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1、第七节 临床常用血清酶、同工酶及其 亚型分析 临床上可根据酶浓度的变化用以辅助诊断。若酶浓度变化由细胞坏死或细胞膜通透性变化引起，表示脏器或组织损伤；若为细胞内酶合成增加所致，提示组织再生、修复、成骨或异位分泌，或提示有恶性肿瘤的可能；若为酶排泄障碍引起者说明有梗阻存在。同工酶的分析与鉴定则能反应疾病的部位、性质和程度。,由于酶广泛分布于全身各器官、组织，在血清中升高的机制又不尽相同，因此单凭某一酶的活性变化，很难做出独立诊断。若同时测定一组性质不同的酶，比较各酶活性的变化，就能根据酶增高或减少的“谱型”做出诊断，此种同时检测一组酶，称为酶谱。,如：(1)心肌酶谱：传统的心肌酶谱由CK、AST
2、、LD和-HBD组成，这一组合在我国临床化学实验室一直应用至今。目前最简单而有效的心肌酶谱可由CK、CK-MB、CK-MB 型或CK-MM 型组成。近年来心肌酶谱在AMI的早期诊断中的应用价值受到了心肌肌钙蛋白的挑战。 (2)肌酶谱：主要用于对骨骼肌疾病的诊断和监护。可供选择的酶有CK、LD、AST及其各自同工酶。若能再加CK-MM亚型则更为理想。,(3)肝酶谱： 主要是用来判断有无肝实质细胞损伤、肝内外胆汁淤积等肝胆疾病。 (4)肿瘤酶谱： 具有器官特异性的有ACP及其同工酶、ALP及其同工酶、-GT及其同工酶、AFU、AMY及其同工酶、LPS等；非器官特异性的有ALT、CK同工酶、ALD同
3、工酶、LD同工酶等。,(5)胰酶谱： 主要用于急性胰腺炎的诊断和鉴别诊断。可供选择的有AMY及其同工酶、LPS、弹力蛋白酶-1、磷脂酶A2、尿胰蛋白酶原-2等。,一、转氨酶及其同工酶 (一)生物化学特性 转氨酶是一组催化氨基在氨基酸与-酮酸间转移的酶类，丙氨酸氨基转移酶(ALT)和(天)门冬氨酸氨基转移酶(AST)是其中最重要的两种。,AST广泛存在于多种器官中，按含量多少顺序为心、肝、骨骼肌和肾等，肝中70存在于肝细胞线粒体中。 AST有两种同工酶ASTs和ASTm， ASTs存在于可溶性的细胞质中,ASTm存在于线粒体中。细胞轻度损伤时ASTs升高显著，而严重损伤时，则ASTm大量出现于血
4、清中。正常血清所含AST的同工酶主要为ASTs，但在病理状态下，如细胞坏死，则血清中以ASTm为主。 血清AST活性升高，多来自心肌或肝脏损伤；肾脏或胰腺细胞损伤时，也可出现很高的AST活性。,ALT大量存在于肝脏组织中，其次为肾、心、骨骼肌等。血清ALT活性升高，通常表示肝脏损伤。ALT有两种不同活性的同工酶(ALTs)、(ALTm)，分别存在于细胞质及线粒体，后者的活性为前者的16倍。肝细胞坏死血清中以ALTm为主。,(二)测定方法 转氨酶的测定多用比色法，以赖氏法最常用。目前，国内外实验室多采用连续监测法进行测定。 ALT速率法测定中酶偶联反应式为： ALT L-丙氨酸+-酮戊二酸 L-
5、谷氨酸 + L-丙酮酸 LD 丙酮酸 + NADH + H+ L-乳酸 + NAD+,AST速率法测定中酶偶联反应式为： AST L-门冬氨酸+-酮戊二酸 草酰乙酸+L-谷氨酸 MD 草酰乙酸+NADH+H+ L-苹果酸+NAD+ 上述偶联反应中，NADH的氧化速率与标本中酶活性呈正比，可在340nm检测吸光度下降速率。根据线性反应期吸光度下降速率(-Amin)，计算出ALT、AST的活性浓度。,(三)临床意义 ALT是反映肝损伤的一个很灵敏的指标，临床上主要用于肝脏疾病的诊断。 各种急性病毒性肝炎、药物或酒精中毒引起的急性肝损害时，血清ALT水平可在临床症状(如黄疸)出现之前就急剧升高且AL
6、TAST。,急性肝炎时血清ALT高低与临床病情轻重相平行，且往往是肝炎恢复期最后降至正常的酶，是判断急性肝炎是否恢复的一个很好指标。假如能同时测定AST，并计算ASTALT之比，则对于急、慢性肝炎的诊断、鉴别诊断以及判断转归也特别有价值。急性肝炎时比值1，肝硬化时比值2，肝癌时比值30 重症肝炎时由于大量肝细胞坏死，血中ALT逐渐下降，而胆红素却进行性升高，出现所谓“酶胆分离”现象，常是肝坏死的前兆。,AST主要存在于心肌，以往多用于AMI的诊断。AMI发病68h即升高，4860h达到高峰，45d恢复正常。但由于AST在AMI时升高迟于CK，恢复早于LD，故诊断AMI价值不大。在急性肝炎时，A
7、ST虽亦显著升高，但升高程度不及ALT，而在慢性肝炎，特别是肝硬化时，AST升高程度超过ALT。胆道疾患时AST亦可升高。 临床上血清ALT、AST表现为轻度增加的有胰腺炎、乙醇性脂肪肝、肝硬化、肉芽肿、肿瘤；中度增加的有传染性淋巴增多症、慢性活动性肝炎、肝外胆道梗塞、心肌梗死；重度增加的有病毒性肝炎、中毒性肝炎等。肝硬化、慢性活动性肝炎和心肌梗死常有ASTALT。,二、-谷氨酰转移酶及其同工酶 (一) 生物化学特征 谷氨酰转移酶(-GT或GGT)又称-谷氨酰转肽酶，是一种线粒体酶。组织分布以肾脏含量最多，其次为胰、肺、肝等。 血清中的-GT则主要来自肝胆，红细胞中几乎无-GT，因此溶血对其测
8、定影响不大。-GT催化-谷氨酰基从谷胱甘肽(GSH)或其他含-谷氨酰基物质中转移到另一肽或氨基酸分子上。,(二)测定方法 -GT的测定方法有数种，目前国内外多采用连续监测法测定血清-GT活性。 IFCC参考方法采用L-谷氨酰-3-羧基对硝基苯胺作为底物，以甘氨酰甘氨酸(双甘肽)作为-谷氨酰基的受体。在pH7.7的条件下，-GT催化底物生成-谷氨酰双甘肽和黄色的2硝基-5-氨基苯甲酸，在410nm波长处直接连续监测，吸光度的增高速率与-GT活性成正比关系。,(三)临床意义 -GT是肝胆疾病检出阳性率最高的酶。胆道疾病如胆石症、胆道炎症、肝外梗阻时，-GT不仅阳性率高，而且升高明显。肝实质疾病如肝
9、炎、脂肪肝、肝硬化时-GT一般只是中度升高(ULN的25倍)，这点有助于肝胆疾病的鉴别诊断。 若ALP升高而-GT正常可完全排除ALP的肝来源，若ALP和-GT均增加，则应先排除肝外引起-GT增加的原因，一旦排除，则-GT增高即为肝病所致。,-GT还可用于判断恶性肿瘤有无肝转移，肿瘤患者如有-GT的升高，常说明有肝转移。 -GT与乙醇的摄取量有关，饮酒时，由于乙醇对肝细胞线粒体的诱导导致-GT活性升高，故对乙醇性中毒的判定有相当的价值。长期接受巴比妥类药物、含雌激素的避孕药者常有-GT升高。,用醋纤膜电泳可将-GT同工酶分为-GTl、-GT2、-GT3和-GT4 四种，正常人只见-GT2和-G
10、T3。重症肝胆疾病和肝癌时常有-GTl出现，乙醇性肝坏死和胆总管结石时常有-GT2增加，胆总管结石及胰腺炎时-GT2也增加。-GT4与胆红素增高密切相关。,三、肌酸激酶及其同工酶和亚型 (一)生物化学特性 肌酸激酶(CK) 催化肌酸和ATP或磷酸肌酸和ADP之间的磷酸转移的可逆性反应，所产生的磷酸肌酸含高能磷酸键，是肌肉收缩时能量的直接来源。CK广泛分布于全身，在骨骼肌含量最高，其次是心肌和脑。 CK是由M和B两类亚基组成的二聚体。在细胞质内存在3种同工酶，即CK-BB(CK1)，CK-MB(CK2)和CK-MM(CK3)。在细胞线粒体内还存在另一CK同工酶，即所谓线粒体CK(CK-Mt)，也
11、称CK4。各种CK同工酶还可进一步根据所带电荷和等电点不同分离数目不等的亚型。,(二)测定方法 CK的测定方法以酶偶联法最常用，是CK的参考方法.有两种工具酶及指示酶参与反应。原理如下： CK 磷酸肌酸 + ADP 肌酸 + ATP HK ATP + 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 + ADP G6PD 6-磷酸葡萄糖 + NADP+ 6-磷酸葡萄糖酸盐 + NADPH +H+ 可在340nm波长下测定NADPH生成速率而计算CK活性浓度。,临床常规测定CK同工酶多用电泳和免疫抑制法，但两法均会受溶血和巨CK的干扰，免疫抑制法还会受到CK-BB的干扰。因此现在推荐用免疫化学方法直接测定CKMBmass
12、，可不受溶血和巨CK的干扰。CK同工酶亚型(CK-MM 型和CK-MB 型)多用琼脂糖凝胶高压电泳和等电聚焦电泳等。,(三)临床意义 CK及其同工酶和亚型是目前临床上测定次数最多的酶之一，主要用于心肌、骨骼肌和脑疾患的诊断和鉴别诊断及预后判断。 AMI时总CK活性升高显著，约在梗死后38h即升高，1024h达峰值，34d恢复正常。 CK极度升高(3000UL)主要见于全身疾病，特别是肌肉疾病，此时CK测定有助于肌萎缩病因的鉴别，如进行性肌萎缩时可见CK显著升高。,此外，病毒、细菌、寄生虫感染引起的肌肉感染性疾病(如心肌炎、皮肌炎等)，都能引起CK升高。但神经疾病引起的肌萎缩，CK活性一般正常。
13、 CK-MM亚型测定对早期AMI的检出更为敏感，一般以 CK-MM3CK-MM11.0作为诊断AMI的标准，但必须排除急性骨骼肌损伤。AMI发病24h CK-MM3CK-MM1 即开始升高，812h达峰值。CK-MB2亚型在AMI早期诊断和判断有无再灌注上有很高的灵敏度和特异性。一般CK-MB21.9UL或CK-MB2CK-MBl1.5可作为AMI的诊断标准之一。,四、乳酸脱氢酶及其同工酶 （一）生物化学特征 乳酸脱氢酶(LD或LDH)催化乳酸氧化成丙酮酸，同时将氢转移给辅酶而成为NADH，依条件不同而有可逆性。反应式如下： L-乳酸 + NAD+ 丙酮酸 + NADH + H+ LD是一种含
14、锌的糖酵解酶，广泛存在于人体各组织中，以肝、心肌、肾、肌肉、红细胞含量较多。,LD是由两种不同亚基(M和H)组成的四聚体，形成5种结构不同的同工酶，即LD1(H4)，LD2(H3M)，LD3(H2M2)，LD4(HM3)和LD5(M4)。 这5种同工酶大致可分为三类： 一类以LD1为主，主要在心肌，可占总LD活性50以上，也存在于红细胞内； 另一类以LD5为主，以横纹肌为代表，肝脏中也有； 第三类以LD3为主，存在于脾、肺。,(二)测定方法 目前根据LD催化反应方向的不同，有两大类测LD方法，一大类为以丙酮酸为底物的逆向反应(称LD-P法)；另一大类以乳酸为底物的顺向反应(称LD-L法)。我国
15、多采用目前IFCC参考方法LD-L法，用连续监测法进行测定。 LD同工酶测定以琼脂糖凝胶电泳法更多用。一般成年人血中LD同工酶存在如下规律：LD2LDlLD3LD4LD5，部分正常儿童血中可见LDlLD2。,(三)临床意义 临床上测定LD及其同工酶常用于诊断和鉴别诊断心、肝和骨骼肌的疾病。 AMI时，LD由于分子量较大，在常用心肌酶中升高最迟，通常在梗死818h升高，48144h达峰值，可显著升高(5ULN)，因其半寿期较长，增高持续时间可达510d，此时其他酶已恢复正常，在亚急性心肌梗死诊断上有一定价值。但其诊断AMI特异性差，运动后、肾病综合征等可呈现轻度升高(3ULN)。肝炎、休克、白血
16、病、溶血性贫血及晚期恶性肿瘤等均可有中度或显著升高。,测定血清及胸腹水中LD含量常用来鉴别其为漏出液抑或渗出液，若胸水LD血清LD0.6、腹水LD血清LD0.4为渗出液，反之为漏出液。,临床上测定LD同工酶 有助于相应组织病变的诊 断。心肌梗死和心肌炎时 以LD1和LD2升高为主，且 绝大多数的AMI患者血中 LD同工酶都出现LDlLD21，即所谓“反转比率”现象，且持续的时间长。,骨骼肌和肝细胞损伤时常出现LD5LD4。 肺、胰、脾、淋巴结坏死和炎症及各种恶性疾病时LD2、LD3、LD4升高； 溶血性疾病时LD1和LD2升高，但仍为LD2LD1；恶性肿瘤如转移到肝脏往往伴有LD4、LD5升高。,五、碱性磷酸酶及其同工酶 (一)生物化学特征 碱性磷酸酶(ALP) 广泛存在于各器官组织中，其含量以肝脏为最多，其次为肾脏、胎盘、小肠、骨骼等。血清中AL
