急性心肌损伤生物化学标志物ppt课件.ppt

第十章心脏疾病的生物化学标志物 BiochemicalMarkersofCardiacDisease 第四节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 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 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性可诊断为急性心肌梗死 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 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 一 历史演变 1954年首先报告测定天门冬氨酸转氨酶 aspartateaminotransferase 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 1actatedehydrogenase LD 1955年用于诊断急性心肌梗死 1963年发现了肌酸激酶 creatinekinase 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 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 1985年出现应用单抗测定CK MB质量 CK MBmass 的方法 CK MBmass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 cardiactroponinT 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 cardiactroponinI cTnI 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 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 二 传统的心肌酶谱 一 天门冬氨酸转氨酶天门冬氨酸转氨酶 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 40U L 37 AST在AMI发生后6 12h升高 24 48h达峰值 持续到第5天或一周降低 由于AST不具备组织特异性 血清单纯AST升高不能诊断心肌损伤 AST诊断急性心肌梗死 AMI 敏感性77 7 特异性仅53 3 敏感性不高 特异性较差 当今学术界已不主张AST用于急性心肌梗死诊断 二 乳酸脱氢酶 LD 及其同工酶 乳酸脱氢酶是无氧酵解中调节丙酮酸转化为乳酸的极重要的酶 广泛存在于肝脏 心脏 骨骼肌 肺 脾脏 脑 红细胞 血小板等组织细胞的胞浆和线粒体中 LD是分子量135KD的四聚体 由M型和H型亚单位构成5种同工酶 H4 LD1 MH3 LD2 M2H2 LD3 M3H LD4 M4 LD5 不同组织有其特征性同工酶 心脏 肾脏和红细胞所含的LD同工酶比例相近 以LD1和LD2为主 LD同工酶谱常用电泳法测定 如测LD1用电泳法 免疫抑制法结合生物化学法测定 当前许多厂家已开发了免疫抑制法的试剂盒 并能在自动生物化学仪上应用 使LD和LD1广泛应用于临床 当心肌损伤时 心肌细胞膜破裂 线粒体 胞浆内物质外漏到细胞间液及外周血中 LD和LD1在急性心肌梗死发作后8 12h出现在血中 48 72h达峰值 LD的半寿期为57 170h 大约7 12天回复正常 如果连续测定LD 对于就诊较迟CK已恢复正常的AMI病人有一定参考价值 临床还常选用 羟丁酸脱氢酶 HBDH 作为急性心肌梗死诊断指标 此酶本质还是LD 反映了以羟丁酸为底物时的LD1和LD2的作用 由于机体多处组织存在LD 非梗死所致的快速心律失常 急性心包炎 心衰都可使LD轻度升高 单纯用血清LD活力升高诊断心肌损伤的特异性仅53 LD的另一缺点是无法用于评估溶栓疗法 红细胞含丰富的LD 溶栓疗法常致溶血 使LD升高 LD同工酶测定可提高诊断特异性 有人认为急性心肌梗死时不仅LD1升高 往往还有LD2相对降低 故LD1 LD2比例 0 76 更敏感和特异 LD1 LD2的敏感性为75 86 特异性为85 90 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LD和LD同工酶 三 肌酸激酶 CK 及其同工酶 1 CK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 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 骨骼肌中98 99 是CK MM 1 2 是CK MB 心肌内80 左右也是CK MM 但CK MB占心肌总CK的15 25 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 2 CK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80 200U L 女性参考值范围为60 140U 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 检测CK MB的方法很多 早期应用的是离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1 g L 诊断急性心肌梗死较酶法更敏感 更稳定 更快 10 40min 而且可以自动化 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 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4 6h即可超过正常上限 24h达峰值 48 72h回复正常 CK半寿期10 12h 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 percentrelativeindex RI 如CK MB用酶活性法 称为百分CK MB CK MB 如总CK 200U L CK MB 15U L 但 CK MB200U L CK MB在4 25 急性心肌梗死诊断可成立 如总CK 200U L CK MB 25 考虑有CK BB或巨型CK存在 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 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 10 18h达峰值 12 24h下降 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 在急性心肌梗死发作后6 36h内 CK MB敏感性为92 96 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 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 能测定心肌再梗死 能用于判断再灌注 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 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 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 1965年首次发现肌钙蛋白 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 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6 8 以游离形式存在于胞浆内 cTnT在心肌含量约10 8mg g CK MB为1 4mg g 肌红蛋白为23 6mg g cTnI含量4 0 6 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 cardiactroponinT cTnT 心肌肌钙蛋白I cardiactroponinI cTnI 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50 60 随时间延长 敏感性逐步提高 至6h 敏感性达90 以上 而且维持这一高敏感性直到5天以上 对于单一的急性心肌梗死 cTnT的特异性比CK MB低 前者是40 60 后者为75 80 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 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 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r 0 56和r 0 75 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 对于心肌炎诊断 cTnT是比CK MB敏感得多的指标 但是cTnT阴性仍不能排除心肌炎的存在 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4 6h释放入血 达到诊断决定值 首先释放的是胞浆内3 6 的游离cTnI 心肌缺血症状发作后14 36h出现高峰 高峰出现时间与血中CK CK MB相似 持续3 7天 部分病例14天时仍可测到 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LD1 LD2 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 和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 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20 40 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 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 预测能力明显提高 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 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 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 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 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 9h达高峰 24 36h恢复至正常水平 Mb的阴性预测价值为100 在胸痛发作2 12h内 如Mb阴性可排除急性心肌梗死 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