心肌肌钙蛋白

心肌肌钙蛋白——心肌损伤的确定生化标志物

发 布 人：圣才学习网

发布日期：2010-1-3

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郭玮 潘柏申

心肌损伤的确定标志物是发病后6～9小时血中出现增高并持续数天、对心肌损伤的敏感性和特异性都较高的生化标志物。专家们一致认为心肌肌钙蛋白灵敏度高、特异性强、发病后出现较早，并可持续4～10天，是目前诊断心肌损伤较好的确定标志物。

一、 心肌肌钙蛋白的结构

肌钙蛋白（Troponin ，Tn ）是横纹肌收缩的重要调节蛋白［1］，由三个亚基组成：肌钙蛋白C （TnC ），肌钙蛋白T （TnT ）和肌钙蛋白I （TnI ）。

TnC ，分子量为18000，呈晶体结构，是肌钙蛋白的Ca2＋结合亚基［3］。骨骼肌和心肌中的TnC 是相同的。

TnI ，分子量为21000，是肌动蛋白抑制亚基。它有三种亚型：快骨骼肌亚型、慢骨骼肌亚型和心肌亚型。这三种TnI 亚型分别源于三种不同的基因。心肌亚型（cTnI ）相对两种骨骼肌亚型约有40%的不同源性。AMI 后cTnI 的释放形式（游离形式还是与其他肌钙蛋白结合成复合物，氧化形式还是还原形式）迄今为止还不完全清楚。

TnT ，分子量为37000，可能为不对称蛋白结构，是原肌球蛋白结合亚基。TnT 也有三种亚型：快骨骼肌亚型、慢骨骼肌亚型和心肌亚型。它们在骨骼肌或心肌中的表达分别受不同的基因调控。

肌钙蛋白在循环血中的半衰期为大约数小时，由肾脏排出体外。游离cTnI 在循环血中的半衰期大约为67 min。

二、 心肌肌钙蛋白在临床诊断中的应用

1. 对心肌损伤的诊断 在诸多诊断急性心肌梗死（AMI ）的临床生化指标中，CK-MB 曾一度被认为是诊断AMI 的“金标准”，已广泛应用多年。随着对心肌肌钙蛋白（cTn ）深入研究，无论是对心肌的特异性还是诊断敏感性，CK-MB 的地位都受到了严重挑战。cTn 被认为是目前最好的确定标志物，正逐步取代CK-MB 成为AMI 的诊断“金标准”。

患有各种冠状动脉疾患的病人必然会发生心肌细胞损伤。有些病人的临床表现可能不完全符合WHO 关于AMI 诊断标准（不稳定心绞痛就是其中之一），但却伴有某些心肌损伤标志物（如cTnT 等）升高，从而导致细胞内的组成成分渗漏入外周血循环。这使得心肌细胞损伤标志物的检测成为可能。cTnT 和cTnI 在A MI 后（3～6 h）血中浓度很快升高，和CK-MB （3～8 h）相当或稍早，它们测定的特异性和灵敏度明显高于CK-MB 。 cTn 具有相当长的诊断窗口期（cTnI 7～9天，cTnT 更长）。cTn 对急性胸痛病人（无论有无

骨骼肌损伤）的诊断均优于CK-MB 。研究表明［2，3］：在对AMI 的诊断方面cTnI 和cTnT 无显著差异，都能鉴别出CK-MB 所不能检测出的心肌损伤。相对cTnT 而言，cTnI 显示出较低的初始灵敏性和较高的特异性。就上升的相对值来说，cTnT 比cTnI 高；在不稳定心绞痛病人中cTnT 上升的频度比cTnI 高。在AM I 后30天死亡率的预报方面，cTnT 优于cTnI 。

无论是不稳定心绞痛还是无Q 波的心肌梗死，最初24小时的cTnT 最具预后价值。对不稳定冠状动脉疾患病人的随访发现，cTnT 和运动试验两项都正常者，死亡或AMI 的仅1%；若异常，死亡或AMI 可达50%。对急性冠状动脉疾患（包括心肌梗死）病人的随访研究发现，cTnT 小于0.1 μg/L的病人的死亡率仅4%，相比而言，大于0.1 μg/L的病人的死亡率则大3倍，发生休克的百分率大3倍，发生充血性心功能衰竭的百分率也增加1倍。对cTnI 的观察研究得到了类似的结果。不稳定冠状动脉疾患病人中，cTnI 大于0. 1 μg/L的病人死亡率较cTnI 小于0.1 μg/L的病人的死亡率大3倍多。因此，任何急性冠状动脉疾患病人同时测得cTn 增高，应视为高危险性［4］。

2.AMI 后溶栓治疗的指示物 静脉注入溶栓药物是近年来常用的AMI 治疗方法，在治疗后判断是否出现再灌注也成为临床医生最关注的问题之一。在出现再灌注时cTnT 往往有双峰变化：第1天由于梗塞开通后，血流进入病变部位，将游离的cTnT 冲洗入血液而出现第1个峰；在第4天可观察到第2个较小的峰（主要来自cTn 复合物中的cTnT ）。这两个峰值的比率有助于判断是否出现再灌注：如第1峰值大于第2峰值，即比值＞1.0，往往说明出现再灌注。早期冠状动脉再灌注的指示物CK-MB 、肌红蛋白（Mgb ）、cTnT 和cT nI 在血栓治疗成功后的早期动力学比较研究表明，四种标志物在溶栓后释放的早期动力学基本相似，但是cTnT 和cTnI 在90 min的冠状动脉再灌注平均指数显著大于CK-MB 和Mgb 。

3. 对围手术期心肌梗死的诊断 冠状动脉搭桥术后心肌梗死的诊断在心脏手术中有重要作用。cTn 是围手术期心肌梗死的敏感和特异的标志物，能够鉴别出没有达到常规围手术期心肌梗死判断标准的微小的围手术期心肌损伤。

4. 对心肌炎的诊断 与CK 活性相比，心肌炎时cTnT 因其相对较高的血清检测值和较长的上升时间而具有较高的检测敏感性，血清cTnT 可作为急性心肌炎的诊断标志物。

5. 与肾功能衰竭的关系 缺血性心脏病是晚期肾病病人发病和死亡的主要原因之一，占总死亡率的大约40%；这些缺血性心脏病中的大约25%发展为AMI 。因此，在晚期肾脏病病人的临床治疗中，心血管并发症的诊断成为至关重要的问题。在晚期肾脏病病人血清中，cTnT 和cTnI 的检测值存在着差异。晚期肾脏病病人的cTnT 升高的可能原因有三：检测方法的交叉反应；cTnT 在骨骼肌中的重表达；存在着微小心肌损伤。第二代cTnT 分析法不会因为cTnT 在晚期肾脏病病人骨骼肌中的重表达而产生假阳性，从而排除了分析法的交叉反应。研究结果认为，晚期肾脏病病人血清中cTnT 的升高可能是由于存在一定程度的心肌损伤。

6. 与骨骼肌损伤的鉴别诊断 心肌和骨骼肌细胞关系密切。在胚胎期，这两种肌肉的基因表达有多处相同之处，但在最终分化时表达出现不同。因此骨骼肌损伤病人中的心肌损伤标志物检测的特异性令人关注。由于第二代cTnT 分析法已排除了分析法的交叉反应。因此，cTn 可作为骨骼肌损伤病人的心肌损伤诊断时的较好的标志物。

7. 甲状腺机能减退病人心肌损伤的诊断 甲状腺机能减退导致了胆固醇的上升，使病人易患冠状动脉疾病以及AMI 。同时，甲状腺机能减退病人常有抽筋、肌痛等骨骼肌损伤症状。因此，这种病人的血清CK 、CK-MB 、都有不同程度的增高。此时，cTn 是甲状腺机能减退病人心肌损伤诊断时较好的标志物。

8. 药物作用观察 cTn 还被用于观察某些药物的药理作用与心脏的关系，了解是否改善或者加剧心肌缺血现象。

9. 其他 如心脏移植后的排斥反应或急性心功能衰竭时，也常常出现cTn 增高而CK-MB 无异常的现象。

三、 心肌肌钙蛋白的检测方法

cTn 可以用高度敏感的酶免疫法（ELISA ）作定量检测，也可用快速的固相免疫层析法作定性检测。在正常标本中运用现有的方法检测不出cTnT 和cTnI 。因此，循环血中出现任何一种可检测到的cTn 必然是心肌细胞受损的结果。

1.cTnT 的检测方法 cTnT 的ELISA 分析法最早于1989年报道。第一代cTnT ELISA分析法（cTnT 1）商品化试剂于1992年进入市场。cTnT 1使用两种肌钙蛋白T 特异的单克隆抗体-心肌肌钙蛋白T 特异抗体M7为捕捉抗体和肌钙蛋白T 特异抗体1B10作为标记抗体，使cTnT 1的敏感性较最早的ELISA 分析法高5倍。但临床应用表明cTnT 1对患有严重骨骼肌损伤病人会产生假阳性。1997年第二代cTnT ELISA分析法（cTnT 2）商品化试剂问世。cTnT 2使用高度心肌特异的抗体M11.7取代了cTnT 1中与骨骼肌有交叉反应的抗体1B10。与cTnT 1相比较，cTnT 2具有相同的诊断敏感性和更高的心肌特异性，分析时间则由原来的90 min降低到45 min而不影响分析的准确性和临床特异性，因此在临床实践中cTnT 2已取代cTnT

1。第三代cTnT 分析法（cTnT 3）生产的试剂也已于最近进入市场。cTnT 3运用重组人基因技术代替cTn T 2的牛血清，在增加特异性和灵敏度的同时，测定的线性范围达25 μg/L，分析时间缩短到＜20 min。

用于检测cTnT 的快速诊断试剂盒已经问世，由原Boehringer Mannheim公司专利生产，并能做到定量检测，与cTnT ELISA之间有较好的相关性（r ＝0.98；y ＝0.85x ＋0.002）。

2.cTnI 的检测方法 定量检测cTnI 的方法很多。最早使用多克隆抗体检测的放射免疫法。随后，相继报道了运用单克隆抗体检测的各种不同的酶免疫法。鉴于cTnI 作为心肌损伤的诊断标志物的重要性，各试剂生产厂商先后推出各自的cTnI 检测系统，并且在临床广泛应用。

临床化学家对各种cTnI 检测系统的测定结果之间的可比性十分关注。鉴于Dade Stratus Ⅱ检测系统是第一个通过美国食品和药物管理局（FDA ）批准的cTnI 检测系统，许多临床研究报道［5］了其他cTnI 商用分析系统与之相比较的结果。美国临床病理学会（CAP ）在1997年对检测cTnI 的Access 、Opus Plus和Stratus Ⅱ三个系统进行调查，结果发现平均cTnI 浓度根据使用的分析系统而有实质性的不同。Acces s 的测定值最低，有些甚至比Opus Plus结果低20倍。这些极端结果采用Dade Stratus Ⅱ分析系统测定，结果大约是Opus Plus分析法的1～3倍。

进一步的研究发现［6］，Stratus 和Opus 所用抗体的识别点位于cTnI 的氨基末端，而Access 所用抗体的识别点则位于cTnI 的羧基末端。相对而言，血中cTnI 的氨基末端较稳定，较少降解，这可能是引起测定结果变异的重要因素之一。此外，采用全血或血浆标本时的某些抗凝物质（如EDTA ）也会对检测产生影响。EDTA 螯合血标本中的钙离子，使cTnI-cTnC 复合物解离，游离cTnI 单体形成增加，从而影响检测值。

由于cTnI 分析法和分析系统之间存在着很大绝对的和相对的误差，许多有识之士提出应对cTnI 分析法进行标准化，以使cTnI 的检测结果具有可比性。Wu 等人［7］提出了三点建议：一是统一参考材料，其

次是统一抗体。各种cTnI 分析法中的抗体因为其针对cTnI 分子不同的抗原决定簇而各不相同，只有标准化了所使用的抗体后，测定结果才可能会有可比性。第三是统一操作步骤。

用于检测cTnI 的快速诊断试剂盒也有多种，与定量检测存在的问题相同，由于各种试剂盒出自不同的试剂厂商，缺乏方法上的标准化，其测定值的可靠性同样值得关注。

3.cTnT 或cTnI 的临床应用选择［5］ cTnT 和cTnI 作为心肌损伤时释放的结构蛋白，在临床应用中各具特点。对cTnT 的争议在于肾功能衰竭病人和各种肌病病人的cTnT 有非特异性上升，虽然其机制至今尚无定论。就方法学而言，第二代cTnT 检测法在第一代检测法的基础上有了很大的改进，几乎完全排除了分析法的交叉反应。由于仅有一个生产厂商拥有cTnT 的生产专利，因此不存在方法间的标准化问题。与此相反，对cTnI 的争议在于检测中的各种问题，如分析物的低稳定性、防腐剂的影响、纤维蛋白原的干扰和血清（浆）中的嗜异性抗体（HA ）及类风湿因子导致cTnI 的假阳性上升等，特别是不同生产厂商的cTnI 检测试剂不同造成的检测结果不一致等等。cTnI 检测值的不同将直接影响对众多临床问题的解释，如AMI 的发作时间、梗死面积、再灌注的评估以及心肌损伤危险性的分类等等。用cTnI 取代CK-MB 作为心肌损伤的诊断标准时，必须认识到不同的cTnI 检测方法有着不同临界值、对众多的临床问题有不同的解释，这一点应该引起临床医生充分重视。因此，不少专家认为，用现有方法检测出的cTnI 和cTnT 应作为独立的临床标志物用于AMI 的诊断中。

现代医学实践需要尽可能快速而准确地明确诊断。这对心肌损伤病人来说尤为重要。近年来随着临床化学家对心肌肌钙蛋白研究的不断深入，其临床应用日益广泛、检测方法日趋完善，作为诊断心肌损伤的确定标志物，肌钙蛋白临床诊断中越来越占据着举足轻重的地位，为心脏疾病的诊断和治疗翻开了新的篇章。

郭玮（上海医科大学中山医院检验科 200032）

潘柏申（上海医科大学中山医院检验科 200032）

参 考 文 献

［1］ Farah CS, Reinach FC. The troponin complex and regulation of muscle contraction. FASEB J 1995; 9∶755

［2］ Hetland Φ, Dickstein K. Cardiac troponins I and T in patients with suspected acute coronary syndrome: a comparative study in a routine setting. Clin Chem 1998; 44∶1430

［3］ Christenson RH, Duh SH, Newby LK, et al. Cardiac troponin T and cardiac troponin I: relative values in short-term risk stratification of patients with acute coronary syndromes. Clin Chem 1998; 44∶494

［4］ Hamm CW. Cardiac-specific troponins in acute coronary syndroms. In: Heart disease. Ed. E Braunwald WB Saunders Co., Philadelphia, 1997

［5］ Apple FS. Clinical and analytical standardization issues confronting cardiac troponin I. Clin Chem 1999; 45∶18

［6］ Shi Q, Ling M, Zhang X, et al. Degradation of cardiac troponin I in serum complicates comparisons of cardiac troponin I assays. Clin Chem 1999; 45∶1018

［7］ Wu AHB, Feng YJ, Moore R, et al. Characterization of cardiac troponin subunit release into serum after acute myocardial infarction and comparison of assays for troponin T and I. Clin Chem 1998; 44∶1198