缺血性心脏病的实验室检查 安徽省立医院心内科 马礼坤. Plaque/atheroma obstruction of the coronary artery lumen 缺血性心脏病（ Ischemic Heart Disease ）

Presentation on theme: "缺血性心脏病的实验室检查 安徽省立医院心内科 马礼坤. Plaque/atheroma obstruction of the coronary artery lumen 缺血性心脏病（ Ischemic Heart Disease ）"— Presentation transcript:

1 缺血性心脏病的实验室检查 安徽省立医院心内科 马礼坤

2 Plaque/atheroma obstruction of the coronary artery lumen 缺血性心脏病（ Ischemic Heart Disease ）

3 冠状动脉粥样硬化 斑块破裂、血栓形成 血管狭窄 或闭塞 心肌缺血 或坏死 缺血性心脏病的发生 心绞痛 心肌梗死 猝死等

4 动 脉粥 样 硬化斑 块 的的 发 生和 发 展

5 易损斑块

6 斑块破裂的结果

7 由血管殃及心肌

8 ST Elevation MI Non ST Elevation ACS ECG – ST  CK-MB Troponin CRP ECG - ST  Stable Angina Unstable Angina Non-Q wave MI Q wave MI 冠状动脉病变的现代分类谱

9 缺血性心脏病 实验室生化标志物的发展史

10 —— 高度心脏专一性 —— 心肌损伤后很快增高、增高后持续较长时间 —— 容易检测 —— 很快得到检测结果（≤1 h） —— 诊断价值已经临床证实 理想心脏生化标志物的条 件

11 NSTEMI, non–ST-segment elevation myocardial infarction; STEMI, ST-segment elevation myocardial infarction 1 Brennan, NEJM 2003 Partially adapted from: Apple Clinical Chemistry March 2005 STEMI / NSTEMIUNSTABLE ANGINA STABLE CADPLAQUE RUPTURE MPO CRP IL-6 MPO ICAM sCD40L PAPP-A MPO D-dimer IMA FABP MPO Myoglobin CKMB TnI/T BNP Inflammation has been linked to the development of vulnerable plaque and to plaque rupture 1 与 CHD 不同临床类型相关的标志物

12 Vascular Damage Inflammation Myocyte Necrosis Accelerated Atherosclerosis Hemodynamic Stress HbA1c Blood glucose CrCl Microalbuminuria Troponin BNP, NT-proBNP hs-CRP, CD40L Morrow DA, et al. Circulation. 2003;108:250-252. 缺血性心脏病中不同标志物代表的意义

13 CHD 实验室生化标志物 心血管炎症的标志物 : CRP 、 hsCRP 、 APPS 粥样硬化斑块不稳定或破裂标志物： 妊娠相关血浆蛋白 A 血栓形成标志物： 血栓前体蛋白、血小板选择蛋白、 细胞因子、 sCD40 配体 、髓过氧化物酶 心肌缺血缺氧标志物： 糖原磷酸化酶同功酶 BB 、缺血修饰白蛋白 脂肪酸结合蛋白、 B 型利钠肽、全血肝素 心肌坏死的标志物 : CK-MB 、 CTnT 、 CTnI 、 myoglobin

14 Wolfgang Koenig, et al. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2007;27:15-26. 泡沫细胞脂纹中间病变粥样硬化纤维斑块 复合病变 / 破裂 1° 信使炎性因子 / 趋化因子 细胞粘附分子斑块不稳定 斑块破裂 IL-1 IL-6 TNF-α IL-18 MCP-1 sICAM sVCAM s- 选择素 IL-18 MPO oxLDL MMPs Lp-PLA 2 MCP-1 GPx-1 PIGF PAPP-A sCD40L 急 性 期 反 应 CRP 、 sPLA 2 、 SAA 、纤维蛋白原、白细胞 一、心血管炎症标志物

15 C- 反应蛋白 （ CRP ） 环状5个多态链亚单位球蛋白，分子量 115~140KD，是炎性淋巴因子（白介素-6） 刺激肝脏和上皮细胞合成的。 大量研究资料表明，动脉粥样化的血 栓形成除了是脂质堆积过程外，也是一个慢 性炎症过程，而CRP是动脉粥样化血栓形成 疾病的介导和标志物 CRP对心绞痛、急性冠脉综合征和行经 皮血管成形术患者，具有预测心肌缺血复发 危险和死亡危险的作用

16 一、心血管炎症标志物 hs-CRP 的临床应用 根据欧美的许多研究 个体的 CRP 基础水平和未来心血管病的关系密切。 CRP 水平 是冠心病预后独立的危险因素， 与用于心血管病危险性评估的一些传 统指标（如年龄、吸烟、血胆固醇水平、血压、糖尿病等）没有直接关系 。 前瞻性研究资料显示， CRP 是比 LDL-c 更有效的心血管疾病预测指标，血脂 加 CRP 评价可增加预测价值。 心肌损伤时释放的某些生物活性介质可诱导肝细胞中CRP的合成增加，ACS患者 CRP 明显增高，甚至在心肌损伤发生之前的早期可出现异常，可以作为发生ACS的预警指 标，用于ACS的早期诊断和预后评价。

17 一、心血管炎症标志物

18

19 急性期蛋白质标志物 (Acute- Phase Proteins, APPS) α- 1 抗胰蛋白酶、 α- 1 糖蛋白、 结合珠蛋白、血浆 铜蓝蛋白、 补体 C3、 C4 等与 CRP 显著相关, 并且 ACS患 者 APPS的升高与心肌损伤密切相关。 一、心血管炎症标志物 Brunetti N D, et al. Acute phase proteins inpatients with acute coronary syndrome: Correlations with diagnosis, clinical features, and angiographic findings. European Journal of Internal Medicine, 2007, 18: 109- 117.

20 目前已发现，白细胞介素类(IL-1，IL-2，IL-6，IL-8，IL- 18)、单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein- 1, MCP-1)、肿瘤坏死因子TNF-α、干扰素类INF-γ及粒-巨噬细 胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor, GM-CSF)等细胞因子在斑块不稳定的发生、发展及预后中 占有不可忽视的地位。 一、心血管炎症标志物 其他参与炎性反应的细胞因子  上述标志物能预测心血管疾病的发生,但由于临床应用成本高、 可利用性低以及缺少标准化的检测方法, 从而限制了它们的应用。 Ferroni P, et al. Clinica Chimica Acta, 2007, 381: 151- 156.

21 Libby P. Lancet. 1996;348:S4-S7. 中层 –T 淋巴细胞 – 巨噬细胞 泡沫细胞（组织因子） – “ 激活的 ” 内膜平滑肌细胞 (HLA-DR + ) – 正常平滑肌细胞 纤维帽 内膜 脂核 管腔 二、易损斑块标志物

22 易损斑块标志物检测 妊娠相关血浆蛋白 A( Pregnancy- Associated Plasma Protein-A 尸解发现破裂和糜 烂斑块细胞和细胞外基质中含有大量 PAPP-A ，外周血中也发现其 浓度升高，提示可作为易损斑块的早期标志物 PAPP- A) 是胰岛素样生长因子蛋白家族成员。 尸解发现破裂和糜 烂斑块细胞和细胞外基质中含有大量 PAPP-A ，外周血中也发现其 浓度升高，提示可作为易损斑块的早期标志物 活化的核转录因子（ NF-kB ）： 在细胞核中调控各种炎症反应 基因转录，是调节免疫、应激、凋亡和炎症反应的中心环节， UA P 患者 NF-kB 特异、显著地活化，推测可预测斑块破裂 活化的核转录因子（ NF-kB ）： 在细胞核中调控各种炎症反应 基因转录，是调节免疫、应激、凋亡和炎症反应的中心环节， UA P 患者 NF-kB 特异、显著地活化，推测可预测斑块破裂

23 三、血栓形成标志物 血管壁 损伤 血小板附着血小板激活血小板聚集 血小板激活后的一系列级联反应导致了炎症的发生和血栓的形成

24 （一）血栓前体蛋白 ( Thrombus Precursor Protein, TPP ) 三、血栓形成标志物 Fibrin Formation Mega, J. L. et al. Thrombus Precursor Protein and Cli nical Outcomes in Patients With Acute Coronary Syndromes. Am Coll Cardiol 2008;51:2422-2429 Formation of fibrin and identification of thrombus precursor protein (TpP). D = D-domain; E = E-domain.

25 三、血栓形成标志物 （一）血栓前体蛋白 ( Thrmmb Precursor Protein, TPP ) Mega, J. L. et al. J Am Coll Cardiol 2008;51:2422-2429

26 （一） 血栓前体蛋白（ TPP ） TPP是血栓形成的重要标志物。 在AMI患者中TPP的升高可以比反映心肌坏死的生化标志 物如CK-MB出现更早，具有较高的敏感性，对明确体内血 栓形成情况比其他指标更具临床意义。 对心肌的特异性较低，对AMI早期诊断和鉴别诊断具有一 定的临床意义。

27 三、血栓形成标志物 （二）血小板选择蛋白 ( Platelet- selectin) 血小板选择蛋白( Platelet- selectin) 是膜糖蛋白, 血小板激活后, 它迅速在血小板表面表达并促使血小板聚集, 同时被切成可溶形式入血。不论是以膜糖蛋白的形式还是可 溶的形式, P-selectin 均可作为血栓形成并诱导AMI 发生的 标志物。 Hollander J E, et al. Risk stratification of emergency department patients with acute coronary syndromes using P-selectin. Journal of the American College of Cardiology, 1999, 33:95- 105.

28 ASSESSMENT OF PLATELET FUNCTION TRANSLOCATION OF PLATELET GLYCOPROTEINS AND P-SELECTIN DURING PLATELET ACTIVATION ACTIVATION : - GPIb IX V : internalized - GPIIbIIIa : 1) membrane expression increased 2) complex occupied by fibrinogen, v. Willebrand Factor... - P-selectin : translocated to the membrane RESTING ACTIVATED ACTIVATION  granules P-selectin GPIV GPIIb-IIIa GPIb/IX/V P-selectin GPIIb-IIIa GPIV GPIb/IX/V Fibrinogen         50,000 25,000 > 500

29 三、血栓形成标志物 （二）血小板选择蛋白 ( Platelet- selectin)

30 （二） P 选择素 在血小板和内皮细胞受损伤时，P选择素迅速表达，同时 其血浆浓度迅速增高。 是最具特异性的血小板活化标志物，也是炎性反应的重要 指标。 可以作为冠状动脉疾病病理过程中血栓形成的标志物及心 肌损伤的早期标志。 对冠心病的诊断、预后及疗效判断具有一定的临床价值。

31 三、血栓形成标志物 （三） 可溶性 CD40 配体 ( sCD40 ligand)

32  New England Journal of Medicine 2003:348:1104-1111 三、血栓形成标志物

33 sCD40 配体 可溶性CD40是血小板活化的主要标记物，ACS患 者中血小板激活和CD40配体水平密切相关，并且 具有一定的预测价值，若和CRP及cTn联合应用则 临床意义更大。

34 三、血栓形成标志物 （四）髓过氧化物酶 (Myeloperoxidase, MPO) 中性粒白细胞激活后分泌的血红素蛋白, 它和血管脂质斑块 的形成有联系。 Myeloperoxidase Serum Levels Predict Risk in Patients with Acute Coronary Syndromes Stephan Baldus, MD; Christopher Heeschen, MD; Thomas Meinertz, MD; Andreas M. Zeiher, MD; Jason P. Eiserich, PhD; Thomas Munzel, MD; Maarten L. Simoons, MD; Christian W. Hamm, MD; on behalf of the CAPTURE Investigators. Circulation 2003;108: 1440-5.

35 三、血栓形成标志物 Results: Elevated MPO predicts increased short and long term risks of MI and death Tertile 1: MPO 350 ug/L Death or MI (%) Baldus, et al. Circulation 2003;108: 1440-5

36 髓过氧化物酶（ MPO ） 中性粒细胞活化标志物，能促进急性冠脉综合症 的发生，可以引起冠脉痉挛。 粥样硬化斑块不稳定的标志，可以作为冠心病患 者心血管事件的预测因子。

37 四、心肌缺血缺氧标志物 （一） 糖原磷酸化酶同功酶 BB ( GPBB) GP是降解糖原，糖酵解的重要酶，心肌缺血时，无氧 代谢增强。 GP三种同工酶GP-BB（脑/心脏）；GP-MM（骨骼肌）； GP-LL（肝脏）

38 四、心肌缺血缺氧标志物 （一） 糖原磷酸化酶同功酶 BB ( GPBB) GPBB 在患者胸痛发作后 2~4 小时开始升高， 8 小时达 峰值， 40 小时后恢复正常。 是反映心肌缺血、缺氧的早期敏感标志物之一，特异 性与 CK-MB 接近。与特异性标志物如 cTn 结合起来， 对心肌缺血的早期诊断更具有高度特异性和高度敏感 性。

39 四、心肌缺血缺氧标志物 （ 二）脂肪酸结合蛋白质(H-FABP ) 心肌型脂肪酸结合蛋白(H- FABP) 是由132个氨基酸残 基组成的酸性蛋白质, 相对分子质量为14.5 kDa是长链脂肪 的载体, 参与细胞内脂肪酸转运, 在心肌脂肪酸代谢中起作 用 胸痛后1-1.5h升高，20h消失，在早期诊断AMI的敏感性 和特异性与Mb (肌红蛋白）相近。 H- FABP 还可用来检测心力衰竭或心绞痛中的微小心 肌损伤、评估梗塞面积、判断AMI 患者再灌注后是否成功 等。。

40 四、心肌缺血缺氧标志物 （ 二）脂肪酸结合蛋白质(H-FABP )

41 四、心肌缺血缺氧标志物 （ 二）脂肪酸结合蛋白质(H-FABP ) Comparison among FABP, TnI, and CPK in sensitivity （ Y axle ） and specificity （ X axle ） 高特异性 高敏感性

42 四、心肌缺血缺氧标志物 （三） 缺血修饰白蛋白（ IMA ） 是一种对心肌缺血敏感的新型标志物，在心肌缺血数分 钟即可出现，可作为心肌早期缺血的标志物，具有较高的 阴性预测价值。 是一种对心肌缺血敏感的新型标志物，在心肌缺血数分 钟即可出现，可作为心肌早期缺血的标志物，具有较高的 阴性预测价值。 当患者心肌局部缺血但并无坏死时， cTn阴性但IMA亦 可能阳性。 当患者心肌局部缺血但并无坏死时， cTn阴性但IMA亦 可能阳性。

43 四、心肌缺血缺氧标志物 （三）缺血-修饰白蛋白  40%-60%的ACS初次测定肌钙蛋白低于正常值。 缺血-修饰型白蛋白（IMA）已经FDA批准应用临床，基 于人类白蛋白的氨基酸末端（N）与钴的亲和力在缺血心 肌降低的原理，在肌钙蛋白升高之前即可检测到，6h内恢 复至基线。 缺血-修饰型白蛋白（IMA）已经FDA批准应用临床，基 于人类白蛋白的氨基酸末端（N）与钴的亲和力在缺血心 肌降低的原理，在肌钙蛋白升高之前即可检测到，6h内恢 复至基线。 IMA可能用于临床可疑ACS患者的评价，从而排除低可 能性的患者 IMA可能用于临床可疑ACS患者的评价，从而排除低可 能性的患者 Limitations Current data suggests that it may not be specific for cardiac ischemia elevated in patients with cancer, infection, end-stage renal disease, liver disease and brain ischemia. Apple et al. Clinical Chemistry 2005;8-10

44 四、心肌缺血缺氧标志物 （ 四）心脏B型利钠肽

45 四、心肌缺血缺氧标志物 （ 四）心脏B型利钠肽 不稳定心绞痛后 NT-proBNP 的预示作用 James, et al. NT-proBNP and Prediction of Mortality and MI in Unstable CAD. Circulation 2003;108:275-281.

46 四、心肌缺血缺氧标志物 （ 四）心脏B型利钠肽 ACS 后 NT-proBNP 的预示作用 Galvani, et al. Natriuretic Peptide in Acute Coronary Syndromes. Circulation. 2004;110:128-134.

47 四、心肌缺血缺氧标志物 （ 四）心脏B型利钠肽 心血管疾病预后估计和危险性分类 心衰的预后评价 预测再次患病率和死亡率 急性心肌损伤后的预后评价 预测再次患病率和死亡率 估计心肌缺血损伤范围 ACS 危险性分级

48 五、心肌损伤坏死的标志物

49 In animals,  Necrosis of the myocardium begins within 15mins of coro nary artery occlusion  6 hs – myocyte necrosis 71% complete  24 hs-- myocyte necrosis 85% complete In humans,  Plaque rupture, thrombus formation, and the occlusion is often interminttent.  The infarct related artery opens and closes as endogeno us fibrinolysis  Cyclic coronary blood flow and the collateral circulation 心肌缺血坏死的时间窗

50 Time to treatment (minutes) Infarct Size (%LV) 60120180240300 5 10 15 20 25 MITI WWTPA Bassand APSIM WWIV TPAT WWIC Y=0.06x+2.3 r 2 =0.85 心梗面积与治疗的时间有关 * Prog in Cardiovasc Dis,2000,42,397. 心肌缺血后的治疗 — 时间就是心肌

51 AMI后 <1h 内得到治疗 死亡率约为1% AMI后 6h 得到治疗 死亡率约为10 – 12% 假定呈线形关系 每30min死亡率约增加1% Rawies J. J AM COLL CARDIOLOGY 23:1 1994. Weaver WD. JAMA 270:1211,1993 心肌坏死的治疗： 时间就是心肌

52 敏感性 ---- 更趋增高 特异性 ---- 更趋增强 分析技术 ---- 更趋成熟 测定方法 ---- 更趋简便 检测时间 ---- 更趋快速 在心肌损伤的早期诊断、病情监测和治疗等诸方面将发挥更重要的作用 “ 尽可能早、尽可能准 ” ! 五、心肌损伤标志物 理想的心肌 损伤标 志物

53 心肌损伤标志物的检测 五、心肌损伤标志物 TAT：从采集标本到报告结果的时间。

54 五、心肌损伤标志物

55 153 个氨基酸的多肽和血红素辅基组成，占横纹肌蛋白 2%，主要位 于胞浆，结构与 Hb 相似，为携氧载体。 1975年首先报道，在MI发生后最早升高,和CK-MB亚型同列为早期标记 物. 缺点为特异性差,虽灵敏度很高.与横纹肌Mb有交叉，要排除：剧烈 运动、骨骼肌病或损伤；由于从肾脏代谢清除，要排除休克和肾衰 。 五、心肌损伤标志物 （一）肌 红 蛋 白

56 发病早期，尤其是1~2小时内升高，结合临床症状和心电图帮 助AMI的诊断。 由于敏感性高，早期阴性者联合肌钙蛋白有助于排除AMI诊断。 由于半衰期短，用于判断有无再梗死或梗死扩展。 五、心肌损伤标志物 （一）肌 红 蛋 白

57 五、心肌损伤标志物 肌酸激酶同工酶 (CK-MB) （二）肌酸激酶同工酶 (CK-MB) 有两种亚型，CK-MB1 （血清型）和CK-MB2（组织型）。 CK-MB2存在于心肌细胞中，正常血清中检出率很低。当发生心 肌损伤时CK-MB2释放入血。 CK-MB2/CK-MB1比值变化是反应心肌损伤较好的早期生化标志 物，其特异性优于肌红蛋白。正常时CK-MB2/CK-MB1 1.5~1.7提示存在心肌损伤。 目前由于测定方法技术存在一些问题，尚不能常规急诊检测用 于AMI的早期诊断。

58 五、心肌损伤标志物 肌钙蛋白 （三）肌钙蛋白 肌钙蛋白 肌钙蛋白C：与钙结合的部分 肌钙蛋白 I ：含有抑制因子的部分 肌钙蛋白 T ：与原肌球蛋白结合

59 五、心肌损伤标志物 （三）肌钙蛋白  在AMI后6-8h可以在血清中检测到，此时主要是胞浆 中的cTn释放出来，但cTn在血清中持续时间长，原因主要 是： 1） cTn半衰期长； 2） 坏死的心肌持续释放cTn 因此cTn在延迟诊断中可以替代LDH 外周血中出现任何一种可检测到的 cTn 必然是心肌细胞受 损伤的结果

60 五、心肌损伤标志物 （三）肌钙蛋白  心肌肌钙蛋白 T （ cTn T ）的临床意义 1）心肌肌钙蛋白T早期敏感性不强， 6h后敏感性逐渐增加。 2）对于AMI，诊断特异性不好， cTn T升高还出现在心绞痛、心肌炎等。 0 50 100 200 250 （ h ） 溶栓治疗后再通 梗死后未通 肌 钙 蛋 白 T 浓 度  g/ L 3）cTn T可应用于观察溶栓治疗后冠 脉是否再通。cTn T在溶栓治疗成功 后出现双峰，且第一峰较高。

61 五、心肌损伤标志物 （三）肌钙蛋白  心肌肌钙蛋白 I （ cTn I ）的临床意义 与肌钙蛋白 T 相似 1）诊断的敏感性和特异性好的急性心肌梗死的标志物， 敏感性和特异性可达到95%、97%。 2）cTnI可以用于溶栓后再灌注，溶栓成功后30min、60 min后还会继续升高，敏感性80%，高于CK-MB和Mb

62 根据TnI和ECG危险分层 TnI比ECG更能说明病人危险性 五、心肌损伤标志物

63 （三）肌钙蛋白 如果不存在心肌缺血损伤，注意排除其他原因引起的 cTn增高，如急性和慢性充血性心力衰竭，心脏挫伤、消 融、起搏和心脏复律，心肌炎，肾衰竭，甲减，急性神经 系统疾病包括卒中，败血症，烧伤等。 如果不存在心肌缺血损伤，注意排除其他原因引起的 cTn增高，如急性和慢性充血性心力衰竭，心脏挫伤、消 融、起搏和心脏复律，心肌炎，肾衰竭，甲减，急性神经 系统疾病包括卒中，败血症，烧伤等。

64 五、心肌损伤标志物 （三） 肌球蛋白轻链和重链 (MC)   肌球蛋白有两条重链（MHC/220KD）和两条轻链（ML C/20-27KD），其中  -MHC是心肌特有的；骨骼肌中MLC和心 肌MLC20%不同源，可以作为抗体的选择部位。 MC是一种可溶蛋白，存在肌小节中，心肌细胞浆中<1%游离 轻链，无游离重链。

65 五、心肌损伤标志物 （三） 肌球蛋白轻链和重链 (MC)  MHC检测特点 1）AMI后2天升高，5~6天达到高峰，可持续10天。窗口 期是目前发现最长的标志物，可用于回顾性诊断； 2）MHC的变化与梗死面积高度相关，可以判断病情。 3)对于不稳定心绞痛的诊断敏感性超过cTn和CK-MB 4）MLC不能作为再灌注治疗的监测指标。

66 五、心肌损伤标志物 Mb CK-MB cTn MLC 肌球蛋白

67 超敏CRP（hs-CRP）+cTn+CK-MB作为心肌 损伤的新 “ 三联 ” 。

68 ST Elevation MI Non ST Elevation ACS ECG – ST  CK-MB Troponin CRP ECG - ST  Stable Angina Unstable Angina Non-Q wave MI Q wave MI 冠状动脉病变的现代分类谱

69 Multiple Biomarkers for ACS Multi-marker strategy Myocyte necrosis –Myoglobin –Creatine kinase (CKMB) –Troponin isoform (TnI) Hemodynamic stress –B-type natriuretic peptide (BNP) Inflammation –Myeloperoxidase (MPO ) –C-Reactive Protein (CRP) –CD40 Ligand Rx ACS Myocyte necrosis Inflammation Hemodynamic stress AtherosclerosisVascular damage CKMB TnI MPO CRP BNP ACS 中心脏标志物的联合应用

70 Data on File, Biosite, Inc. ACS 中心脏标志物的联合应用 Appearance of Cardiac Markers

71 谢 谢！ 谢 谢！