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第十二章 心脏生化标志物检验 1 第一节概述 2 3 心脏的传导系统主要由特殊分化的心肌细胞组成 位于心壁内 具有产生兴奋 传导冲动和维持心脏正常节律性搏动的功能 心肌细胞富含多种酶类和蛋白质 有些酶在心肌的含量较高 有些蛋白质是心肌细胞特异的 4 5 心脏的功能心脏的功能为泵血 心脏实际上是个血液泵 由起搏传导细胞和收缩细胞所组成 不停地进行收缩和舒张 舒张时接纳来自静脉的回流血 收缩时将接纳的血液等量地排入动脉 保证血液周而复始 循环不断 6 心脏的生化标志物1 心脏的酶类标志物血清中有多种酶 但各种酶的来源或组织 器官特异性不一 其中血清CK CK MB AST LDH HBD等主要来自于心肌 一起组成心肌酶谱 对诊断心脏疾病有重要意义 但作为心脏的酶类标志物主要有 LDH CK AST及其同工酶等 这些酶在血清中的活性变化可反映心脏功能的好坏和心肌细胞结构的完好程度 7 2 蛋白类标志物心肌中含有诸多蛋白质 这些蛋白质在体内发挥着重要功能 但作为反映心脏结构和心肌损伤的蛋白类标志物主要有 肌红蛋白 Mb 和肌钙蛋白 cTn 正常人血中Mb含量很低 当心肌损伤时 血中Mb明显增高 肌钙蛋白是心肌的结构蛋白 由三个亚单位组成 即肌钙蛋白C cTnC 肌钙蛋白I cTnI 肌钙蛋白T cTnT 其中cTnI是心肌损伤的特异指标 8 二 心脏疾病的实验诊断 一 急性心肌梗死基于AMI后梗死部位心肌细胞内的化学物质将释放到外周血中的病理生理改变 通过对这些化学的测定可诊断AMI 决定一种标志物血浓度变化的因素有该物质的分子大小 在细胞内的分布 胞浆中的小分子蛋白较结构蛋白更易进入血液循环 释放率 清除率和心肌特异性等 9 1 经典酶组 10 2 LDH同工酶组同工酶比例应为 LDH2 LDH1 LDH3 LDH4 LDH5 小儿有时也出现LDH1 LDH2 其中LDH1 LDH2 0 7 AMI发病后血清LDH1和LDH2显著升高 约95 的病例LDH1 LDH2 1 且比值升高早于LDH总酶活性 多在3 5d达峰值 持续时间越3周 可弥补CK 4d内 和AST 1周内 活性升高时间短暂的不足 如LDH1 LDH2 1 且出现LDH5增高时 提示并发肝脏淤血或肝功能衰竭 预后不良 11 3 CK LDH比值测定AMI病人CK LDH比值发现 其峰值在发病后12 16h 明显早于CK和CK MB 其诊断阳性率在9 24h内为100 且有很高的特异性 是对AMI最有实用的酶学指标 而且测定方法简单易行 除此 糖原磷酸化酶同工酶组 肌酸激酶同工酶亚型的检测与分析对AMI的诊断液非常有价值 12 二 心肌炎通过测定和分析病毒心肌炎病人血清酶组证实 血清LDH AST HBD CK CK MB 等各种酶活性升高的幅度均远不如AMI患者 血清CK和CK MB活性恢复较早 而血清AST和LDH恢复较慢 患者心电图改变几乎与心肌酶活性高低无关 随病情好转上述酶活性逐渐恢复正常 13 三 其他疾病充血性心力衰竭但无心肌梗死病人 其血清AST及LDH活性常升高 LDH活性升高主要是由LDH5升高所致 但血清CK活性正常 主要由于心力衰竭引起肝淤血 缺氧 肝细胞受损害所致 这些病人还可有血清ALT升高 慢性肺心病患者血清超氧化物歧化酶 SOD 明显升高 急性加重期患者又明显高于缓解期的病人 14 四 心脏手术心脏手术包括心脏瓣膜置换术 二尖瓣成形术 房间隔缺损修补术 室间隔缺损修补术 肺动脉狭窄切开术 冠状动脉搭桥术等 体外循环心脏手术需暂时阻断升主动脉和冠状动脉 造成心肌缺血 缺氧 心肌细胞无法进行糖的有氧分解 ATP显著减少 故CK活性代偿性增强 保证能量来自磷酸肌酸的分解 心肌细胞缺氧时 细胞膜通透性增加 使CK CK MB AST LDH HBD漏至细胞外 导致血清中酶活性升高 15 第二节心脏酶类标志物检验 16 一 乳酸脱氢酶及其同工酶1 乳酸脱氢酶LDH属糖酵解酶 广泛存在于各种组织中 以心肌 骨骼肌 肾脏 肝脏中含量最丰富 LDH测定常用于诊断心肌梗死 肝病和某些恶性肿瘤 17 参考范围 速率法109 145U L 37 比色法190 437金氏单位 临床意义 心肌梗死患者在发生胸痛后8 12hLDH开始升高 24 48h达高峰 酶活性升高可维持7d左右或更长 可作为急性心肌梗死后期的辅助诊断指标 升高水平通常为正常的3 4倍 最高可达10倍 LDH中度升高见于心肌炎 18 2 乳酸脱氢酶同工酶LDH是由H和M两种免疫性质不同的亚基组成的四聚体 人体组织中的LDH用电泳法可分离出5种同工酶 19 参考范围 正常人血清中LDH同工酶活性大小顺序为 LDH2 LDH1 LDH3 LDH4 LDH5 LDH1 28 4 5 3 LDH2 41 0 5 0 LDH3 19 0 4 0 LDH4 6 6 3 5 LDH5 4 6 3 0 20 临床意义 通常在AMI后6h LDH1开始出现升高 总LDH升高略为滞后 由于AMI时LDH1较LDH2释放多 因此LDH1 LDH2 1 0 LDH1 LDH2比值的峰时约在发病后24 36h 然后开始下降 发病后4 7d恢复正常 LDH1 LDH2也可出现在心肌炎 肺栓塞 巨细胞性贫血和溶血性贫血 但体外溶血通常不会导致LDH1 LDH2 21 二 肌酸激酶及其同工酶1 血清肌酸激酶肌酸激酶主要存在于骨骼肌 心肌 脑组织中 参考范围 男性 U L 女性 U L 25 10 657 5530 15 10510 8037 38 17426 140 22 临床意义 1 CK测定临床上主要用于诊断心肌梗死 急性心肌梗死后3 6h就开始急剧升高 可高达正常上限的10 12倍 20 30h达高峰 CK对诊断心肌梗死较AST LDH的特异性高 但此酶增高持续时间较短 在2 4d后就恢复正常 2 病毒性心肌炎时 CK活性也可明显升高 23 3 心脏手术和非心脏手术后都将导致CK活性的增高 且增高的幅度与肌肉的损伤范围的大小以及手术时间的长短密切相关 4 在急性脑外伤 脑膜炎 恶性肿瘤 肺梗死 甲状腺功能低下时 CK可可增高 24 2 肌酸激酶同工酶肌酸激酶 CK 分子是由M亚基和B亚基组成的二聚体 在细胞质内共有三种同工酶 即CK BB CK 1 CK MB CK 2 CK MM CK 3 参考范围 CK MB小于10U L 37 CK MB CK总活性小于5 25 临床意义 血浆中CK MB主要来自心肌 升高常被认为心肌损害特异性指标 对心肌梗死早期诊断很有价值 在急性心肌梗死发病2 4h血清CK MB即开始升高 大于15u L 12 24h达到峰值 如无并发症3d后恢复正常水平 26 胸痛发作3小时后用CK MB诊断AMI阳性率可达50 6小时的诊断阳性率可达80 一般认为CK MB CK6 时为阳性 CK MB对心肌并不完全特异 急性骨骼肌损伤时CK MB可一过性增高 但CK MB CK常 6 可与心肌损伤鉴别 27 三 天门冬氨酸氨基转移酶及其同工酶1 天门冬氨酸氨基转移酶AST广泛分布于全身各组织器官 在心肌细胞内含量最多 参考范围 速率法8 40U L 反应温度为37 比色法8 28卡门单位 反应温度为37 28 临床意义 当心肌梗死时 血清中AST活性增高 在发病后6 12h之内显著增高 增高的程度可反映损害的程度 在48h达到高峰 约在3 5d恢复正常 心肌炎 胸膜炎 肾炎及肺炎等也可引起血清AST的轻度增高 AST与CK MB LDH等联合测定有助于对急性心肌梗死的病程判断 29 2 天门冬氨酸氨基转移酶同工酶AST有两种受不同基因控制的同工酶 分别存在于细胞质 c AST 和线粒体 m AST 中 参考范围 m AST 15U L 37 30 临床意义 m AST一般要在细胞坏死 线粒体破坏后才释放入血 当细胞不再破坏和修复时血清中m AST值很快降至正常水平 因此 测定m AST有利于判定细胞坏死严重程度 也有利于推测患者预后 m AST的动态活性与病程密切相关 一般在心肌梗死发生后12h明显升高 较CK晚 24h达峰值并持续至48h 31 m AST诊断心肌梗死的敏感性 为100 和特异性 为93 5 均不低于CK MB 分别为92 8 和93 5 且峰值时间较长 可作为诊断心肌梗死的新酶学指标 心脏手术前的预后判断 术前m AST值在20U L以上时 术后死亡率升高 而术前m AST值在20U L以下时 术后预后良好 32 第三节心脏蛋白类标志物检验 33 一 血清肌红蛋白肌红蛋白 是由一条肽链和一个血红素辅基组成的结合蛋白 是肌肉内储存氧的蛋白质 与氧的亲和力比Hb强 在极低的氧张力情况下 肌肉缺氧时 可释放氧供肌肉收缩的急需 肌红蛋白是组成骨骼肌和心肌的主要蛋白质 当肌肉损伤时 可以从肌肉组织中漏到循环血液中 使血清肌红蛋白浓度增加 该指标用于判断是否发生肌肉损伤 34 35 测定方法 分光光度法 电泳法 层析法 免疫化学法 现在普遍采用乳胶增强透射比浊法特点 灵敏度高 特异性好 测定速度快 适用于各类型生化自动分析仪 36 原理 Mb致敏乳胶颗粒是大小均一的聚苯丙烯乳胶颗粒悬液 颗粒表面包被有兔抗人Mb抗体 血清样本中的Mb与乳胶颗粒表面的抗体结合后 使相邻的乳胶颗粒彼此交联 发生聚集反应产生浊度 该浊度与样本中的Mb浓度成正比 在570nm处测定吸光度 可计算样本中Mb的浓度 37 试剂与器材 1 试剂 甘氨酸缓冲液 pH9 0 NaN31 0g L2 试剂 致敏乳胶悬液 兔抗人肌红蛋白IgG致敏乳胶颗粒 NaN31 0g L3 校准品 Mb校准品4 器材 38 实践步骤 1 测定条件 温度 波长 光径 时间2 操作 39 计算 A A2 A1采用非线性多点定标模式 以不同浓度标准品的 A 绘制标准曲线 用测定管 A从标准曲线上查出测定结果 参考范围 健康成人Mb 70ug L建议各实验室根据自己的条件 建立本地的正常参考范围 40 注意事项 1 本试剂应避光 于2 8 可保持1年 20 可保持更长时间 但不宜反复冻融 2 若用半自动 全自动生化分析仪测定应严格按照仪器说明书设定参数进行操作 41 3 由于Mb也存在于骨骼肌中 而且仅从肾脏清除 所以急性肌肉损伤 急性或慢性肾衰竭 严重的充血性心力衰竭 长时间休克及各种原因引起的肌病患者 肌肉注射 剧烈的锻炼 某种毒素和药物摄入后 Mb都会升高 因此 采用血清Mb水平作为诊断AMI的早期指标 仅限于那些没有上述疾病的患者 要注意鉴别Mb升高的真正原因 42 临床意义 血清Mb增高 见于急性心肌梗死早期 急性肌损伤 肌营养不良 肌萎缩 多发性肌炎 急性或慢性肾功能衰竭 严重充血性心力衰竭和长期休克等 血 尿中肌红蛋白均升高 见于急性心肌梗死 心绞痛 心源性休克 心肌病 肌疾病 进行性肌营养不良 多发性肌炎 重症肌无力 等 43 Mb在AMI中的判断应用 1 由于Mb的分子量小 可以很快从破损的细胞中释放出来 在AMI发病后1 2小时血中浓度迅速上升 6 9小时达峰值 12小时内几乎所有AMI患者Mb都有升高 升高幅度大于各心肌酶 因此可以作为AMI的早期诊断标志物 在AMI发作后一天内即返回基础浓度 当有再梗死时则又迅速上升 形成 多峰现象 44 2 由于Mb半寿期短 15min 胸痛发作后6 12小时不升高 有助于排除AMI的诊断 是筛查AMI很好的指标 3 由于在AMI后血中Mb很快从肾脏清除 发病18 30小时内可完全恢复到正常水平 故Mb测定有助于在AMI病程中观察有无再梗塞或者梗塞再扩展 Mb频繁出现增高 提示原有心肌梗死仍在 4 Mb是溶栓治疗中判断有无再灌的较敏感而准确的指标 45 二 肌钙蛋白I测定肌钙蛋白是肌肉收缩的调节蛋白 由三个结构不同的亚基组成 即肌钙蛋白T cTnT 肌钙蛋白I cTnI 和肌钙蛋白C cTnC 心肌钙蛋白T I CTnT CTnI 由于分子量小 分别为37000D和24000D 所以发病后血中浓度迅速升高 46 胶乳增强透射比浊法 原理 应用特异的抗肌钙蛋白I 抗 cTnI 抗体使之与胶乳颗粒表面结合 血清标本与胶乳试剂在缓冲液中混合后 血清样本中的cTnI与乳胶颗粒表面的抗体结合后 使相邻的乳胶颗粒彼此交联 发生聚集反应产生浊度 该浊度与样本中的cTnI浓度成正比 在600nm处测定吸光度 可计算样本中cTnI的浓度 47 试剂与器材 1 缓冲液 含增敏剂和表面活性剂 贮存于2 8 久置后可有部分沉淀 摇匀使用 2 胶乳试剂 含结合有特异抗 cTnI抗体的乳胶颗粒及叠氮钠 贮存于2 8 不可冷冻 3 校准品 cTnI校准品4 器材 48 实践步骤 计算 参考范围 cTnI 0 8ug L建议各实验室根据自己的条件 建立本地的正常参考范围及诊断标准 49 注意事项 1 样本可用血清或血浆 肝素抗凝 病人标本采集后需在4h内检测 标本贮存于2 8 可稳定24h 20 以下冰冻可保持更长时间 但融化后必须离心 避免反复冻融 2 本法敏感性为0 3ug L 线性范围可达25ug L 标准曲线至少稳定30d 如测定条件改变 应重新制备校准曲线 3 严重溶血或黄疸可造成负干扰 血液应充分凝固及时分离血清 以确保除去纤维蛋白和其他颗粒物质 50 临床意义 cTnI是心肌损伤的特异指