心血管疾病的生物化学检验.ppt

心血管疾病的生物化 学检验 n本章内容概要： n本章教学要求： 第二节 心脏标志物的选择和评价 第一节 概述 掌握:酶类与蛋白类心脏标志物的种类、特点及临床意义； 熟悉:酶类与蛋白类心脏标志物的测定； 了解:心脏的结构和功能、心脏疾病的诊断。 第二节 心脏标志物的测定 第一节 概 述 一、心脏的结构和功能 n结构： 肌原纤维占心肌细胞容积百分比的 48%，为心肌的主要组成成分之一 肌原纤维由粗细肌丝组成 粗肌丝：肌球蛋白(占60%) 细肌丝：肌动蛋白(占15%)，原肌 球蛋白(占10%)，肌钙蛋白(占5% ，Tn) 功能： 体内的物质运输 内分泌功能 冠状动脉粥样硬化性心脏病危险 因素 简称冠状动脉性心脏病或冠心病 ，是指冠状动脉粥样硬化使血管腔狭 窄或闭塞，导致心肌缺血缺氧而引起 的心脏病。冠心病是一种受多因素影 响的疾病，据文献报道这种影响因素 多达246种。 冠心病的形成涉及多种因素，主要分不 可逆因素和可逆转因素。前者主要包括 遗传、年龄和性别，后者主要有高血压 、高脂血症、吸烟、肥胖、体力活动和 心理精神因素等。现代医学研究证实， 在冠心病形成的众多因素中，高血压、 高脂血症、吸烟、肥胖是主要致病因素 ，这些都可以改变或纠正。 血脂分布异常是冠心病绝对独立 的危险因素，其中尤以血清总胆 固醇、低密度脂蛋白、血清总胆 固醇/低密度脂蛋白、低密度脂蛋 白/高密度脂蛋白分布异常为主。 血浆C-反应蛋白与冠心病危险性 增加正相关。动脉粥样硬化有炎 性过程的许多特点。 凝血因子：纤维蛋白原 二、心脏疾病的诊断 n心脏疾病的诊断技术： 心电图 超声心动 心导管检查 核素心血管造影 电子计算机断层扫描（CT） 血液生化检查：酶类与蛋白类心脏标志物 影像学检查： 价格 昂贵 不适 合动 态监 测 价格较便宜且适合动态监测 n急性心肌梗死 （acute mycocardial infarction,AMI） 1969年，国际卫生组织（WHO）规定AMI的诊断标准： 典型的病史和长期的胸痛。明显的心电图改变。一系列酶的改变 2000年对AMI 诊断的标准： 心肌肌钙蛋白升高随后缓慢降低或CK-MB快速升高后降低，并伴有如 下症状之一可诊断为AMI。 缺血症状。 ECG 出现病理 Q 波。 ECG 呈缺血改变（ ST 段抬高或降低） 冠状动脉检查有异常。 第二节 心脏标志物的测定 心脏标志物 酶类标志物 蛋白质类标志物 乳酸脱氢酶及同工酶 门冬氨酸氨基转移酶 肌酸激酶及其同工酶 肌红蛋白 肌酸激酶同工酶质量 心肌肌钙蛋白 一、酶类标志物 二十世纪五十年代 LDH,AST,HBDH n诊断急性心肌梗死（AMI） 二十世纪六十年代 CK 二十世纪七十年代 CK-MB（金标准）,LDH1 （一）急性心肌梗死时血清中心脏酶活性改变的机制 心脏酶主要分布于心肌细胞内，当心肌细胞缺血时，心肌 酶释放入血，其升高的时间及浓度和以下机制有关： 1心肌酶的释放速度： 心肌细胞内外酶浓度的差异u影响因素： 酶在心肌细胞内定位与存在形式 酶蛋白分子量的大小 AMI发生后，因心肌缺血坏死或细胞膜通透 性，使得心肌内的细胞酶释放入血，根据心 肌受损情况不同，血清酶升高的幅度也不同 ，因此可用血清酶的变化来反应AMI的发生 以及病灶的大小。 酶生理特性不同，如酶在细胞内定位，分子 量大小，生物半寿期等，造成了各种酶入血 的时间，入血的快慢以及在血清内的持续时 间不同，为临床用作病程和愈后的判断提供 了依据。 2心肌酶在细胞间隙的分布和运送 心肌细胞中的酶经过两种途径进入血液： 途径一：心肌酶释放后进入毛细血管直接入血 途径二：心肌酶释放后进入组织液，经淋巴系统回流进入血液。 心脏受损时心肌酶主要通过第二种途径进入血液，故酶升高存在延迟 3血中酶的清除：不同的酶在血清中清除时间不同 从尿路排泄。 肝脏及网状内皮系统对酶的清除。 酶在血管内失活或分解。 可能的机制包括： （二）急性心肌梗死的酶类标志物 1肌酸激酶 u分布 骨骼肌细胞和心肌细胞中，也存在于脑和其它组织细胞。 u亚类 由M和B亚基组成的二聚体，有三种同工酶： CK-MM，CK-BB ， CK-MB 。 CK-MB1和CK-MB2 CK-MM1、CK-MM2和CK-MM3 CK-MM1CK-MM2CK-MM3，CK-MB1CK-MB2。 u正常血清中各亚型的含量 uAMI时 组织型的MM3和MB2大量释放入血，CK-MM3/CK-MM1和CK-MB2/CK-MB1 比值超过1.0，此变化明显早于CK和CK-MB的升高。CK-MB2/CK-MB1在AMI 发病后1小时达到峰值，CK-MM3/CK-MM1在3小时达到峰值。显然CK亚型分 析在诊断AMI的特异性和灵敏度方面优于CK总酶和同工酶。 2乳酸脱氢酶 u亚类 LDH是由两个亚基（H和M）组成的四聚体， 五种同工酶，按电泳速度的快慢命名为LDH1、LDH2、LDH3、LDH4和LDH5 u分布 心肌细胞中主要的LDH为LDH1。 u对于可疑的心肌梗死病人：。 。 测定总LDH和-羟丁酸脱氢酶（HBDH） HBDH是指用酮丁酸取代丙酮酸作为底物时测得的LDH活性 ，LDH1和LDH2比其它同工酶对酮丁酸有更大的活性，因此 HBDH活性相当于LDH1和LDH2。在诊断AMI时，HBDH的特异性 高于LDH总活性，但不及LDH1同工酶 LDH的同工酶 LDH在人体内有五种同工酶，其中心肌中以 LDH1为主 LDH1/LDH2一般在0.45 0.74之间，由于 AMI发生后心肌释放LDH1含量，大于LDH2，故可 使血清LDH1/LDH2比值上升，特异性可达90.5% 。 LDH酶谱分布 总活力(u/g)：肾281,800心221,600骨骼肌 160,200肝94,700肺73,600红细胞70,500 同工酶类型 1.以LDH1、LDH2为主：心,肾,脑,睾丸,红细 胞 2.以LDH5、LDH4为主：肝,骨骼肌,肠粘膜 3.以LDH3为主：肺,脾,淋巴结,内分泌腺,血 小板,非妊娠子宫 3天门冬氨酸氨基转移酶 u分布 AST分布较广，主要存在于肝脏、心脏、骨骼肌、肾脏。 u亚类 两种同工酶，胞浆型和线粒体型（ASTm） u对于心肌梗死的诊断 ASTm 在心肌细胞发生坏死后释放入血，对于心肌梗死的诊断无 特别意义，主要用于预后的判断。ASTm的活力大小同并发心力衰竭 的发生率和死亡率成正比。 4AST、LDH和CK的特异性比较 AST在心肌细胞中含量最多,但也大量存在于 其它多种器官，如肝脏，肌等，故其诊断特异 性较低。 血清ASTm不能提高AMI的诊断特异性，但ASTm 因定位于线粒体，故不是很严重的损伤一般难 以释放入血，因此测定ASTm对于推测预后有一 定意义，特别是在推测死亡率方面较CK-MB更 有价值。 LDH在心肌细胞中的含量仅次于肾，其分 子量较大，在AMI时血清中此酶活性升高较 其它酶迟 LDH在亚急性AMI诊断上有一定价 值。LDH分布广泛，特异性不高，如急性肝 炎、骨骼肌疾病、肾梗死、急性白血病及 广泛转移、的恶性肿瘤均可使LDH增高。电 泳分析LDH1或测定HBDH活性可提高LDH的特 异性。 AMI时CK阳性率与心电图ST段异常相近（95%）。心 电图不易发现的心内膜下梗死合并传导阻滞，多发性小 灶性坏死及再发性梗死，CK大多升高。而肺梗死、心绞 痛、陈旧性梗死则CK一般不升高。另外，CK分子量不大 ，且大量存在于胞质中，在发生AMI时，相对其它酶， 它最早进入血液。CK在体内的半寿期明显较其它酶短， AMI后，CK急剧升高，并很快（4872小时）恢复正常 ，因此不能用于亚急性心肌梗死的诊断。 CK诊断效率高，假阳性仅为1015%；其阳性率与心电 图ST段异常符合率达95%，高于AST (假阳性高达32%)。 肺梗塞，心绞痛，陈旧性梗塞等则CK活性一般不升高。 （三）急性心肌梗死后心肌酶的时相变化 对单纯性急性 心肌梗死病人 (四) 心肌酶的生理变异 在应用心肌酶对AMI进行诊断时，需考虑生理因素对检测结果的影响。 1性别： LDH在出生时为成人两倍，随着年龄增长逐渐下降，到14岁时达成人水平。 2年龄： 3运动： 血清CK在男性明显高于女性，血清CK在男性明显高于女性 升高程度和运动量及持续时间有关，也与运动者是否经常锻炼有关，训练 有素的运动员，其心肌酶升高幅度小。 （五）心肌酶的测定 1方法学及其发展：经过三个阶段： 二十世纪五十年代中期，生化分析仪的广泛使用，临床实验室开始采用 “连续监测法 二十世纪五十年代以前大都使用“固定时间法” 从二十世纪七十年代以来，随着免疫技术的发展，出现利用酶的抗原性 ，通过抗原抗体反应直接测定酶质量的方法 2标本的处理对结果的影响 标本在采集、分离和贮存等过程可能会影响酶的活性。 u压脉带使用时间过长 u溶血可引起LDH明显增高 u采血后12小时及时分离血清。 u心肌酶在体外随存放时间和温度其活性产生变化 表15-2 心肌酶在不同温度储存的稳定性（活性变化小于10） 酶 室温（25）冰箱（04）冰冻冻（25） AST3天1周1月 CK1周1周1周 LDH1周13天13天 （六）参考范围及临床意义 LDH1 14%26%；LDH2 29%39%；LDH3 20%26%； 1.乳酸脱氢酶及其同工酶 【参考范围】 LDH：成人120230U/L(LP法) 儿童140260U/L(LP法) LDH同工酶（成人）： LDH5 6%16%；LDH1/LDH2 0.45%0.74%LDH4 8%16%； 【临床意义】 LDH增高主要见于急性心肌损伤，还见于肝炎、传染性单 核细胞增多症、胰腺癌、前列腺癌、淋巴瘤、贫血、骨骼 肌损伤、及肝硬化等。LDH降低无临床意义。LDH同工酶对 于AMI发生24小时之后的诊断有帮助，心肌梗死后1012小 时LDH1升高，高峰时间为4872小时。心肌梗死时LDH同工 酶分析，LDH1/LDH2的比值分析有重要临床意义，一般情况 下LDH1/LDH2小于1，当LDH1/LDH2大于1时，对诊断心肌梗 死具有重要价值。 2肌酸激酶及其同工酶 CK：男性45180U/L 女性25130U/L 儿童75540U/L 【参考范围】 CK-MB：1025 U/L或CK-MB/CK5%(免疫抑制法) 【临床意义】 CK增高：见于心肌损伤剧烈运动、妊娠、肌肉注射、心脏外科手术、治疗性电 休克、心脏导管插入术、冠状动脉造影术、整形外科手术、腹腔手术、进行性 肌营养不良、多发性肌炎及脑血管意外等 CK降低主要见于恶病质及神经性肌萎缩。 CK-MB增高见于心肌损伤和心肌梗死 3天门冬氨酸氨基转移酶 【参考范围】：AST：040U/L 【临床意义】： AST测定可用于诊断AMI，但AST在AMI的时相变化和CK相似 升高幅度不如CK，恢复早于LDH，故诊断AMI的价值很小，国内 外不少学者认为诊断AMI的心肌酶可以不包括AST。AST现主要 用于肝脏疾病的诊断和鉴别诊断。 二、蛋白类标志物 n血清心肌酶的测定对急性心肌梗死的诊断存在的不足之处： 特异性较差 酶活性升高出现较晚 持续时间短 n从临床应用的角度，希望的心脏标志物是 在心肌细胞中高浓度存在而在非心肌组织中不存在，即高特异性。 心肌损伤发生后能快速释放到血中，以便在早期损伤获得高灵敏度的诊断。 在血中能维持较长时间的高浓度，即长“窗口期”。 能被快速分析。 急性心肌梗死的蛋白类标志物 (一) 肌红蛋白 u结构特点：肌红蛋白（myoglobin ,Mb）是横纹肌组织特有的色素蛋白 ，分子量为170kD。分子结构和血红蛋白的亚基相似，由一条多肽链和1个 血红素分子构成。 u分布：Mb主要存在于骨骼肌和心肌肌细胞浆中，其含量为：骨骼肌3 9mg/g，心肌为1.4mg/g。 u功能特点：Mb能可逆地与氧结合，在肌细胞内有贮存和运输氧的能力。 在肌肉运动需要能量时是供养给能的生成系统。 心肌轻度受损时即从心肌细胞直接进入血液心肌轻度受损时即从心肌细胞直接进入血液 循环，这是因为循环，这是因为MbMb分子小，不通过淋巴结就分子小，不通过淋巴结就 可直接快速进入周围血液。所以可直接快速进入周围血液。所以AMIAMI发作发作2 2h h后后 的血清的血清MbMb即开始升高，即开始升高，4-64-6h h达高峰。达高峰。 u临床意义： Mb是AMI血清中最早出现的生化标志物。发病后1-2h Mb浓度 迅速增加。早于CK-MB和肌钙蛋白。有急性症状的病人，如果 4h内Mb 水平不升高，AMI的可能性是极低的。 AMI患者血清Mb的升高幅度和持续时间与梗死面积和心肌坏 死程度呈明显正相关； AMI确诊后Mb可作为预测发生再梗塞的指标。Mb半衰期为5- 6h，在发病后的第一天内即可返回到基线浓度。当有再梗塞时 Mb则又迅速上升，形成“多峰”现象，这种状况反映了心肌缺 血和冠脉再梗塞以及得到再灌注的一种指标。 Mb既存在于心肌又存在于骨骼肌，通过肾脏排泄来清除，当 骨骼肌损伤或肾排泄功能障碍时可引起血清Mb升高，引起AMI 诊断的假阳性。因此，应用血清Mb诊断AMI时，必须结合临床 症状和病史，排除引起血清Mb升高的其它因素，才能确定诊断 。 u测定的方法： 免疫化学法，包括放射免疫测 定法、酶联免疫测定法、胶乳 凝集试验和免疫比浊法、荧光 免疫测定法等。 (二）心肌肌钙蛋白 u结构特点：肌钙蛋白（troponin，Tn）是肌肉组织收缩的调 节蛋白，主要存在于骨骼肌和心肌中，在肌肉收缩和舒张过程 中起重要作用。Tn由肌钙蛋白T（TnT）、肌钙蛋白I（TnI）和 肌钙蛋白C（TnC）三个亚单位组成 。 u功能特点：TnT将肌钙蛋白复合物与原肌球蛋连接在一起，大部 份以结合形式存在于细丝，约6%以游离形式存在于细丝外。TnI是 肌原纤维ATP酶的抑制性亚单位，有防止肌肉收缩的作用。TnC则 能和钙结合，肌肉收缩时活化细丝。 u测定的方法： u临床意义： cTn在缺血性心脏疾病的早期，血清浓度也明显增加，敏感性和特异性很高 ，持续时间长，可作为缺血性心脏疾病有价值的诊断指标。 心肌细胞中的cTnT和cTnI是唯一存在于心肌中的收缩蛋白，对心肌坏死或损 伤有高度的敏感性和特异性，由于在血中含量极低，因此少量的心肌坏死， 血液中浓度快速升高。cTnT在胞浆中有少量的游离形式，心肌梗死发生后快 速释放入血。cTnT在心肌梗死发生后34小时血中出现升高，并能维持10天 或更长的时间。cTnI无游离形式，心肌梗死发生后,释放到血中的形式主要为 cTnI-C和少量的cTnT-I-C复合物。与cTnT相同，AMI发生后其变化同CK-MB， 即4小时可检测到升高，峰值在1418小时，血中维持升高510天。 主要是免疫法 cTnT和cTnI是目前心肌损伤最具特异性的标志物。 “微小心肌损伤”（minor myocardial damage MMD） 心肌肌钙蛋白心肌肌钙蛋白T T n n 1.1.心肌肌钙蛋白心肌肌钙蛋白T T的检测的检测 n n 2.2.心肌肌钙蛋白心肌肌钙蛋白T T的临床意义的临床意义 诊断心肌损伤的价值：诊断心肌损伤的价值：TnTTnT测定诊断心肌梗塞测定诊断心肌梗塞 灵敏度高，开始升高的时间早，持续时间长，灵敏度高，开始升高的时间早，持续时间长， 一般在发病一般在发病3 3h h内即可升高，持续时间为肌酸激内即可升高，持续时间为肌酸激 酶的酶的4 4倍，甚至发病后倍，甚至发病后3 3周内仍有升高。周内仍有升高。 不稳定心绞痛：有轻度心肌坏死或梗塞的不稳不稳定心绞痛：有轻度心肌坏死或梗塞的不稳 定心绞痛患者定心绞痛患者TnTTnT阳性率分别可达阳性率分别可达30305656。 TnTTnT是判断各种心肌保护措施的有效指标。是判断各种心肌保护措施的有效指标。 心肌肌钙蛋白心肌肌钙蛋白I I n n 1.1.心肌肌钙蛋白心肌肌钙蛋白I(cTnI(cTn) )的特性的特性 心肌肌钙蛋白（心肌肌钙蛋白（cTncTn）已成为临床诊断心肌损伤的确已成为临床诊断心肌损伤的确 定标志物。在临床应用中发现，这些定标志物。在临床应用中发现，这些cTnIcTnI检测试剂的检测试剂的 测定值之间存在着差异，不同的测定值之间存在着差异，不同的cTnIcTnI 分析方法对同分析方法对同 一份标本的检测值最大可相差一份标本的检测值最大可相差3030余倍，这使得各种方余倍，这使得各种方 法的参考范围、分析干扰、分析变异、诊断窗口期以法的参考范围、分析干扰、分析变异、诊断窗口期以 及诊断和预后的临界值等出现不同程度的差别，给临及诊断和预后的临界值等出现不同程度的差别，给临 床应用和评价带来一定困扰。床应用和评价带来一定困扰。 n n 2.cTnI2.cTnI的临床意义的临床意义 急性心肌梗塞。诊断或除外急性心肌梗塞。诊断或除外AMIAMI，这种这种 实验诊断指标并可作为心肌损伤，心肌实验诊断指标并可作为心肌损伤，心肌 坏死的重要标志物。坏死的重要标志物。 敏感检出小灶性可逆性心肌损伤存在病敏感检出小灶性可逆性心肌损伤存在病 人发病后人发病后CTnCTn在血中的高浓度可保持在血中的高浓度可保持6 6天天- - 2 2周，有较长的诊断时间窗。周，有较长的诊断时间窗。 溶栓后再灌注。确定心肌再灌注，作溶溶栓后再灌注。确定心肌再灌注，作溶 栓治疗效果的监测指标。栓治疗效果的监测指标。 n n 心肌肌钙蛋白的评价心肌肌钙蛋白的评价 优点优点 敏感度高于敏感度高于CKCK，能检出微小损伤能检出微小损伤 特异性高于特异性高于CKCK 窗口期较长窗口期较长 双峰出现，易于判断再灌注成功与否双峰出现，易于判断再灌注成功与否 肌钙蛋白浓度与心肌损伤范围有较好的相关性肌钙蛋白浓度与心肌损伤范围有较好的相关性 缺点缺点 损伤损伤6 6小时内敏感度较低小时内敏感度较低 窗口期长，近期再梗死诊断效果差窗口期长，近期再梗死诊断效果差 【临床意义】 （三）CK-MB质量 CK-MB为CK的同工酶，主要存在于心肌细胞中。CK-MB质量指用 免疫法测定CK-MB酶蛋白的量，由于免疫抑制法有许多不足而逐渐 被CK-MB质量测定所代替。在AMI发生后38小时即可在血中检测到 CK-MB升高，930小时可达峰值，血中维持升高23天。CK-MB的 正常参考范围依试剂的不同而不同。 蛋白类标志物的测定 肌红蛋白、心肌肌钙蛋白、CK-MB质量均采用免疫学方法进行测定 该方法抗干扰能力强，准确度高，特别是CK-MB的质量分析大大提 高了CK-MB在诊断AMI时的准确性。 第三节 心脏标志物的选择和评价 1早期标志物 2中晚期标志 3排除标志物 4确证标志物 5经济原因 6分析时间周期 n心脏标志物依特点不同可分成： 心脏标志物应用原则 (1)心脏肌钙蛋白（cTnT或cTnI）取代CK-MB成为检出心肌损仿的首选标准。 (2)临床检验中只需开展一项心脏肌钙蛋白测定(cTnT或者cTnI)。心脏标志物应 用原则 (1)心脏肌钙蛋白（cTnT或cTnI）取代CK-MB成为检出心肌损仿的首选标准。 (2)临床检验中只需开展一项心脏肌钙蛋白测定(cTnT或者cTnI)。心脏标志物应 用原则 (1)心脏肌钙蛋白（cTnT或cTnI）取代CK-MB成为检出心肌损仿的首选标准。 (2)临床检验中只需开展一项心脏肌钙蛋白测定(cTnT或者cTnI)。 心脏标志物应用原则 (1)心脏肌钙蛋白（cTnT或cTnI）取代CK- MB成为检出心肌损伤的首选标准。 (2)临床检验中只需开展一项心脏肌钙蛋白测 定(cTnT或者cTnI)。 (3)放弃所谓的心肌酶学测定，即不再将乳酸 脱氢酶(LD)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、和 -羟丁酸脱氢酶(HBDH)用于诊断ACS患者。 不考虑继续使用肌酸激酶MB同工酶(CK-MB) 活性测定法和乳酸脱氢酶同工酶测定法来诊 断ACS患者。 (4)肌红蛋白列为常规早期心脏标志物 。由于其诊断特异性不高，主要用于早 期排除AMI诊断。 (5)如果患者已有典型的可确诊急