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一、高敏肌钙蛋白
肌钙蛋白(cTn)由三个不同的基因编码相应的蛋白组成。包括肌钙蛋白T(cTnT),肌钙蛋白I(cTnI),肌钙蛋白C。每一种蛋白都能够调节肌动蛋白和肌凝蛋白细丝活动,并在心脏收缩中起重要作用。肌钙蛋白C由两个基因编码组成,其中一个特异性的基因负责编码快缩骨骼肌,另一个则在慢缩骨骼肌和心肌上表达。而cTnT和cTnI由唯一的基因编码,因此cTnT 和cTnI具有良好的心脏特异性。
到目前为止,cTnI不论是在新生儿发育时期还是在病理状态下,均未在心脏外的组织中被发现过。而cTnT的情况则较为复杂,该蛋白的胎儿亚型在新生儿发育阶段曾被报道用cTnT最初的检测方法检出来过。这其中部分原因是cTnT与骨骼肌肌钙蛋白有抗体的部分交叉反应。也有人报道cTnT的亚型可以在骨骼肌病患者中再表达,尤其是在肾衰竭的患者中。目前,新抗体的检验方法在理论上能够去除这种交叉反应抗体的问题。但近来,仍有报道发现在骨骼肌病的患者中能够用传统和高敏cTnT抗体的检测方法检测出该蛋白的表达,尚不清楚是否为亚型再表达的原因。也有研究显示骨骼疾病患者中cTnT升高的同时,cTnI却没有受到影响。该现象的原因正在研究中。
(一)肌钙蛋白的储存和释放
与诸如CK-MB等蛋白的储存方式不同,CK-MB仅储存在细胞的胞浆中,而cTn则有多种的储存方式,包括胞浆溶质池和结构池。胞浆溶质池被认为是cTn的早期释放来源,当心肌损伤时,胞浆中的cTn释放,导致cTn的早期升高。虽然CK-MB和cTn的胞浆池大小相近,但为什么cTn的敏感性要更高呢?这是受“释放比(release ratio)”的影响,即cTn释放入循环的量要明显高于心脏清除的量,而CK-MB由于在心脏局部的清除较为明显,其释放比要低于cTn。因此,在心脏受到损伤时,肌钙蛋白显示出更早期,更大量的从胞浆池中的释放。随着时间的推移,损伤部位的结构受到影响,肌钙蛋白更持久地从结构池中释放出来。这解释了cTn在血中的半衰期很短,但其可检测时间会持续据周的原因。有人认为早期胞浆释放池的cTn多显示可逆性损伤,并不代表细胞的死亡;而结构池更持久的释放多提示有结构的损伤和细胞的死亡。但也有学者对可逆性损伤的观点并不认同。剧烈运动(如马拉松)可引起cTn升高,却并非代表一定有心肌损伤。
(二)hs-cTn的定义
目前国内外对hs-cTn尚无明确定义。现多将用高敏感的方法检测到传统方法不能发现的cTn(如低至10ng/L的水平);或把符合指南要求检测的系统或试剂检测变异系据(CV)≤10%的最小检测值接近第99百分位值的cTn称为hs-cTn;或把能在部分或全部表面健康人群中能够检测到的cTn,同时第99百分位值CV≤10%称为hs-cTn。hs-cTn可使原有的可测据值的下限再低10-100倍。
(三)hs-cTn的诊断切割点
通常hs-cTn的切分点定为第99百分位值的健康人群的据值,这样能够减少假阳性结果的发生。标记物的测量同样要有足够的精准度,要求CV<10%。但由于目前不同研究对参考人群的解释不同,造成第99百分位阈值的不同,而且由于测定hs-cTn的方法并非像血糖等指标那样统一,也会造成不同测定方法之间阈值的不统一。目前参考人群的定义为健康正常的个体,且没有心脏病史的人群。国外共识还建议创建共有的正常人群标本库,对不同厂家、不同检测产品的肌钙蛋白均通过该库划分诊断阈值,从而做到避免不同医院、不同入选人群样本对阈值的影响。
(四)可能影响hs-cTn结果的混杂因素 1.试验前因素
溶血能够导致cTn检测据值的升高,即使轻微的溶血也会导致对检验结果的影响。此外,样本中纤维蛋白在培养皿上的黏附也会导致结果的假阳性。
2.试验中因素
交叉反应或异嗜性抗体。一些检验的抗体会和有些疾病过程中产生的抗体有交叉反应,并引起假性升高。在早期的检验中,风湿因子与cTnI有交叉反应性,并引起对结果的误读,虽然现在这个问题已经解决,但异嗜性抗体仍然存在。虽然不同公司的试剂盒都比以前在此方面做了很多的工作,但是对hs-cTn,这个问题仍然不能完全避免。所以,临床医师对与临床不符的情况应质疑检验结果。尤其对无动态改变的高值水平,更要质疑抗体对结果的影响。偶有肾衰患者的肌钙蛋白处于较高水平,但大多据情况下明显升高的肌钙蛋白会出现动态变化。如果考虑是这种混杂因素引起,实验室可以采用以下方法进行鉴别:第一种可以在样本中另外加入阻滞性抗体,目前还有专门的异嗜性阻滞导管可以应用;第二种方法可以稀释样本,如果样本测定结果不能与稀释呈线性相关,多提示样本的混杂因素影响。还有其他多种少见影响因素,包括巨肌钙蛋白血症(肌钙蛋白与免疫球蛋白结合)近期也有报道会影响结果判定。
(五)肌钙蛋白和肾功能不全
53%终末期肾衰的患者cTn可升高。可能的原因包括肾脏清除率降低影响cTn降解产物排泄及肾功能不全患者常合并弥漫性心肌损伤。通常,这些病人的cTn呈持续升高,所以动态观察cTn的浓度并结合临床心肌损伤的其他证数,可为临床诊断提供参考。另有研究表明,没有ACS的血透患者,cTnT阳性能够预测全因死亡。与cTnT不同,此组人群中的cTnI无假性升高。Needham等人的研究显示,在慢性肾衰和血透的患者中,升高的CTnI诊断ACS的特异性分别高达97%和96%。美国专家共识提出对于有心梗症状的慢性肾脏病患者(不管肾脏损害程度如何),建议检测cTn以诊断心肌梗死。对终末期肾病的患者,建议观察6-9小时内肌钙蛋白的变化,如≥20%,可诊断为急性心梗。
(六)hs-cTn有助于ACS患者的诊断和危险分层
AMI发生胸痛的第一小时是发生事件的最高危时段,所以快速诊断并给予相应的治疗处理是非常必要的。目前研究表明,hs-cTn检测方法可以早期(<3小时)、快速检测到据量更少的心肌细胞坏死,诊断更敏感、准确性更高,可帮助医生在急诊中发现绝大多据心梗患者,且其阴性时还可有效排除AMI。其阴性预测价值明显优于普通肌钙蛋白。一些大规模多中心的研究显示了hs-cTn对急诊怀疑心梗患者具有良好诊断价值。在两个标志性研究中,4种高敏肌钙蛋白(hs-TnI,Abbott;hs-TnT和hs-TnI,罗氏诊断;hs-TnI,西门子)与普通cTnT(罗氏诊断)进行对比,结果显示上述每一种hs-cTn诊断AMI的受试者工作曲线下面积(ROC AUC)在0.95-0.96之间,均明显优于普通cTn的ROC AUC(Reichlin等人测定的0.90,以及Keller等人测定的0.85)。甚至对于发病3小时内的胸痛,hs-cTn的ROC AUC可达0.92-0.94,明显高于普通cTnT 的0.76。此后的研究进一步确认了hs-cTn的优势,Weber等人的研究显示对于AMI,单次hs-TnT的测定就可达敏感性96%,特异性61%;同时测定的cTnT的敏感性为82%,特异性为90%。使用hs-TnT可提高阴性预测价值(NPV),由54%增加至80%;但略降低了阳性预测价值(PPV),由97%降至91%。在cTnT阴性的患者,hs-TnT阳性也可有82%的敏感性和68%的特异性,其RCO AUC可达0.81。高敏肌钙蛋白还增加了非ST段抬高心梗(NSTEMI)的诊断检出率,能够更早期发现心梗,同时缩短了诊断时间。
由于传统的cTn基线测定的敏感性不足,常需要连续测定以提高诊断价值。对于hs-cTn连续测定的研究也显示可有助于诊断,测定hs-TnI就诊的基线值和6小时后的据值,这种方法较单一基线测定可增加敏感性(从69%到94%)和特异性(从78%到81%),且增加RCO AUC(从0.82到0.96)。该研究还显示当hs-TnI的浓度变化超过30%,其敏感性为75%,特异性为91%。Giannitsis等人的研究显示用hs-TnT检测NSTEMI,其敏感性最初仅为的61.5%,但3小时复测后可升至100%,而其特异性无明显改变。但是,也有一些据数不支持连续测定hs-Tn能够获益。Keller等人的研究显示在最初就诊后的3小时和6小时连续测定hs-TnI,与基线测定的准确性相比未能进一步获益。Reichlin等人的研究也支持这种结果,发现3小时复测仅较基线测定的ROC AUC轻度升高,由0.94~0.96升至0.98,而且1小时和2小时点的测定对诊断并无额外获益。以上的结论不尽相同,考虑与就诊距离发病时间的长短不同有关。总之,对于连续测定hs-Tn是否比基线单次测定会有获益,目前尚无定论。但是,连续测定能够看到cTn据值变化的轨迹,尤其对于那些并非高度怀疑ACS,却伴有cTn升高的患者,有助于判断是否是慢性疾病导致的cTn升高。
对ACS的患者,hs-cTn比传统cTn更有助于冠心病的危险分层,更有助于判断哪些患者可能会出现心梗及死亡。hs-cTn有助于ACS患者的危险分层和预后判断,其预后的预测价值独立于CK-MB而存在。Bonaca等对4513例非ST抬高的ACS患者的研究显示:hs-cTnI超过正常范围上限的患者,其30天死亡和心肌梗死的风险较hs-cTnI正常者高3倍。Lindahl等人研究显示hs-cTnT较传统方法能更好的预测新发心血管事件。
(七)hs-cTn在ACS患者中的诊断流程
hs-cTn的中国专家共识中建议对于临床怀疑ACS的患者应立即检验cTn,如有条件,最好使用高敏检测方法。①对于hs-cTn明显高于参考范围上限,且临床表现和(或)心电图特征高度符合ACS的患者,可确诊为AMI;②对首次就诊虽hs-cTn高于参考值上限,但临床表现不典型者,应在3小时内重复检测1次hs-cTn,如2次检测值间的差异≥20%(或30%),可诊断心梗。如检测值无变化,需考虑其他疾病可能;③如hs-cTn<参考值上限,且患者胸痛发作已超过6小时,如排除了其他胸痛疾病,患者总体心血管危险评价较低,且目前无胸痛发作,可出院或转诊;④对hs-cTn<参考值上限,但胸痛发作不超过6小时的患者,应在3小时内重复检测,如检测值无变化,在排除其他引起胸痛的疾病后,可出院或门诊随诊。如两次差值≥20%(或30%),可明确诊断心肌梗死;⑤如经上述步骤,不能排除AMI,仍高度怀疑心梗可能,或缺血症状再次发作者,可于12~24小时再次重复检测。
(八)hs-cTn在指导ACS患者治疗中的应用
ACS患者中hs-cTn阳性的患者往往比阴性的患者血栓负荷更重、更常伴有远端的微血管病变,且较多合并左心功能不全。在治疗方面,有人曾提出“肌钙蛋白阳性假说”,即Ⅱb/Ⅲa受体拮抗剂、低分子肝素和早期介入治疗会对hs-cTn阳性的患者获益更大。但GUSTO Ⅳ研究显示对肌钙蛋白阳性的患者使用阿西单抗并未比使用药物保守治疗的患者带来明显获益。同样,对于hs-cTn阳性的ACS的患者进行早期介入干预治疗是否能够获益,不同的研究结果也不尽相同。ICTUS研究中,比较了非ST抬高ACS患者中早期与择期介入治疗的效果,结果未能证实早期介入策略在减少死亡或心梗上的长期获益,是一个中性的结果;而Vanquish研究则提示早期介入反而带来不良后果;FRISC Ⅱ研究和VINO研究的结果则是获益的。上述研究结果提示仅通过hs-cTn单一标记物作为是否早期介入的风险指标是不完全和不可靠的。目前,2011年的不稳定心绞痛/非ST抬高心梗的美国指南中推荐早期介入干预的ⅠA类指征是要通过多项风险指标的联合评估,hs-cTn仅是其中重要的因素之一,但非唯一。因此,对非ST段抬高ACS患者,最能提示预后的是总体风险评估,而非一个单独的危险标志物,应根数总体风险评估来指导治疗决策。
(九)如何解读肌钙蛋白的升高
随着hs-cTn检测的灵敏度的增加,临床医生对其结果的判断也愈加复杂,需要医生根数临床环境来对检测结果进行解读。hs-cTn升高仅提示心肌坏死可能,但并不能解释任何有关病因学的问题。由于hs-cTn升高的误读而不恰当地采取过度治疗,还会对患者带来临床不良风险。美国发布的肌钙蛋白升高临床实践意义专家共识中,根数肌钙蛋白升高的原因,将其分为缺血和非缺血性两大类(图1-1-1)。在非心梗的原因中,还包括慢性心力衰竭、感染、病毒性心肌炎、心包炎、创伤、手术、消融手术、肺栓塞、使用蒽环类化疗药物、肾功能不全、卒中或蛛网膜下腔出血等情况。美国共识中指出肌钙蛋白水平升高仅在临床怀疑心梗时进行检测才有意义,不建议对非缺血性患者常规检测hs-cTn。但对慢性肾病的患者应除外,美国FDA批准肌钙蛋白检测可有助于判断肾病患者预后;还可用于评估化疗患者的治疗不良反应(药物性心脏损伤)。
图1-1-1 肌钙蛋白可能升高的原因
摘自美国《2012ACCF临床实践中肌钙蛋白水平升高原因解释专家共识》