1、第十章心脏疾病的生物化学标志物Biochemical Markers of Cardiac Disease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 肌红蛋白急性心肌损伤生物化学标志物 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。急性心肌损伤生物化学标志物 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
2、性可诊断为急性心肌梗死。急性心肌损伤生物化学标志物 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。急性心肌损伤生物化学标志物 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。急性心肌损
3、伤生物化学标志物 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。急性心肌损伤生物化学标志物一、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。急性心肌损伤生物化学标志物 1963年发现了肌酸激酶
4、(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。急性心肌损伤生物化学标志物 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。急性心肌损伤生物化学标志物 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 tro
5、ponin 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)。急性心肌损伤生物化学标志物 1994年CK-MB亚单位（CK-MB1和CK-MB2）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。急性心肌损伤生物化学标志物 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。急性心肌损伤生物化学标志物二、传统的心肌酶谱（一）天门冬氨酸转氨酶
6、 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，LD1LD2的敏感性为7586，特异性为8590。急性心肌损伤生物化学标志物 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
7、LD和LD同工酶。急性心肌损伤生物化学标志物（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。急性心肌损伤生物化学标志物 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
8、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。急性心肌损伤生物化学标志物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、肿瘤和脑部疾病。急性心肌损伤生物化学标志物 检测CK-MB的方法很多，早期应用的是离
9、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。急性心肌损伤生物化学标志物 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。急性心肌损伤生物化
10、学标志物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。急性心肌损伤生物化学标志物 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)
11、，如CK-MB用酶活性法，称为百分CK-MB(CK-MB)。急性心肌损伤生物化学标志物 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。急性心肌损伤生物化学标志物 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。急性心肌损伤生物化学标志物 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。
12、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。急性心肌损伤生物化学标志物 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。急性心肌损伤生物化学标志物 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
13、测定心肌再梗死；能用于判断再灌注。急性心肌损伤生物化学标志物 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。急性心肌损伤生物化学标志物 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。急性心肌损伤生物化学标志物三、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。急性心肌损伤生物化学标志物 1965年首次发现肌钙蛋白
14、(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)。急性心肌损伤生物化学标志物 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。急性心肌损伤生物化学标志物 cTnT在心肌含量约10.8mg/g，CK-MB为1.4mg/g，肌红蛋白为23.6
15、mg/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)急性心肌损伤生物化学标志物（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
16、持这一高敏感性直到5天以上。急性心肌损伤生物化学标志物急性心肌损伤生物化学标志物 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。急性心肌损伤生物化学标志物急性心肌损伤生物化学标志物 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。急性心肌损伤生物化学标志
17、物急性心肌损伤生物化学标志物 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。急性心肌损伤生物化学标志物 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。急性心肌损伤生物化学标志物 对于心肌炎诊断，cTnT是比CK-MB敏感得多
18、的指标，但是cTnT阴性仍不能排除心肌炎的存在。急性心肌损伤生物化学标志物（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。急性心肌损伤生物化学标志物 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的敏感性为97、特异性为98、预测值为99.8。急性心肌损伤生物化学标志物 和
19、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。急性心肌损伤生物化学标志物 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。急性心肌损伤生物化学标志物 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
20、明显提高。急性心肌损伤生物化学标志物急性心肌损伤生物化学标志物（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。急性心肌损伤生物化学标志物 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
21、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。急性心肌损伤生物化学标志物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。急性心肌损伤生物化学标志物四、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。急性心肌损伤生物化学标志物（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。6
22、9h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。急性心肌损伤生物化学标志物 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。急性心肌损伤生物化学标志物 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。急性心肌损伤生
23、物化学标志物 Mb临床应用的主要问题是特异性不高，约为6095，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。急性心肌损伤生物化学标志物急性心肌损伤生物化学标志物 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2
24、8h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。急性心肌损伤生物化学标志物急性心肌损伤生物化学标志物（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。急性心肌损伤生物化学标志物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。急性心肌损伤生物化学标志物 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。复习复习急性心肌损伤生物化学标志物End急性心肌损伤生物化学标志物
