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编号:10243383
心脏标志物研究与应用进展
http://www.100md.com 《宁夏医学杂志》 2000年第11期
     作者:滕万钟

    单位:滕万钟(宁夏自治区人民医院,宁夏 银川 750021)

    关键词:

    宁夏医学杂志001101 文章编号:1001-5949(2000)11-0643-03

    心脏标志物(Cardiac marker,CM)在常规监护中的应用正处于一场革命之中。患者安全,国家财政和治疗需要驱动着包括急性心梗(AMI)和不稳定型心绞痛(unstable angina,UA)在内的急性冠脉综合征(acute coroary syndromes,ACS)诊断技术的快速发展。从安全而言,WHO在4大洲21个国家的MONICA方案研究结果已表明35~64岁人群中冠心病、AMI等冠脉事件28天的病例死亡率(case-fatality rates)平均高达48%(男)和54%(女)。关于AMI的诊断,WHO要求典型的胸痛史、明确的心电图改变和心肌酶升高等三项中至少具备两项。而ACS是一种不断演进的病理生理过程,AMI病史症状可不典型,不少患者为无痛性梗塞。ECG虽仍是评价胸痛患者最有用而价廉的方法。,但大量数据表明AMI患者中有急性心肌损伤之ECG证据者不到50%。而传统的心肌酶实际上没有组织特异性。就财政而言,许多国家医疗保健费用所占国内生产总值的比例不断增长,美国已高达13.5%,每年仅AMI误诊医疗诉讼赔付过100亿美元。从治疗讲,临床医师面对抗凝、溶栓、血管成形等多种选择,治疗的成败依赖于正确的诊断和启动治疗的时间。在上述因素推动下,90年代爆发了CM研究高潮。继1998年两次CM专题国标会议,经百名临床生化、心脏、急诊专家讨论修订之后,1999年7月美国临床生化学会(NACB)正式发表了“冠脉疾病使用心脏标志物的建议书”,使CM研究与应用成为当前医学领域中更加引人关注的方向。
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    1 研究方向及检测项目的转变

    1.1 自1954年Karmen发现AMI患者血清GOT升高,1966年证明肌酸激酶同功酶MB(CK-MB)有心肌特异性,WHO又将血清酶变化列为AMI诊断标准之一后,数十年来CM研究与应用几乎全部集中于血清酶类。CK—MB成为诊断AMI金标准。

    1.2 1991年Katus等人报告心肌钙蛋白(Cardiac troponin,cTn)对AMI的诊断性能后,CM研究方向及检验项目发生了戏剧性改变。据Valdes Jr检索Medline统计表明1983~1993年有关CM文献总量,每年均在百篇左右,1993年为110篇,1997年就增至290篇,增幅最大者为cTn,高达141篇,反映了研究方向从血清酶到结构蛋白的转变。

    1.3 Valdes Jr引用美国室间质评(proficiency testing,PT)调查数据表明,1992~1998年使用CK和LDH同功酶的实验室数量从937锐减至385。1995~1998年使用CK-MB之实验室稳定在2500家左右。而cTn仅一年时间(1997~1998年)在无财政补偿的情况下就从640个骤增至1884个实验室,反映了CM检验项目的重大改变。
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    1.4 由于高度灵敏特异的cTn检测的出现和酶类CM缺乏组织特异性的固有缺陷,许多作者认为AST、LDH其同功酶,HBDH甚至CK-MB活性法均已陈旧过时,不应作为CM使用或应立即停用,NACB将此列入建议书,并呼吁WHO修改其AMI诊断标准。

    2 理想的心标所应具备的特征

    理想的心标必须允许建立检测平台(assay plaform,即高度灵敏特异并在临床有用的时间框架内提供检验结果。为此Adams提出了如下一些特征:以高浓度存在于心脏,便于检出;不存在于其他组织以保证特异性;心肌损伤后快速释放以利早期诊断;血浆内持续存在足够的时间使之能够检测;允许建立准确快速的检测方法;允许建立灵敏的测试方法。与之对照,传统的酶类检验缺陷甚多,而cTn除快速释放略有不足外,余皆符合要求。

    3 NACB推荐的CM

    NACB提出了早期与晚期标志物的概念,实际上只推荐肌红蛋白(Mb)和心肌钙蛋白两种CM;充分评价了CK—MB的功用,但最终仍建议以cTn取代CK—MB。
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    3.1 早期和晚期CM:鉴于目前尚无完全符合要求的CM,NACB推荐AMI常规诊断应同时使用早期和晚期(决定性)两种CM。早期CM定义为症状发作后6小时内血中浓度确实增高的标志物。CK—MB亚型(isoform或 subforms)和cTn均被论及,考虑到早期出现和方便易行,NACB认为肌红蛋白(Mb)是当前最有效的早期CM。晚期CM定义为症状发作后6~9小时血中浓度升高,保持异常水平数日,并对心肌损伤高度灵敏、特异的决定性标志物。NACB认为就AMI决定性诊断而言cTnT和cTnI是当前最好的标志物。两种标志物应在入院时及其后2~4、6~9及12~24小时分别采样送检,并自采血后1小时内回报结果,12~24小时是否采样可自选酌定。

    3.2 肌红蛋白(Mb)这是一个早有评价,近年重新强调的老的CM,分子量18000,生物学变异<5.6%,因心肌、骨骼肌含量均丰富而无心肌特异性。但因分子量小且位于胞浆,AMI期间快速释放,症状发作后1小时血中即见升高,2小时内达正常上限2倍,4小时内达到峰值,6~12小时回到基线。因其升高先于CK—MB和cTn,在发病最初3~4小时适于作为诊断心肌坏死的早期标志物。其阴性预报值(negative predictive value,PV-)极高,住院2小时内PV-近100%,若发病4小时未见升高,AMI可能极低。若为阳性,应以其后释放之特异性标志物CK—MB或cTn加以证实以防误诊。碳酸酐酶Ⅲ对骨骼肌有高度特异性,若与Mb同测,两者均高则提示增高的Mb源自骨骼肌,若仅Mb高则可佐证其升高源自心肌,从而有助于Mb诊断之准确性。一些作者认为Mb与cTn联用效果最好。
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    3.3 肌酸激酶同功酶MB(CK-MB)CK同功酶之一,由M和B两个亚基构成,分子量87000,生物学变异9.3%,位于胞浆,骨骼肌心肌均有存在,心肌特异性欠佳。心梗后6小时可升高至正常上限之两倍,24小时达峰值,36小时降至基线。AMI发病早期测定CK-MB灵敏度仅50%。心脏急诊室计划(Heart Emergency Room Program)证明有急性冠脉缺血症状而ECG为非诊断性之患者,在发病及其后3、6、9小时连续测定CK-MB(质量法),灵敏度100%,PV-100%。新近的研究表明,就诊后6小时内之诊断灵敏度和特异性分别为77.5%和91%。一组327例(含AMI 62例)序贯入院患者中,CK-MB在峰值浓度时对AMI的诊断灵敏度为88.2%,特异性为93.2%。CK-MB自1996年证明其心肌特异性后,直到90年代初一直被作为诊断AMI的金标准。NACB也认为可有一个CK-MB与cTn共存的过渡期。但最新文献中涉及的一些问题不宜忽视。

    3.3.1 心肌含量及其特异性:近年大量研究结论与早期观点不同。现已证明人正常心肌CK-MB含量不到总CK的2%,仅在AMI时其含量才增至总CK的10%~30%。而人骨骼肌损伤或运动也可使其CK-MB大量增加。Apple曾分析马拉松运动员腓肠肌CK-MB含量,非运动员对照 CK-MB不到总CK的1%,运动员训练前为5.3%,训练后为10.5%。临床研究也发现可卡因诱发之胸痛,骨骼肌疾病、创伤以及急性肾衰,血清CK-MB均可增高。因此,CK-MB对心肌不是完全具有特异性的,其值增高时应慎重评价。
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    3.3.2 测定方法:大体分为活性、质量、异构型三类方法。测定异构型最有效的方法是高压电泳,即使在美国使用者也不到1%,质量法是使用单克隆抗体的免疫检测法,以μg/L报告,美国实验室和近年文献均用此法。活性法重复性欠佳,国外多已弃用。而当前国内应用甚广的心肌酶谱中唯一未被建议停用的项目—CK-MB,使用的正是国外停用的活性法之一,用IU/L报告的免疫抑制法。AMI时CK-MB异构型变化出现之早和Mb相同而特异性则优于Mb。随着方法学的进步,使用异构型作早期CM可能增多。

    3.4 心肌钙蛋白(cardicac troponin,cTn):1991年Katus报告用以诊断AMI后很快广泛流行,经众多学者临床及实验室评价,近由NACB推荐用以取代CK-MB的新的CM。

    3.4.1 肌钙蛋白组成、功能及分类:肌钙蛋白是由三个不同的结构蛋白TnT、TnI、TnC组成的复合物,定位于条纹肌细肌丝(filament),调节肌肉收缩。T、I、C各由不同的基因编码,在不同肌组织表达。并分别称为骨骼肌肌钙蛋白(sTn)和心肌钙蛋白(cTn)。骨骼肌和心肌之TnC完全相同。但cTnT与sTnT,cTnI与sTnI氨基酸序列差异很大,因此可用单克隆抗体识别、区分和检测。
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    3.4.2 cTn之特异性、灵敏度及释放特征:cTn只在心肌表达。研究证明Duchenne肌营养不良、多发性肌炎、终末期肾衰和马拉松运动员骨骼肌,成人或胎儿骨骼肌以及不同再生阶段动物骨骼肌,既未检出cTnI也未检出cTnI之mRNA.因此,cTnI对心肌具有完全特异性。cTnT通常只在心肌表达,但在疾病骨骼肌中曾检出其1~4种亚型。现已证实第二代cTnT试剂所用单抗与骨骼肌再表达之cTnT亚型无交叉反应,因而也具有心肌特异性。心肌中cTnT含量约10mg/g高于CK-MB(0.6~2.6mg/g),AMI时血清CK-MB不超过正常上限10倍而cTnT可超过100倍。cTnT和cTnI最低检出限量分别为0.0011μg/l和3pg/ml。Apple新近证明cTnI在ROC曲线下面积高达0.97,明显优于Mb及CK-MB(P<0.05)。心肌细胞内之cTn分隔在结构区和胞液区,前者约占95%,后者仅3%~7%。AMI发作3~4小时cTn即见升高,源自胞液区的快速释出,有利于早期诊断。其后的增高源自结构区cTn的水解和释放,可持续4~10日或更久;有利于Ⅰ型糖尿病或老年患者痛觉反应迟钝,而延迟就医的AMI患者的诊断。AMI时CK-MB合成增加,心肌含量增多,cTn则与之相反,AMI时cTn不断释放入血,没有基因再表达予以补充,其心肌含量可下降38%~50%,漏出的cTn就代表损伤的心肌。
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    3.4.3 NACB建议的CM:用健康人群和相关患者人群分别建立低、高两个界值。高值用以诊断AMI,低值用以诊断心肌损伤。Falahati在一项前瞻性研究中证实cTnI对AMI的诊断灵敏度100%,特异性96.3%,阴性预报值准确性100%。若连续两次阴性其中一次是发病6小时后测定,则提示患者可安全离去。cTn尚可检出部分充血性心衰、心肌炎患者之心肌损伤。ACS危险分层:近年许多临床研究表明cTn升高和ACS急性住院期及1~6月随访期中心脏事件(AMI或死亡)的增多高度相关。例如,CAPTUR研究组在890例顽固性UA患者中检出cTnT升高者275例(30.9%),其6个月累积心脏事件率23.9%显著高于cTnT正常之UA患者(事件率7.5%),P<0.001。而且血中cTn浓度越高,未来危险就越大。

    指导治疗:FRISC研究组以低分子量肝素delteparin治疗UA之结果表明主要是cTnT升高者受益。CAPTUR研究证实UA患者PTCA术前至术后1小时给以抗血小板GPⅡb/Ⅲa之单抗制剂abciximab,仅cTnT升高之患者受益。这些都提示cTn升高者比正常者需要更积极的抗凝/抗血栓治疗。
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    4 未来方向

    4.1 早期标志物:NACB认识到Mb及CK-MB异构型的缺点,鼓励继续探索对心肌坏死更特异的早期标志物。

    4.2 cTnI标准化:cTnI检测系统品牌较多,各品牌批内间变异均好。但因血中cTnI既以游离形式存在,也以IC或TIC复合物存在,生产厂家自备单抗所针对之cTnI各不相同。从而导致同一标本不同检测系统间cTnI检测极待标准化。同时也提示使用cTnI之医疗机构应固定使用某一品牌以保证本单位cTnI值之纵向可比性。

    4.3 决定性界值NACB推荐cTn建立两个决定性界值。低界值由表观健康人群97.5%(单侧)上限为参考值上限,用以确立最早出现的真正的心肌损伤。高界值用AMI及相关患者群经ROC曲线分析选定,过此值即说明心肌损伤程度符合WHO诊断AMI的标准。NACB指出制造商目前标示的AMI的cutoff值并未经标准的ROC曲线严格评定。Wu引用厂商上报FDA的正常人cTnT现场试验数据也取自20人的小样本。而符合要求的cTn两个界值可能有待今后的探讨。

    (收稿:2000-04-26), 百拇医药