6h以内应用，超过6h，溶栓疗法无效。关于溶栓疗法的时间故早期诊断AMI显得优为重要。 73 是肌肉组织中特有的一种氧结合蛋白质，分子结构和血红蛋白的亚基相似，呈红色。主要存在于骨骼肌和心肌组织的细胞浆中。分子量，位于胞质内，故心肌损伤后出现最早。主要生理功能是在肌肉组织中贮存氧，在肌肉运动需要能量时

20、是供养给能的生成系统。3. 肌红蛋白（myoglobin，Mb） 74检测方法 荧光免疫法、化学发光及电化学发光法。参考范围 男性 2872g/L，女性 2558g/L. 临床意义AMI发作2h后的血清Mb即开始升高，6-9h达高峰，2436小时恢复至正常水平。是判断再梗死的良好指标。75优点 1）在急性心梗发作12h内诊断敏感性很高，有利于早期诊断，是至今出现最早的心梗标志物。 2）能用于判断再灌注是否成功。 3）能用于判断再梗死。 4）在胸痛发作212h内，肌红蛋白阴性可排除急性心梗诊断。肌红蛋白的评价 Mb既存在于心肌又存在于骨骼肌，通过肾脏排泄来清除，当骨骼肌损伤或肾排泄功能障碍时可引

21、起血清Mb升高，引起AMI诊断的假阳性。因此，应用血清Mb诊断AMI时，必顺结合临床症状和病史，排除引起血清Mb升高的其它因素，才能确定诊断。注意77 Mb与碳酸酐酶联用可提高早期诊断AMI的特异性。缺点 特异性较差，窗口期太短。784心脏型脂肪酸结合蛋白（Heart-Type Fatty Acid Binding Protein，H-FABP）促进长链脂肪酸的胞内转运， H-FABP在心肌损伤后被释放进入血液。分子量15KD。在心肌缺血/损伤2h内即可显著升高，6h达峰值，2436h内恢复正常水平。检测方法 酶联免疫法等。参考范围 5g/L。 79在早期（胸痛发生6h内）诊断AMI的敏感度等

22、于甚至优于肌红蛋白。Mb/H-FABP比值可用于区分心肌损伤及骨骼肌损伤。心肌损伤时Mb/H-FABP比值在210之间，骨骼肌损伤时Mb/H-FABP比值在2070之间。临床意义805糖原磷酸化酶（GP）同工酶BB 生理条件下， GPBB主要以GPBB-糖原复合物形式与肌浆网紧密结合。心肌细胞缺血（氧）状况下糖原分解活跃，GPBB游离、扩散入胞浆积聚，一旦细胞膜通透性增加即大量逸出。 GPBB是反映心肌缺血（氧）的良好指标，可用于发现早期心肌缺血性损伤。81血中GPBB水平在AMI发作后即可显著升高，68h达峰值，2448h恢复正常。 检测方法 夹心酶联免疫法。参考范围 7g/L。 在胸痛发生

23、4h内，GPBB用于诊断AMI及不稳定性心绞痛的敏感性优于CK、CK-MB、MB和 cTnT。临床意义826缺血修饰性白蛋白（ischemia modified albumin,IMA） 在缺血/再灌注发生时，由于自由基等破坏了血清白蛋白的氨基酸序列，而导致白蛋白与过渡金属的结合能力改变，这种因缺血而发生与过渡金属结合能力改变的白蛋白称为缺血修饰白蛋白。83IMA为缺血标志物而不是坏死标志物。 2003年2月，美国食品药品管理局（FDA）已批准IMA测定作为早期心肌缺血的生化标志物，用于对低危患者辅助ACS的诊断。参考范围 25U/L3g/L389304872520LD135200 U/L81

24、82472610d35LD113540%总LDLD1/LD218182472610d510cTnT39.70.5g/L361024510d30200cTnI22.51.53.1g/L361420714d2050临床常用的诊断急性心肌梗死常用标志物一览表 H-FABP 15 5g/L 0.52 6 122486三、心力衰竭生物化学检测指标充血性心力衰竭（congestive heart failure，CHF），简称心衰，是许多心血管病如急性心肌梗死、扩张性心肌病、瓣膜病、先天性心脏病的后期表现，其中尤以左心衰更为常见。长期以来，心衰诊断依靠临床表现和物理仪器如超声心动仪和X线诊断，无相应的生物

25、化学标志物。87 利钠肽家族是调节体液、体内钠平衡、血压的重要激素，当心血容积增加和左室压力超负荷时即可大量分泌。 心房利钠肽（ANP）又称心钠素 B型利钠肽又称脑钠肽（BNP） 上皮细胞分泌的C型利钠肽、D型利钠肽 88（一）B型利钠肽及B型利钠肽原N端肽 （BNP and NT-pro BNP）NPs从心肌细胞中释放89 1）由心、脑分泌的一种含32个氨基酸的多肽激素。 2）是较可靠的CHF诊断指标，其升高程度和CHF严重程度相一致。 3）BNP有很高的阴性预测价值，BNP正常可排除心衰的存在。 4）在呼吸困难患者，BNP是一个将来发生CHF的较强的预示因子。 BNP有以下特性 90 测定

26、方法 荧光免疫分析法、ELISA法化学发光法等。参考范围 BNP判断值为100pg/L ; NT-pro BNP判断值 75岁，450pg/L 。 心功能I级： 患者BNP 平均水平244 PG/L, 心功能II级： 患者BNP平均水平389 PG/L, 心功能III级：患者BNP平均水平640 PG/L, 心功能IV级： 患者BNP平均水平817 PG/L,总的急性充血性心衰BNP平均水平675 PG /L。 BNP 和 NT-proBNP临床用途 呼吸困难时的诊断和鉴别诊断充血性心力衰竭（CHF）的危险性分类和估计预后的指标充血性心力衰竭（CHF）治疗效果的监测指标92诊断心衰:BNP50

27、0 pg/L ，心衰可能性极大，其阳性预测值为90%。BNP在100400pg/mL之间还应考虑其他原因，如肺栓塞、慢性阻塞性肺部疾病、心衰代偿期等。在各种病理状态下BNP的水平 94（二）A型利钠肽及A型利钠肽原N端肽注：虽然人们对ANP的认识远早于对BNP的认识，但由于ANP的稳定性及半衰期短等问题导致ANP检测一直无法在临床应用。ANP在心脏表达最为丰富，在心房细胞的表达水平是心室细胞的2501000倍，心房细胞是合成ANP的主要部位。意义生物化学指标特异性高cTnI、cTnT、CK-MB CK亚型广泛性诊断价值cTnI、cTnT、LD风险划分 cTnI、cTnT、CK-MB 再灌注标志

28、Mb、cTnI、cTnT、 CK亚型微小损伤标志cTnI、cTnT 再梗死标志Mb、 CK-MB 心肌损伤的生物化学指标96二、高血压的生化改变（自学） 1. 盐类物质和高血压 2. 肾素血管紧张素系统 3. 肾上腺素能神经和高血压97一、心血管疾病发生的危险性评估第三节 心血管疾病相关生物化学检测的临床应用高血脂:其常规测定指标是TC（5.7mmol/L)、HDLC和TG;TCHDL-C5，冠心病发病率急剧上升；我国目前也将TC和HDLC作为冠心病临床诊断的首选辅助指标。C反应蛋白:CRP升高反映了动脉硬化存在低度的炎症过程或和粥样斑块的脱落，与冠脉不良预后有关。和严重感染时的CRP不同，冠心患者的CRP仅轻度升高。凝血因子异常：冠心病患者常见血小板活性增加，粘附、聚集于血管壁上，斑块破裂后导致局部血栓形成，是冠心病发展加剧的主要因素之一。今后发生AMI的相对危险度（RR）99（一）心肌缺血的标志物异常心电图或运动心电图（Holter），结合血脂、IMA、hsCRP、H-FABP、GPBB等心肌缺血标志物综合判断。二、心肌缺血及损伤标志物检测的临床应用 （二）