心脏疾病的实验诊断

心脏疾病的实验诊断心肌组织损伤的标志物心脏功能的标志物心血管炎症疾病的标志物其他心脏标志物冠心病概念的发展50年代心绞痛心肌梗死80年代无Q波心肌梗死(心内膜下心梗)Q波心肌梗死(穿壁性心梗)90年代不稳定性心绞痛稳定性心绞痛

2000年急性冠脉综合症(ACS)

稳定性心绞痛(stableanginapectoris)在六十天内，胸痛发作的强度，频率，持续时间等特征未发生改变，口服硝酸甘油能缓解，疼痛无放射性，持续约四分钟，休息能缓解。伴有心肌功能障碍，无心肌坏死不稳定性心绞痛(unstableanginapectoris,UAP)在六十天内疼痛的频率，强度均发生改变，疼痛时间延长，频率增加，疼痛加重，具放射性，口服硝酸甘油作用减小急性冠状动脉综合征一般认为，急性冠状动脉综合征（acutecoronarysyndrome，ACS）是包括不稳定性心绞痛（UAP）、无Q波心肌梗死（NQMI）和Q波心肌梗死（QwMI）的一组病症。近来，许多文献资料和随机对照实验中也将Q波心肌梗死称为ST段抬高的心肌梗死（ST-segmentelevationmyocardialinfarction，STEMI），而将无Q波心肌梗死称为ST段不抬高的心肌梗死（non-ST-segmentelevationmyocardialinfarction，NSTEMI）。急性冠状动脉综合征

（acutecoronarysyndrome，ACS）临床病理生理动脉粥样斑块脱落、血小板聚集、血栓形成、心肌缺血、心肌坏死等等临床表现症状不明显的隐性心绞痛、不稳定心绞痛、急性心肌梗死（AMI）、甚至心律失常导致死亡ACS的主要病因急性血栓脱落进行性的冠脉梗塞炎症继发性不稳定心绞痛冠状动脉血管痉挛

AMI流行病学调查在美国每年有150万心肌梗死病人：其中1/3在1年内死亡只有50%的患者被送到医院就诊，其中5%因为诊断的假阴性结果被不合适地送回家另一方面，大约有200万到心脏病重症治疗单位(CICU)就诊的患者疑有AMI，但其中只有30～50%的患者被确认为AMI这些患者的治疗费用：$40亿/年心血管病死亡率统计全球：20世纪初，仅占总死亡率10％以下

21世纪初，发达国家－占总死亡率近50％发展中国家－占总死亡率25％中国：已成为常见疾病和主要死亡原因之一。1999，城市为236.08/10万（38.45%)

农村为186.56/10万（30.77%)2003,城市:181.63/10万（34.38%)

农村:135.53/10万（35.78%)每年约有300万人死于心血管病心肌标志物发展史上世纪50年代前，医生依据临床症状、心电图变化诊断MI实验室无任何检验有助于诊断心肌梗死（MI）保守治疗从1954年开始，实验室发现测定AST（G0T）有助于MI诊断60年开始测定总CK70年代CK-MB达到高峰,当时曾将CK-MB定为诊断AMI”GoldStandard”90年代开始,酶学时代巳结束酶学标志物（50-80年代）早期标志物：

CK（肌酸激酶）

CK-MB（isoenzyme,isozyme）

CK-MB亚型（isoform,isotype）晚期标志物

LD，LD1，HBDH（实际为LD1）AST测定无何实际临床价值WH0诊断MI标准

⑴典型的胸痛病史；⑵ECG异常改变，出现Q波或QS波，持续1天以上；⑶酶测定值的持续异常或先升高后降低至少应符合其中两条方可诊断为AMI蛋白标志物（90年代---）90年代心脏结构蛋白(肌钙蛋白,肌红蛋白等)取代酶成为灵敏度,特异性更高的心脏标志物早期标志物肌红蛋白，CK-MB亚型确认标志物心脏特异肌钙蛋白（cTn）

CK-MB（mass）肌细胞中的蛋白质胞浆游离蛋白：肌红蛋白CKLDH6%TNT2%TNI1%肌球蛋白细胞结合蛋白：TNTTNITNC肌球蛋白Panteghini,M.Chest2002;122:1428-1435TimecourseofreleaseofcardiacproteinsinbloodafterAMI教科书VS.现实男性65岁以上 胸痛胸骨下放射性疼痛心绞痛历史 33%为女性35～50%在65岁以下11～25%没有胸痛症状35%胸痛症状不典型50%没有心绞痛历史决定心肌标志物特点的因素——

分子大小——

细胞内分布——

释放率——

清除率（或半衰期）——

心肌特异性等等理想心肌标志物的条件——

高度心脏专一性——

心肌损伤后很快增高——

增高后持续较长时间——

容易检测——

很快得到检测结果（≤1h）——

诊断价值已经临床证实心肌损伤部分早期标志物

标志物名称 MW半衰期(h) 临界值(L)增高(h)高峰(h)回复(d)

C反应蛋白（CRP）120000 19 ＜3mg

612～242～3淀粉样蛋白A

12000 ＜3mg

612～242～3血栓前体蛋白(TpP)300000 ＜4mg

＜612～24 3P-选择素(p-selectin)

140000 1 ＜200mg＜1 5

1可溶性纤维蛋白 糖原磷酸化酶BB1880004～6 ＜7mg 2～412～241～2脂肪酸结合蛋白

150001～4 ＜19mg2～66～12

1肌球蛋白轻链(MLC)270001.25 ＜1mg 3～6 96 10a-肌动蛋白(a-actin)43000 1 7肌红蛋白（Myo）

175000.25 ＜80mg2～66～121碳酸酐酶III(CAIII)280000 ＜24mg2 CK-MB 8600012～16 ＜5mg 6～1012～242～3心肌梗死诊断的实验室指标的特性－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－实验室分子量生理半衰期升高时间峰值时间恢复正常时间指标(KD)(h)(h)(h)(d)－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－AST93206~1218~363~4LDH-11351106~1248~1447~14CK86173~1212~243~4CK-MB活性86133~1212~242~3CK-MB质量86132~612~243Myoglobin17.80.250.5~26~121cTnI22.52~43~812~247~10cTnT372~43~812~967~14GP-BB1884~61~410~201~2H-FABP150.32~56~121－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

心肌损伤早期标志物肌红蛋白在MI发生后最早升高,和CK-MB亚型(isoform,isotype)同列为早期标记物.缺点为特异性差,虽灵敏度很高.与横纹肌Mb有交叉，要排除：剧烈运动、骨骼肌病或损伤；由于从肾脏代谢清除，要排除休克和肾衰。心肌损伤早期标志物肌红蛋白（Myo）

MW17.8kDa153个氨基酸的多肽和血红素辅基组成

占横纹肌蛋白2%，主要位于胞浆

结构与Hb相似，为携氧载体1975年首先报道AMI时增高心肌损伤早期标志物肌红蛋白（Myo）MI后能迅速从坏死心肌中释放，具有高度的敏感性，但心肌特异性不高

阴性特别有助于排除AMI的诊断有助于观察AMI病程中有无再梗死发生以及梗死有无扩展

AMI后的溶栓治疗中评价有无再灌注时较敏感而准确的指标心肌损伤早期标志物迄今为止受到公认的早期生化标志物主要限于肌红蛋白；CRP的应用近年来也不断受到关注；其余各标志物由于不同报道或不同方法的测定值变异较大，其临床使用价值目前尚有限心肌损伤确定标志物肌酸激酶MB同工酶（CK-MB）

分析测定有多种方法

测定其活性（U/L）的常用方法

CK-MB质量(CK-MBmass)测定避免了可能的干扰，具有高度的灵敏性(最低检测限＜1mg/L)和准确性，测定时间短(最快仅需7min)，适合于自动化分析

CreatineKinase

（CK,EC2.7.3.2，ATP:肌酸磷酸转移酶）

pH9.0

ATP+肌酸←──→磷酸肌酸+ADPpH7.0

CK:MM,MB,BB,MtMW86000

肌酸激酶同工酶

组织CKU/克湿重CK-MM%CK-MB%CK-BB%

骨胳肌328099<10

(腓肠肌)

骨胳肌189499<1<1

(肋间肌)

心肌62087130

(乳头状肌)

心肌40276~78220~2

(右心房)

脑20000100

回肠1613196

结肠1373~4<196

胃1222~41~494~95

CK同工酶在人体组织的分布

1.电泳法测定CK-MB

琼脂糖介质，醋酸纤维素薄膜

酶定位:CK-BB─白蛋白区CK-MB─α2～β区

CK-MM─γ区CK-Mt─γ后

参考值：CK-BB0%

CK-MB0～

3%

CK-MM97～

100%

CK-Mt0%

CK-MB阳性决定水平为5%

CK-MB测定

2.免疫抑制法：

抗CK-M抗体抑制CK-M亚单位,测定剩余的非M-CK活力,包括CK-BB、CK-MB中的B亚基、巨CK、CK-Mt,由于心脏疾患病人血清中CK-BB、巨CK和CK-Mt的含量可忽略不计,非M-CK活力代表CK-MB中的B亚基活力,乘以2即为CK-MB活力。

参考值：CK-B<3U/L

CK-MB<15U/L

CK-MB/总CK<5%

诊断AMI的决定性水平:

CK-MB>25U/L

CK-MB/总CK>6～25%

CK-MBmass的免疫测定（示意图）CK-MBmass免疫分析测定的部分特点*

CK-MM亚型:MM3─基因型、组织型M2M2

MM2─-LysM1M2

MM1─-2LysM1M1

CK-MB亚型:CK-MB1－-2Lys,

CK-MB2（组织型）CK-同工酶亚型CK-MM亚型电泳法测定原理

在电泳缓冲液中加入Polybuffer,通电后形成一pH梯度，进行等电聚胶电泳，自阳极至阴极依次为CK-MM1、CK-MM2和CK-MM3。然后以常规CK同工酶电泳法原理进一步定量。

乳酸脱氢酶同工酶LactateDehydrogenase,LDH,LD,EC1.1.1.27

L-乳酸:NAD氧化还原酶

pH8～9.8

乳酸+NAD+←────→丙酮酸+NADH+H+

pH7.4～7.8

LDH1～5H,M,MW140,000.

LDH1,2:心肌,肾,红细胞

LDH3:肺,脾,胰,甲状腺,肾上腺,淋巴结

LDH4,5:骨骼肌,肝

LDHx:睾丸,精子

AMI:总LDH:12～18h──3d──7～14d

LDH1:6h──24h

LDH1/LDH2>=124h

轻症:总LDH正常,同工酶有变化

同时有心衰、心源性休克,LDH5%↑

总LDH:敏感性95.8%,特异性89.3%

LDH1:敏感性86%,特异性91.3%

LDH1/LDH2:敏感性91.6%,特异性92.7%

LDH同工酶临床评价

肌钙蛋白（troponin）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心肌细丝结构蛋白肌动蛋白（acting）

MW42000

聚合成长链（F-acting）

两条盘绕，双股螺旋结构原肌球蛋白（tropomyosin）

MW70000调节蛋白

位于F-acting双股螺旋沟中肌钙蛋白（troponin）肌肉细丝中的肌钙蛋白位置

（示意图）肌钙蛋白的作用机制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，肌节缩短。B:在无钙离子时，肌纤维松弛状态时，肌钙蛋白－原肌球蛋白－肌动蛋白互相作用模式。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。肌钙蛋白（

troponin）肌钙蛋白基因位于染色体的位置cTnI或cTnT的部分特性cTn亚基主要作用分子量(kDa)等电点

TnCCa2+结合亚基184.1

cTnI抑制亚基239.87

cTnT结合亚基345.1

cTnI相对于两种sTnI有40%不同源性人cTnI氨基末端比sTnI多31个氨基酸cTnI或cTnT的部分特性外周血中的

cTn心肌损伤后6～8h后即可在外周血测得增高持续7～10天（cTnI）或10～14天（cTnT）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cTnI较少；cTnT游离形式较多cTn的检测

cTn可以用高度敏感的标记免疫法作定量检测，也可用固相免疫层析法作快速定量或定性检测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cTnI的检测1987年报道检测方法（放免法）目前检测cTnI的试剂、方法很多，并得到广泛应用各种cTnI分析方法测定结果之间差异很大，最大可相差36倍几种自动免疫分析仪测定cTn的性能cTnI的检测(抗体)各种检测方法采用不同的抗体；各种抗体针对不同的抗原决定簇cTnI分子内的不同片段和不同抗原决定簇受氧化-还原反应、磷酸化反应或蛋白水解酶作用等而降解的影响各不相同不同形式（游离或复合物形式）的cTnI对不同抗体的免疫反应性也各不相同cTn检测在ACS中的临床意义确定诊断危险性分类估计病情治疗指导

cTn在临床诊断中的用途诊断主要用于心肌缺血损伤如ACS（包括隐性心绞痛和不稳定心绞痛以及急性心肌梗死）等的临床诊断预后估计急性冠状动脉综合征危险性估计

cTn是早期危险性分类的较好指标急性冠状动脉综合征预后判断

cTn增高程度与预后有关cTn在临床诊断中的用途心肌缺血损伤面积的估计临床诊断心肌炎临床诊断心肌创伤（心脏手术）围手术期心脏并发症严重脓毒血症或脓毒血症导致的左心衰竭cTn在临床诊断中的用途充血性心功能不全某些治疗药物的临床疗效观察等等cTn在临床诊断中的用途MI后的溶栓治疗（thrombolysisinmyocardialinfarction，TIMI）效果判定

TIMI的疗效分级血样本采集时间（60min；90min；120min）至少两次：治疗开始时（T0）

治疗开始后90min（T90）cTn在临床诊断中的用途不稳定心绞痛患者cTnT水平与预后危险性

危险分层是cTn的重要应用医师对急诊疑似ACS病人,首先要进行危险分层,必须根据入院时病史,症状,物理检查,ECG和心脏标志物检查结果判断病人有无危险有无猝死,或其它非致死性心脏事件的可能性危险分层用于下述患者:不稳定心绞痛无ST升高的ACS病人预测下述问题:死亡危险性续发AMI需要血管成形术的可能性危险分层的基本原则确定危险分层以:选择治疗场所心脏监护病房,急诊或者门诊选择最合适的治疗干预措施积极的手术治疗到消极的保守治疗判断预后根据TnI和ECG危险分层TnI比ECG更能说明病人危险性IFCC和NACB的专家建议：（X）指选择性检测1．临床应用应考虑各自的诊断“窗口期”；注意选择合适的标本采集时间疑为急性心肌损伤时标本采集建议心肌损伤标记物及其检测时间注：cTnT，心脏肌钙蛋白T；cTnI，心脏肌钙蛋白I；CK-MB，肌酸激酶同功酶肌酸激酶同工酶（CK-MB）迄今一直是评估ACS的主要血清心肌损伤标记物。IFCC和NACB的专家建议：2．各实验室应用cTn应根据ROC曲线选定合适的临界值3．不同的cTnI检测系统有不同的临界值；对不同检测系统应根据检测条件建立适当的各实验室的参考范围；参考范围上限应选取第97.5百分位点（单向）IFCC和NACB的专家建议：4．低临界值的测定不精密性应≤10%5．应设法使检测周转时间（TAT）控制在1h之内等等TAT:Turnaroundtime心肌标志物的检测TATAMI后<1h内得到治疗死亡率约为1%AMI后6h得到治疗死亡率约为10~12%假定呈线形关系每30min死亡率约增加1%

胸痛患者的诊疗规则建议Circulation102:118-22,2000急性胸痛ECGST­NoST­肌钙蛋白阴性阳性胸痛>6小时胸痛<6小时肌钙蛋白阴性阳性AMI15min15min15min15min不稳定心绞痛/AMI危险性较低其它疾病?+4hr危险性较低其它疾病?不稳定心绞痛/AMI心肌组织损伤的标志物心脏功能的标志物心血管炎症疾病的标志物其他心脏标志物利钠肽（natriureticpeptide）1956年，Kisch和Henry分别证实心脏具有内分泌功能1981年，deBold发现atrialnatriureticpeptide（A-typenatriureticpeptide，ANP）1988年，Sudoh报道了brainnatriureticpeptide（B-typenatriureticpeptide，BNP）1990年，Sudoh又发现了C-typenatriureticpeptide（CNP）心脏利钠肽的释放刺激ANP和BNP释放的主要因素是心肌张力的增加ANP的分泌释放调节主要在心房储存水平，新合成的较少BNP的合成、分泌释放调节主要在基因表达水平GlyArgMetAspArgIle15GlyAlaGlnGlyPheCys7Cys23GlyLeuGlySerSerLeuArgArg5SerSerTyrArgPheSerAsn2520281H2NHOOCArgLysMetAspArgIleSerSerSerGlyPheCys10Cys26GlyLeuGlySerMetValGlnGlySerGlyArgArgLeuValLys25321HOOCLeuLysLeuAspArgIleGly15SerMetGlyPheCysCysGlyLeuGlySerGlyLeuSerLysGly20SerProLysH2NHis1520510HOOCH2NBNPCNPANPNP-BNP-CNP-A利钠肽心脏利钠肽受体心脏利钠肽体内清除NPR-C介导的细胞吞饮和溶酶体降解中性内肽酶（neutralendopeptidase，NEP）降解:裂解环状结构肾脏清除deLemos,etal.BNPinCardiovascularDisease.Lancet2003;362:316-322.心脏利钠肽的生物半衰期心脏利钠肽的主要生理作用肾脏增加肾小球滤过，抑制钠重吸收－→排钠利尿血管血管平滑肌松弛，舒血管作用

－→降低血压，减轻心脏前负荷抗血管组织增生和纤维化心脏利钠肽的主要生理作用内分泌系统抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统活性抑制某些其他激素（内皮素；血管加压素；等）活性神经系统抑制中枢和外周交感神经系统活性心脏利钠肽的主要生理作用对心脏的直接作用抗心肌细胞脂肪分解作用抑制心肌细胞成纤维细胞DNA合成和细胞增殖抑制心肌细胞肥大其他可能作用参与凝血系统和纤溶系统调节减少内皮功能损伤心脏利钠肽的主要临床用途临床心衰的诊断评价心脏功能心衰诊断和判定心衰程度的生化标志物快速、方便、客观NYHA的心功能不全分级GutheryandSchumann.JAmAcadNursePract1988;10:31-41.BNP和NYHA分级的关系

（BiositeTriage研究资料）

NYHA分级ng/LNT-proBNP和NYHA分级的关系（RocheElecsys研究资料）

NYHA分级ng/LBNP和NYHA分级的关系

（Biosite和

Bayer研究资料）

NYHA分级ng/L

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患者BNP平均水平<111PG/L。

心功能I级：患者BNP平均水平244PG/L,

心功能II级：患者BNP平均水平389PG/L,

心功能III级：患者BNP平均水平640PG/L,

心功能IV级：患者BNP平均水平817PG/L,

总的急性充血性心衰BNP平均水平675PG/L。心脏利钠肽的主要临床用途呼吸困难的鉴别诊断心源性还是肺源性？呼吸困难患者的BNPdeLemos,etal.BNPinCardiovascularDisease.Lancet2003;362:316-322.心脏利钠肽的主要临床用途心血管疾病预后估计和危险性分类心衰的预后评价

预测再次患病率和死亡率急性心肌损伤后的预后评价预测再次患病率和死亡率估计心肌缺血损伤范围ACS危险性分级ACS后NT-proBNP的预示作用Galvani,etal.NatriureticPeptideinAcuteCoronarySyndromes.Circulation.2004;110:128-134.不稳定心绞痛后NT-proBNP的预示作用James,etal.NT-proBNPandPredictionofMortalityandMIinUnstableCAD.Circulation2003;108:275-281.不稳定心绞痛后NT-proBNP的预示作用James,etal.NT-proBNPandPredictionofMortalityandMIinUnstableCAD.Circulation2003;108:275-281.心脏利钠肽的主要临床用途治疗效果的监测浓度变化与疗效相关根据变化调整药物剂量；估计疗效其他心脏移植术高危人群筛查心脏手术预后BNP在冠脉搭桥术后的应用Hutfless,etal.BNPLevelsandBypassSurgery.JAmCollCardiol2004;43:1873–1879.BNP和NT-proBNP的检测分析*数据引自:Yeo,etal.MulticenterEvaluationoftheRocheNT-proBNPAssayandComparisontotheBiositeTriageBNPAssay.ClinChemActa2003;338:107-115.

EDTA血浆标本中的稳定性实验比较*BayerADVIACentaur的BNP检测11021303950607670抗原决定簇1:

捕捉抗体抗原决定簇2:

检测抗体NT-proBNP

Elecsys®NT-proBNP检测位点BNP和NT-proBNP的检测分析

检测心衰时的临界值（建议）Cowie,etal.ClinicalApplicationsofBNPTesting.EuroHeartJ2003;24:1710–1718.

BNP和NT-proBNP的检测分析检测方法中需进一步解决的问题增加分析敏感性和精密度

参考范围上限的检测不精密度（CV）≤10%增加分析特异性（准确性）和检测标准化

不同检测方法之间的可比性增加临床检测可操作性

利于常规检测，TAT短，费用合理心肌组织损伤的标志物心脏功能的标志物心血管炎症疾病的标志物其他心脏标志物心血管炎症疾病的标志物C反应蛋白（