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1、1,第十八章 心血管疾病的生物化学诊断,基础医学与医学技术学院 马洁,2,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。 难点心肌损伤标志物的生物化学检验、评价及临床应用。,3,第一节 心血管系统的结构和功能,4,肌原纤维的结构,5,肌动蛋白丝的结构图,6,心肌结构蛋白肌钙蛋白及粗、细肌丝工作原理示意图,7,细肌丝由肌动蛋白（actin）、原肌球蛋白（tropmyosin）和肌钙蛋白（troponin）组成。肌动蛋白分子呈球状，串联形成双链螺旋状，在双链间的沟槽内，杆状的原肌球蛋白和肌动蛋白卷曲在一起，每隔40nm有一
2、组肌钙蛋白分子。,粗肌丝由肌球蛋白（myosin）分子组成，肌球蛋白形似豆芽，分头和杆两部分，头部具有ATP酶活性。,肌节,8,肌钙蛋白,肌钙蛋白为心肌细肌丝上结合Ca2+、触发兴奋-收缩耦联的调节蛋白，由原肌球蛋白结合亚单位、抑制亚单位、钙结合亚单位三个亚单位组成，分别称为肌钙蛋白T（troponin T，TnT）、肌钙蛋白I（troponin I，TnI）和肌钙蛋白C（troponin C，TnC）。,9,冠状动脉血管铸型,10,第二节 动脉粥样硬化及冠心病,一、动脉粥样硬化(atherosclerosis, 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
3、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,11,12,13,二、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 。,14,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
4、稳定型心绞痛(unstable angina pectoris， UAP),15,（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 灶性心肌梗死 心内膜下心肌梗死 （三）急性冠脉综合征 急性冠脉综合征(acute coronary syndrome，ACS) ：UAP和AMI统称。,16,（1）ST 段抬高心肌梗死（ST segment elevation myocardial infarction, STEMI），包括Q波MI（Q-wave myocardial
5、infarction，QMI）和部分非Q波MI（non-Q wave myocardial infarction，NQMI）,ACS分型：,17,三、动脉粥样硬化及冠心病的危险因素,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。RR1才有意义，越大则预测价值越高。,18,19,1. 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
6、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。,20,(2)超敏C反应蛋白(high sensitivity C-reaction protein, hs-CRP） hs-CRP是AS病变活跃，斑块破裂，血栓形成的标志。 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-
7、CRP的由来。,21,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-CRP3.0mg/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。,22,3. 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),23,常用预测冠心病
8、发生AMI的危险因子RR比较,24,Framingham危险评分是根据胆固醇水平和非胆固醇因素计算个体未来10年冠心病发作几率。非胆固醇因素包括： 高危因素糖尿病；已经具有冠心病的证据（如有过心脏病发作，冠状动脉硬化）；动脉硬化可以导致末梢血液循环障碍、腹主动脉瘤和中风等。 主要危险因素男性45岁，女性55岁；吸烟；高血压；高密度脂蛋白40mg/dl；遗传家族史。,Framingham危险评分,25,Framingham危险评分（男性）,26,Framingham危险评分（男性）,27,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(m
9、arker 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。,28,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程度。 有合适的“诊断窗口期” 。,29,1. 心肌损伤酶谱(enzyme profile of myocardial injury) 一般指天冬氨酸氨基转移酶、乳酸脱氢酶、肌酸激酶、以及后两者同工酶。 (1)天冬氨酸氨基转移酶 (aspartate
10、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612 h血液中AST始出现升高，2448 h达峰值，若无再损伤发生，57 d 恢复正常水平。,30,(2)乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, LD)及其同工酶,31,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，812d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/ LD21的比值反转(f
11、lipped LD isoenzyme ratio)特点。,32,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。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。,33,CK同工酶、CK-Mt、巨CK和同工酶亚型电泳区带示意图,(3)肌酸激酶(creatine kinase, CK)及其同工酶,34,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
12、联法为参考方法。 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。,35,临床意义及评价 AMI后38h血清CK水平可高于参考范围上限，约1024h达峰值。若无再梗死或其他损伤，23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23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5g
13、/L，活性25U/L，以及CK-MB%RI 5%，或%CK-MB升高至4%25%间。,36,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。 AMI发生后612h，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。,37,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，
14、仍不令人满意。 特异性不高。AMI患者入院后1318h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。,38,2. 肌红蛋白(myoglobin, Mb),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, 412 h达峰值。如无再梗死发生约2436 h内即降至正常 。,39,(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
15、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80g/L, 女性60g/L, 老年人血清Mb水平随年龄增加逐渐轻度升高。,40,(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24h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412h，其诊断AMI的敏感性达100%。在疑为AMI发生后36h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。,41,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
16、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。,42,3. 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-收缩偶联的调节蛋白。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) 。,43,(肌钙蛋白复合体),Troponin T (cTnT),Troponin C (cTnC),(肌纤蛋白),(cTnI),(原肌凝蛋白),肌钙蛋白复合物组成示意图,44
