第十二章 心血管系统疾病的生物化学检验

KEY POINTS The regulation of cardiovascular system function and the characters of cardiac blood supply. The evaluation and comparison of risk factors of atherosclerosis and coronary heart disease. The origin and dynamic change characters of myocardial injury markers in blood. Clinical significance of myocardial injury markers, the early and determinant markers of myocardium injury, and the guideline of clinical application for myocardial injury makers. The laboratory investigation of cardiac insufficiency.

Major Objectives 了解心血管系统结构、功能调节及血液供应特点,高血压的相关生物化学检验,心功能不全的主要病理生物化学改变 。 熟悉动脉粥样硬化主要病理机制、冠心病的分型、急性冠脉综合征的定义，致动脉粥样硬化的主要危险因子。 掌握超敏C反应蛋白检测的原理及临床意义,心肌损伤标志物的检测原理、方法、临床意义、评价及应用原则 , B钠尿肽的生物学特性、相关生物化学检验及临床意义。

Major Objectives 重点致动脉粥样硬化的主要危险因子的生物化学检验、心肌损伤标志物的生物化学检验及临床应用、心功能不全的有关生物化学检验及临床意义。 难点心肌损伤标志物的生物化学检验、评价及临床应用。

Brief Contents 第一节 心血管系统的结构和功能 第二节 动脉粥样硬化及冠心病 第三节 心肌损伤及再灌注的生物化学检验 第三节 心肌损伤及再灌注的生物化学检验 第四节 高血压的相关生物化学检验 第五节 心功能不全的生物化学检验

第一节 心血管系统的结构和功能 一、心脏的结构和功能及血液供应 （一） 心脏的超微结构 心外膜 粗肌丝 心肌—肌原纤维(myofibril) 心外膜 粗肌丝 心肌—肌原纤维(myofibril) 心内膜 细肌丝 （二）心肌收缩的分子机制 Ca2+触发的心肌兴奋-收缩耦联(excitation-contraction coupling)

（三） 心脏的血液供应 心肌血液供应特点： 1. 血液灌注主要在舒张期。受心腔内压的挤压作用，心内膜下区域心肌易发生缺血、梗死。 2. 为满足心肌持续做功需要，血流量大。安静状态下，质量仅占体重0.5%的心脏血流量占心输出量的5%，而运动时可增加到4倍。 3. 动-静脉血氧含量差大(动脉血中的氧约70%被摄取) ，故心肌需氧增加时，只能通过增加血流量满足。 4. 血流量主要受局部代谢产物调节。

二、血管系统的结构与功能 血管系统是动脉、毛细血管和静脉组成的管网。 血管内皮细胞可分泌多种舒、缩血管活性物质,调节血管舒缩。 三、心血管系统功能的调控 （一）神经调节 通过各种心血管反射进行，神经反射性调节敏感而迅速。

（二）体液调节 1. 肾素-血管紧张素-醛固酮系统。 2. 肾上腺髓质分泌肾上腺素、去甲肾上腺素和肾上腺髓质素。 3 （二）体液调节 1. 肾素-血管紧张素-醛固酮系统。 2. 肾上腺髓质分泌肾上腺素、去甲肾上腺素和肾上腺髓质素。 3. 心肌和血管内皮细胞可分泌多种舒血管活性物质和缩血管活性物质，垂体分泌血管加压素,亦参与心血管功能调节。 体液调节具有持久和多样性特点。

第二节 动脉粥样硬化及冠心病 动脉粥样硬化(atherosclerosis, AS) 一、AS的病理机制 是多因素综合作用的复杂过程 。 第二节 动脉粥样硬化及冠心病 动脉粥样硬化(atherosclerosis, AS) 一、AS的病理机制 是多因素综合作用的复杂过程 。 内皮细胞损伤和单核-巨噬细胞浸润及平滑 肌细胞转移 脂质的作用 血液凝集系统的激活及血栓形成

二、冠心病及其他心血管事件 冠状动脉性心脏病(coronary artery heart disease, CHD)简称冠心病：各种原因致冠状动脉狭窄，供血不足而引起的心肌功能障碍和/或器质性病变 。 95%以上CHD由冠状动脉粥样硬化引起，故常将CHD与冠状动脉粥样硬化性心脏病(coronary atherosclerotic heart disease)混用。

冠心病传统分为心绞痛和心肌梗死两种临床类型。 （一）心绞痛 (angina pectoris) 冠状动脉绝对或相对供血不足，心肌急剧而短暂的缺血（氧）所致的临床综合征。 稳定型心绞痛(stable angina pectoris，SAP) 变异型心绞痛(variant angina pectoris，VAP) 不稳定型心绞痛(unstable angina pectoris， UAP)

(二)急性心肌梗死 (acute myocardial infarction,AMI) 某支冠状动脉闭塞，血液供应中断，其供血区域心肌因持久性缺血而发生的局部坏死。 透壁性AMI ，又称Q波心肌梗死(Q-wave myocardial infarction，QMI) 或ST段抬高心肌梗死(ST segment elevation myocardial infarction, STEMI) 灶性心肌梗死 心内膜下心肌梗死 后两类AMI常无的典型心电图改变，统称非Q波心肌梗死（non-Q wave myocardial infarction，NQMI）。

（三）急性冠脉综合征 急性冠脉综合征(acute coronary syndrome，ACS) ：UAP和AMI统称。 1. 急性冠脉综合征的传统分型 ：根据有无AMI特征性Q波分为：不稳定型心绞痛（UAP）型、非Q 波心肌梗死(NQMI)型和Q波心肌梗死(QMI)型3类。

2. 急性冠脉综合征的新分型 根据心电图有无ST段抬高，ACS分为： ① ST段抬高ACS，包括QMI及部分NQMI。 ②非ST段抬高ACS，包括UAP及非ST段抬高心肌梗死（non-ST segment elevation myocardial infarction, NSTEMI）。 再根据心肌特异性标志物心肌肌钙蛋白T(cTnT)或I亚单位(cTnI)有无升高，将UAP分为cTnT(cTnI)升高性和不升高性两类，并将前者命名为微小心肌损伤(minor myocardial injury, MMI)。

三、动脉粥样硬化及冠心病的危险因素 (一)危险因素 (risk factor) ：与某种疾病发生、发展有关的体内、行为和环境因素。 　　相对危险度(relative risk, RR)：暴露于该危险因素者与未暴露或低于危险水平者发病概率的比值。RR>1才有意义，越大则预测价值越高。

(二) 动脉粥样硬化及冠心病的危险因素 国际动脉粥样硬化学会(International Atherosclerosis Society, IAS))新近制定的“预防动脉粥样硬化性心血管疾病综合指南”中，将AS危险因素进行了以下分类:

分 类 主 要 危 险 因 素 主要独立危险因素 吸烟、糖尿病、高血压、高LDL-C、低HDL-C、有成年前发生AS家族史、年龄 潜在的危险因素 致AS饮食、超重/肥胖、缺乏体力活动、遗传影响 新显现的危险因素 新脂质危险因素：高TG，高sd-LDL，高Lp(a)，高ApoB，高ApoClII（脂蛋白残粒），低ApoA1 促血栓形成状态：高血小板凝集性，高血浆纤维蛋白原、纤溶酶原激活剂抑制物1(PAI-1)和D-二聚体，活化的凝血因子VII等 促炎症状态：高敏C反应蛋白(hs-CRP), 白介素6(IL-6)，可溶性细胞间粘附分子1(sICAM-1)，E-选择素和P-选择素等 胰岛素抵抗/糖耐量异常

1. 致AS脂蛋白表型(致AS脂蛋白谱) 高TC、LDL-C, 低HDL-C作为AS独立危险因素早获公认。TC/HDL-C比值与冠心病危险度呈对数线性关系。 新显现的AS脂质危险因素：高TG、apoCIII、Lp(a)。 2. 炎症状态危险因子 (1)AS炎性细胞因子: IL-6、E-选择素(E-selectin)和P-选择素(P-selectin) 、可溶性细胞间粘附分子l(sICAM-1)已被IAS列为新显现的AS危险因素，但仍主要在研究中应用。

(2)超敏C反应蛋白(high sensitivity C-reaction protein, hs-CRP） CRP是多种致炎因素刺激肝细胞和血管内皮细胞产生的急性时相反应蛋白,分子量1l5~ 140kD。可结合肺炎链球菌胞壁C-多糖得名。 因AS为慢性炎症过程，只有检测到CRP轻度升高的状态才有价值。因此，建立了高灵敏度(灵敏度≤ 0.3 mg/L )的CRP检测方法，此即hs-CRP的由来。

CRP在动脉粥样硬化中的作用可能包括： CRP和有关致炎因子结合后形成复合物，可激活补体系统，促进单核细胞的粘附和迁入内皮下层，形成巨噬细胞。 促进巨噬细胞和分泌型平滑肌细胞形成泡沫细胞。 增强纤溶酶原激活抑制物表达和活化。 刺激参与AS形成的细胞因子表达和释放。

高敏C反应蛋白的测定多采用其特异性抗体特别是高效价单克隆抗体的定量免疫学方法，包括免疫浊度法、ELISA法、放射免疫法等。 参考值：用于AS危险性评估时，hs-CRP< 1.0mg/L为低危险性；1.0~3.0mg/L为中度危险性，>3.0mg/L为高度危险性。若hs-CRP> 10mg/L，则可能存在其他急性炎症，应在控制后重新测定。

hs-CRP是AS炎症状态危险因子中目前唯一实际应用者。多项前瞻性研究均证实其RR远远高于任何脂质因素，hs-CRP和TC/HDL-C联合应用，RR高达5.2。 hs-CRP亦是AS病变活跃，斑块破裂，血栓形成的标志。现推荐CHD尤其是ACS患者常规监测hs-CRP，以预测AMI和冠脉性猝死等冠脉事件的发生，hs-CRP升高者需积极干预。

3. 促血栓形成相关危险因子 (1)纤溶酶原激活剂抑制物1 (plasminogen activator inhibitor-1, PAI-1) (2)血浆纤维蛋白原(fibrinogen, Fg)即凝血因子I (3)凝血因子VII(coagulation factor VII)

常用预测冠心病发生AMI的危险因子RR比较

一、心肌损伤及再灌注血浆标志物及生物化学检验 第三节 心肌损伤及再灌注的生物化学检验 一、心肌损伤及再灌注血浆标志物及生物化学检验 (一)心肌损伤标志物(marker of myocardial injury) 具有心肌特异性，当心肌损伤时可大量释放至循环血液中，检测其浓度变化，可诊断心肌损伤的物质。

理想的心肌损伤标志物应满足： 高度心肌特异性并且非分泌性物质，血中浓度升高即表明心肌损伤。 心肌含量高，分子量小，游离存在于胞浆中。一旦心肌损伤便可迅速、大量释放，释放量可敏感和定量反映心肌损伤。 有合适的“诊断窗口期” 。

1. 心肌损伤酶谱(enzyme profile of myocardial injury) 一般指天门冬氨酸氨基转移酶、乳酸脱氢酶、肌酸激酶、以及后两者同工酶。 (1)天门冬氨酸氨基转移酶 (aspartate aminotransferase, AST) 人体内AST分子量约100 kD，在心肌中含量最高，因此而具有相对心肌分布特异性。 AMI发生后6~12 h血液中AST始出现升高，24~48 h达峰值，若无再损伤发生，5~7 d 恢复正常水平。

因其体内分布广泛，多种器官病变均可致血中水平升高；此外，红细胞亦富含AST，血液采集和制备血浆（清）过程中，轻度溶血即可致AST水平非病理性显著升高。 AST诊断AMI的特异性仅53%。AST分子较大， AMI发生6~12 h后血清AST 水平才出现升高，24 h左右才达峰值，远不能满足尽早干预，恢复有效血液灌注的要求。 现在建议不再用AST作为心肌损伤标志。

(2)乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, LD)及其同工酶 LD是由肌(muscle, M))型和心(heart, H)型两种分子结构、免疫性和催化活性不同的肽链亚单位组成的4聚体，分子量约134 kD。LD至少有5种同工酶，按电泳条带距阳极的近远，依次命名为LD1~LD5 。 LD广泛存在于各种器官组织胞浆，按含量多少依次为肝、心、肾、骨骼肌、红细胞、脑等。

命 名 亚单位组成 主要分布组织及细胞 LD1 H4 心肌、红细胞、肾皮质、白细胞、肝 LD2 H3, M1 白细胞、肾、红细胞、心肌、肝 LD3 H2, M2 白细胞、脾、肺、血小板、肝、淋巴组织等 LD4 H1, M3 肝、骨骼肌、白细胞、血小板 LD5 M4 骨骼肌、肝、血小板

从上表可看出LD1比总LD更具心肌特异性。因此, LD作为心肌损伤标志物，包括血清总活性、LD1同工酶活性或相对比例测定。 总LD活性多根据pH 8.8~9.8环境中，LD催化L-乳酸(L)生成丙酮酸 (P) (L→P反应)，并将NAD+还原为NADH，以连续监测法观察NADH的变化(IFCC推荐方法)，或固定时间法显色后测定P生成量，反映LD活性。 也可利用pH 7.4~7.8的环境中，LD催化丙酮酸生成L-乳酸 (P→L反应)，同时氧化NADH为NAD+，以连续监测法观察NADH的变化反映LD活性。

LD1同工酶活性用免疫抑制法：先测定LD总活性，以抗M亚单位抗体抑制除LD1外的其他LD同工酶活性，再检测得的LD活性即可视作LD1活性。 α-羟基丁酸脱氢酶(α-hydoxybutyrate dehydroge- nase, α-HBDH)活性测定：因仅 H亚单位和α-羟基丁酸有较高亲和力，可催化其脱氢。实际是反映除LD5外的其他LD同工酶(主要LD1和LD2)活性。显然, 以α-HBDH代表LD1不可靠。

参考范围： L→P法(37℃)，血清LD总活性为125~225 U/L; LD1活性为20~65 U/L。 琼脂糖凝胶电泳法测定血清LD同工酶相对比例为：LD1(14%~26%)，LD2(29%~39%), LD3 (20%~26%)，LD4 (8%~16%)，LD5 (6%~16%)。即LD2> LD1> LD3> LD4> LD5；LD1/ LD2<1，但少数健康儿童可出现LD1/ LD2>1。

临床意义及评价： 由于分子较大，AMI等心肌损伤发生后, 8~ 12h 血中LD及LD1始出现升高，3d 左右达峰值，8~12d缓慢恢复正常。 LD1主要分布于心肌，因此，心肌损伤时血中LD以LD1为主，并由此导致LD2的相对比例下降，出现LD1/ LD2>1的比值反转(flipped LD isoenzyme ratio)特点。

评价： 不能满足AMI早期诊断需要。血中升高出现时间较迟，同工酶谱检测周期(turn-around time)较长。 特异性低。分布广泛，红细胞LD同工酶谱与心肌相似 ，溶血亦可表现为LD1/ LD2>1比值反转。LD活性诊断AMI的特异性仅53%，LD1/ LD2反转特异性亦仅85%~90%。 不适宜用作再灌注标志。 不提倡以LD及其同工酶作为心肌损伤标志。

(3)肌酸激酶(creatine kinase, CK)及其同工酶 CK催化ATP和肌酸生成ADP和磷酸肌酸的可逆反应。CK主要存在于需大量耗能的器官组织胞浆中，红细胞中几无。 胞浆中CK分子量约86 kD，是由脑型(brain, B)和肌型(muscle, M)两种亚单位组成的二聚体，形成3种同工酶: CK-BB(CK-1)、CK-MB(CK-2)和CK-MM (CK-3)。 心肌中CK含量仅次于骨骼肌和脑，但 CK-MB的相对含量为所有组织中最高 。因此，作为心肌损伤标志包括总CK及CK-MB测定。

线粒体内、外膜间存在一种线粒体CK同工酶(mitochondria CK，CK-Mt), 也称CK-4。CK-Mt在心肌中含量占总CK活性的15%。 而约6%病人血浆中还存在巨CK，包括CK-BB和IgG形成的复合物(1型巨CK)，以及CK-Mt的寡聚体(2型巨CK)。

M亚单位存在易被血浆中羧肽酶水解的C-端赖氨酸残基，因此： 血清CK-MM同工酶存在3种亚型： CK-MM1(无C-端赖氨酸残基) CK-MM2 (1个C-端赖氨酸残基) CK-MM3(含2个C-端赖氨酸残基的原型)。 同理CK-MB同工酶存在两种亚型： CK-MB1(无C-端赖氨酸残基) CK-MB2(1个C-端赖氨酸残基的原型)

CK同工酶、CK-Mt、巨CK和同工酶亚型电泳区带示意图

测定方法 肝素、EDTA、枸椽酸、NaF等抗凝剂，可对CK活性产生影响，应以血清为活性检测标本。 总CK活性测定推荐酶偶联法为参考方法。 pH为6.7~6.9时，CK催化磷酸肌酸和ADP生成肌酸和ATP; 在己糖激酶催化下，ATP使葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖; 再在6-磷酸葡萄糖脱氢酶催化下，氧化NADP+为NADPH。340nm监测NADPH的生成速率代表总CK活性。

上述第一步反应中生成的肌酸，亦可直接用双乙酰和α-萘酚反应显色，520nm测定其光密度代表CK活性。但肌酸显色反应不稳定，并且肌酐等多种血中物质，均可构成干扰。 血清CK-MB活性测定用免疫抑制法: 测定血清总CK活性后，加入抗M亚单位抗体，抑制CK-MM和CK-MB中M亚单位活性，再测定残留CK活性，即为CK-BB和CK-MB中B亚单位活性。由于血清中CK-BB水平通常<5U/L，可忽略。因此，认可残留CK活性即代表血清CK-MB水平。

现在推荐以抗CK-MB单克隆抗体的免疫法测定CK-MB质量(CK-MB isoenzyme mass)，反映血清(浆) CK-MB水平。该法高度特异，最低检测限可达1μg/L，并且可在10~40min内自动完成检测。 普通电泳及离子交换层析等可分离测定血清CK-BB、CK-MM和CK-MB同工酶的相对比例，但耗时。 CK-Mt、巨CK及同工酶亚型，需用等电聚焦电泳、免疫印迹电泳等才可分离鉴定。尚未作为临床常规项目。

参考范围 酶偶联法(37℃)血清CK总活性为： 46~171U/L(男)，34~145 U/L(女) CK-MB活性<25U/L 酶质量法CK-MB为<5μg/L CK-MB百分相对指数(CK-MB percent relative index, CK-MB%RI)，即CK-MB质量(μg/L)/ CK总活性(U/L)比值<5% CK-MB活性/CK总活性比值(%CK-MB)<4%

临床意义及评价 AMI后3~8h血清CK水平可高于参考范围上限，约10~24h达峰值。若无再梗死或其他损伤，2~3天恢复至正常水平 CK-MB心肌相对含量最高，并且缺血时，心肌中CK-MB比例可有2~3倍增加。 AMI后将导致其血清水平和在总CK中比值显著升高。出现CK总活性升高同时，CK-MB质量>5μg/L，活性>25U/L，以及CK-MB%RI> 5%，或%CK-MB升高至4%~25%间。

在诊断AMI上，CK及CK-MB广泛应用，诊断性能优于AST和LD及其同工酶。为避免漏诊现推荐入院时、3、6、9h各测定一次。 AMI发生后6~12h，CK-MB敏感性为92%~ 96%。在无典型心电图改变和/或梗死性心绞痛的患者，约80%可观察到CK及CK-MB升高，有助于诊断。 其升高幅度和梗死面积有一定相关性。 可用于再灌注和再梗死的判断。 红细胞中无CK及CK-MB，不受溶血干扰。

存在问题 各种骨骼肌疾患和损伤、中枢神经系统疾患均可致血清CK活性升高。根据CK同工酶电泳谱及CK-MB%RI ，可进行鉴别。但某些骨骼肌病尤其是肾衰时的尿毒症性肌病者，出现心肌损伤样改变，称胎儿样逆转(fetal reversion)。 产妇因分娩挤压胎盘，胎儿血液回至母体、肌肉损伤，出现心肌损伤样CK及CK-MB改变。 两性霉素B、拉贝洛尔、琥珀酰胆碱、奎尼丁、利多卡因、贝特类降血脂药等可致CK活性升高。

甲状腺功能紊乱可致血中CK及CK-MB异常。甲低者血清CK升高，并且高达13%为CK-MB，即出现心肌损伤样改变。而甲亢时血清CK显著降低，发生心肌损伤时，不会显著升高。因此，以CK及CK-MB诊断AMI等心肌损伤，甲低者易出现假阳性，甲亢者易漏诊。 免疫抑制法测定CK-MB活性除受抗M亚单位抗体质量影响外，CK-Mt、巨CK、以及中枢神经疾病所致的CK-BB升高，均可出现假性CK-MB活性升高。若%CK-MB>25%，提示可能存在上述干扰。

不能满足早期诊断要求。ROC曲线揭示AMI患者入院后6h内，总CK活性最佳临界点仅达到58%的敏感性和62%的特异性，以CK-MB活性或质量为指标，虽有所提高，仍不令人满意。 特异性不高。AMI患者入院后13~18h内(峰值期)，以CK-MB质量为指标，ROC曲线分析，诊断AMI的最佳临界点特异性仅90%。 不能满意的反映微小心肌损伤(MMI)，诊断心肌炎的敏感性和特异性均不高。

2. 肌红蛋白(myoglobin, Mb) Mb为存在于横纹肌(骨骼肌和心肌)胞浆中的一种氧转运蛋白，约占横纹肌细胞中蛋白的2%，分子量仅17 kD。 因Mb心肌中含量较丰富，存在于胞浆中，分子量较小，故心肌损伤早期即可大量漏出至血中。 在AMI发生1h后，血中Mb水平即可高于参考范围上限, 4~12 h达峰值。如无再梗死发生约24~36 h内即降至正常 。

(1) 测定方法： 血清(浆)Mb多采用其单克隆抗体免疫学方法检测其质量，包括免疫浊度法、荧光标记免疫法、化学发光或电化学发光法、酶联免疫法等。可在10 min内完成测定。 (2)参考范围 血清Mb（免疫法），男性<80μg/L, 女性<60μg/L, 老年人血清Mb水平随年龄增加逐渐轻度升高。

(3) 临床意义及评价 最有价值的心肌损伤早期诊断指标之一。AMI发生后2~4h内，Mb的诊断敏感性接近90%，特别是与心电图联合用于早期诊断AMI，可由单用心电图的62%阳性率提高至82%。 在 AMI发生后4~12h，Mb的阴性预测值达100%。在疑为AMI发生后3~6h重复检测Mb未见升高，可排除AMI。 良好的判断成功再灌注或发生再梗死指标。

主要缺点 特异性易受干扰。任何原因所致骨骼肌损伤，甚至剧烈运动、肌肉注射，均可致血清Mb升高。休克、肾功能衰竭，影响Mb清除，亦可致血清水平升高。 为提高Mb的诊断特异性，可同时测定仅存在于骨骼肌的碳酸酐酶III。 诊断窗口期短。因其达峰值后迅速下降，AMI发生16h后测定Mb，易致假阴性。

3. 心肌肌钙蛋白T和I亚单位 心肌肌钙蛋白(cardiac troponin, cTn) 为心肌细肌丝上结合Ca2+、触发兴奋-收缩耦联的调节蛋白。cTn由3种亚单位蛋白组成： Ca2+结合亚单位C(calcium-binding component, cTnC)， cTn抑制亚单位I(inhibitory component, cTnI) 与细肌丝原肌球蛋白联结的cTn亚单位T (tropomyosin-binding component, cTnT) 。

肌钙蛋白复合物组成示意图 Troponin T (cTnT) (肌钙蛋白复合体) (cTnI) Troponin C (cTnC) (肌纤蛋白) (原肌凝蛋白)

cTnC与慢骨骼肌TnC相同。 cTnI分子量约24 kD，与骨骼肌TnI分别由不 同的基因编码，并且尚未发现骨骼肌在任何情况下可表达cTnI。 cTnT分子量约34.6 kD，与骨骼肌TnT亦分别由不同的基因编码。但在肌萎缩、多发性肌炎、皮肌炎等骨骼肌疾患时及胎儿发育期，骨骼肌可表达包括cTnT在内的4种TnT变异体。

cTnI和cTnT分子量较小，但主要以构成细肌丝的结构蛋白成分存在，仅少量(3%~6%)游离存在于胞浆中。心肌损伤后4~8 h血中始可检测到有诊断意义的升高，可能为胞浆中的游离部分逸出。 随着细肌丝结构破坏，cTnI、cTnT持续释放至血中，约24~48h达峰值。cTnT约在5~10d 恢复正常；而cTnI则因为在血中大部分以cTnI-cTnC或cTnI-cTnC-cTnT二或三聚体形式存在，消除缓慢，需10~14d 始恢复正常。

(1) 检测方法 基于上述心肌与骨骼肌TnT、TnI分子结构上的差异，可分别制备特异性抗cTnT或cTnI的单克隆抗体，建立相应免疫学检测方法，包括化学及电化学发光免疫法、荧光偏振免疫法、免疫浊度法等，定量检测血浆 (清)中cTnT或cTnI。 cTnT还有应用上述单克隆抗体制备的免疫层析法定性检测试条。

(2) 参考范围 肝素抗凝血浆，cTnT<0. 01 μg/L，诊断AMI的判断值 (cut-off) 为>0 (2) 参考范围 肝素抗凝血浆，cTnT<0.01 μg/L，诊断AMI的判断值 (cut-off) 为>0.1μg/L。 不同厂家cTnI试剂盒所用的抗体及检测方法不同，参考值存在较大差异，不同厂家提供的健康人群cTnI参考范围上限（第99百分位值）0.1~1.0 1μg/L, 诊断AMI的判断值为1.0~3.5 μg/L。 在未标准化前，推荐建立能满足参考范围上限CV≤10%的cTnI试剂盒本地参考值。

(3) 临床意义及评价 由于高度心肌特异性，为目前公认的AMI最佳确诊性标志。 根据冲洗小峰有无，亦可判断溶栓再灌注成功否。 血中浓度与梗死范围及预后存在良好的相关性，可协助判断预后。 诊断窗口期长(cTnT约7d，cTnI10d以上)，故有利于诊断未及时就诊的AMI。

用于诊断心肌炎、UAP等其他原因所致心肌微小损伤。 cTnT可评估肾功能衰竭透析者预后。cTnT升高者，多在22个月内死亡。但cTnI不存在上述关系。肾衰竭透析者仅cTnT升高的机制尚不清楚。

存在问题 非理想的早期诊断标志，在AMI发生后6h内其敏感性远低于Mb，也不及CK-MB 。不易发现间隔较短的再梗死。 骨骼肌疾病可异常表达cTnT，导致应用cTnT出现假阳性。 虽cTnI更具心肌特异性，但一方面，cTnI试剂盒生产厂家多，抗体和检测方法不同，最低检测限和参考值存在10倍以上差异。

另一方面，血中cTnI大部分以cTnI-cTnC或cTnI- cTnC-cTnT二或三聚体存在，此时 cTnI抗体制备常选的中心区(28～110位氨基酸残基)较稳定。

游离cTnI易被磷酸化和氧化的氨基酸残基 Molecular Structure (cTnI)

用钙螯合性抗凝剂可出现上述情况。肝素富含阴离子，可与cTnI形成复合物干扰测定。 cTnI检测急需按统一参考品(IFCC推荐cTnI-cTnC二聚体)对检测方法全程标准化，使不同试剂盒有可比性, 制定统一参考值。

AMI后常用心肌标志物血浆动态变化示意图

4. 研究中的心肌损伤标志物 心肌损伤标志研究的焦点是寻找敏感、特异的早期损伤标志物。 (1)脂肪酸结合蛋白(heart fatty acid binding protein, FABP) FABP分子量仅14~15 kD，存在于胞浆，在细胞内脂肪代谢中起转运游离脂肪酸作用。 心肌中FABP含量丰富(0.46mg/g 湿心肌)，是骨骼肌、肝、肾等含量的l0倍以上。

AMI发生后0.5~1.5h即可检测到血中FABP显著升高，8h左右达峰值，可超过参考范围上限l0倍以上，约20h恢复正常。 已有检测血浆FABP的商品化夹心免疫法试剂盒，测得血浆FABP参考范围为1.57～8.97µg/L。 FABP为敏感的早期心肌损伤标志。在AMI发生后l~3h，敏感性(91%)略优于Mb。

为提髙FABP诊断特异性，可同时测定Mb和FABP，计算Mb/ FABP比值。

(2) 糖原磷酸化酶同工酶BB(glycogen phosphorylase BB, GPBB) 糖原磷酸化酶为糖原分解代谢限速酶，催化糖原分解生成1-磷酸-葡萄糖。 人GP为相同亚基组成的二聚体，包括BB、LL和MM三种同工酶，分别由不同基因编码。GPBB主要存在于脑和心肌，GPLL主要分布于肝细胞，GPMM则主要在骨骼肌。 GPBB分子量大(188kD)，脑组织逸出的不能透过血脑屏障，血GPBB主要来自心肌。

已有检测血浆GAPP的一步法夹心免疫试剂盒，与GPLL、GPMM交叉免疫反应均低于1%。正常人参考值<7μg/L。 生理条件下，GPBB主要以GPBB-糖原复合物形式与肌浆网紧密结合。心肌细胞缺血(氧)状况下糖原分解活跃，使与之结合的GPBB游离，扩散入胞浆积聚，一旦细胞膜因缺氧导致通透性增加即大量逸出。 这是分子量较大的GPBB在心肌损伤早期即可升高的机制。

AMI发作0.5h后，即可检测到血浆GPBB升高，约6~8h达峰值，24~48h恢复正常。尤其是AMI发作后2～3h内，GPBB的敏感性略高于Mb。 由于上述释放机制，GPBB亦是反映心肌缺血(氧)的良好指标。可用于发现早期心肌缺血性损伤，监测UPA患者向AMI发展的进程。

(二)心肌再灌注及再灌注损伤的生物化学检验 AMI后缺血心肌及时恢复充足血液再灌注，部分患者将减轻其损伤，恢复功能。但有时再灌注反加重心肌损伤和功能障碍，此即缺血-再灌注损伤(ischemic-reperfusion injury)，简称再灌注损伤(reperfusion injury)。 心肌易发生再灌注损伤，出现严重的心律失常、心力衰竭，死亡率髙。

动态观察Mb、cTnT(cTnI)或CK-MB变化，可判断是否发生再灌注损伤。 实施溶栓或介入疗法后90 min，无再灌注损伤，将出现一迅速上升和下降的冲洗小峰。 若观察到标志物出现显著而持续时间长的新升高，表明心肌损伤加重，出现再灌注损伤。

二、心肌损伤标志物的临床应用及原则 按循证检验医学的原则，对心肌标志物进行系统评价，一致的看法是： ①原心肌损伤酶谱中的AST、LD及其同工酶和β-羟丁酸脱氢酶因灵敏度和特异性较差，不能早期诊断，不再应用或逐步停用。 ②将心肌损伤标志物分为早期损伤标志(Mb、FABP、GPBB)和确诊性标志(cTnT或cTnI)，选择性应用。

（一）急性心肌梗死 1. 存在典型的梗死性心绞痛和心电图改变者，不要等待心肌损伤标志物检查，即应作出AMI诊断和治疗。心肌损伤标志物检查有助于进一步确诊，判断梗死部位的大小、有无再梗死、评估干预效果等。 2. 约占AMI 一半的无典型梗死性心绞痛和(或)心电图改变者，心肌损伤标志物的检查可作出或排除AMI诊断。

发病6h内应检测早期损伤标志物Mb；而6h~ 5d者，则只需检测确诊性标志cTnT或cTnI任一项。未开展cTnT或cTnI检测时，发病6h~ 36h可以CK-MB质量测定替代。 对诊断困难者可在入院时、入院后4h、8h必要时l2h各测定一次，减少漏诊或误诊。 3. 判断再灌注干预效果。动态检测Mb或cTnT(cTnI) ，确定有无冲洗小峰或髙且持续时间长的再灌注损伤新峰 。

4. 正酝酿修改AMI诊断标准，将心肌损伤标志作为MI的临床诊断必备条件。 对急性，进展性或新发生的临床MI新诊断标准为：有典型的肌钙蛋白亚单位或者CK-MB上升和逐步下降，并伴有下述表现之一者： ①缺血症状； ②ECG出现病理学Q波； ③ECG显示缺血(ST段上升或下降)； ④进行过冠脉介入治疗(如冠状动脉成形术)。

(二)微小心肌损伤的急性冠脉综合征 将cTnT参考范围上限(第99百分位点)和诊断AMI决定值间即灰色区(gray zone) 的UAP，定为微小心肌损伤(MMI)。 灰色区多定为cTnT 0.15~0.50μg/L 。 ACS中的MMI性UAP已有心肌缺血坏死，应积极治疗干预，延缓或避免AMI发生。

(三) 心肌炎的辅助诊断 测定心肌损伤确诊性标志cTnT或cTnI，辅助诊断心肌炎，约84%心肌炎患者可出现升高。

第四节 高血压的相关生物化学检验 高血压(hypertension)WHO定义为：成人持续收缩压≥140mmHg(18.6 kPa)和/或舒张压≥90mmHg(12.0 kPa)。 患病率髙达10%以上，仅我国现就约有一亿髙血压患者，并且呈发生率上升、发病年龄提前的趋势。

一、高血压病理机制及分类 按病因将髙血压分为： 原发性髙血压(essential hypertension, EH)，即高血压病，约占高血压的90%~95%； 继发性高血压(secondary hypertension, SH)指作为其他疾病症状的高血压，故又称症状性高血压(symptomatic hypertension)。

EH系遗传易感性和多种环境因素综合作用而致。 1 EH系遗传易感性和多种环境因素综合作用而致。 1. 肾素-血管紧张素-醛固酮系统(renin-angiotensin-aldosterone system, RAAS )功能增强: 2. 细胞膜离子转运系统障碍 : 3. 长期应激状态 : 4. 胰岛素抵抗(insulin resistance, IR) : 5. 血管活性物质生成异常 :

二、高血压的相关生物化学检验 尚无特异敏的EH实验诊断指标。当前临床应用的仅为RAAS中肾素活性测定。 肾素(renin)为肾小球旁细胞合成分泌的一种蛋白水解酶，可催化水解血管紧张素原生成血管紧张素I，后者再经血管紧张素I转化酶催化水解生成ATII。

血浆肾素测定以血管紧张素原为底物，检测肾素催化生成血管紧张素I的速率, 代表其水平。血浆肾素最好与醛固酮同时测定。 参考值 普通饮食成人立位采血0.3~1.9ng/(ml·h)， 卧位为0.05~ 0.79ng/(ml·h)； 低钠饮食者卧位采血为1.14~6.13ng/(ml·h)。

临床意义 血浆肾素和醛固酮皆升高最常见于肾性高血压。也见于部分EH，尤其是单用可升高血浆肾素水平的血管扩张剂、钙通道阻滞剂等降压药者。 肾素降低而醛固酮升高，为原发性醛固酮增多症的确诊性指标。 使用转化酶抑制剂治疗高血压、心衰时, 出现血浆肾素活性升高而醛固酮减少。

研究中的有关EH的生物化学检验 分子遗传易感性 血液中血管活性物质的检测

第五节 心功能不全的生物化学检验 一、心功能不全(cardiac insufficiency) 第五节 心功能不全的生物化学检验 一、心功能不全(cardiac insufficiency) 指各种原因所致的心脏泵血功能不足，又称心功能障碍(cardiac dysfunction)。 心功能不全失代偿后，会出现全身组织器官血液灌注不足，以及肺循环和(或)体循环静脉淤血等临床综合征，即心力衰竭(heart failure, HF)。HF按发展速度可分为: 急性心力衰竭(acute heart failure) 慢性心力衰竭(chronic heart failure, CHF)。

HF发生后，心血管系统突出的生物化学改变主要为： 心肌能量“饥饿”状态，心肌收缩力降低。 心肌细胞膜受体、离子转运系统及胞内信号转导途径异常，对神经递质和心血管活性物质的反应性改变 。 激活RAAS，上调c-myc、c-fos等基因表达，出现心、血管病理性结构重塑。

二、心功能不全的生物化学检验 B钠尿肽(brain natriuretic peptide, BNP)又称脑钠肽，作为心功能评估客观指标，已获美国FDA批准和全球广泛认可。 1. BNP的生物学特性 钠尿肽类是一类参与心血管系统和肾功能调节的活性多肽，现已确定至少包括BNP、 A钠尿肽(atrial natriuretic peptide, ANP)又称心钠肽(素)、C钠尿肽和D钠尿肽。心腔或血管内血容量增加时刺激钠尿肽类表达分泌，

钠尿肽主要作用为： ①扩张血管，降低体、肺循环阻力； ②减少肾素分泌，抑制ATII生成和醛固酮释放； ③抑制垂体血管加压素(抗利尿激素)分泌； ④直接作用于肾小管，促进水、钠排泄。 钠尿肽类在水盐平衡、血压和心功能调节上，发挥重要作用，亦是HF时主要代偿调节机制。在钠尿肽类中，BNP活性最强。

心室肌和脑细胞可表达134个aa的前BNP前体 (proproBNP)，胞内水解下信号肽，108个aa的BNP前体(proBNP)释放至血中。 在血中肽酶作用下，proBNP进一步水解为32和76个aa的BNP和BNP前体N端肽(N-terminal proBNP, NT-proBNP)，分子量分别为4 kD和10 kD。

2. BNP和NT-proBNT测定 BNP和NT-proBNT在血中等摩尔生成，均可反映BNP分泌状况。但BNP半寿期仅20min，血中浓度低，易降解失去抗原性，导致假性降低。因此，提倡检测NT-proBNT。 BNP和NT-proBNT均用各自单克隆抗体的免疫学方法检测，包括荧光偏振免疫法、酶联免疫法、化学及电化学发光免疫法、放免法等。

参考范围 成人血浆BNP(荧光偏振免疫法)： 男性<56 ng/L, 女性<84 ng/L。 成人血浆NT-proBNP(EMIA)： 男性<169 ng/L, 女性<251 ng/L。 二者均存在性别差异，并随年龄增加而升高，特别是NT-proBNP。

3. 临床意义 (1)辅助CHF诊断和心功能分级及疗效评估 以血浆BNP 100ng/L为分界值早期急性诊断CHF，敏感性90%、特异性75%、准确性81%；漏诊率由传统诊断法的43%降为11%。 以血浆BNP 100ng/L或NT-proBNT 400ng/L为分界值，对CHF有良好阴性和阳性预测值。 血浆BNP和NT-proBNT升高与心功能分级和心脏射血分数存在良好相关性，可客观评估CHF患者心功能状况和疗效。

(2)心衰的风险分级和预后评估 BNP和NT-proBNT升高对CHF、ACS、AMI以及非心脏疾患者的心功能风险分级(risk stratification)价值，远高于其他任何临床体征，对心力衰竭死亡亦有较高预测价值。 (3)呼吸困难的鉴别诊断 以BNP 100ng/L为分界值，对心源性呼吸困难的阳性预测值为80％，阴性预测值达95%。BNP＞230pg/ml，发生CHF相对危险性达7.0。

钠尿肽类为容量依赖性激素，除HF外任何可产生水钠潴留、血容量增多的病症，亦可导致升高，如库欣综合征、原发性醛固酮增多症、肝硬化、肾衰等。 因此，BNP和NT-proBNT不能作为HF的唯一诊断指标。

A Deeper Look 研发有早期确诊价值的AS生物化学标志。 寻找具高度特异性的早期心肌损伤标志 。 BNP及NT-proBNP检测方法的标准化 、以确定其参考值、决定水平和临床应用指南 。 原发性高血压有价值的直接诊断和病情评价的临床生物化学指标研究。

主要参考文献及网站 1. Burtis CA, Ashwood ER, Bruns DE. Tietz Textbook of Clinical Chemistry and Molecular Diagnosis. 4th edition, St, Louis: Elsevier Inc., 2006 2. 陈灏珠主编. 实用内科学. 第11版，北京；人民卫生出版社，2001 重要网络资源链接 1. http://www.acc.org/—美国心脏病学会（America College of Cardiology, ACC） 2. http://www.escardio.org/—欧洲心脏病学会（European Society of Cardiology, ESC）

THE END 2006-01