心肌标志物实验室检测及临床应用

心肌标志物的实验室检测及临床应用,心血管疾病的危害,发病率高,死亡威胁大,据世界卫生组织统计，全球每年约1700万人死于心血管疾病。,老年人发病率接近45%,头号杀手,死亡率40%,1/3死于心血管疾病,2020年预计会增加50%，而且死亡人数的80%分布于低中等发达国家。,急性冠状动脉综合征（acute coronary syndrome，ACS）,-是指在冠状动脉粥样硬化的基础上发生的斑块破裂、表皮破损或裂纹，引起不完全或完全性阻塞性血栓急性病变，导致了临床上常见的病症。,ACS 发病急、危害大，一直是威胁人类生命的最主要病征之一。,急性冠脉综合征（ACS）,稳定型心绞痛（stable angina pectoris，SAP） 不稳定型心绞痛（unstable angina pectorisUAP）急性心肌梗死（AMI）。,急性冠脉综合症的诊断程序建议,若胸痛等症状出现6h，立即检测早期诊断指标Mb和CK-BM 质量，如两项均不增高，一般可除外AMI；如Mb和CK-BM 质量明显增高，应立即加做cTnI；cTnI增高，基本可确诊心肌梗死。若胸痛等症状出现6h，血清Mb测定已无意义，选择CK-BM 质量和cTnI；如果两项均不增高，则可除外AMI；如果两项均增高，即可诊断。,评价冠心病危险因素的生化指标,NZCB(美国临床生化科学院)建议,“对所有出现ACS相关症状的患者都应进行心肌坏死标志物的检测，结合病史、检查及ECG等进行综合判断，明确诊断 。”,传统心肌酶谱,天门冬氨酸氨基转移酶( AST ) 乳酸脱氢酶( LDH )- 羟丁酸脱氢酶( - HBDH )肌酸激酶( CK )肌酸激酶同工酶( CK- MB ),天门冬氨酸氨基转移酶( AST ),AST 主要分布在心肌, 其次是肝脏、骨骼肌和肾脏等组织中, 正常时血清的含量很低, 当心肌损害时, 释放入血。 AM I后6 12 h, 血中AST 开始升高, 在48 h达高峰, 其值可达参考值上限的4 10倍, 与心肌坏死范围和程度有关, 3 6 d后恢复正常。 若再次增高提示梗死范围扩大或新的梗死发生。,乳酸脱氢酶（LDH）属糖酵解酶，广泛存在于各种组织细胞的胞质中，以心肌、骨骼肌、肾脏含量最为丰富，其次肝、脾、胰、肺等，肿瘤组织、血液中均可检出。红细胞内LDH含量较血清中高一百至数百倍，正常人血清中LDH主要来自红细胞、肝和骨骼肌。当心肌和有关组织损伤时，LDH释放入血，使血清中LDH活性增高。,乳酸脱氢酶( LDH ),临床应用,1.心肌梗死,血清LDH活性增高缺乏组织和器官特异性，在AMI时，升高晚（612h）、达峰时间（48144h），对早期诊断几乎无临床意义。但由于LDH半衰期长，心肌梗死后恢复时间长（714d），对于入院较晚、亚急性发病的患者的诊断和病情监测及回顾性诊断等仍具有一定意义。若LDH增高后恢复迟缓，或在病程中再次升高者，提示梗塞范围扩大，预后不良。,急性肝炎或慢性肝炎活动期，LDH常显著或中度增高，其灵敏度略低于ALT，肝癌时LDH活性明显增高，尤其转移性肝癌时LDH活性增高更明显，可达1000U/L或更高。,2.肝脏疾病,3.其他疾病,各种疾病的急性期、白血病、恶性淋巴瘤、恶性肿瘤、溶血性贫血、恶性贫血、肌营养不良、横纹肌损伤、胰腺炎、肺梗塞、肾脏疾病、脑血管病、心力衰竭、心包炎等，均可见LDH活性增高。,LDH这种非特异性变化可用于所述疾病的筛查，凡是不明原因的血清LD活性增高，应进一步寻找病因。,- 羟丁酸脱氢酶( - HBDH ),血清- HBDH 活性代表LDH同工酶LDH1 和LDH2 活性。LDH1 和LDH2 主要存在于人的心肌、肾和红细胞中。计算LDH /HBDH 的活性比例, 用于心肌疾病和肝脏疾病的鉴别诊断。健康人血清LDH /HBDH 比值为1. 2 1. 6。心肌梗死患者, 血清- HBDH 活性增高, 较LDH 升高明显, 故LDH /HBDH比值下降, 为0. 8 1. 2。而肝脏实质细胞病变时, LDH /HBDH比值可升高到1. 6 2. 5。,肌酸激酶(CK)活性,自从1967年成功地发现CK 对心肌和肌肉病变有显著的诊断价值, CK 就成为检测心肌损伤的标志物, 时至今日CK 的升高还是诊断人类肌病的最敏感的方法。,主要存在于骨胳肌、心肌和脑组织的胞质和线粒体中。CK催化肌酸与ATP之间高能磷酸键转换生成磷酸肌酸和ADP的可逆反应，为肌肉收缩和运输系统提供能量来源。健康人血清中CK含量甚低，当上述组织受损时，CK进入血液中，使其CK活性明显升高。,临床应用,1 .急性心肌梗死 (AMI),心肌梗死发生后38h，血清CK开始上升，可高达正常上限的10 12倍，较少超过30倍，1036h达到高峰， CK 对心肌梗死诊断较AST、LDH 的特异性高, 但此酶增高的持续时间较短, 2 4 d 就恢复正常。 CK活性测定有助于心肌梗死病人的早期诊断，其增高的程度与心肌损坏的程度基本一致。在AMI病程中，如CK再次升高，表明心肌再次梗死。溶栓治疗后心肌再灌注时，CK活性成倍增加。,3.肌肉疾病,2、病毒性心肌炎、心脏手术、心脏外伤、有创性心脏干预治疗（如心导管、冠状动脉成形术等），血清CK活性升高。,进行性肌营养不良、多发性肌炎、严重肌肉创伤、横纹肌溶解症、重症肌无力等，CK活性显著增高。,4、脑血管意外、休克、全身性惊厥、破伤等CK活性亦增高。5、甲状腺机能减退出现粘液性水肿时，CK可显著增高。甲状腺机能亢进时，CK活性可减低。,肌酸激酶及其同工酶,肌酸激酶（CK）是由B和M两个亚单位组成的二聚体，两个亚单位可组合成三种CK同工酶，即CK-BB、CK-MB、CK-MM。,CK,CK-MB,CK-MM,CK-BB,主要存在于脑、前列腺、肠、肺、膀胱、子宫、胎盘及甲状腺中。,主要存在于骨骼肌和心肌中。,主要分布于心肌中。测定血清CK-MB质量，即CK-MB蛋白浓度可以提高对心肌损伤诊断的灵敏度和特异性。,变化规律-CK和CK-MB在AMI发生后46小时即可超过正常上限，24小时达峰值，4872小时恢复正常。,在20世纪6070年代，CK-MB成为世界上应用最广泛的心肌损伤指标。不但可以早期诊AMI，也可以估计梗死范围大小或是否再梗死。,CK-MB作为AMI标志物的优点,快速、经济、有效，是当今应用最广的心肌损伤标志物； 其浓度与梗死面积有一定相关，可大致判断梗死范围；能测定心肌再梗死，判断再灌注。,CK-MB作为AMI标志物的缺点,特异性差，难与骨骼肌损伤相区别；早期诊断阳性率不高；诊断时间窗较短；对心肌微小损伤不敏感。,肌红蛋白,肌红蛋白（Mb）-是一种含有亚铁的血红素低分子量氧结合蛋白，有贮存氧和运输氧的功能，广泛分布于心肌和骨骼肌中。健康人血中含量低，很少与白蛋白结合，主要在肾脏代谢并排出，部分由单核-巨噬细胞系统代谢，体内分解过程类似于血红蛋白。,当心肌和骨胳肌损伤时，血中Mb含量明显升高。,变化规律-当AMI 发生后胞质中Mb 释放入血, 2h 即升高, 6 9h 达高峰, 24 36h恢复至正常水平。,到目前为止,它是AM I 发生后可最早检出标志物之一。,临床应用,Mb 为早期诊断AMI 的推荐指标, AMI 后2 4h 诊断敏感性可达90%左右。心电图结合Mb能提高AMI 早期诊断效率, 特别是无典型心电图和心绞痛者,能够从单用心电图的62%提高至82%。Mb 对AMI 的阴性预测值高达100%,在胸痛发作2 12h 内, 如果Mb 呈阴性可排除AMI。,1.急性心肌梗死,溶栓治疗后，溶栓成功者, Mb会出现一较小新峰, 并在溶栓后2h 明显下降提示再灌注成功。,由于M b 回复快, 故为判断再梗死的良好指标, 优于cTnI和CK-MB。再梗死者通过动态观察发现，Mb 将出现新峰。,3.判断再梗死,2、急性心肌梗死溶栓治疗,4、骨胳肌损伤,肌营养不良、多发性肌炎、皮肌炎、横纹肌溶解等，Mb也增高，甚至明显上升，此外，恶性高热、多发性外伤、高强度运动、烧伤、冻伤等，血清或尿液中Mb可增高。,5、对伴肌红蛋白尿的急性肾功能衰竭或血清Mb增高的慢性肾功能衰竭有诊断意义，多发性外伤或横纹肌溶解时，若Mb清除率减低，提示即将发生急性肾功能衰竭。,6、严重的充血性心功能不全、心肌炎时Mb也可升高。,定义-结合在横纹肌细肌丝上的一种调节蛋白。可被一定浓度的钙离子激活，在横纹肌收缩中起着开关的作用。,肌钙蛋白,原肌球蛋白结合的肌钙蛋白T,调节肌动球蛋白ATP酶活性的肌钙蛋白I,钙结合的肌钙蛋白C,肌钙蛋白T(TnT),肌钙蛋白I(TnI),肌钙蛋白C(TnC),心肌肌钙蛋白,cTnI与cTnT区别,cTnI 比cTnT 分子量小, 在心肌损伤时更易漏出, 但二者在血中升高时间并无差异, 在诊断效能和临床用途上也相同。cTnI窗口期更长, 可达14d。由于其些骨骼肌疾患时亦可表达cTnT。故认为cTnI 更具心肌特异性。,cTnI为心肌损伤的首选标志物,cTnI临床应用,急性心肌梗死,变化规律-AMI发病后48h，血清cTnI开始升高，达峰值时间为1216h，升高幅度为2050倍，恢复至参考范围时间为510d。,根据这些研究，肌钙蛋白-I 在CK-MB 和 LDH的诊断窗口期升高 。最新临床研究也提示，存在骨骼肌损伤时，肌钙蛋白-I 对探查心肌损伤比CK-MB 的心脏异性更高,Q波心肌梗塞,非Q波心肌梗塞,不稳定性心绞痛,急性冠状动脉综合症,肌钙蛋白-I升高,死亡率的明显升高(具有可检测水平的肌钙蛋白-I),心肌肌钙蛋白-I这一指标提供了一种为这类个体进行风险分级的手段,心肌炎,cTn-I在病毒性心肌炎有较高的阳性率，约4050，重症可达100，且cTn-I升高与心肌损伤的严重程度呈正相关。,监测心肌梗死溶栓治疗效果,开始溶栓治疗后，如再灌注成功，90分钟cTn-I达最大值。,其他,胸部创伤、心脏和非心脏手术、充血性心力衰竭、肾衰竭、药物的心脏毒性、炎症性疾病如肺栓赛、浸润性疾病及急性神经性疾病等。,心肌损伤与骨骼肌损伤的鉴别诊断,cTnI增高,cTnI不增高,cTn-I的优点：cTn-I惟一存在心肌细胞中，cTnI在骨骼肌受损时无交叉反应。因此特异性高。灵敏度高，在发病1272 h内，cTn-I敏感度100%，72150 h内为70%。,cTn-I的缺点:食品和药物管理局认证的几种测定cTnI的方法没有标准化，不同方法cTnI的绝对值可相差34倍。在心肌梗死早期（06 h），其敏感度仅25%，不及肌红蛋白，后者敏感度为50%。由于cTnI 较长的半衰期，不适合用于诊断再梗死。,最新心肌标志物,糖原磷酸化酶( glycogen phosphorylase, GP)脂肪酸结合蛋白( fatty acid binding protein, FABP)肌球蛋白轻链（MHC）和重链（MLC）,糖原磷酸化酶(GP),心肌缺氧时为了保证功能, 大量进行无氧代谢, 糖原磷酸化酶催化、降解糖原, 产生糖酵解必需的物质, 此时糖原磷酸化酶大量表达并释放出, 成为心肌缺血的标志物。 GP 是二聚体, 分子量188kD, 位于心肌肌浆网上, 有三种同工酶形式,脑和心肌,GPBB,骨骼肌,GPMM,肝脏,GPLL,心肌缺氧、缺血时, GPBB 随糖原降解加速进入胞浆, 透过胞膜进入血液。GPBB 血清浓度升高意味着心肌缺血。在AMI 时, GPBB 在胸痛发生后1 4h 即升高, 1 2d 恢复正常。在早期( 3 或6h 内) 糖原磷酸化酶的诊断敏感性优于Mb、cTn 和CKMB, 其特异性与CKM B 相似。,GPBB 是诊断心肌缺血的最敏感指标。,脂肪酸结合蛋白(FABP),FABP 是一个至少包括6 种低分子量蛋白( 14 l5kD) 的家族, 它能和脂肪酸结合, 在肌细胞脂代谢中起重要作用，FABP 是一种胞浆蛋白, 心肌内FABP 含量比骨骼肌组织内丰富。,AMI 胸痛发作后1 1.5h 血中即可出现FABP, 20h 后消失。FABP 诊断早期AMI 的敏感性远高于Mb、cTn 和CKMB, 在0 3h 内, FABP 诊断的敏感性达91. 4%, 与GPBB 的敏感性相近。 还可用Mb/ FABP 的比值来增加诊断AMI 的特异性。在心肌中, FABP 含量较多, 其比值仅4. 5; 在骨骼肌中Mb 相对较多其，比值高达47。若血中该比值接近4. 5, 提示FABP 主要来自于心肌。,B-MHC,MLC1,MLC2,A-MHC,肌球蛋白,基本功能链,调节作用,心肌特有,肌球蛋白轻链和重链,MHC的持续时间较长，在AMI第二天病人血中MHC升高，第五、六天呈峰值，10天后才消失。MHC在迄今为止发现的心脏标志物中，窗口期最长，检测它有助于AMI回顾性诊断。MHC变化受灌注的影响很小，因此， AMI梗死面积几乎等于MHC积分估算的梗死范围。,MLC较稳定，AMI症状发作36小时即可测到MLC，快速升高后缓慢持续升高，呈长期的平缓峰，第四天达到最高峰，可以持续10天左右，曲线呈特殊的双峰状。血清MLC升高幅度对诊断AMI和估计其预后很有价值，无论MLC升高峰值还是曲线下面积都与心肌梗死范围高度相关，因而MLC是评估AMI病人预后的理想指标。约有一半不稳定心绞痛病人MLC可升高,敏感性超过cTnT和CK-MB。MLC最早可在3小时就出现，但不能作为判断AMI溶栓后血管是否再通的指标。,其他心血管疾病标志物,心血管炎症病变标志物- 超敏C 反应蛋白血栓前体蛋白( TPP)P-选择素D-二聚体,超敏C 反应蛋白 ( high sensitive C reactive protein,hsCRP),目前较为公认的心血管炎症病变标志物。可作为动脉粥样硬化等心血管炎性疾病的独立危险因素。可作为预测急性冠心病的指标。,hsCRP 3. 0mg / L病变发生为高度危险性; hsCRP 10. 0mg / L 多存在其他急性炎性疾病, 应待其控制后再检查。,血栓前体蛋白(thrombus precursor protein, TpP),-是一种高分子量可溶性纤维蛋白的多聚体, 是血栓中不溶性纤维蛋白的直接前体, 当聚合反应不断进行时，可溶性纤维蛋白多具体转化为不溶性纤维蛋白而成为血栓的一部分。TPP水平升高表示血栓形成机制已经启动，纤维蛋白单体开始聚合。TPP在血浆中的浓度反映循环中凝血酶的活性。,纤溶-凝血系统异常是引起血栓形成的重要因素，它在冠心病的发生、发展中起着重要的作用。血管造影和血管镜研究表明急性心梗和不稳定性心绞痛患者中大约有85%的患者有血栓形成。稳定性心绞痛患者中很少见到血栓形成。,TPP的结构上有特异性的抗原决定簇而纤维蛋白原和纤维蛋白降解产物上不存在。TPP具有敏感性高、特异性强的特点。,TPP作为一种新的特异性诊断指标，可在AMI患者的早期，甚至患者心肌坏死的生化标志物未出现之前即可反映出患者体内活动性血栓形成。,D-二聚体（D-dimer）,是纤维蛋白单体交联后，再经纤溶酶水解所产生的一种特异性降解产物，是一个特异性的纤溶过程标记物。D-二聚体来源于纤溶酶溶解的交联纤维蛋白凝块。,是特异的交联的纤维蛋白降解产物，D-二聚体不是天然纤溶活性的标志物，而是体内血栓形成的特异标志物。D-二聚体是血栓形成的筛选指标，阳性应结合临床注意是否有血栓形成；阴性血栓形成的几率非常低。,P-选择素,可溶性P-选择素是反映内皮细胞损伤和血小板激活状态的特异性指标。,-P-选择素（P-selectin）属整合素家族成员之一，又称颗粒膜蛋白140或血小板活化依赖性颗粒表面膜蛋白,是存在于静息血小板的颗粒膜上及内皮细胞的Weibel-palade小体中。P-选择素：一种膜糖蛋白。,血小板聚集在血栓形成中起重要作用。 在激动剂, 如二磷酸腺苷、凝血酶或花生四烯酸等作用下, 促使血小板附着在血管壁, 随后通过血小板膜糖受体和纤维蛋白原结合, 促血小板聚集。在这一过程中P-选择素使血小板活化和血细胞黏附, 从而促进血栓固化,。 因此P-选择素被分泌入血可看成血小板被活化, 是存在血栓病变的一个较好指标。,钠尿肽(natriuretic peptide，NP)是由心血管组织分泌的活性多肽，包括ANP、BNP、CNP和DNP四种。,ANP主要由心房分泌BNP主要由心室分泌CNP主要在中枢神经系统和外周血管内皮中表达。,心脏功能标志物的检测,B 尿钠肽(BNP),B 尿钠肽又称脑钠肽, 是调节体液、体内钠平衡、血压的重要激素。BNP 来自脑和心室, 由143 个氨基酸残基的前BNP前体( pro-BNP) 多肽, 水解为32 个氨基酸BNP( 4kD) 和无活性的N 末端片段( NT-proBNP) 释放入血中。,B 尿钠肽具有扩张血管和促进尿和尿钠排泄的作用。心衰时由于BNP 合成增加, 血中BNP 浓度明显升高, 而且其增加的程度和心衰的严重度成正比, 和射血分数成反比, 并随治疗有效而下降。BNP 可用于慢性充血性心力衰竭( CHF) 的诊断和分级。,BNP 是心脏功能损伤的标志物，可在多种心脏疾病中增高，心衰和AMI 时升高更为显著且与疾病严重程度及预后相关，是冠心病急性心肌缺血危险分层的一个重要指标.ACS 即使没有心功能不全的临床和辅助检查证据，BNP 水平升高仍具有预后价值。基础状态下BNP 水平升高是ACS 者早期死亡的独立预测因子。,NT-proBNP,脑钠肽前体N 末端片段( NT- proBNP) 是脑钠肽前体( BNP) 的降解产物。,近年来,国外大量研究发现, 与脑钠肽( BNP) 等摩尔分泌的脑钠肽前体N 末端( NT-proBNP) 不仅半衰期长、稳定性好, 且与BNP 相关良好, 心力衰竭时其变化幅度达BNP 的6- 20 倍, 较BNP 更敏感, 早期诊断的价值更高。,优点,NT-proBNP功能,血浆NT-proBNP水平的监测可以作为早期心功能不全的检测手段,尤其对有心功能不全症状同时伴有心腔增大的患者更有阳性意义。所以, 临床上可应用NT-proBNP 协助诊断冠心病心功能不全, 尤其对于无法或不适合进行超声心动图检查的患者。,建议应用于早期心力衰竭的诊断, 心血管疾病预后的评估, 指导并监测心力衰竭的治疗。,影响BNP浓度的因素,1.年龄和性别对BNP水平的影响 BNP水平随年龄增长而升高。新生儿BNP浓度是成人的2530倍，此后逐渐下降，3个月降至成人水平；60岁以上人群BNP随年龄增长而升高的幅度更大。同龄女性BNP水平高于男性。因此对于老年女性BNP水平轻度升高（100200pgml），不能轻易诊断为心源性疾病。,2.肥胖对BNP水平的影响 研究发现脂肪细胞中有丰富的NPR-C，因此肥胖者即使存在高血压、心肌肥厚、心房扩大甚至HF，他们的血浆BNP水平亦较非肥胖者低。因此在心源性疾病，尤其是HF诊断中，肥胖患者可能出现假阴性。,3.心脏压塞和缩窄性心脏疾病对BNP水平的影响 不少研究发现原先心功能正常的患者，可因心脏压塞或缩窄性心脏疾病而出现HF表现，但其血浆BNP水平往往正常。其可能机制在于：心室负荷以及室壁张力增高是促使BNP合成、分泌的因素，而这类疾病患者的心腔的扩张受到限制。,4.肺源性疾病的BNP水平 HF与肺源性疾病（如肺炎、肺气肿、肺栓塞）在老年人群中发病率均较高，且常常合并存在。左心功能较稳定的HF患者可能因肺源性疾病而出现急性呼吸困难，其BNP水平往往介于HF与非HF之间。,因此对于出现急性呼吸困难，但血浆BNP浓度远低于诊断HF的水平时，应考虑到肺源性疾病的可能。 由于心功能恶化与合并肺源性疾病时BNP水平存在一定重叠，故BNP对上述两种情况的鉴别能力欠佳如BNP水平低于100pg/ml（HF可能性小，仅2）或发病时BNP水平与基础状态时比较无明显变化，则支持肺源性呼吸困难。,5.肾功能对BNP水平的影响 肾功能不全时，由于心房内压力和体循环压力升高、心室重塑、经肾脏清除以及经肾脏排泄减少，血浆BNP水平可能升高，但由于BNP的主要通过NPR-C介导的胞吞和细胞内溶酶体降解以及神经内肽酶降解两条途径，经肾脏排泄仅有微弱作用，因此肾功能对BNP浓度的影响相对较小。,研究指出，终末期肾功能衰竭患者的血浆BNP水平在正常范围，仅在合并心肌肥厚时升高。此外，虽然血液透析并不能清除血浆BNP，但透析后血浆BNP水平仍可下降1530，这与容量负荷降低有关。,心肌损伤标志物的选择,检测项目的特异性,敏感度（是否早期出现）,窗口期,与心肌损伤程度、死亡率的相关性,能否评估治疗效果,方法的各项性能指标,实验方法本身是否适用急诊使用,心肌标志物在在急性冠脉综合征（ACS）和急性心肌梗死（AMI）中的应用原则,（1）怀疑ACS和AMI时应进行心脏标志物检测。目前AMI诊断仍延用WHO标准，即临床表现、心电图和实验室化学检查，三者中有