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心肌肌钙蛋白I在诊断急性心肌梗塞中的应用

2021.5.15

急性心肌梗塞(AMI)是临床常见的急性多发病,正确诊断及时救治对挽救濒死心肌,改善预后降低急性期病死率和死亡率具有重要意义。在AMI的生化诊断方面,肌酸激酶(CK)及其同工酶(CK-MB)是目前常用的指标,但是CK-MB并非心脏所特有,在正常人骨骼中也有少量存在。非心脏手术或骨骼肌损伤患者常有CK-MB增高,且CK-MB在AMI发病后4-8小时才开始升高,持续时间又短(48-72小时),因而临床应用受到限制。1987年英国Cummins等首先报告用测定周围血中心肌钙蛋白(CTn)浓度来诊断AMI。近年来研究表明心肌肌钙蛋白(Cardiac Troponin)是心肌特异的调节蛋白,其肌钙蛋白I(cTNI)在AMI时释放入血是心肌损伤的特异性标志物,并具有灵敏度高,在血中出现时间早,诊断窗口时间长等优点。此外CTNT在预测梗塞面积,评价溶栓疗效,AMI预后心功能判定,不稳定心绞痛预后评估等方面也具有重要的临床价值。本文就CTNI在这方面的价值综述如下:
    一.CTNI的基本特性
    心肌肌钙蛋白(Cardiac Troponin CTn)是心肌收缩的调节蛋白,存在于心肌收缩蛋白的细肌丝上。肌钙蛋白的作用之一是把原肌凝蛋白(Tropomyosin.Tm)附着于肌动蛋白(Action.A)上,三者共同组成细肌丝。肌钙蛋白含三个亚单位:肌钙蛋白I(Inhibitory componet,TnI),肌钙蛋白T(Tropomyosin binding componet,TnT),肌钙蛋白C(Calcium binding componet,TnC)。当运动神经冲动到达末梢肌浆内Ca2+释放,TnC与Ca2+结合,使肌钙蛋白分子构型改变,TnI与肌动蛋白和原肌凝蛋白(A-Tm)之间的结合被解除,TNI的抑制作用被取消,原肌凝蛋白(Tm)与TNT结合,Tm的位置随之改变,原来被掩盖的肌动蛋白(A)位点暴露,迅即与构成粗丝的肌球蛋白(myosin)接触,粗细肌丝相对滑动,肌肉收缩。当肌浆中的Ca2+浓度降低时,Ca2+与TnC分离,TnI与肌动蛋白及原肌凝蛋白上的位点结合,将Tm锁于阻断位置,从而阻止肌动蛋白与肌球蛋白结合,于是肌肉舒张。
    肌钙蛋白I(Troponin I TNI)为ATP酶的抑制性亚单位,分别定位于骨骼肌快肌,慢肌和心肌中,其中心肌TnI在基因上有着独特的氨基酸序列,分子量24KD,以两种形式存在于心肌,少量以游离形式存在于细胞胞浆,大部分以结合形式存在于肌原纤维上。心脏损伤早期,心肌细胞未坏死,但细胞膜破坏,游离形式的TnI进入组织间隙,经淋巴回流入血。血清CTnI于6小时升高,其后肌原纤维不断崩解破坏,固定形式的CTnI不断释放,血清水平于18-24小时达高峰,10天后降至正常。    
    二.TNI诊断AMI的敏感性
    1987年Cummins等首先用放射免疫分析(RIA)检查心电图有Q波伴血清酶增高的32例AMI病人,血清CTNI都增高,相当于正常上限的10–20倍,而71例健康对照血清CTNI均低于正常上限,1992年Bodor等多次抽血连续观察显示,AMI病人开始增高在胸痛开始后平均6.8小时,峰值195.9micro;g/l,平均高峰11.2小时,恢复正常平均为99小时。1997年张济南等对61例AMI患者中的未溶栓组CTNI和CKMB动态测定其变化发现:AMI病人发病后3-6时,血清CTNI上升,高峰在18-24h,上升时间及高峰出现与CK-MB相似,峰值为165.6µg/l;为参考值(0-7μg/l)上限的24倍,胸痛后第五天仍高达44.1µg/l,第七天恢复到参考值范围。由此可见,CTNI诊断AMI的敏感性和时间与CKMB接近,但CK-MB在胸痛后3天迅速降至正常,即CTNI在到达高峰后曲线下降不如CB-MB那样陡直,有些病人在梗塞后10天CTNI仍增高,这就为AMI48-72小时后才入院的病人在诊断上提供了有力的依据。
    三.CTNI诊断AMI的特异性
    心肌肌钙蛋白I(CTNI)仅存在于心房肌和心室肌、其多肽N端较骨骼肌TNI多26个氨基酸,两者氨基酸序列的差异达40%。因而抗原性不同。Adams报道215例无AMI的病人,其中骨骼肌损伤病人,慢性心肌病病人,和马拉松运动员中分别有59%,90%,78%出现CK-MB升高。159例须透析的肾衰病人中3.8%CB-MB增高。全组中仅有6例能测出TNT阳性,其中4例超声心动描记示局限性室壁活动异常,1例面肱肌营养不良(Duchene 肌营养不良),另一例慢性肾衰病人出现新Q波。张济南等检测72例正常人,49例室上速射频消融术前,28例陈旧性心肌梗塞(OMI)患者无1例TNI高过上限。由此可见CTNI诊断心肌梗塞的特异性极佳。
    四.CTNI与其它生化指标的比较
    50年代,医学上的一大进展就是动态测定酶活性的变化来诊断急性心肌梗塞。至今国内各试验室仍将激酸肌酶(CK)及其同工酶(CK-MB),乳酸脱氢酶(LDH),天冬氨酸转移酶(AST)和a-羟丁酸脱氢酶(HBDH)作为以诊断AMI为目的心肌酶谱。其中以尤以CK和LDH及其同工酶CK-MB最有临床意义。文献上曾以系列测定CK-MB作为发病24小时内诊断AMI的金标准。但上述酶的测定存在着不足如:诊断特异性差,早期诊断灵敏性不高,诊断窗口时间较短。因此国内外都在寻找更加敏感和特异的标志物。目前的研究多集中在心肌固有蛋白上,主要有肌钙蛋白,肌红蛋白(myoglobin),肌球蛋白轻链(MLC)等,其中研究较多并得到广泛肯定的是肌钙蛋白复合物。肌钙蛋白与其它生化指标的比较见下表 : 
    
     项目         正常值     开始升高时间(h) 升高倍数  高峰时间(h) 恢复正常时间
    CK-MB (act)   5%           4-6         5-15      20          2-3d
    CK            <170u/l        4-8         5-8       24          2-3d
    LDH          <160u/l          8-10        2-4     48-72         7-12d
    TNI         <0.5&micro;g/l   3-6         20-50   18-24         5-7d
    Mb          <100&micro;g/l   0.5-1       5-20    5-12          16-36h
    
    根据测定原理CK-MB可分为测酶活性和测酶质量两大类方法。国内普遍使用测酶活性方法,分为电泳法和免疫抑制法。但两种方法都有不足:电泳法特点是准确可靠,但灵敏度差,操作时间较长,不能及时报告。免疫抑制法简单迅速,但特异性差,只能作为过筛试验。80年代初国外建立了多种测酶质量(CK-MBmass)的方法,其原理是利用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。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。Deeson 以CK -MB≥10&micro;g/l以及CK –MB指数≥3.0(g/UCK*100)为AMI诊断标准对150例患者进行测试,敏感性为100%,特异性为97%,阳性预测值为87%,阴性预测值为100%。1995年Robbert等对309例胸痛病人检测CTNT,CK-MBmass,Mb,CKMBact发现胸痛后7小时CK-MBact的敏感性,特异性和阴性预测值分别为83%,98%,87%,而CK-MBmass的敏感性,特异性,阴性预计值分别为95%,94%,95%。 肌红蛋白3-6 小时阴性预计值明显高于CK-MBmass,TNT,CKMBact。可见单克隆抗体法测定CK-MB质量可显著提高其敏感性和特异性。但CK–MB单克隆抗体方法临床应用尚不广泛,其价值还有待进一步观察。
    肌红蛋白是心肌细胞中含亚铁的蛋白质,分子量17.5KD,可在心肌细胞死亡后1小时释放入血,较GOT,CK,CK-MB升高早是AMI早期诊断的最灵敏指标之一。但Mb消失甚快,24小时后检出率低,且心肌与骨骼肌Mb相同,在骨骼肌损伤病人Mb也增高,马拉松运动员比赛后肌红蛋白可显著增高,达到AMI诊断标准。
    综上所述,CTNI因具有上述优点而成为目前诊断AMI最敏感和特异的指标之一。随着检测技术的改进,检测项目的开展。通过我国学者的不断努力,必能使AMI的诊断向前迈进一步.

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