急性心肌损伤生物化学标志物.ppt

1、第十章心脏疾病的生物化学标志物,Biochemical Markers of Cardiac Disease,第四节 急性心肌损伤生物化学标志物,主要内容,概 述 历史演变 传统的心肌酶谱 心肌肌钙蛋白 肌红蛋白,心肌损伤是指伴心肌细胞坏死的疾病，包括急性心肌梗死（心内膜下心肌梗死，穿透性心肌梗死，非Q波性坏死）、不稳定性心绞痛，心肌炎。,1979年WHO提出急性心肌梗死(AMI)诊断标准： 典型的持续的胸痛史； 典型的心电图改变，包括ST段抬高和Q波出现； 心肌酶学的改变。 并认为以上三项中的二项以上阳性可诊断为急性心肌梗死。,最近，有人把由于冠状动脉所致的心肌损伤统称ACS（急性冠状综合症

2、），包括不稳定性心绞痛(UA)、非ST段抬高的心肌梗死(NSTEMI)、常见的ST段抬高的心肌梗死(STEMI)和无Q波急性心肌梗死。 由于心肌损伤的涵盖面更广，本节主要讨论心肌损伤标志物。,急性心肌损伤的临床诊断常依赖心电图和病史，但单一心电图还存在不足，心电图诊断急性心肌梗死的阳性率至多81，其余的20必须依靠生物化学标志物确诊。 即使心电图阳性病例，如有生物化学标志物相配合，提高了诊断的可靠性。 生物化学标志物也是临床评估病情和预后的灵敏指标。,一个理想的心肌损伤标志物除了高敏感性和高特异性外，还应该具有以下特性： 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

3、小范围的损伤； 能检测早期心肌损伤，且窗口期长； 能估计梗死范围大小，判断预后； 能评估溶栓效果。,一、历史演变,1954年首先报告测定天门冬氨酸转氨酶 (aspartate aminotransferase，AST) 有助诊断急性心肌梗死 (AMI)。 1952年首先从牛心肌提纯乳酸脱氢酶 (1actate dehydrogenase，LD)，1955年用于诊断急性心肌梗死。,1963年发现了肌酸激酶 (creatine kinase，CK) 在急性心肌梗死时快速升高，1966年发表了CK-MB（三种同工酶之一）在急性心肌梗死(AMI)诊断中作用的报告，CK和LD的同工酶检测提高了诊断的特异

4、性。,1979年WHO提出急性心肌梗死诊断标准，血清AST、LD、CK以及同工酶组成血清心肌酶谱，在20世纪60、70年代在诊断急性心肌梗死(AMI)中起过重要的作用。,1985年出现应用单抗测定CK-MB质量 (CK-MB mass) 的方法，CK-MB mass成为测定CK-MB的首选方法。 1989年诊断急性心肌梗死的心肌肌钙蛋白T (cardiac troponin T，cTnT) 试剂诞生，1992年cTnT首次用于不稳定性心绞痛，同时出现了心肌肌钙蛋白I (cardiac troponin I，cTnI)。,1994年CK-MB亚单位（CK-MB1和CK-MB2）开始用于临床病人的

5、早期分筛，1996年发表大样本的cTnT和cTnI的临床应用报告。,近几年内，国内外分别或合作对心肌损伤标志物的应用提出了指南、准则，对实际工作有重要的指导价值。 一致认为肌红蛋白和CK-MB亚型是急性心肌梗死早期标志物，肌钙蛋白是心肌损伤的确诊标志物。,二、传统的心肌酶谱,（一）天门冬氨酸转氨酶 天门冬氨酸转氨酶(AST)，又称谷草转氨酶(GOT)，广泛分布于人体各组织、肝脏、骨骼肌、肾脏、心肌内含量丰富，红细胞含的AST约为血清10倍，轻度溶血会使测定结果升高。 AST由两条多肽链构成，分子量约为 100kD，参考值：40U/L(37)。,AST在AMI发生后612h升高，2448h达峰值

6、，持续到第5天或一周降低。 由于AST不具备组织特异性，血清单纯AST升高不能诊断心肌损伤。AST诊断急性心肌梗死(AMI) 敏感性77.7，特异性仅53.3。敏感性不高，特异性较差，当今学术界已不主张AST用于急性心肌梗死诊断。,（二）乳酸脱氢酶(LD)及其同工酶,乳酸脱氢酶是无氧酵解中调节丙酮酸转化为乳酸的极重要的酶，广泛存在于肝脏、心脏、骨骼肌、肺、脾脏，脑，红细胞、血小板等组织细胞的胞浆和线粒体中。,LD是分子量135KD的四聚体，由M型和H型亚单位构成5种同工酶：H4(LD1)，MH3(LD2)，M2H2 (LD3)，M3H(LD4)，M4(LD5)，不同组织有其特征性同工酶。心脏、

7、肾脏和红细胞所含的LD同工酶比例相近，以LD1和LD2为主。,LD同工酶谱常用电泳法测定，如测LD1用电泳法、免疫抑制法结合生物化学法测定。当前许多厂家已开发了免疫抑制法的试剂盒，并能在自动生物化学仪上应用，使LD和LD1广泛应用于临床。,当心肌损伤时，心肌细胞膜破裂，线粒体、胞浆内物质外漏到细胞间液及外周血中。LD和LD1在急性心肌梗死发作后812h出现在血中，4872h达峰值，LD的半寿期为57170h，大约712天回复正常。如果连续测定LD，对于就诊较迟CK已恢复正常的AMI病人有一定参考价值。,临床还常选用-羟丁酸脱氢酶 (HBDH) 作为急性心肌梗死诊断指标，此酶本质还是LD，反映了

8、以羟丁酸为底物时的LD1和LD2的作用。,由于机体多处组织存在LD，非梗死所致的快速心律失常、急性心包炎、心衰都可使LD轻度升高，单纯用血清LD活力升高诊断心肌损伤的特异性仅53。 LD的另一缺点是无法用于评估溶栓疗法，红细胞含丰富的LD，溶栓疗法常致溶血，使LD升高。,LD同工酶测定可提高诊断特异性，有人认为急性心肌梗死时不仅LD1升高，往往还有LD2相对降低，故LD1LD2比例(0.76)更敏感和特异，LD1LD2的敏感性为7586，特异性为8590。,临床检测急性心肌梗死时LD和LD同工酶的应用原则： 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； 在

9、胸痛发作24h后测定LD同工酶，作为CK-MB补充； LD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。,（三）肌酸激酶(CK)及其同工酶,1CK概述 CK是心肌中重要的能量调节酶，在ATP提供的能量下，催化肌酸生成磷酸肌酸 (CP)和ADP，CP可以运送至细胞质中并储存。这种能量的储存形式比直接储存ATP好，在线粒体可以通过氧化磷酸化获取能量。CK存在于需要大量能量供应的组织，除了肌肉外还常见于肾脏远曲小管、脑组织。CK分子量80kD， 在肝脏被清除。,CK是一种二聚体，由M和B两个亚基组成，形成CK-MM、CK-MB和CK-BB同工酶。

10、CK-BB存在于脑组织中，CK-MM和CK-MB存在各种肌肉组织中，不同肌肉同工酶的比例不同，骨骼肌中9899是CK-MM，12是CK-MB；心肌内80左右也是CK-MM，但CK-MB占心肌总CK的1525。 各种CK同工酶还可根据电泳的不同的等电点分出若干亚型，如CK-MB可分为CK-MB1 和CK-MB2。,2CK的检测方法 最常用的CK检测法为生物化学法，运用此法，男性参考值范围为80200U/L，女性参考值范围为60140U/L，不同种族略有差异，儿童高于成年人。 除了急性心肌梗死外，下述情况CK也可升高：肌肉创伤、各种神经肌肉疾病、二醋吗啡（海洛因）、可卡因、抗抑郁药、怀孕、肿瘤和脑

11、部疾病。,检测CK-MB的方法很多，早期应用的是离子交换色谱和电泳法，操作复杂、耗时较多，以后亦以免疫抑制法为主，降低了检测限，提高了临床敏感性。新一代的方法是用单克隆抗体测量CK-MB的质量(mass)，用二株抗CK-MB的单抗测定CK-MB蛋白量，此法检测限为1g/L，诊断急性心肌梗死较酶法更敏感、更稳定、更快(1040min)，而且可以自动化。,CK同工酶亚型不是临床常规项目，但在研究室开展很广。所用的技术包括等电聚焦电泳、层析聚焦、免疫印迹试验、阴离子交换高效液相色谱等，这些方法的主要缺点是技术设备要求高、耗时长、在低浓度时敏感性差。最近利用高压电泳分离CK同工酶亚型，快速、敏感为较为

12、常用。,3临床意义 CK早在20世纪60年代即用于诊断急性心肌梗死，1972年CK-MB首次用于临床。CK、CK-MB对于诊断AMI贡献卓著，是世界上应用最广泛的心肌损伤指标。既可以用于较早期诊断AMI，也可以用于估计梗死范围大小或再梗死。 CK和CK-MB在AMI发生后46h即可超过正常上限，24h达峰值，4872h回复正常， CK半寿期1012h。,CK-MB和CK总酶常同时测定，当用免疫抑制法测定CK-MB时，CK-MB的正常上限为15U/L。 临床常用CK-MB/总CK的比值，如CK-MB用质量法称为百分相对指数 (percent relative index， RI)，如CK-MB用

13、酶活性法，称为百分CK-MB (CK-MB)。,如总CK200U/L，CK-MB15U/L，但CK-MB 200U/L，CK-MB在425，急性心肌梗死诊断可成立， 如总CK200U/L，CK-MB25，考虑有CK-BB或巨型CK存在。,CK升高和发作时间有关，传统测定为住院时、12h后、24h各测一次，现在倾向于住院时、3h后、6h后、9h后各测次。,1978年开始将CK同工酶亚型用于急性心肌梗死检测，CK-MB2在急性心肌梗死后出现较早，在急性心肌梗死发生2h即上升，1018h达峰值，1224h下降。 CK也常用于观察再灌注的效果，溶栓后几小时内，CK-MB还会继续升高，称“冲洗现象”，此

14、后，CK即下降。,在急性心肌梗死发作后636h内，CK-MB敏感性为9296，在ECG（心电图）阴性病人敏感性79.7。 如进一步测定CK-MB2和CK-MBl，以CK-MB2 1.0U/L，CK-MB2/CK-MB1比例超过1.5为标准，该标志物出现早于CK-MB，诊断的特异性达95。,CK作为急性心肌梗死标志物有以下优点： 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； 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； 能用于判断再灌注。,其缺点是： 特异性较差，特别难以和骨骼肌疾病、损伤鉴别。 在急性心肌梗死发作6h以前和36h以

15、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。 对心肌微小损伤不敏感。,CK同工酶的特异性和敏感性高于总CK，目前临床倾向用CK-MB替代CK作为心肌损伤的常规检查项目。,三、心肌肌钙蛋白,（一）肌钙蛋白的特性 肌钙蛋白 (Tn) 复合体存在于各种骨骼肌和心肌胞浆的细丝中，由钙介导调节肌肉收缩。平滑肌无肌钙蛋白，由钙调素调节平滑肌收缩。,1965年首次发现肌钙蛋白 (Tn) ，当时称为新的蛋白因子。 1968年发现肌钙蛋白至少含两个蛋白的复合物：钙敏因子和ATP酶活性的抑制因子。 1971年Tn电泳分离出三个组分，1973年将与钙结合的部分称肌钙蛋白C (TnC)，含抑制因子部分

16、称为肌钙蛋白I (TnI)，和原肌球蛋白结合部分称为肌钙蛋白T (TnT)。,TnT是收缩蛋白中调节蛋白的部分，与TnC、TnI组成复合体存在于心肌和骨骼肌细肌丝处，其分子量约33kD，95的TnT以结合形式存在，尚有少量（约68）以游离形式存在于胞浆内。,cTnT在心肌含量约10.8mg/g，CK-MB为1.4mg/g，肌红蛋白为23.6mg/g，cTnI含量4.06.0mg/g。 在心肌中cTnT、cTnC和cTnI的半寿期分别为3.5天、5.3天和3.2天。但血清中cTnT半寿期为120min。 心肌肌钙蛋白T (cardiac troponin T，cTnT) 心肌肌钙蛋白I (car

17、diac troponin I，cTnI),（二）cTnT的临床意义,临床常用敏感性和特异性比较各种标志物诊断价值，在急性心肌梗死病人还须结合时间一起考虑。图11-3是几种标志物在不同时间的ROC曲线（操作特性曲线），从图上可看到在发作时cTnT的敏感性只有5060，随时间延长，敏感性逐步提高，至6h，敏感性达90以上，而且维持这一高敏感性直到5天以上。,对于单一的急性心肌梗死，cTnT的特异性比CK-MB低，前者是4060；后者为7580，这是由于cTnT阳性的病人包括了不稳定性心绞痛、心肌炎、甚至稳定性心绞痛，见表11-1。,cTnT还可用于评估溶栓疗法的成功与否，观察冠状动脉是否复通。溶

18、栓成功的病例cTnT呈双峰，第一个峰高于第二个峰（见图11-4）。 研究表明，用cTnT评估复通90min时优于CK-MB和肌红蛋白，如果结合其他诊断AMI指标如12导联心电图的S-T段变化，效果更好。,cTnT还常用于判断急性心肌梗死大小，用同位素201TI（铊）和99mTc（锝）确定急性心肌梗死面积并和心肌标志物比较，发现CK-MB、cTnT和同位素检测的结果相关系数分别为 r0.56 和 r0.75。,不稳定性心绞痛是冠心病的一种，表现为休息期持续时间较长的心绞痛，是由于冠状动脉痉挛或不完全栓塞，伴或不伴小灶性心肌坏死，其严重程度介乎普通心绞痛和急性心肌梗死之间，对于这种微小的心肌损伤，

19、CK-MB常常不敏感，阳性率仅为8，cTnT对不稳定性心绞痛阳性率达39。,对于心肌炎诊断，cTnT是比CK-MB敏感得多的指标，但是cTnT阴性仍不能排除心肌炎的存在。,（三）cTnI的临床意义,cTnI是一个十分敏感和特异的急性心肌梗死标志物。 心肌内cTnI很丰富，心肌损伤后46h释放入血，达到诊断决定值，首先释放的是胞浆内36的游离cTnI，心肌缺血症状发作后1436h出现高峰，高峰出现时间与血中CK、CK-MB相似。持续37天，部分病例14天时仍可测到。,血中cTnI的半寿期约为2h左右。在7天后，cTnI诊断AMI敏感性超过LD1LD2。最近文献指出，测定血清cTnI诊断AMI的敏

20、感性为97、特异性为98、预测值为99.8。,和cTnT一样，cTnI可用于溶栓后再灌注的判断，在成功的溶栓疗法使冠状动脉复通后30、60min，cTnI还会继续升高，其敏感性约为80，高于CK-MB和肌红蛋白。,cTnI可敏感地测出小灶性可逆性心肌损伤存在，不稳定心绞痛和非Q波MI（心肌梗死）。 不稳定心绞痛病人血中cTnI阳性率2040，这类病人属高危者，30天和6个月内发生MI和死亡率均明显高于阴性者，必须及时应用PTCA（冠状动脉成形术）或溶栓治疗。,表11-2是cTnT、cTnI和ECG预测AMI后30天死亡率的比较，其中cTnT有较强的预测能力，当cTn+ECG共同应用，预测能力明

21、显提高。,（四）心肌肌钙蛋白的评价,1优点 由于心肌中肌钙蛋白的含量远多于CK，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，如不稳定性心绞痛、心肌炎。 在恰当选择肌钙蛋白特异的氨基酸序列作为抗原决定簇，筛选出的肌钙蛋白抗体， 其检测特异性高于CK。, 有较长的窗口期，cTnT长达7天，cTnI长达10天，甚至14天。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。 双峰的出现，易于判断再灌注成功与否。 肌钙蛋白血中浓度和心肌损伤范围有较好的相关性，可用于判断病情轻重，指导正确治疗。胸痛发作6h后，血中心肌肌钙蛋白浓度正常可排除急性心肌梗死。,2缺点

22、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。 由于窗口期长，诊断近期发生的再梗死效果较差。,四、肌红蛋白,（一）生物化学特性 Mb是一种氧结合蛋白，广泛存在于骨骼肌、心肌、平滑肌，约占肌肉中所有蛋白的2。 Mb分子量小，仅17.8kD，小于CK-MB(84kD)，更小于乳酸脱氢酶(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。,（二）临床应用,当AMI病人发作后细胞质中Mb释放入血，2h即升高。69h达高峰，2436h恢复至正常水平。 Mb的阴性预测价值为100，在胸痛发作212h内，如Mb阴性可排除急性心肌梗死。,心电图是临床诊断急性心肌梗死的主要工具，但据统计仍有38急性心肌梗死病人发病后无典型的特征性心电图表现。 心电图结合Mb能提高急性心肌梗死早期诊断的有效率，从单独用心电图的62提高