急性心肌损伤生物化学标志物.ppt

,*,临床生物化学,生物化学检验,临床生物化学,生物化学检验,*,急性心肌损伤生物化学标志物,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,），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-MB,1,和,CK-MB,2,）开始用于临床病人的,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：,0.76,),更敏感和特异，,LD,1,LD,2,的敏感性为,75,86,，特异性为,85,90,。,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,1,CK,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。,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,98,99,是,CK-MM,，,1,2,是,CK-MB,；心肌内,80,左右也是,CK-MM,，但,CK-MB,占心肌总,CK,的,15,25,。,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-MB,1,和,CK-MB,2,。,2,CK,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,(10,40min),，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,4,25,，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-MB,2,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，,10,18h,达峰值，,12,24h,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,”，此后，,CK,即下降。,在急性心肌梗死发作后,6,36h,内，,CK-MB,敏感性为,92,96,，在,ECG,（心电图）阴性病人敏感性,79.7,。,如进一步测定,CK-MB,2,和,CK-MB,l,，以,CK-MB,2,1.0U/L,，,CK-MB,2,/CK-MB,1,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,6,8,）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(cardiac 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,50,60,，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,40,60,；后者为,75,80,，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,r,0.56,和,r,0.75,。,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，,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,3,6,的游离,cTnI,，心肌缺血症状发作后,14,36h,出现高峰，高峰出现时间与血中,CK,、,CK-MB,相似。持续,3,7,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,LD,1,LD,2,。最近文献指出，测定血清,cTnI,诊断,AMI,的敏感性为,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,20,40,，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,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,2,12h,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,提高至,82,。,溶栓成功者，,Mb,正常的,4.6,倍，并在溶栓后,2h,明显下降。,临床上除急性心肌梗死以外，开胸手术、过度体育锻炼、骨骼肌创伤、进行性肌萎缩、休克、严重肾衰、肌肉注射时血清,Mb,都会升高。,胸痛发作,2h,前或,15h,后测定,Mb,，往往呈假阴性。,Mb,临床应用的主要问题是特异性不高，约为,60,95,，特别在早期心电图和其他标志物都未变化时，单凭,Mb,决定是否使用溶栓疗法有一定的风险，近年来有人提出了碳酸酐酶,(carbonic anhydrase,，,CA),的新标志物。,复习,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,。,由于,Mb,消除很快，因而是判断再梗死的良好指标。,表,11-3,是两例再梗死病人的实测数据：,病例,1,在,50h,和,70h,后出现再梗死，,Mb,出现了两个新峰，,CK-MB,仅,82h,升高，,cTnT,未能反映先后出现的再梗死；,病例,2,是有较多并发症的重症病号，在,28h,和,96h,出现了再梗死，,cTnT,只反映了第二次再梗死，,Mb,、,CK-MB,在,28h,、,96h,都有新峰。,（三）肌红蛋白的评价,1,优点,在急性心肌梗死发作,12h,内诊断敏感性很高，有利于早期诊断，是至今出现最早的急性心肌梗死标志物。,能用于判断再灌注是否成功。,能用于判断再梗死。,在胸痛发作,212h,内，肌红蛋白阴性可 排除急性心肌梗死诊断。,2,缺点,特异性较差，但如结合,CA,，可提高诊断急性心肌梗死特异性。,窗口期太短，回降到正常范围太快，峰值在,12h,，急性心肌梗死发作后,16h,后测定易见假阴性。,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。,复习,End,