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心肌損傷生化標(biāo)志物的研究進(jìn)展
心肌損傷生化標(biāo)志物的研究進(jìn)展發(fā)布時(shí)間: 2003-8-23 作者:楊振華
選擇能早期診斷缺血性心肌損傷的生化標(biāo)志物是檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)的一項(xiàng)重要工作,這是因?yàn)椴簧傺芯慷贾赋鋈芩ㄖ委煹寞熜Ш瓦M(jìn)行治療時(shí)間的早晚密切相關(guān)。Rawles[1]曾估計(jì)每延遲治療1 h有可能增加30 d死亡率21‰。但另一方面溶栓治療有一定危險(xiǎn)性,可引起腦出血等嚴(yán)重合并癥,只憑經(jīng)驗(yàn)或臨床征狀就冒然進(jìn)行溶栓治療顯然也是不恰當(dāng)?shù)。美?guó)心臟學(xué)會(huì)在其提出的"急性心肌梗死(AMI)患者治療導(dǎo)則"[2]中認(rèn)為只有當(dāng)急性心肌梗死患者心電圖出現(xiàn)ST段上升時(shí),才考慮給以溶栓治療,這種提法似乎保守一些,有可能漏掉一些征狀不典型但卻應(yīng)該進(jìn)行溶栓治療的患者。所以如果檢驗(yàn)工作者能夠找出一些更有效的心肌損傷早期生化標(biāo)志物,無(wú)疑會(huì)給臨床以莫大的幫助。
在以往尋找心肌損傷生化標(biāo)志物的工作中,往往集中在尋找由于心肌壞死后,釋放出來(lái)的心臟特異的酶或蛋白質(zhì)。心肌胞質(zhì)中的小分子蛋白比結(jié)構(gòu)蛋白更容易進(jìn)入血循環(huán),F(xiàn)已證實(shí)肌紅蛋白(相對(duì)分子質(zhì)量17 000)以及CK-MB亞型,即MB1/MB2比值是目前公認(rèn)的2個(gè)早期生化標(biāo)志物。但是壞死病變不是患病后立刻出現(xiàn)的,在壞死出現(xiàn)前先經(jīng)過(guò)一個(gè)可逆的缺氧階段。所以如果只注意檢查壞死損傷所釋放的物質(zhì),很難在發(fā)病后短時(shí)間內(nèi)查出心肌損傷病變。
近年來(lái)對(duì)于急性缺血性心臟病的病理生理有了更多的了解,不僅認(rèn)識(shí)到穩(wěn)定性心絞痛的發(fā)生和動(dòng)脈壁的粥樣斑塊形成有關(guān),還認(rèn)識(shí)到斑塊破裂是病變發(fā)展的基本因素。Fuster等[3]認(rèn)為,冠狀動(dòng)脈心臟病的發(fā)展有2個(gè)階段,第一階段是動(dòng)脈粥樣斑塊的形成,此斑塊表面有一完整的纖維帽,上面覆蓋一層內(nèi)皮細(xì)胞,此時(shí)患者往往無(wú)征狀或在勞動(dòng)缺氧時(shí)出現(xiàn)心絞痛。第二階段則是由于斑塊破裂引起一系列病變:如內(nèi)皮細(xì)胞功能下降;脂質(zhì)進(jìn)入血管壁;出現(xiàn)炎癥病變,單核細(xì)胞轉(zhuǎn)化為活化的巨噬細(xì)胞;低密度脂蛋白被氧化形成氧化低密度脂蛋白;產(chǎn)生生長(zhǎng)因子,反過(guò)來(lái)?yè)p傷內(nèi)皮細(xì)胞,釋放多種血栓形成因子,如:vW因子、V因子等。所有這些因素,再加上血小板活化,極可能形成冠狀動(dòng)脈血栓。血栓的形成是多種作用如血液流體力學(xué)、血管壁各種因子成份、血小板活化、血凝和纖溶系統(tǒng)等相互影響、平衡的結(jié)果。
一旦血栓形成,冠狀動(dòng)脈血流受限可能引起心肌缺血,出現(xiàn)不穩(wěn)定心絞痛,病情進(jìn)一步發(fā)展或者直接出現(xiàn)急性心肌梗死。一般認(rèn)為Q波心梗往往與冠狀動(dòng)脈完全阻塞有關(guān),無(wú)Q波心肌梗死的冠狀動(dòng)脈常出現(xiàn)血管不完全栓塞。
根據(jù)上述理論,Wu等[4]提出一些可能成為冠狀動(dòng)脈心臟病早期病變的標(biāo)志物。見(jiàn)表1。表1中大部分標(biāo)志物都出現(xiàn)在目前公認(rèn)的心肌壞死標(biāo)志物之前。表中標(biāo)志物有一部分可能成為冠心病的早期診斷指標(biāo)。但缺點(diǎn)也是明顯的,因?yàn)樗鼈兇蠖鄶?shù)只表示存在炎癥或血栓等病理變化,并不意味一定存在心肌壞死。同時(shí)這些指標(biāo)很難鑒別診斷不穩(wěn)定心絞痛和急性心肌梗死。但無(wú)論如何這些指標(biāo)變化對(duì)于冠心病的治療是很有價(jià)值的,臨床醫(yī)師可以針對(duì)患者的這些病變,采取及時(shí)的對(duì)癥治療,防止病變的進(jìn)一步發(fā)展。下面對(duì)表1列舉的標(biāo)志物作一介紹。
表1可能成為心肌損傷的早期標(biāo)志物
標(biāo)志物 病理生理和/ 或生化作用 相對(duì)分子質(zhì)量 臨床用途
C反應(yīng)蛋白(CRP) 急性相蛋白 115 000- 140 000 感染標(biāo)志物
血栓前體 蛋白(TpP) 促使形成不溶性纖維蛋白的蛋白質(zhì) >300 000 早期檢查栓塞形成
P-選擇素 活化血小板 140 000 檢查血小板聚集
糖原磷酸 化酶BB 缺血引起糖原 分解 188 000 缺血早期標(biāo)志物
脂肪酸結(jié)合蛋白 攜帶脂肪酸的 蛋白 15 000 排除AMI
α-肌動(dòng)蛋白 和肌肉收縮 有關(guān) 43 000 心肌損傷
腦型鈉尿激素 鈉利尿激素 4 000, 10 000 左心功能衰竭 敏感指標(biāo)
一、感染標(biāo)志物
一些作者認(rèn)為,感染在冠心病的發(fā)生發(fā)展中起著重要的作用。在動(dòng)脈粥樣斑塊組織中能見(jiàn)到單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞的浸潤(rùn),在不穩(wěn)定心絞痛患者的斑塊中此種病變比穩(wěn)定性心絞痛更為明顯,在斑塊破裂處特別在肩角區(qū)吞噬細(xì)胞更多。吞噬細(xì)胞能產(chǎn)生金屬蛋白酶,分解粥樣斑 塊纖維帽中的成份,使纖維蓋變薄變?nèi)酰滓鸢邏K的破裂。檢查血清中的感染指標(biāo)如急性反應(yīng)相蛋白有助于早期查出冠狀動(dòng)脈疾病(CAD)的病變發(fā)展,有助于臨床醫(yī)生采取相應(yīng)的治療措施。目前測(cè)定較多的有C反應(yīng)蛋白(CRP)[5],多用免疫比濁法,其參考值為68~8 200 μg/L,發(fā)現(xiàn)AMI患者血清中CRP升高,其升高程度和梗死面積大小相關(guān)[5]。不穩(wěn)定性心絞痛患者的陽(yáng)性率高低和患者并發(fā)癥和猝死率相關(guān)[6]。除CRP急性反應(yīng)相蛋白外,還有纖維蛋白原在AMI也升高,最近甚至有人將纖維蛋白原看成如同膽固醇一樣的冠心病危險(xiǎn)因子。感染標(biāo)志物的最大缺點(diǎn)是特異性較差,它們的升高還見(jiàn)于其它感染,損傷和腫瘤等多種病變。
二、血栓形成標(biāo)志物
1.血栓前體蛋白(TpP):AMI的主要病理變化是血栓形成,如果在CAD患者血中查出形成栓塞的各種因子活動(dòng)度增高,無(wú)疑有助于CAD的診斷和治療。反之如果沒(méi)有任何變化能說(shuō)明患者存在著活躍的血栓病變,則幾乎可以排除AMI的診斷。血栓前體蛋白(TpP)是血凝過(guò)程中一個(gè)重要產(chǎn)物,血栓形成時(shí)不可避免會(huì)升高。初步對(duì)21例發(fā)病6 h內(nèi)的AMI患者進(jìn)行測(cè)定[7],TpP都出現(xiàn)升高,而不少例CK-MB還在正常范圍。用肝素治療后TpP明顯下降,停止治療后TpP又升高。TpP測(cè)定的缺點(diǎn)是特異性較差,除AMI外還見(jiàn)于其它栓塞疾病如深部靜脈栓塞、肺梗死和腦血管意外等。
2.p-選擇素(P-selectin):血小板聚集在血栓形成中起重要作用,在激動(dòng)劑如二磷酸腺苷、凝血酶或花生四烯酸等作用下,促使血小板附著在血管壁,隨后通過(guò)血小板膜糖元Ⅱb/Ⅲa受體和纖維蛋白元結(jié)合,促使血小板相互聚集。在這一過(guò)程中有一種物質(zhì)即GMP-140或者P-選擇素,它來(lái)自血小板的α顆粒和內(nèi)皮細(xì)胞中的W-P體。其作用為活化血小板和白細(xì)胞粘附,促進(jìn)血栓的固化。因此選擇素被分泌入血可看成血小板被活化,是存在血栓病變的一個(gè)較好指標(biāo)。
目前有關(guān)選擇素診斷AMI文章不多。有作者報(bào)道[8],不穩(wěn)定性心絞痛患者在發(fā)病1 h后,血中就有選擇素升高。而穩(wěn)定性心絞痛變化不大。測(cè)定選擇素的臨床價(jià)值在于可了解患者血小板在疾病病理過(guò)程中的作用,特別在考慮是否選用抗血小板藥物治療時(shí)以及判斷這些治療的療效時(shí)。P-選擇素的測(cè)定價(jià)值更大。
三、心肌缺血指標(biāo)
冠狀動(dòng)脈血栓形成將引起相應(yīng)組織的缺氧和損傷。在開(kāi)始階段此損傷是可逆的,如出現(xiàn)再灌注,損傷組織可以恢復(fù)正常,但如無(wú)再灌注,組織產(chǎn)生不可逆損傷,大分子的酶和蛋白質(zhì)釋放入血。這可逆階段長(zhǎng)短隨個(gè)體而異,一般認(rèn)為在出現(xiàn)癥狀后1~3 h。所以如能早期查出缺血指標(biāo),無(wú)疑將給臨床以很大的幫助。
四、 糖原磷酸化酶BB(GP-BB)
GP是一個(gè)二聚體酶,有3種同工酶:GP-BB在心和腦;GP-MM在骨骼。籊P-LL在肝,F(xiàn)在已有只測(cè)定GP-BB的免疫學(xué)試劑盒。
從初步結(jié)果看,GP-BB早期診斷的優(yōu)點(diǎn)很明顯。一組48例不穩(wěn)定心絞痛患者有ST段和/或T波變化的18例中[9],GP-BB、肌紅蛋白、cTnT和CK-MB陽(yáng)性率分別為88%、11%、17%和28%。另一篇文章[10]對(duì)22例AMI患者,檢查發(fā)病2~4 h各項(xiàng)檢查的陽(yáng)性率。也是GP-BB最高,達(dá)到83%、肌紅蛋白,總CK和CK-MB小于此值,分別為58%、25%和67%。
GB-BB的早期變化,顯然很難用壞死來(lái)解釋,因其相對(duì)分子質(zhì)量很大,為188 000,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于肌鈣蛋白和CK-MB。用心肌缺氧來(lái)說(shuō)明可能更為合理。心肌缺氧時(shí)抑制線粒體中ATP的生成,從而引起一系列代償反應(yīng),其中之一就是GP分解糖元,生成葡萄糖進(jìn)行無(wú)氧糖酵解。正常時(shí)GP-BB和糖原形成復(fù)合物附著于內(nèi)質(zhì)網(wǎng),缺氧時(shí)GP從b型轉(zhuǎn)化為a型同時(shí)生成葡萄糖-1-磷酸。GP和糖原分離后,進(jìn)入細(xì)胞漿。當(dāng)細(xì)胞膜因缺氧增高滲透性時(shí),GP-BB極易進(jìn)入血中,這是因?yàn)樾募『脱蠫P濃度相差很大,所以GP-BB不僅血中濃度升高較早,靈敏度也較高。
五、脂肪酸結(jié)合蛋白(FABP)
是一組至少由6種不同相對(duì)分子質(zhì)量組成的蛋白質(zhì)(14 000~15 000)。存在不同臟器中,心臟中的FABP和肝、小腸中的有明顯區(qū)別。它是長(zhǎng)鏈脂肪酸的載體,在脂酸酸代謝中起作用,而心臟中的脂肪酸在能量代謝中起重要作用,心肌缺氧時(shí)FABP在血中升高,特別由于其分子量小和心肌中含量很高(0.46 mg/g濕重)AMI早期就可查到其升高。有學(xué)者[11]在10例AMI患者中發(fā)現(xiàn)所有早期標(biāo)本(發(fā)病1.5~4 h)FABP都升高而CK-MB仍在正常范圍。另一研究[12]也發(fā)現(xiàn)在發(fā)病早期階段(0~3 h)FABP和CK-MB的臨床靈敏度分別為91.4%和20%,FABP顯著高于CK-MB。
六、壞死標(biāo)志物
在拙作"生化標(biāo)志物在缺血性心臟病診斷中的臨床價(jià)值"一文中對(duì)壞死標(biāo)志物已有了較詳細(xì)的介紹,特別是肌鈣蛋白T和I,此不再敘述。最近人們對(duì)α-肌動(dòng)蛋白給予一定的注意。 α-肌動(dòng)蛋白是細(xì)絲的結(jié)構(gòu)蛋白,相對(duì)分子質(zhì)量43 000。其特點(diǎn)為含量很高,占細(xì)胞蛋白庫(kù)的20%,高出肌鈣蛋白和肌球蛋白7倍。所以如果能建立特異性和靈敏度很高的方法。有希望能查出微小的心肌損傷。初步的應(yīng)用顯示有一定的前景,在29例不穩(wěn)定心絞痛患者中有 19例血中α-肌動(dòng)蛋白升高。 70例AMI患者[13]陽(yáng)性率為95%。但可惜同時(shí)未查肌鈣蛋白和 CK-MB,無(wú)法確切判斷其實(shí)用價(jià)值。
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