心肌损伤标志物检测与临床意义

.,心肌损伤标志物,中南大学湘雅二医院心内科,检测与临床意义,.,心脏结构,心脏主要由心肌纤维/细胞组成，包含大量肌原纤维；肌小节：是肌肉收缩和舒张的最基本单位，肌原纤维上每一段仅位于两条Z线之间的区域；心脏富含蛋白和利用能量的酶：如肌钙蛋白、肌红蛋白(myoglobin,Mb)、肌酸激酶(CK)、乳酸脱氢酶(LDH,LD)，这些都成为心肌损伤的标志物。,.,理想的心肌损伤标志物条件,敏感性和特异性高；能检测早期心肌损伤，且窗口期长；容易检测很快得到检测结果诊断价值已经临床证实能估计梗死范围大小，判断预后；能评估溶栓效果。,窗口期：被观察、升高持续的时间。窗口期短，可被用于观察有无再梗死。,.,1979年WHO心梗诊断标准,典型持续的胸痛史典型的心电图改变心肌酶学改变,.,酶类标志物,二十世纪五十年代,LDH,AST,HBDH,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,.,LDH及同工酶,LDH催化反应是无氧糖酵解的最终反应，广泛存在于人体各组织中，特异性不高，测总酶临床意义不大。LDH是由两个亚基（H和M）组成的四聚体，形成5种结构不同的同工酶，按电泳速度的快慢命名为LDH1、LDH2、LDH3、LDH4和LDH5心肌细胞中主要的LDH为LDH1出现较迟，胸痛发作24小时后测定,.,LDH及同工酶的应用原则,在胸痛发作24h后测定LD同工酶，作为CK-MB补充：连续测定LDH，对于就诊较迟CK已恢复正常的AMI病人有一定参考价值；LDH1/LDH2比例（0.76%）更敏感和特异，但不用于评估溶栓疗法（常致溶血，使LDH1升高）。若AMI诊断明确，就不需检测LDH和LDH同工酶。,.,天冬氨酸氨基转移酶（AST）测定对诊断AMI毫无优点，当AST升高时几乎无一例外都伴有CK/或LDH升高，如果考虑到AST还大量存在于其它器官，如肝、肌肉内，其测定特异性明显低于CK。羟丁酸脱氢酶（HBDH）实际上并不存在此种酶，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。随着有更好方法测LDH同工酶，已无必要再测定此酶以诊断AMI。,.,CK及同工酶,以前临床常习惯将此酶称为肌酸磷酸激酶（CPK），此名称不确切，目前已摒弃不用。CK作用生成的磷酸肌酸含高能磷酸键，是肌肉收缩时能量的直接来源，在肌组织和脑组织中含量最高。CK是由两种不同亚基（M和B）组成的二聚体，这样正常人体组织常含3种同工酶，按电泳速率快慢顺序分别为：CK-BB（CK1），CK-MB（CK2）和CK-MM（CK3）。,.,CKBB(CK1)存在于脑组织中，CKMB(CK2)和CKMM(CK3)存在各种肌肉组织中；CK-MB占心肌总CK的l5%25%（骨骼肌中为12%）。CK半寿期：1012h,CK的分布,.,CK测定方法,从测定原理来分，CK-MB测定方法可分为测酶活性与酶质量两大类方法。第一类方法先用物理、化学和免疫等各种手段将CK-MB和其它同工酶分开，然后根据酶的催化活性测CK-MB浓度。测酶质量方法则是利用CK-MB的抗原性，根据抗原抗体反应测CK-MB酶蛋白浓度。两者结果有时不一致，因为如酶变性失活但仍保留抗原性，此时用测酶活性的方法结果不高，但用测质量方法可以增高。,.,免疫抑制法：抗CK-M抗体抑制CK-M亚单位,测定剩余的非M-CK活力,包括CK-BB、CK-MB中的B亚基、巨CK、CK-Mt,由于心脏疾患病人血清中CK-BB、巨CK和CK-Mt的含量可忽略不计,非M-CK活力代表CK-MB中的B亚基活力,乘以2即为CK-MB活力。参考值：CK-B25U/LCK-MB/总CK625%,.,CK测定的临床意义,CK及其同工酶是目前世界上临床测定次数最多的酶，80年代统计分别达一亿次和一千万次。CK在骨骼肌、心肌和脑疾患时常明显升高，同时测定同工酶还有助于疾病的鉴别诊断。CK测定主要用于早期诊断AMI和判断溶栓治疗的疗效以及预后判断。特别在NSTEMI，此时心电图无Q波变化，常需其它检查来协助临床医师诊断和鉴别诊断AMI。,.,CK测定的优点,快速、经济、有效浓度与梗塞面积有一定相关，可大致判断梗死范围测定心肌再梗死用于判断再灌注,.,CK测定的缺点,CK总酶特异性较差，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亚型可应用于急性心梗的早期诊断。对心肌微小损伤不敏感,.,在心肌细胞中的浓度很高；而在其它组织中的浓度很低。特异性强在心肌损伤后能很快释放入血。敏感性高在多日内保持异常。窗口期长检测所需时间短。,肌钙蛋白是迄今为止，基本符合标准的标志物。,.,2000年ESC/ACC心梗诊断标准,心肌肌钙蛋白升高随后缓慢降低/CK-MB快速升高后降低，并伴有如下条件之一可诊断为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,.,肌动蛋白(actin),原肌球蛋白(tropmyosin),肌钙蛋白,TnC:与钙离子结合部分,TnI:含抑制(ATP酶)因子部分,TnT:与原肌球蛋白结合部分,粗肌丝：由肌球蛋白(myosin)组成,细肌丝,肌原纤维,.,.,肌钙蛋白（troponin）,1965年Ebashi和Kodama首先发现，随后被命名1968年Hartshorne和Mueller认为是一复合物，并研究了功能1971年Ebashi等纯化后用SDS电泳分析，得到三个片段1973年Greaser和Gergely根据其功能，将三个亚基命名为TnC，TnI，TnT,.,肌钙蛋白（troponin）,.,肌钙蛋白基因位于染色体的位置,cTn(cardiactroponin)：为心肌细胞所特有。,.,外周血中的cTn,心肌损伤后68h后即可在外周血测得增高持续710天（cTnI）或1014天（cTnT）cTn的释放以TnC-cTnI-cTnT复合物形式，随后降解；外周血中的cTnI以cTnI-TnC复合物形式居多数（90%以上），游离的cTnI较少；cTnT游离形式较多,.,cTnT的检测,1992年推出cTnT1临床应用中存在和TnT骨骼肌亚型的交叉现象，在部分晚期肾功能衰竭病人中的“假阳性”现象1997年的cTnT2诊断敏感性与cTnT1相同而心肌特异性更高，并基本上排除了交叉现象，部分晚期肾功能衰竭病人中的“假阳性”问题研究也有了新的进展,.,cTnT的检测,1999年的cTnT3运用重组人基因技术代替cTnT2的牛血清，在增加特异性和灵敏度的同时，线性范围更大，分析时间缩短到20min，诊断MI的临界值从0.50mg/L减低到0.20mg/L以下快速定量检测cTnT的分析仪测定结果与cTnT2之间相关性良好,.,cTnI的检测,1987年报道检测方法（放免法）目前检测cTnI的试剂、方法很多，并得到广泛应用各种cTnI分析方法测定结果之间差异很大，最大可相差36倍,.,cTnI的检测(抗体),各种检测方法采用不同的抗体；各种抗体针对不同的抗原决定簇cTnI分子内的不同片段和不同抗原决定簇受氧化-还原反应、磷酸化反应或蛋白水解酶作用等而降解的影响各不相同不同形式（游离或复合物形式）的cTnI对不同抗体的免疫反应性也各不相同,.,cTnI的检测(校准品),各生产厂商的cTnI校准品各不相同（包括cTnI标定值和cTnI复合物形式的不同）使用同一份标定cTnI值的人血清进行校准也未能完全消除不同测定系统之间测定值的差异,.,cTnI的检测,用于检测cTnI的快速诊断试剂盒也有多种，同样存在缺乏标准化的问题,.,cTnT或cTnI的临床应用选择,cTnT或cTnI在检测心肌损伤时的临床价值相同cTnT只有一家厂商生产，其结果具有可比性，因此临床研究和应用评价规模多比较大，文章较多cTnI因多家厂商生产，标准化问题尚未得以解决，各测定系统间的测定结果难以相互比较，因而临床研究和应用评价规模相对较小,.,cTn测定的临床意义,急性心肌梗死。诊断或除外AMI，这种实验诊断指标并可作为心肌损伤，心肌坏死的重要标志物。敏感检出小灶性可逆性心肌损伤存在病人发病后CTn在血中的高浓度可保持6天-2周，有较长的诊断时间窗。溶栓后再灌注。确定心肌再灌注，作溶栓治疗效果的监测指标。是判断各种心肌保护措施的有效指标。,.,在出现再灌注时cTnT往往有双峰变化：第1天由于梗塞开通后，血流进入病变部位，将游离的cTnT冲洗入血液而出现第1个峰；在第4天可观察到第2个较小的峰(主要来自cTn复合物中的cTnT)。这两个峰值的比率有助于判断是否出现再灌注：如第1峰值大于第2峰值，即比值1.0，往往说明出现再灌注。,.,未再灌注,灌注成功,心梗后灌注成功与未再灌注病例cTnT的变化,.,危险分层是cTn的重要应用,医师对急诊疑似ACS病人,首先要进行危险分层,必须根据入院时病史,症状,物理检查,ECG和心脏标志物检查结果判断病人有无危险有无猝死,或其它非致死性心脏事件的可能性,.,根据TnI和ECG危险分层,TnI比ECG更能预测病人危险性,.,危险分层,用于下述患者:不稳定心绞痛无ST升高的ACS病人预测下述问题:死亡危险性再发AMI需要血管成形术的可能性,.,cTn测定的优点,敏感度高于CK，能检出微小损伤特异性高于CK窗口期较长双峰出现，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,.,cTn测定的缺点,损伤6小时内敏感度较低窗口期长，近期再梗死诊断效果差,.,肌红蛋白,肌红蛋白是肌肉组织中特有的一种蛋白质，呈红色，约占肌肉总量的0.1%-0.2%。主要存在于骨骼肌和心肌组织的肌细胞浆中。正常人血清参考范围2.0-68.9g/L，75g/L是AMI诊断的临界值。主要生理功能是在肌肉组织中贮存氧，在肌肉运动需要能量时是供氧给能的生成系统。心肌轻度受损时即从心肌细胞直接进入血液循环，这是因为Mb分子小，不通过淋巴结就可直接快速进入周围血液。所以AMI发作2h后的血清Mb即开始升高，4-6h达高峰。,.,Mb是AMI的早期指标，敏感性较高，升高时间早。发病后1-2hMb浓度迅速增加。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。（Mb的阴性预测）AMI确诊后Mb可作为预测发生再梗死的指标。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。当有再梗死时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死以及得到再灌注的一种指标。,Mb测定的临床意义,.,Mb与碳酸酐酶联用可提高早期诊断AMI的特异性。,.,正在探索中的新标志物,（一）肌球蛋白轻链和重链,肌球蛋白（四聚体）,重链：2条，220kDmyosinheavychains，MHC,轻链：2条，2027kDmyosinlightchains，MLC,粗肌丝,MHC由两个同种异构体和组成，心脏的MHC和慢形骨骼肌MHC共同表达，MHC是心肌所特有，骨骼肌和心肌MLC的氨基酸序列有20不一致。,.,窗口期是至今为止发现的心脏标志物中最长的，检测MHC有助于AMI回顾性诊断。MHC变化很少受再灌注的影响。其方法学存在的问题限制了MHC临床应用。,MHC特点,.,血清MLC升高幅度对诊断AMI和估计其预后很有价值，是评估急性心肌梗死病人预后的理想指标。约有一半的不稳定心绞痛病人MLC可升高，其敏感性超过cTnT和CK-MB质量MLC可早至3小时即出现，但不能作为判断AMI溶栓后血管是否再通的指标。,MLC特点,.,（二）糖原磷酸化酶（GP）,三种同工酶：脑和心脏的GPBB，骨骼肌的GPMM和肝脏的GPLL。心肌缺氧、缺血时，处于糖原糖酵解状态，GPBB随糖原降解加速进入胞浆，透过胞膜进入循环。GPBB被认为是诊断心肌缺血的最为敏感指标之一。在急性心肌梗死时，GPBB在胸痛24h开始升高，它的特异性与CK-MB相似。,.,（三）脂肪酸结合蛋白质,fattyacidbindingprotein,FABPFABP是小分子量(14l5kD)胞浆蛋白，心肌内FABP含量（0.46mg/g心肌,）比骨骼肌组织内丰富许多。FABP诊断早期AMI的敏感性和特异性和Mb相近，比CK-MB高。,.,心肌梗死诊断的实验室指标的特性,实验室分子量生理半衰期升高时间峰值时间恢复正常时间指标(KD)(h)(h)(h)(d)AST9320612183634LDH-113511061248144714CK8617312122434CK-MB活性8613312122423CK-MB质量86132612243Myoglobin17.80.250.526121cTnI22.524381224710cTnT3724381296714GP-BB1884614102012H-FABP150.3256121,.,急性时相蛋白,急性时相反应蛋白(acutephasereactants,APR)：在急性炎症或某些组织损伤时，有些血浆蛋白质含量会增高，有些会降低，这种现象称为急性时相反应。而这些血浆蛋白质被称为急性时相反应蛋白。C-反应蛋白、1-抗胰蛋白酶，1-酸性糖蛋白，结合珠蛋白，转铁蛋白、纤维蛋白原等多种蛋白质。,.,炎症与冠心病,炎性细胞是早期动脉硬化形成的启动步骤：糖蛋白CD11CD18，这是炎症诱导的白细胞活化的标志物。炎症产物促进了动脉硬化的进程；慢性炎症导致平滑肌增生：是动脉硬化的关键步骤。,.,C-反应蛋白(C-reactiveproteinCRP)来源：肝细胞。理化性质MW11.5-14万，5个多肽链亚单位非共价结合为盘形多聚体，电泳位于慢带，有时可延伸至区带。功能：可以和肺炎链球菌多糖结合，结合多种细菌，真菌等体内多糖物质及卵磷脂、核酸等，激活补体系统，是第一个被认定的APR.临床意义：作为急性时相反应的一个极灵敏指标。,.,CRP与冠心病,CRP和冠心病密切相关，被看做独立的危险因素；CRP的升高反映了动脉硬化存在低度的炎症过程和粥样斑块的脱落；超敏C反应蛋白(hsCRP)，是冠心病一个长期或短期的危险因素，2mg/L。,hsCRP和TC：HDL-C联合分析，大大提高了预测冠心病的准确性。,highsensitivityCRP,.,心肌损伤部分早期标志物,标志物名称MW半衰期(h)临界值(L)增高(h)高峰(h)回复(d)C反应蛋白（CRP）120000193mg6122423淀粉样蛋白A120003mg6122423血栓前体蛋白(TpP)3000004mg612243P-选择素(p-selectin)1400001200mg151可溶性纤维蛋白糖原磷酸化酶BB188000467mg24122412脂肪酸结合蛋白150001419mg266121肌球蛋白轻链(MLC)270001.251mg369610a-肌动蛋白(a-actin)4300017肌红蛋白（Myo）1750000.2580mg266121碳酸酐酶III(CAIII)28000024mg2CK-MB8600012165mg610122423,.,心力衰竭的生物化学改变,B钠尿肽：又称脑钠肽，由脑和心室合成，32aa，10kD。Btypenatriureticpeptidesbrainnatriureticpeptides,BNP)，心钠肽：又称心钠素，由心房分泌，28aa，4kD。（atrialnatriureticpeptides,ANP），,B钠尿肽,.,均促进尿和尿钠的排泄和血管扩张。是调节体液、体内钠平衡、血压的重要激素，当心血容积增加和左室压力超负荷时即可大量分泌。在心衰由于合成增加，ANP和BNP明显异常，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。在心衰中BNP作用强于ANP。,ANP和BNP的作用,.,1）心室张力增加，心脏超负荷可促进BNP分泌，在机体中起排钠，利尿，扩张血管的生理作用。2）BNP是一个较可靠的CHF诊断指标，其升高程度和CHF严重程度相一致。怀疑心衰者首选检查BNP，BNP阳性者，再作超声和其他检查。3）BNP有很高的阴性预测价值，BNP正常可排除心衰的存在。4）在呼吸困难病人，BNP是一个将来发生CHF的较强的预示因子。,BNP有以下特性,.,随着敏感性和特异性更高的心肌坏死生化标志物心脏肌钙蛋白（cTn）的推广和应用，以及更加准确的无创性影像学技术的发展，人们对心肌梗死有了新的认识。,2007年ESC/ACCF/AHA/WHF心梗诊断标准,.,（1）检测到心肌坏死的生化标志物（最好是cTn）升高超过参考值上限（URL）99百分位值并有动态变化，同时伴有以下一项心肌缺血的证据：缺血性症状、ECG提示新发的缺血性改变（新发的ST段变化或左束支传导阻滞LBBB）、心电图提示病理性Q波形成或影像学证据提示新发的节段性室壁运动异常或存活心肌丢失；（2）突发的心源性死亡（包括心脏停搏），通常伴有心肌缺血的症状、新发ECG缺血性改变或LBBB和（或）经冠状动脉（冠脉）造影（或尸检）证实的新发血栓证据，但死亡常常发生在获取血标本或发现心肌损伤标志物升高之前；,2007年ESC/ACCF/AHA/WHF心梗诊断标准,.,（3）基线cTn水平正常者接受经皮冠状动脉介入治疗（PCI）后，如果心脏标志物水平升高超过URL99百分位值，则提示围手术期心肌坏死；如果心脏标志物水平超过URL99百分位值的3倍，则定义为与PCI相关的心肌梗死；（4）基线cTn水平正常者接受冠状动脉旁路移植术（CABG）后，如果心脏标志物水平升高超过URL99百分位值，则提示围手术期心肌坏死；如果心脏标志物水平超过URL99百分位值的5倍，同时伴有以下任何一项：新发的病理性Q波、新发的LBBB、冠脉造影证实新发桥血管或自身冠脉闭塞、新出现的存活心肌丢失的影像学证据，则定义为与CABG相关的心肌梗死；（5）病理检查时发现急性心肌梗死。,.,1型：自发性心肌梗死，由于原发的冠状动脉事件如斑块破裂等引起的心肌缺血；2型：心肌梗死继发于心肌的供氧和耗氧不平衡所导致的心肌缺血，如冠状动脉痉挛、贫血、冠状动脉栓塞、心律失常或低血压等；3型：心源性猝死，有心肌缺血的症状和新出现的ST段抬高或新的LBBB，但未及采集血样之前就死亡；4型：与因缺血性冠脉事件而进行的PCI相关的心肌梗死；4a型为PCI操作相关的心肌梗死，4b型为尸检或冠脉造影证实与支架血栓相关的心肌梗死；5型：与因缺血性冠脉事件而进行的CABG相关的心肌梗死。,.,冠状动脉疾病和心力衰竭时心脏标志物临床检测应用建议,.,由于近几年来心脏标志物的研究和临床应用发展很