第二节　临床诊断中常用的血清酶类及其同工酶

http://www.100md.com 《临床生物化学和生物化学检验》

上一节介绍了血清中酶浓度变化的机制以及在判断血清中酶测定结果的意义时必须注意的一些事项，但在具体应用各种酶测定来诊断疾病时，还各有其特点。

临床医师多从疾病出发，将酶测定结果和其它各种检查结果综合起来，分清主次，辨证地加以应用；对一个检验医师而言，单从这方面考虑显然是不够的，还应对具体每个酶有一个较全面的了解，这样才能为临床提供咨询，解释好各项测定的临床应用价值。

本节以常用的具体酶为中心，系统介绍该酶在临床论断中的应用，包括该酶的作用、性质特点、组织分布与其临床应用价值。

一、肌酸激酶（CK）及其同工酶

肌酸激酶（CK）催化下列反应：

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，目前国外已摒弃不用。此反应逆向反应速度约为正向反应速度6倍，与大多数激酶一样，Mg2+为它的辅基，需双硫键维持酶的分子结构。测定酶活性时必须加入巯基化合物，N-乙酰半胱氨酸（NAC）是目前最常用的激活剂。 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3种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）。

除细胞质外，在心肌、骨骼肌和脑等组织细胞的线粒体内还存在另一种结构不同的CK，它也是二聚体，常简写为CK-MiMi，电泳时速度最慢，故命名为CK4。

【组织分布】 CK主要存在于骨骼肌、心肌、脑组织中，此外还存在于一些含平滑肌的器官如胃肠道，子宫内。而在肝、红细胞中含量极微或者没有。

骨骼肌无论在每克组织含量（328U/G湿重）还是绝对含量上都大大超过其它组织和器官。其中主要为CK-MM，不含CK-BB，仅有少量CK-MB（＜3％）。心肌中CK虽只有骨骼肌的1/10（313U/G湿重），但CK-MB占CK总量的14％-42％，这在人体中是绝无仅有的。脑组织以及其中含平滑肌器官中的CK则几乎全部是CK-BB，它同时也是人胚胎中CK的主要存在形式。

【生理变异】

年龄、性别和种族对CK含量都有一定影响。

新生儿CK常为正常成年人的2-3倍。可能与分娩时骨骼肌损伤和缺氧有关，过6-10周可逐步下降接近成年人值。 CK含量和肌肉运动密切相关，其量和人体肌肉总量有关，男性参考值高于女性可能与这点有联系。国外调查，白种男性CK均值只为黑种人的66％，可能与种族有关，但也不排除两个人种之间体力劳动的差别。

【标本的采集、处理和贮存】

虽然红细胞中不含CK，但含有大量腺苷酸激酶（AK），目前常用的测CK的酶偶联法的反应体系中含有ADP。AK催化下列反应：

生成的ATP在指示酶6-磷酸葡萄糖脱氢酶作用下，可使NAD+生成NADH，340nm处吸光度升高，引起CK人为地升高。为去除AK的干扰，不少试剂盒中加入AK的抑制剂二腺苷-5-磷酸（DAPP）和AMP。但也有些试剂中未加入DAPP，此时溶血标本将产生明显干扰。

除肝素外，其它常用抗凝剂都能抑制CK活性。如不能及时测定，可将血清放冰箱贮存，－20℃中可长期保存。

【参考值范围】

成年男性参考上限为180U/L（37℃），女性为130U/L（37℃）。

正常血清中用电泳法查不到CK-BB，CK-MB不超过5％，如用免疫法测CK同工酶，依方法不同结果有异，可参考有关文献。

【临床应用】 CK及其同工酶是目前世界上临床测定次数最多的酶，80年代初期统计分别达一亿次和一千万次。这是因为CK在骨骼肌、心肌和脑疾患时常明显升高，如同时测定同工酶还有助于疾病的鉴别诊断。表7-4是各种疾病时CK的变化。

此酶测定主要用于早期诊断AMI和判断溶栓治疗的疗效以及判断疾病预后，特别在无Q波型AMI，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。目前有些国外学者认为在诊断AMI不需要同时作许多酶，只要单测CK一项即可。这是因为：

⑴心肌细胞含有大量CK：按每克组织含酶量计算，CK超过天冬氨酸转氨酶（AST，即谷草转氨酶）和乳酸脱氢酶（LD）等。所以当发生AMI、心肌细胞坏死时，释放出来的CK量超过其它酶。

⑵CK由于分子量不大，而且大量存在于胞质中，所以在各种酶中最早进入血液：一般在AMI后4-8小时就可能超过参考值上限。LD由于分子量大（约为125000），故增高明显迟于其它酶。同样线粒体中的酶，如线粒体AST在血中浓度升高明显推迟。

表7-4　总CK和CK同工酶在疾病时的变化

疾病

总CK CK同工酶

急性心肌梗死（AMI）

常用酶中CK增高最早（4-8h），24h达峰值，2-3d恢复正常，中度升高，常在3000U/L以下

诊断AMI“金标准”（＞6％），增高稍早于总CK（？），2-3天恢复正常

心肌炎（病毒性，风湿性）

急性期轻度升高，可达5倍正常上限 CK-MB可增高

增

心导管，冠状动脉造影

可有中度升高

一般无变化

运动试验）

可轻度升高 CK-MB正常

肌肉损伤（挫伤、手术，肌注药物、癫痫、酒精和毒素中毒，过度运动）

升高程度和损伤程度有关，严重病例可达10000U/L以上，肌注药物引起CK升高，一般不超过正常上限2倍，持续不超过一天

主要为CK-MM升高，CK-MB绝对值虽可升高，但百分比＜6％

肌萎缩（Duchenne和Becker型）

有症状患者CK可达50倍正常上限，女性携带者CK可为3-6倍正常上限，可查CK以筛选携带者

有些患者也可出现CK-MB升高

多发性肌炎与肌炎 CK明显增高

主要为CK-MM

高

神经性肌肉疾患 CK正常

无变化

脑血管意外（脑出血，脑血栓）

部分患者血中和CSF中CK升高 CK-BB可增高

恶性肿瘤

约10％病例CK-BB升高

甲状腺功能低下

可高达50倍正常上限

主要累及CK-MM Reye综合征

明显升高可在达70倍正常上限

主要为CK-MM

降

卧床患者

程度不等地下降

主要为CK-MM

甲状腺功能亢进

程度不等地下降

主要为CK-MM

低

激素治疗

个别患者可下降

主要为CK-MM

变

Ⅰ型巨CK血症

电泳位于CK-MB和CK-MM之间可能是CK和IgA，或IgG复合物

异

Ⅱ型巨CK血症

电泳位于CK-MM后面，为线粒体CK和其聚合体

（3）由于CK主要存在于肌肉组织中，其它脏器如肝、肾、血细胞中含量极微：在诊断AMI时，其特异性远比一般代谢酶如LD、AST等为高，特别是溶血标本对CK测定结果影响较小。

近年来国内外使用动态法测定酶活性，大大提高了CK测定的准确性和重复性，并且可以在很短时间（约5分钟）测定完毕，特别适合于急诊患者。但CK测定的局限性也很明显，由于CK大量存在于3种肌肉组织中，尤其是骨骼肌中CK含量不论按浓度含量或按全身总量计算都大大超过心肌。因此骨骼肌局部或全身疾病都很容易引起血中总CK活性升高。血CK的极度增高主要见于全身疾病。曾有一例横纹肌溶解症患者，血中CK含量高达100

000U/L，而在AMI时，就是大面积梗死，血中CK含量也很少超过3000U/L。肌注某些药物也可能引起CK一过性升高，但一般不超过正常上限值的2倍，持续时间不超过1天。因此国外有些医院将CK参考值上限的2倍作为诊断AMI的判断值，以减少假阳性。尽管CK测定诊断AMI的灵敏度很高，但特异性却明显偏低，其假阳性率达15％-30％。CK在体内的半寿期明显比其它酶短，心肌组织一次梗死后，CK急剧升高并很快恢复正常（48-72小时），这样在亚急性心肌梗死时CK可能正常，但其它酶如AST，特别是LD很可能居高不下。

以往对CK诊断AMI常强调下列几点：①AMI发病后8小时内查血CK不高，不应轻易除外AMI诊断，并以此结果作为基础值，和以后测定值作比较，任何怀疑AMI者应尽早抽血送检；②发病后24小时CK测定结果临床意义最大，因为此时正当CK的峰值时间，如不超过正常值上限可排除AMI诊断；③发病后48小时内应多次测CK活性，如不出现一个典型升高和下降的过程，应怀疑AMI的诊断。

近年文献指出，某些AMI患者血中CK可以不超过正常值，特别是不超过参考值上限的2倍，这些病例又多见于无Q波心肌梗死。长期以来认为CK峰值高低对AMI预后判断有一定价值。 CK-MB由于大量存在于心肌组织中，其它组织和器官中含量很少，所以CK-MB是目前诊断AMI的一个极其可靠的生化指标，特异性可达95％乃至更高。一般认为其灵敏度比CK总活性稍差，但也有文献报道，约有12.5％AMI患者总CK不高，但CK-MB超过正常。 CK-MB测定方法和试剂盒很多，同一标本不同实验室往往结果不同。从测定原理来分，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，用活性单位/升（U/L）或百分比报告结果。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，单位为μg/L。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。80年代早期德国学者根据此结果认为AMI患者血中存在着灭活的CK。但最近用改进方法测CK-MB，发现两法差异不大。国内普遍使用测酶活性方法，目前较多使用电泳方法分离CK-MB。电泳法特点是准确可靠，当出现一些异常同工酶如巨CKⅠ、巨CKⅡ等，从电泳图谱上很容易发现，并可通过光密度计进行定量测定，不会将CK-BB和各种异常同工酶误认为是CK-MB而误诊。其主要缺点是灵敏度较差。

近年来国内一些单位用免疫抑制法测CK-MB，其原理为抗M亚单位的抗血清可以和CK-MM及CK-MB中的M亚单位形成抗原抗体复合物，从而完全抑制M亚单位的酶活性，因为正常血清中几乎无CK-BB，故将此值乘以2可以认为大致代表 CK-MB的活性。此法简单迅速，缺点是特异性差，如患者血清中还存在着CK-BB或者异常CK时，都将出现假阳性。故可作为过筛试验，如有疑问时用电泳法核实。另外此法正常值明显高于其它方法。如Sclavo公司试剂盒的正常值为18U/L，而电泳等其它方法都是＜5U/L。有人认为这是因为CK-MM还可以进一步分为若干亚型，一般抗MM血清对MM3抑制较好，但对MM1抑制较差，而正常情况下血中MM亚型的存在以MM1为主，故导致正常值明显偏高。AMI第一天血中以MM3为主，但第二天以后则以MM1为主，因此使用此类方法诊断AMI和解释结果时应谨慎。

国外从80年代初建立了多种测CK-MB酶质量的方法。应用最多的是美国Hybriteeh公司的ELISA方法，正常人在5μg/L以下，此法结果和电泳法相关良好。缺点是测定时间长达半天，只适合成批标本。近两年来应用单克隆技术制备出特异性极高的只和CK-MB作用的抗血清，并已有多种试剂盒供应。最近Deerson以CK-MB≥10μg/L以及CK-MB指数≥3.0（μg/UCK×100）为AMI诊断标准。CK-MB单克隆抗体方法简单，特异性高，是目前重点发展的方法，近来有人认为此法有助于不稳定型心绞痛的诊断，可惜国内应用不多。 CK-MB的局限性在于骨骼肌损伤时也可能释放出一定量的CK-MB。虽一般认为骨骼肌含有的CK-MB在总CK中不超过5％，但也有例外。Evans报道1例横纹肌肉瘤的CK-MB高达274U/L，占总CK的28％。因此当CK-MB增高时，临床也应考虑有无非心肌来源的可能性。

骨骼肌中有大量CK，所以CK明显升高（3000U/L）大都见于肌肉疾病。此时CK测定用于鉴别肌萎缩病因，如Duchenne型和Becker型肌萎缩患者，常在临床前期血中CK就可中度和高度增加。该病是伴性遗传，在75％女性Duchenne型肌萎缩携带者和50％女性Becker型肌萎缩携带者血中也可查到CK升高。此外各种原因（病毒，细菌和寄生虫）引起的肌肉感染性疾病都能引起CK升高。但由于神经疾病引起的肌萎缩症，CK常不增高。

脑中虽含有较大量CK，脑血管意义时有大量CK释放入组织间隙，但由于血脑屏障存在，只能在部分病例中查到血中和脑脊液中CK升高，以及出现CK-BB，但阳性率不高，这妨碍了CK在这方面的临床应用。

人胚胎期主要为CK-BB，有人根据“癌胚”理论，提出CK-BB可作为肿瘤标记物，可惜的是阳性率不高，只占恶性肿瘤的10％左右。

二、乳酸脱氢酶（LD）及其同工酶

乳酸脱氢酶（LD）酶催化下列反应：

不同方法测出LD结果差异较大，这是因为LD有5种不同的同工酶，每种同工酶的最适反应条件不同。例如同为催化乳酸变为丙酮酸，LD1的最适pH为9.8，而LD5的最适pH为8.8。很难找出一个测定血清总LD的最适条件，检验医师在解释测定结果时应加以注意。 LD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，故测总酶临床意义不大，但LD是由两种不同亚基（M，H）组成的四聚体，形成5种结构不同的同工酶，其中H型亚基中酸性氨基酸较多，电泳时负电荷多，因此电泳速率较快。按电泳向阳极泳动快慢，分别命名为LD1（H4），LD2（H3M），LD3（H2M2），LD4（HM3）和LD5（M4）。

【组织分布】 LD虽广泛存在于人体各组织中，但是不同组织中同工酶组成有差异，大致可分为三类：一类以LD1为主，心肌为此类代表，LD可占总酶活性50％以上，此外有红细胞等。另一类以LD5为主，以横纹肌为代表，此外有肝脏等。第三类以LD3为主，脾、肺为此类代表。LD主要存在于细胞质中，线粒体中未查到。

【生理变异】

血清LD高低和性别关系不大，婴儿酶活性可达成年人两倍，儿童和少年活性比成年人高10％-15％，血清LD同工酶目前常用电泳法测定，由于具体方法差异，各学者报告的结果出入较大，但在成年人存在着如下规律：LD2＞LD1＞LD3＞LD4＞LD5，值得注意的是有学者报告，部分正常儿童血中LD1可大于LD2。

【标本的采集、处理和贮存】

由于血小板中也含大量LD，血清中和血浆所测LD有一定差异，一般都选用血清为测定标本，采血后应迅速分离血清，因红细胞中LD含量比血清高100倍以上，不宜用溶血血清为测定标本。 LD尤其是LD4和LD5与其它酶不同，不是热变性而是冷变性，在4℃贮存活性下降快于室温25℃，一般说25℃放2-3天LD活性变化不大，有条件者最好还是在采血后24小时内测定，标本应贮存于室温。

【参考值范围】

根据催化反应方向的不同，有两大类测LD方法，一大类为国际临床化学协会（IFFC）推荐方法，以丙酮酸为底物，其参考值范围为80-500U/L（37℃）；另一大类以乳酸为底物，在我国应用较普遍，其参考值范围为50-150U/L。

【临床应用】 LD及其同工酶是临床上常用酶之一，尤其是LD同工酶和CK-MB是临床常规实验室最常测的两种同工酶。临床常用于诊断和鉴别诊断心、肝和骨骼肌的疾病。表7-5是LD及其同工酶在这些疾病时的变化情况。

表7-5　总LD和LD同工酶在疾病的变化

疾病

总LD LD同工酶 AMI

常测酶中，升高最慢（8-10h），但升高时间最长（5-10d），峰值可达10倍正常上限 LD1＞LD2，并可持续到两周（部分病例总LD正常）

充血性心衰，心肌炎

可升高达5倍正常上限 LD1＞LD2

增

巨细胞性贫血

可升高达5倍正常上限，治疗正确迅速下降 LD1＞LD2

病毒性肝炎

部分病例可升高达5倍正常上限 LD5＞LD4（部分病例总LD正常

肝硬化

常轻度升高 LD5明显升高，LD5＞LD4

高

原发性肝癌

部分病例升高 LD5明显升高，LD5＞LD4

梗阻性黄疸

不定

常LD4＞LD5

肌肉损伤

视损伤程度不同而异

以LD5升高为主

肌萎缩

可高达10倍正常上限

以LD5为主

某些恶性肿瘤（白血病，结肠癌……）

可升高，个别病例高达5倍正常上限

以LD3为主，LD3＞LD1

变异

某些病倒，电泳出现LD6，常显示预后不佳

实用中此酶用于诊断AMI，特别是亚急性AMI。在AMI时，LD由于分子量较大（125000），在常用酶中升高最迟，但其半寿期较长，增高持续时间可达5-10天，此时其它酶活性已恢复正常，在亚急性AMI诊断上有一定价值。可惜的是，LD总酶诊断AMI的特异性较差，很多其它疾病，此酶都升高。LD同工酶则不同，诊断特异性可达95％以上，仅次于CK-MB，甚至有学者认为，只要测此二同工酶，不需作其它酶学检查就可诊断AMI。LD同工酶的高特异性是因为人体各组织器官中LD同工酶的分布情况并不相同，除心肌外，只有少数器官如红细胞中的LD是以LD1为主，绝大多数的AMI患者血中的LD同工酶都可出现LD1＞LD2变化，即所谓的“反转”（flip）类型变化，其持续时间甚至可超过总LD升高时间，达两周之久。临床上可见部分患者在恢复期，所有酶活性都降至正常，但仍有“反转”类型的LD同工酶变化，这些患者常有复发倾向，除AMI和心肌损伤，此种“反转”类型变化还见于溶血性贫血和巨细胞性贫血，但此类疾病在临床上不难与AMI相区分。

60年代临床上曾经用过所谓“α-羟丁酸脱氢酶”的测定来诊断AMI。实际上并不存在这种酶，所测的主要是LD1的活性，目前国外已较少测定此酶而改用更精确的测LD同工酶的方法。

其次，LD及其同工酶常用于肝脏疾病的诊断和鉴别诊断，由于肝细胞中主要为LD1，在肝实质病变时常出现LD5＞LD4，但由于正常血清中LD5含量很少，不少病例就是出现同工酶异常LD5＞LD4时，总LD活性仍为正常，故LD同工酶检查阳性率远高于总LD，一般在胆道疾患或梗性黄疸早期未累及肝实质时，不出现LD5＞LD4，仍为LD4＞LD5。值得注意的是，在骨骼肌疾病和损伤时，也会出现类似变化，临床上诊断各型肌萎缩也常测定LD及LD同工酶，早期常为LD5升高，但在晚期LD1和LD2也升高。

恶性肿瘤可由于肿瘤细胞恶性增长和坏死而引起血清LD升高，如转移到肝脏往往伴有LD4和LD5升高，此外一部分肿瘤，如白血病等常有LD3和LD4的增高。

三、氨基转移酶（ALT，AST）及其同工酶

氨基转移是氨基酸代谢中基本生化反应之一，在机体内存在着多达60种氨基转移酶，丙氨酸基转移酶（ALT）和天冬氨酸氨基转移酶（AST）是其中最重要的两种。 ALT催化下列反应：

AST催化下列反应：

它们都需要磷酸吡哆醛（维生素B4）为辅基，不含磷酸吡哆醛的酶蛋白称为脱辅基酶蛋白，没有催化活性。血清除含有有活性的全酶外，还有部分不含磷酸吡哆醛的酶蛋白，如在测定前，先加入足量磷酸吡哆醛，所测血清转氨酶活性常有明显升高。 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，而一般认为ALT不存在同工酶，我国学者证实在人组织和血清中也存在类似AST的两种同工酶，即细胞质ALT（c-ALT）和线粒体ALT（m-ALT）。

【组织分布】 AST广泛存在于多种器官中，按含量多少顺序为心脏、肝、骨骼肌和肾，还有少量存在于胰腺、脾、肺及红细胞中，肝中AST大部分（70％）存在于肝细胞线粒体中。 ALT也广泛存在于多种器官中，含量最多的不是心脏，而是肝，顺序为肝、肾、心、骨骼肌等，与AST相比，在各器官中含量都比AST少，肝中ALT绝大多数存在于细胞质中，只有少量在线粒体中。

【生理变异】

此二酶生理变异较小，性别、年龄、进食、适度运动对酶活性无明显影响，每天虽有生理性波动，但无统计学意义。

表7-6　ALT和AST在疾病时的变化

疾病 ALT AST AST/ALT

病毒性肝炎

随不同病期和严重程度而异，常明显升高，可达10-100倍正常上, 百拇医药

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