心脏疾病的生化标志物

第十章心脏疾病的

生物化学标志物

退出一、概述二、冠心病危险因素学说五、心力衰竭和高血压病的生化改变四、急性心肌损伤生化标志物三、心血管疾病的分子生物学概述教学内容

第一节概述

心血管病是严重威胁人类健康的疾病

在我国城市人口中（2005年卫生部统计结果）

致死亡率占全部死亡率

恶性肿瘤126／10万22.9%

脑血管病116.6／10万21.2%

心脏病98.2／10万17.9%返回章

检验医学在预估动脉硬化存在、严重程度以及判断心肌损伤方面都能为临床提供重要而有用的信息，是心血管病学的重要组成部分。心血管病是严重威胁人类健康的疾病

返回节无症状动脉硬化初期

心绞痛冠状动脉狭窄＜70％，活动后心肌供血不足

不稳定性心绞痛（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

急性心肌梗死(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

心源性猝死返回节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症（acs）返回节大于1/3的不稳定性心绞痛患者可有小的非q波心肌梗死（小梗死）返回节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返回节动脉粥样硬化斑块的结构返回节病理：斑块破裂和冠脉血栓导致冠脉严重狭窄或闭塞。

临床典型胸痛史者，根据心电图:

1.st段抬高的ami（stemi）

2.st段不抬高的ami（nstemi）:

①非st段抬高性急性心肌梗死

ctn≥正常上限。

②不稳定心绞痛

ctn≤正常上限。

急性冠脉综合症返回节急性冠状动脉综合症的类型及主要临床病理变化

返回节

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。

针对危险因素所采取的措施，使冠心病发病率

和死亡率明显下降。第二节冠心病危险因素学说返回章①危险因素并不等同于病因。

②危险因素不是诊断指标。

③同一疾病可能有多种危险因素，临床常用

相对危险度表达其危险程度。

rr是指暴露于某一危险因素的人与未暴

露于此危险因素或与危险因素低于某一水平

者相比较，冠心病发病的概率的比值。返回节冠心病危险因素中最有价值，可及早预防和治疗高血脂:其常规测定指标是tc（＜5.7mmol/l)、hdl－c和tg;tc／hdl-c＞5，冠心病发病率急剧上升；我国目前也将tc和hdl－c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，冠心病人的crp仅轻度升高。凝血因子异常：冠心病病人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。返回节今后发生冠心病的相对危险度

返回节动脉血栓形成的主要危险因素：血浆纤维蛋白原

凝血因子Ⅶ(又称血清凝血活酶转变加速素，spca)血浆纤溶酶原激活抑制剂p－选择素d－二聚体血栓预示蛋白动脉血栓形成期检测：返回节第三节心血管疾病的分子生物学概述一、高血压的异常基因二、冠心病的遗传基因返回章一、高血压的异常基因1.高血压是高度遗传病高血压是有家族集聚性的多基因疾病，遗传背景较强，收缩压和舒张压的遗传度分别为0.178和0.283。血压变异30％～40％由遗传因素所决定。高血压同胞受累患者达20％～65％，父母之一患病，子女调整发病率25.9％(男性)、24.5％（女性），父母均患病，子女调整发病率31.5％(男性)、39.9%(女性)，无家族史的人高血压调整发病率15.6％(男性)、15.5%(女性)。返回节2.高血压候选基因高血压的候选基因是指编码能调控血压的蛋白质的基因。目前研究认为，最可能成为原发性高血压相关基因的是血管紧张素原（agt）基因，人agt基因位于染色体1q42～1q43,长约12kb，包含5个外显子和4个内含子。高加索人群研究发现，在高血压时agt基因，特别m235t突变与高血压有显著的联锁不平衡，高血压者m235t等位基因的频率为0.47,对照组频率为0.38。返回节二、冠心病的遗传基因冠心病也有明显的遗传倾向，但不如高血压强。其一级亲属中有冠心病者，个体患冠心病的危险性增加2～10倍，这一遗传主要表现在对脂质代谢紊乱、高血压、糖尿病、肥胖的易感性，至今尚未发现单独的冠心病易患基因。返回节与普通人群血脂、冠心病有关是apoe的多态性，apoe基因位于19号染色体,有三种常见的等位基因:e3、e4、e2,e3是野生型,e2型是第158位的突变,e4型为112位氨基酸改变。研究证明，apoe的多态性与冠心病发生关系密切，尸检病人中发现，e3／2基因型与冠状动脉硬化斑块呈负相关。冠心病e4等位基因频率显著高于对照组，故常把e4等位基因看成冠心病的遗传易感基因。返回节当前，学术界正在努力寻找心血管疾病的致病基因，已有了一大批候选基因，但确定相关基因的方法较一般确定单纯危险因子的要求严格得多，所以至今尚无定论。我们深信，随着基因组研究的深入，高血压和冠心病相关基因终会逐渐被发现，这些相关基因不仅将帮助进一步了解发病机理，而且通过基因治疗将从新的角度预防和治疗高血压、冠心病。返回节

①主要或仅存在于心肌组织，在心肌中有较高的含量，在正常血液中不存在，可反映小范围的损伤。

②能检测早期心肌损伤，且窗口期长。

③能估计梗死范围大小，判断预后。

④能评估溶栓效果。第四节急性心肌损伤生化标志物理想的心肌损伤标志物应该具有以下特性：一、ld和ld同工酶二、ck和ck同工酶三、肌钙蛋白(tn)四、肌红蛋白(mb)五、缺血修饰性白蛋白（ima）返回章心肌标志物的发展史返回节

血中出现时间：发作后8～12h

峰值时间：48～72h

半寿期：57～170h

回复正常：约7～12d一、ld和ld同工酶

ld出现较迟，窗口期较长，如果连续测定ld,对于就诊较迟ck己恢复正常的ami病人有一定参考价意义。ami

发生时ld和ld1返回节返回节

①限制ld应用，不作为常规检查项目，对病人作个案处理，主要用于排除急性心肌梗死诊断。

②在胸痛发作24h后测定ld同工酶，作为ck–mb补充。

③ld出现较迟，如果ck–mb或ctn已有阳性结果，ami诊断明确，就没有必要再检测ld和ld同工酶。检测ami时ld和ld同工酶的应用原则：返回节ck–mb：1972年首次用于临床。

ck、ck–mb：世界上应用最广泛的心肌损伤指标。较早期诊断ami，估计梗死范围大小或再梗死。

二、ck和ck同工酶血中超过正常：发作后4～6h达峰值时间：24h回复正常：48～72hck半寿期：10～12h返回节肌肉疾病：总ck＞200u／l，ck–mb＞15u／l，

但％ck–mb＜4％

急性心肌梗死：总ck＞200u／l，

％ck–mb在4％～25%

ck–bb或巨ck存在：总ck＞200u／l，

％ck–mb＞25％

返回节

①快速、经济、有效，能准确诊断急性心肌梗死，是当今应用最广的心肌损伤标志物。

②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。

③能测定心肌再梗死。

④能用于判断再灌注。

ck作为ami标志物优点：返回节

①特异性较差，特别难以和骨骼肌疾病、损伤鉴别。

②在急性心肌梗死发作6h以前和36h以后敏感度较低，只有ck–mb亚型可用于急性心肌梗死早期诊断。

③对心肌微小损伤不敏感。

缺点：返回节肌钙蛋白(tn)：各种骨骼肌胞浆的细丝中，由钙介导调节肌肉收缩。

1965年首次发现tn，新的蛋白因子。

1971年tn电泳分离出三个组分:

肌钙蛋白c（tnc）,肌钙蛋白i（tni）,肌钙蛋白t(tnt)。三、肌钙蛋白(tn)

返回节

由于心肌中肌钙蛋白的含量远多于ck(心肌含肌钙蛋白10.8mg/g,含ck1.4mg/g)，因而敏感度高于ck，不仅能检测出急性心肌梗死病人，而且能检测微小损伤。和ck-mb比较，对ami有较高的分辨能力。

窗口期长，ctnt长达7天，ctni长达10天，甚至14天。ctn半寿期较长，局部坏死肌纤维不断释放ctn，诊断发现较迟的急性心肌梗死，替代ld。

返回节肌肉的显微结构从图中可见整齐排列在肌节（z－z）之间的细丝和粗丝，放大的粗丝未端的横桥和细丝上的肌动蛋白相连，当肌钙蛋白接受钙离子引起变构后，肌动蛋白拉动横桥，使粗丝在细丝中滑动，肌节缩短，肌肉收缩。返回节心肌超微结构图a:示一肌节，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，在肌肉收缩时，在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。b: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。c: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。返回节返回节返回节不同的肌钙蛋白水平提示不同的心肌损伤程度和不同预后结果

返回节心肌梗死后血中主要心脏标志的动态变化mb返回节

心肌肌钙蛋白的决定水平两个肌钙蛋白的决定值分别用于危险分层和心肌损伤的诊断。返回节最初：生物素标记鼠抗人ctnt单克隆抗体，3.6%（慢肌的stnt）交叉反应，最低检测限0.04μg/l。

第二代试剂：减少了交叉反应，最低检测限为0.02μg/l

99.6%非心脏病人<0.1μg/l，心肌损伤的判断值（cut-off)>0.08μg/l。

电化学发光试剂盒：抗体同第二代，最低检测限为0.01μg/l，试验可在9min内完成。

ctnt试剂返回节

ctni分子量比ctnt小，22kd。分别编码的慢骨骼肌tni(stni)，快骨骼肌tni(ftni)和心肌tni。

ctni只有46.2%、41.4%氨基酸序列与stni、ftni同源。

目前检测的ctni多以复合物形式存在，在ami中90％是ctni–ctnc复合物。ctnc的保护作用，ctni的中心区（第28位～110位氨基酸）比较稳定，是制备抗体常选用的抗原决定簇区段。

返回节

(1)优点

1）敏感度高于ck，不仅能检测出急性心肌梗死病人，而且能检测微小损伤，如不稳定性心绞痛、心肌炎。

2）检测特异性高于ck。

3）有较长的窗口期，有利于诊断迟到的急性心肌梗死和不稳定性心绞痛、心肌炎的一过性损伤。

4）双峰的出现，易于判断再灌注成功与否。

5）肌钙蛋白血中浓度和心肌损伤范围的较好的相关性，可用于判断病情轻重，指导正确治疗。返回节

(2)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。返回节

mb分子量小，仅17.8kd，小于ck-mb（84kd）更小于ldh（134kd），且位于细胞质内，故出现较早。到目前为止，它是ami发生后最早的可测标志物。

四、肌红蛋白(mb)

返回节升高时间：2h

达高峰时间：6～9h，

恢复至正常时间：24～36h

阴性预测价值：100％，在胸痛发作2～12h内，如mb阴性可排除急性心肌梗死。ami病人血中mb过度体育锻炼、骨骼肌创伤、休克、严重肾衰、肌肉注射等。其他血清mb升高：返回节返回节心肌梗死病人和急性骨骼肌损伤病人的肌红蛋白和碳酸酐酶Ⅲ（caⅢ）心肌梗死和急性骨骼肌损伤时，肌红蛋白升高，但caⅢ特异性较高，仅见骨骼肌损伤时，在心肌梗死时，始终正常。返回节1.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2～12h内，肌红蛋白阴性可排除急性心梗诊断。肌红蛋白的评价2.缺点：

1）特异性较差，但如结合caⅢ，可提高诊断急性心梗特异性。

2）窗口期太短，回降到正常范围太快，峰值在12h,急性心梗发作后16h后测定易见假阴性。返回节缺血修饰性白蛋白（

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。五、缺血修饰性白蛋白（

ima）返回节ima的测定原理：血清中正常白蛋白以活性形式存在，加入氯化钴溶液后，co2+可与白蛋白n-末端结合。心肌缺血患者血清中含有较多的修饰白蛋白，加入同样浓度的氯化钴后，由于ima与co2+结合的能力减弱，使溶液中存在较高浓度的游离钴，二巯苏糖醇（dtt）可与游离钴发生颜色反应，以测定其吸光度，即可推测ima含量。返回节以0.50absu为临界值，ima对心肌缺血的诊断灵敏度和特异性分别为88%和94%，阳性预期值（ppv）和阴性预期值（npv）分别为92%和91%，受试者工作特征（roc）曲线下面积达0.95,表明ima可有效地将ua,心肌坏死与非心脏疾病,心绞痛样综合征区分开,ima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。缺血修饰性白蛋白（

ima）返回节

*hs-crp＋tch/hdl异常﹢纤维蛋白原异常＋ima异常

－可能有冠心病

*hs-crp＋

ctn

﹥0.06ug/l

－将发生acs可能性多大

*ctn﹥0.50ug/l

－诊断acs(敏感性96%和特异性94%)

返回节心肌标志物分子量(kd)判断值出现时间（h）达峰时间（h）恢复时间（h）升高倍数mb17.8100μg/l0.5～25～1218～305～20ck86200u/l3～810～3672～965～25ck-mb86>25u/l,3μg/l3～89～3048～725～20ld135>200u/l8～1824～726～10d3～5ld1135>40%总ldld1/ld2>18～1824～726～10d5～10ctnt39.70.5μg/l3～610～245～10d30～200ctni22.51.5～3.1μg/l3～614～207～14d20～50临床常用的诊断急性心肌梗死常用标志物一览表

返回节（1）心脏肌钙蛋白(ctnt或ctni)取代ck-mb成为检出心肌损伤的首选标准。

（2）临床检验中只需开展一项心脏肌钙蛋白测定(ctnt或者ctni)。没有必要同时进行二项心脏肌钙蛋白测定。如已经常规提供一项心脏肌钙蛋白测定，建议不必同时进行ck-mb质量测定。心脏标志物应用原则：返回节（3）放弃所谓的心肌酶学测定，即不再将ld、ast、hbdh用于诊断acs患者。不考虑继续使用ck-mb活性测定法和ldh同工酶测定法来诊断acs患者。如果因某些原因暂不开展ctnt或ctni测定，可以保留ck和ck-mb测定以诊断acs患者，但建议使用ck-mb质量测定法。

（4）肌红蛋白列为常规早期心脏标志物。由于其诊断特异性不高，主要用于早期除外ami诊断。

心脏标志物应用原则：返回节（5）如果患者已有典型的可确诊急性心梗的ecg变化，应立即进行针对急性心梗的治疗。对这些患者进行心脏标志物的检查有助于进一步确认急性心梗的诊断，判断梗死部位的大小，检查有无合并症如再梗死或者梗死扩展。应减少抽血频度，如第一天抽血二次。

（6）对那些发病6h后的就诊患者，不需要检测早期标志物物如肌红蛋白。此时只需测定确定标志物如心肌肌钙蛋白。心脏标志物应用原则：返回节影响tat的因素：

1.标本转送时间

2.分析前必要的标本预处理的时间

3.分析时间

4.送交结果到开单科室的时间心脏标志物的检测频度：缩短测定周期（tat）：为从采集血样标本到报告结果的时间。ifcc建议tat控制在1h内。返回节心脏标志物的检测频度心脏标志物的敏感性与发作后的时间、峰值浓度、梗死面积及合理的检测频度有关。排除ami，缺少决定性心电图依据时，抽样频率：入院时即刻,入院后4h，入院后8h,入院后12h或第二天清晨各测一次。有确诊ami的心电图改变时的抽样频度可减少（如一日二次，早8：00和晚8：00）：进一步证实诊断，估计梗死范围，确定有无再梗死。返回节危险因素

家族史,年龄,性别,吸烟,高血压,肥胖,胰岛素拮抗,糖尿病,血栓性静脉炎,高血脂,高半胱氨酸血症,

动脉硬化症

cholesterol,ldl,hdl,tg,lp(a),apo-a1,apo-b,glucose,hba1c

fructosamine,insulin,albumin,homocysteine,vitaminb12,folate,hscrp冠状动脉心脏病急性冠状动脉综合征

troponint,hscrp,fibrinogend-dimer,

atiii,proteinc,proteins,apc-resistance急性心梗troponint,ck,ck-mb,

myoglobin,ldh,ast(got)chf

probnp,

tnt;

digoxin,digitoxin

血脂状态抗氧化血栓症炎症心肌损伤

ii型糖尿病慢性心力衰竭-chronicheartfailure(chf):心脏疾病的终末阶段-有如冰山之颠第五节心力衰竭和高血压病的生化改变一、心力衰竭的生化改变二、高血压的生化改变返回章一、心力衰竭的生化改变心钠肽（anp）又称心钠素，b钠尿肽又称脑钠肽(bnp)，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。返回节鉴别chf患者因素的多重logistic回归分析结果预测因素p值比值比（95％ci）年龄0.041.02(1.00～1.03)chf病史<0.00111.08(6.55～18.77)急性心肌梗死病史<0.0012.72(1.63～4.54)湿性罗音<0.0012.24(1.41～3.58)肺尖部血管增粗<0.00110.69(5.32～21.47)水肿<0.0012.88(1.81～4.57)颈静脉怒张0.041.87(1.04～3.36)bnp＞100pg/ml<0.00129.60(17.75～49.37)返回节

单纯bnp诊断chf的正确率83.4％，如结合其他实验室检查，诊断正确率可达90％以上。

bnp有极高的阴性预测价值（96%），根据bnp可排除96％的非心衰患者。

chf时联合测定ctnt和bnp，可判断chf的恶化程度。返回节

bnp用荧光免疫分析法检测，定性试验仅需15min,定量试验还有elisa法，约需2.5h，判断值为bnp＞22pmol/l（100pg/l）。非chf病人bnp平均水平<111pg/l。

心功能i级：

病人bnp平均水平244pg/l,

心功能ii级：

病人bnp平均水平389pg/l,

心功能iii级：病人bnp平均水平640pg/l,

心功能iv级：

病人bnp平均水平817pg/l,

总的急性充血性心衰bnp平均水平675pg/l。

返回节bnp的氨基酸序列图示pro-bnp分裂为无生物活性的nt-probnp和有生物活性的bnp，及其氨基酸序列返回节特点bnpnt-probnp分析检测物bnp(77-108aa)nt-probnp(1-76aa)活性激素是否，非活动肽采源由probnp裂解而来由probnp裂解而来半衰期20min120min主要的清除机制钠尿肽受体肾清除随常态年龄增长