心肌损伤标志物实验室检查PPT课件.ppt

心血管系统疾病的生物化学检验Chapter12.BiochemistryInvestigationontheCardiovascularDiseases,KEYPOINTS,Theregulationofcardiovascularsystemfunctionandthecharactersofcardiacbloodsupply.Theevaluationandcomparisonofriskfactorsofatherosclerosisandcoronaryheartdisease.Theoriginanddynamicchangecharactersofmyocardialinjurymarkersinblood.Clinicalsignificanceofmyocardialinjurymarkers,theearlyanddeterminantmarkersofmyocardiuminjury,andtheguidelineofclinicalapplicationformyocardialinjurymakers.Thelaboratoryinvestigationofcardiacinsufficiency.,MajorObjectives,重点致动脉粥样硬化的主要危险因子的生物化学检验、心肌损伤标志物的生物化学检验及临床应用、心功能不全的有关生物化学检验及临床意义。难点心肌损伤标志物的生物化学检验、评价及临床应用。,BriefContents,第一节心血管系统的结构和功能第二节动脉粥样硬化及冠心病第三节心肌损伤及再灌注的生物化学检验第四节高血压的相关生物化学检验（自学）第五节心功能不全的生物化学检验,心血管系统主要疾病动脉粥样硬化（AS）冠心病（coronaryatheroscleroticheartdisease）一过性心肌缺血；急性心肌梗死（acutemyocardialinfarction,AMI）局部心肌因缺血而发生坏死；急性冠状动脉综合征（acutecoronarysyndrome，ACS）泛指动脉粥样硬化斑块破裂、血小板聚集、血栓形成等使冠状动脉狭窄、阻塞引起的心肌缺血以至梗死(UAPAMI)。,心肌疾病(myocardialdisorder)心肌炎心肌病非炎性心肌肥厚、扩张、纤维化、甚至心肌小范围变性、坏死心力衰竭（cardiacfailure）急性左心衰：肺水肿慢性充血性心力衰竭(CHF)高血压,第一节心血管系统的结构和功能,一、心脏的结构和功能及血液供应（一）心脏的超微结构心外膜粗肌丝心肌肌原纤维(myofibril)心内膜细肌丝（二）心肌收缩的分子机制Ca2+触发的心肌兴奋-收缩耦联(excitation-contractioncoupling),（三）心脏的血液供应心肌血液供应特点：1.血液灌注主要在舒张期。受心腔内压的挤压，心内膜下区域易发生缺血、梗死。2.为满足心肌持续做功需要，血流量大。安静状态下，质量仅占体重0.5%的心脏血流量占心输出量的5%，运动时可增加到4倍。3.动-静脉血氧含量差大(动脉血中的氧约70%被摄取)，故心肌需氧增加时，只能通过增加血流量满足。4.血流量主要受局部代谢产物调节。,二、血管系统的结构与功能血管系统是动脉、毛细血管和静脉组成的管网。血管内皮细胞可分泌多种舒、缩血管活性物质，调节血管舒缩。三、心血管系统功能的调控（一）神经调节通过各种心血管反射进行，神经反射性调节敏感而迅速。,（二）体液调节1.肾素-血管紧张素-醛固酮系统。2.肾上腺髓质分泌肾上腺素、去甲肾上腺素和肾上腺髓质素。3.心肌和血管内皮细胞可分泌多种舒血管活性物质和缩血管活性物质，垂体分泌血管加压素,亦参与心血管功能调节。体液调节具有持久和多样性特点。,第二节动脉粥样硬化及冠心病,动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)一、AS的病理机制是多因素综合作用的复杂过程：内皮细胞损伤和单核-巨噬细胞浸润及平滑肌细胞转移、转化；脂质的作用；血液凝集系统的激活及血栓形成。,二、冠心病及其他心血管事件,冠状动脉性心脏病(coronaryarteryheartdisease,CHD)简称冠心病：各种原因致冠状动脉狭窄，供血不足而引起的心肌功能障碍和/或器质性病变。95%以上CHD由冠状动脉粥样硬化引起，故常将CHD与冠状动脉粥样硬化性心脏病(coronaryatheroscleroticheartdisease)混用。,冠心病传统分为心绞痛和心肌梗死2类。（一）心绞痛(anginapectoris)冠状动脉绝对或相对供血不足，心肌急剧而短暂的缺血（氧）所致的临床综合征。稳定型心绞痛(stableanginapectoris，SAP)变异型心绞痛(variantanginapectoris，VAP)不稳定型心绞痛(unstableanginapectoris，UAP),(二)急性心肌梗死(acutemyocardialinfarction,AMI)某支冠状动脉闭塞，血液供应中断，其供血区域心肌因持久性缺血而发生的局部坏死。透壁性AMI：又称Q波心肌梗死(Q-wavemyocardialinfarction，QMI)或ST段抬高心肌梗死(STsegmentelevationmyocardialinfarction,STEMI)；灶性心肌梗死；心内膜下心肌梗死；后两类AMI常无的典型心电图改变，统称非Q波心肌梗死（non-Qwavemyocardialinfarction，NQMI）。,动脉粥样硬化（AS）迄今无诊断性检验指标，主要是危险因素指标。传统脂质危险因素：高LDL-C、低HDL-C、TC/HDL-C；新脂质危险因素：高TG、高sd-LDL、高Lp(a)、高ApoB、高ApoClII（脂蛋白残粒）、低ApoA1等。,近年有价值和进入临床应用的是高敏C反应蛋白（highsensitivityC-reactionprotein,hs-CRP），亦称超敏C反应蛋白。CRP是多种致炎因素刺激肝细胞和血管内皮细胞产生的急性时相反应蛋白,分子量1l5140kD。可结合肺炎链球菌胞壁C-多糖得名。因AS为慢性炎症过程，只有检测到CRP轻度升高的状态才有价值。因此，建立了高灵敏度(灵敏度0.3mg/L)的CRP检测方法，此即hs-CRP的由来。,CRP在动脉粥样硬化中的作用可能包括：CRP和有关致炎因子结合后形成复合物，可激活补体系统，促进单核细胞的粘附和迁入内皮下层，形成巨噬细胞。促进巨噬细胞和分泌型平滑肌细胞形成泡沫细胞。增强纤溶酶原激活抑制物表达和活化。刺激参与AS形成的细胞因子表达和释放。,hs-CRP测定多采用其特异性高效价单克隆抗体的定量免疫学方法，包括免疫浊度法、放射免疫法等。参考值：用于AS危险性评估，测定两次（最好间隔两周）无其他炎性疾病时水平，以其均值判断。3.0mg/L为高度危险性，1.03.0mg/L为中度危险性，若hs-CRP10mg/L，则可能存在其他急性炎症，应在控制后重新测定。,hs-CRP是AS独立危险因素，其相对危险度（RR）远远高于任何脂质因素，hs-CRP和TC/HDL-C联合应用，RR高达5.2。hs-CRP亦是AS病变活跃、斑块破裂、血栓形成的标志。现推荐冠心病尤其是急性冠脉综合征（ACS）者常规监测hs-CRP，以预测AMI和冠脉性猝死等严重事件发生。,第三节心肌损伤及再灌注的生物化学检验,心肌损伤标志物(markerofmyocardialinjury)：具有心肌特异性，当心肌损伤时可大量释放至循环血液中，检测其浓度变化，可诊断心肌损伤的物质。,理想的心肌损伤标志物应满足：高度心肌特异性、非分泌性物质，血中浓度升高即表明心肌损伤。心肌含量高，分子量小并游离存在于胞浆中，一旦心肌损伤便可迅速、大量释放且释放量与损伤程度和范围相关，从而敏感和定量反映心肌损伤。可在一段时间内检测出，即有合适的“诊断窗口期”，避免漏诊。但诊断窗口期过长又不利于再损伤和再灌注的评估。,传统的心肌损伤标志物主要是老3项心肌酶谱（AST、LD及LD1同工酶、CK-MB)，存在时效性、特异性、敏感性上的不足。溶栓及介入疗法对早期诊断的要求。60以上AMI无典型的梗死性心绞痛。27%以上AMI无典型的梗死性心电图改变。要求能尽早诊断AMI的敏感、特异心肌损伤标志物。现主要是新3项（Mb、CK-MB质量、cTnI或cTnT)。,（一）传统心肌酶谱评介,1.天门冬氨酸转氨酶(aspartateaminotransferase,AST)AST又称谷草转氨酶(GOT),无组织特异性，分子量较大（100kD）。红细胞中富含，溶血影响大。AMI后12升高，2448达峰值，第天左右回复正常。诊断AMI时效性差，敏感性低(77.7%)，特异性仅53.3%。已建议不再用于AMI诊断。,2.乳酸脱氢酶（LD）及其同工酶,LD广泛存在于多种组织。为分子量135kD左右的四聚体，由M(肌肉)和H(心脏)亚单位构成5种同工酶：H4(LD1)MH3(LD2)M2H2（LD3）M3H（LD4）M4（LD5）,红细胞中LD为正常血清的100倍，轻度溶血即可致血清LD非病理性显著升高。心脏、肾脏和红细胞所含LD同工酶比例相近，以LD1和LD2为主。血小板中也有大量LD，血浆和血清LD差异较大，一般均用血清为标本。总LD活性多根据pH8.89.8环境中，LD催化L-乳酸(L)生成丙酮酸(P)(LP反应)，并将NAD+还原为NADH(IFCC推荐方法)。,LD和LD1在AMI发作后812h血中升高，4872h达峰，约712天回复正常。临床曾用-羟丁酸脱氢酶（HBDH）作为AMI诊断指标，实际是主要反映以羟丁酸为底物的LD14活性。诊断AMI的特异性仅53%，时效性差（10左右才能检出升高）。也不推荐用着心肌损伤标志。,3.肌酸激酶(creatinekinase,CK)及其同工酶,在ATP提供能量下，CK催化肌酸生成磷酸肌酸（CP），CP为细胞浆中能量储存形式。存在于需大量供能组织,除肌肉外还见于肾、脑等。CK为M和B两个亚基组成的二聚体,包括CKMM、CK-MB和CKBB同工酶。CKBB存在于脑组织中，CKMM和CK-MB存在各种肌肉组织中，不同肌肉二者的比例不同。,骨骼肌：9899是CKMM，12是CK-MB。心肌：约80%是CKMM，20%是CK-MB，心肌中CK-MB含量较高而获相对特异性。还有线粒体CK同工酶(mitochondriaCK，CK-Mt),也称CK-4。心肌含量可占总CK的15%。而约6%病人血浆中存在巨CK(macroCK)，包括CK-BB和IgG形成的复合物(1型巨CK)，以及CK-Mt的寡聚体(2型巨CK)。,CK同工酶、CK-Mt、巨CK和同工酶亚型电泳区带示意图,CK最常用的检测法为酶活性法。CK-MB以前多用抗M亚单位抗体的免疫抑制法检测酶活性。但特异性差，干扰因素多(CK-BB、CK-Mt、macroCK均不被抑制)，甚可出现CK-MB活性高于总CK的矛盾结果。现推荐用单克隆抗体测CK-MB质量，检测限为1g/L,较酶活性法更敏感、特异和快速。,临床意义,CK和CK-MB在AMI后46h可超过正常上限，24h达峰值,4872h回复正常。诊断窗口期为AMI后572。目前提倡用CK-MB质量测定作为心肌损伤的常规检查项目之一。,但甲状腺功能紊乱可致血中CK及CK-MB异常：甲低者CK可升高至参考范围上限5倍以上，并可高达13%为CK-MB，即心肌损伤样改变。甲亢者血清CK显著降低，一旦发生AMI等心肌损伤时，不会出现显著升高。,某些骨骼肌疾病尤其是肾衰时的尿毒症性肌病，可出现CK-MB表达上调，CK-MB高达总CK15%，即心肌损伤样改变，称胎儿样逆转(fetalreversion)。产妇因分娩挤压胎盘及脐带中胎儿血液回至母体、肌肉损伤，出现心肌损伤样CK及CK-MB改变。,临床意义及评价1.诊断AMIAMI发作后636h内，CK-MB敏感性为9296%，在ECG阴性AMI病人敏感性79.7%。2.评估梗死面积及再梗死。3.心肌炎时轻度升高。但特异性较差，受甲状腺功能紊乱、骨骼肌疾病、损伤影响。在AMI发作6h以前和36h以后敏感度较低。对心肌微小损伤不敏感。,CK同工酶亚型(M亚单位存在易被血浆中羧肽酶水解的C-端赖氨酸残基),CK-MM：MM1，MM2，MM3CK-MB：MB1，MB2,MM3和MB2是新释放入血中形式，在AMI后2h即上升,可早期检出。如进一步测定CK-MB1,以CK-MB21.0U/L,CK-MB2/CK-MB1比例超过1.5为标准,诊断AMI的特异性达95。但亚型检测需用等电聚焦电泳、HPLC等方法,耗时而未能普及。,（二）新的心肌损伤标志物1.心肌肌钙蛋白(cardiactroponin,cTn)亚单位,(1)肌钙蛋白(Tn)亚单位Tn为3种亚单位组成，存在于各种横纹肌细肌丝中，由钙介导调节肌肉收缩。与钙结合亚单位称肌钙蛋白C（TnC）抑制因子亚单位称肌钙蛋白I（TnI）原肌球蛋白结合亚单位称肌钙蛋白T(TnT)95%的TnT和TnI存在于Tn复合体中，约68%以游离形式存在于胞浆内。cTn在心肌含量高于CK-MB、肌红蛋白。,肌钙蛋白复合物组成示意图,(cTnI),TroponinC(cTnC),TroponinT(cTnT),(肌纤蛋白),(原肌凝蛋白),(肌钙蛋白复合体),cTnC与慢骨骼肌TnC相同，无心肌特异性。cTnI分子量约24kD，cTnT分子量约34.6kD，与骨骼肌TnI和TnT分别由不同的基因编码。尚未发现骨骼肌在任何情况下表达cTnI。但在肌萎缩、多发性肌炎、皮肌炎等骨骼肌疾患时及胎儿发育期，骨骼肌可表达包括cTnT在内的4种TnT变异体。,cTnI或cTnT具高度心肌特异性,并且正常人血清中几乎测不到。AMI病人cTn升高时相略迟于CK-MB。AMI后48h在血清中可超过决定值，早期主要为细胞浆中的cTn释放所致。但其升高持续时间(窗口期)长，cTn一旦升高往往持续410d,甚至可达3周。,(2)检测方法分别以特异性抗cTnT或cTnI的单克隆抗体，建立多种免疫学检测方法，定量检测血浆(清)中cTnT或cTnI。还有应用上述单克隆抗体制备的免疫层析法定性检测试条，以及POCT仪器。现已发现，部分冠心病患者血中存在抗cTnT或cTnI的自身抗体，可干扰上述免疫学检测方法。,(3)临床意义及评价诊断AMI在AMI发作后3-6h,敏感性仅5060%，随时间延长，敏感性逐步提高，至6h后敏感性达9095%以上，而且维持这一高敏感性直到5天以上。特异性最高。评估溶栓疗法判断急性心肌梗死面积诊断ACS中的微小心肌损伤(MMI)辅助诊断心肌炎84心肌炎病人升高。,缺点:在损伤发作6h小时内，敏感性低，对早期干预价值较小。由于窗口期长，不利于诊断近期发生的再梗死。,cTnI与cTnT,cTnI在血清中主要以复合物形式存在，其中90是cTnIcTnC复合物，约5为cTnIcTnT复合物。,复合物中因cTnC的保护作用，cTnI的中心区(第28110位氨基酸)比较稳定，是制备抗体常选用的抗原决定簇区段。复合物解离，游离的cTnI中心区即易被酶水解破坏丧失抗原性。,游离cTnI易被磷酸化和氧化的氨基酸残基,(cTnI),cTnI和cTnT虽然cTnI比cTnT分子量小，但心肌损伤时二者在血中升高时间并无差异，诊断效能也相同，只是cTnI窗口期更长，可达14天。由于其些骨骼肌疾患时亦可表达cTnT。故cTnI更具心肌特异性。多种影响样本中cTnI复合物解离的因素如抗凝剂，可因游离cTnI中心区曝露，易水解、胱氨酸易氧化,N端丝氨酸易磷酸化；肝素可与cTnI形成复合物，均干扰cTnI测定结果。,cTnT试剂至今仅一个厂家生产。但不同厂家cTnI所用的抗体及检测方法不同，参考值存在较大差异，如参考范围上限（第99百分位值）为0.11.01g/L,诊断AMI的判断值为1.03.5g/L。在未标准化前，应建立能满足参考范围上限CV10%的cTnI试剂盒本地参考值。,cTnT可用作评估肾功能衰竭透析者的预后。cTnT升高的肾衰透析者，多在22个月内死亡；cTnT正常者，存活期显著延长。但cTnI不存在上述关系。,2.肌红蛋白(myoglobin,Mb),（1）肌红蛋白生化特性一种氧结合蛋白，广泛存在于各种肌细胞浆内，约占肌肉所有蛋白的2。Mb分子量小，仅17.8kD，故心肌损伤后血中出现较早。当AMI后2h即升高，69h达高峰，2436h恢复至正常水平。是目前AMI发生后可最早检出标志物之一。在80年代，已用Mb诊断急性心肌梗死，近十年重获重视。,（2）肌红蛋白的临床应用及评价,Mb为当前早期诊断AMI的推荐指标，特别是无典型心电图和心绞痛者，从单用心电图的62提高至82。Mb对AMI的阴性预测值达100，在胸痛发作2h12h内，如Mb阴性可排除AMI。评估溶栓疗效，成功者,Mb出现一较小新峰,并在溶栓后2h明显下降。由于Mb回复快，为判断再梗死的良好指标。,缺点：特异性较差(6095)，各种原因致肌损伤甚至肌肉注射、休克、严重肾衰等血清Mb都会升高。回降快，诊断窗口期短（215h），AMI发作16h后测定易致假阴性。提出了同时检测骨骼肌特异标志碳酸酐酶（carbonicanhydrase,CA），计算二者比值，提高诊断AMI特异性的方法。,CAIII大量存在于骨骼肌而心肌中无，故同时测定血清Mb和CAIII可鉴别Mb来源。26例AMI患者入院检测血清Mb平均水平为450g/L，CAIII仅21g/L并在随后5d内连续观察均稳定在此水平。但16例肌疾患者Mb平均140g/L，而CAIII为100g/L；剧烈运动后血清Mb和CAIII则可出现同步升高、降低。,3.糖原磷酸化酶（glucogenphosphorylase,GP）,GP为糖原分解代谢限速酶，催化糖原分解生成1-磷酸-葡萄糖的第一步反应。GP是二聚体，分子量188kD，有3种同工酶形式：骨骼肌的GPMM；肝脏的GPLL；脑和心肌的GPBB。脑组织逸出的GPBB不能透过血脑屏障，故血GPBB主要来自心肌。,心肌细胞内生理状况时主要以GPBB-糖原复合物形式与肌浆网结合。缺血(氧)状况下糖原分解活跃，使与之结合的GPBB变为游离型，扩散入胞浆积聚，一旦细胞膜因缺氧导致通透性增加即大量逸出。这是分子量较大的GPBB在心肌损伤早期即可升高的机制。已有检测血浆GPBB的商品化免疫法试剂盒。正常人参考值7g/L。,AMI发作0.5h后，即可能检测到诊断价值的GPBB升高，约68h达峰值，2448h恢复正常。尤其是AMI发作后23h内，GPBB的敏感性略高于Mb。GPBB亦是反映心肌缺血(氧)的良好指标。对一组Braunuald级UPA伴发一过性ST-T改变患者，同时检测多种心肌损伤标志物，惟有GPBB早期升高。因而GPBB可用于发现早期心肌缺血性损伤，监测UPA患者恶化进程。,5.脂肪酸结合蛋白(fattyacidbindingprotein,FABP),FABP是至少包括6种低分子量(14l5kD)蛋白家族，可和脂肪酸结合，在肌细胞脂代谢中起重要作用。为胞浆蛋白，心肌内含量是骨骼肌10倍而获相对特异性。AMI发作后0.51.5h血中即可升高，8h达峰值，20h后消失。在03h,FABP诊断早期AMI敏感性达91.4%，和GPBB相近，优于Mb。,已有检测血浆FABP的免疫法试剂盒，血浆FABP参考范围为1.578.97g/L。可用Mb/FABP比值来增加诊断AMI特异性。在心肌中，FABP多，比值仅4.5；在骨骼肌中，Mb相对多，比值达47。若血中该比值接近4.5，提示来自心肌。,急性缺血性心肌损伤标志物有关参数,cTn、CK-MB和Mb的动力学曲线,二、心肌损伤标志物的临床应用及原则,按循证检验医学的原则，对心肌标志物进行系统评价，一致的看法是：原心肌损伤酶谱中的AST、LD及其同工酶和-羟丁酸脱氢酶因灵敏度和特异性较差，不能早期诊断，不再应用或逐步停用。将心肌损伤标志物分为早期损伤标志(Mb、FABP、GPBB)和确诊性标志(cTnT或cTnI)，选择性应用。,（一）急性心肌梗死,1.存在典型的梗死性心绞痛和心电图改变者，不要等待心肌损伤标志物检查，即应作出AMI诊断和治疗。心肌损伤标志物检查有助于进一步确诊，判断梗死部位的大小、有无再梗死、评估干预效果等。2.约占AMI一半的无典型梗死性心绞痛和(或)心电图改变者，心肌损伤标志物的检查可作出或排除AMI诊断。,发病6h内应检测早期损伤标志物Mb；而6h5d者，则只需检测确诊性标志cTnT或cTnI任一项。未开展cTnT或cTnI检测时，发病6h36h可以CK-MB质量测定替代。对诊断困难者可在入院时、入院后4h、8h必要时l2h各测定一次，减少漏诊或误诊。3.判断再灌注干预效果。动态检测Mb或cTnT(cTnI)，确定有无冲洗小峰或髙且持续时间长的再灌注损伤新峰。,4.正酝酿修改AMI诊断标准，将心肌损伤标志作为MI的临床诊断必备条件。对急性，进展性或新发生的临床MI新诊断标准为：有典型的肌钙蛋白亚单位或者CK-MB上升和逐步下降，并伴有下述表现之一者：缺血症状；ECG出现病理学Q波；ECG显示缺血(ST段上升或下降)；进行过冠脉介入治疗，如冠脉成形术。,(二)微小心肌损伤的急性冠脉综合征,将cTnT参考范围上限(第99百分位点)和诊断AMI决定值间即灰色区(grayzone)的UAP，定为微小心肌损伤(MMI)。灰色区多定为cTnT0.150.50g/L。ACS中的MMI性UAP已有心肌缺血坏死，应积极治疗干预，延缓或避免AMI发生。对急性冠脉综合征应进行hs-CRP监测，发现进行性恶化，及时干预。,(三)心肌炎的辅助诊断,测定心肌损伤确诊性标志cTnT或cTnI，辅助诊断心肌炎，约84%心肌炎患者可出现升高。阴性者不能完全排除。,B钠尿肽(brainnatriureticpeptide,BNP)又称脑钠肽，作为心功能评估客观指标，已获美国FDA批准和全球广泛认可。B钠尿肽类现已确定至少包括BNP、A钠尿肽(atrialnatriuret