作者：赵聪 何青
文章来源：中华全科医师杂志, 2016,15(09)
摘要
随着检验医学的发展，越来越多的生物标志物被发现并应用到急性心肌梗死的诊治中。对于怀疑心肌梗死的患者，早期诊断及时治疗能最大程度地挽救濒危心肌、降低病死率，对预防心脏突发事件、改善预后及提高生存率有重要价值。文章复习了近期关于急性心肌梗死标志物相关研究的文献，对标志物的特点和临床诊断价值进行综述。
急性心肌梗死(AMI)是冠心病的严重类型，是由于冠状动脉粥样斑块破裂，冠状动脉急性闭塞导致血流中断，心肌严重持久缺血、缺氧而致坏死。我国心血管病患病率处于持续上升阶段，据《中国心血管病报告2014》，我国心血管病患者约2.9亿，约每5个成人中有1人罹患心血管病，其中心肌梗死患者250万[1]。
随着检验医学的发展，越来越多的生物标志物被发现并应用到AMI的诊治中(表1)。对于疑似AMI患者，早期诊断及时治疗能最大程度地挽救濒危心肌、降低病死率，对预防心脏突发事件，改善预后及提高生存率有重要价值。
表1
部分急性心肌梗死标志物的生化及临床特点
注：cTnT心肌型肌钙蛋白T；cTnI心肌型肌钙蛋白I；CK-MB心肌型肌酸激酶同工酶；Myo肌红蛋白；h-FABP心型脂肪酸结合蛋白；s-ST2可溶性ST2；Copeptin和肽素；－不具有心肌特异性；NR尚无相关文献报道
一
目前临床广泛应用的AMI标志物
1．心肌型肌钙蛋白(cTn，包括cTnI、cTnT)：
cTn是主要在心脏表达的结构蛋白，目前临床用其与心电图和心肌缺血症状相结合用于确诊AMI[2]。肌钙蛋白是横纹肌收缩的重要调节蛋白，有3个亚基组成：肌钙蛋白C(TnC)、肌钙蛋白T(TnT)、肌钙蛋白I(TnI)。骨骼肌和心肌中的TnC是相同的；TnI是肌动蛋白抑制亚基，3种亚型分别来自3种不同的基因。心肌亚型(cTnI)相较于快骨骼肌亚型、慢骨骼肌亚型约有40%的同源性；TnT是原肌球蛋白结合亚基，3种亚型的表达分别受不同基因的调控。
当心肌损伤或坏死时，可因心肌细胞通透性增加和/或cTn从心肌纤维上降解而导致血清cTn增高，因膜通透性增加导致的cTn升高迅速而短暂，从心肌纤维上降解的cTn呈持续性升高，因此血清cTn可反映心肌损伤的情况，是心肌损伤的特异性标志物之一。在AMI发生的3～6 h内，AMI患者的血清中检测到cTn显著升高，10～24 h升高至峰值。cTnI在5～7 d后回复至基线水平，而cTnT在持续升高10～15 d后回复至基线水平。由于cTn在心肌损伤后缓慢的释放入血液，在AMI发病的前3 h内因血液中cTn浓度低而不易检出，因此动态检测AMI患者血清cTn并观察其变化趋势更具有临床意义[3]。
cTn是具有高敏感性和特异性的较为理想的心肌损伤的生物标志物。Adams等[4]在比较215例急性骨骼肌损伤、慢性肌病、慢性肾功能不全以及马拉松跑者的肌酸激酶同工酶(CK-MB)和cTnI时发现，cTnI的升高对心肌损伤具有高度特异性，可用于区别骨骼肌损伤及心肌损伤。Reiter等[5]主持的一项多中心研究纳入了1 247例胸痛发作且疑诊为AMI而就诊于急诊室的患者，在697例既往无冠心病病史的患者中，cTn检测AMI效率高，其中敏感性可达83%，特异性达97%。
2013年Lipinski等[6]在一项涵盖了17个临床研究、8 644例胸痛患者的荟萃分析中评估了检测cTn对胸痛患者的诊断及预后价值：入院后首次血清cTn浓度在诊断AMI时的总敏感度为0.749 (0.728～0.769)，总特异性为0.938 (0.932～0.943)，SROC曲线下面积为0.890 (0.839～0.941)，动态检测cTn可以显著提高检测效率，总敏感度0.895 (0.867～0.919)，总特异性为0.952 (0.944～0.959)，SROC曲线下面积为0.951 (0.919～0.983)。
此外，cTn的明显升高是AMI患者死亡风险增加的独立危险因素，可用于AMI患者的危险分层，对于判断心肌梗死(心梗)后短期及长期预后有重要意义[7]。
2．肌酸激酶同工酶MB(CK-MB)：
肌酸激酶(CK)包括3种同工酶亚型，即CK-MM、CK-MB、CK-BB。CK-MM主要分布于骨骼肌和心肌，CK-BB为脑型同工酶，主要分布于脑、前列腺、肺等组织。CK-MB主要分布于心肌中，血清CK-MB在AMI发生2～6 h后可检测到其显著升高，24 h达高峰，可持续7 d。
Wagner等[8]的研究纳入了376例疑似AMI患者，在确诊为AMI的55例患者中CK-MB的诊断准确率达到100%，在排除AMI诊断的182例患者中仅有1例出现CK-MB假阳性，即血浆CK-MB的升高用于诊断AMI的敏感性可高达100%，特异性亦达到99%。然而此研究中AMI的诊断标准或可引起对CK-MB诊断效率判断的偏差。Adams等[9]研究纳入了201例因胸痛入住CCU病房患者，比较患者入院后的48
h内每隔12小时血液中的CK、CK-MB、cTnI时发现，CK-MB与cTnI在诊断AMI发生的一致率可达96.6%，ROC曲线分析表明无法从统计学角度区分cTnI和CK-MB检测AMI的诊断精度。检测结果中假阴性的出现可能是由于心梗面积过小、标本采集时间早于CK-MB释放或晚于排泄。CK-MB可引起假阳性结果，CK-MB的升高常见于严重的骨骼肌疾病如杜氏肌营养不良、横纹肌溶解、皮肌炎和神经肌肉障碍等，还见于围产期女性、骨骼肌创伤、哮喘、肺栓塞等非心源性疾病。
与cTn相比，CK-MB作为AMI的诊断指标在敏感性和特异性上均略显不足。Kim和Hashim[10]在对比了1214例CK-MB、cTn阳性结果不一致的急性冠状动脉综合征(ACS)患者中CK-MB、cTn的诊断准确性，结果显示，当同时可测得cTn时，CK-MB当前在临床的应用受到限制。在CK-MB阳性且cTn阴性的401例ACS患者中，95%的CK-MB升高与心脏疾病无关。
3．肌红蛋白(myoglobin，Myo)：
是目前临床用于判断早期心肌损伤的标志物，Myo为一种含血红素的氧结合蛋白，其相对分子质量约为17500。心肌内含有丰富的Myo，当肌细胞膜被破坏后，因其分子量小，不通过淋巴循环就直接快速地进入血液中，是较少的能在胸痛症状发生3 h内即显著增高的标志物之一。
Myo在AMI发生1～3 h内可显著升高，6～9 h达高峰，18～24 h回复至正常。Myo在血浆中的半衰期很短，对于观察AMI病程中梗死扩大或再发心梗有重要意义。de Winter等[11]的研究同时检测了309例胸痛患者入院早期3～6 h内的Myo、CK-MB、cTnT，结果显示Myo的阴性预测值在3～6 h内最高，且与另2种标志物有显著差异，故认为在胸痛发生早期Myo对于排除AMI有重要意义。
Ohman等[12]的研究发现在胸痛早期联合心电图和Myo检测更有助于增加AMI的早期检出率。同时，Myo也是评价溶栓治疗中是否发生再灌注的敏感指标。然而，由于Myo分布于骨骼肌和心肌中，其心肌特异性较差，当发生肾功能不全、慢性骨骼肌炎症或创伤时血液Myo水平亦可升高。故当诊断AMI时，仍需结合Myo以外的标志物及相关临床表现。
二
新型AMI标志物
1．高敏心肌肌钙蛋白(high-sensitivity cardiac troponin，hs-cTn)：
为避免不必要的住院及胸痛患者更早期且准确地分类诊断，人们迫切需要在AMI发生早期检测到高敏感性和特异性的心梗标志物。hs-cTn中'高敏'一词反映的是cTn的检测性能，测定的cTn形式与之前并无区别。hs-cTn应满足以下2项标准：①参考范围上限的第99百分位值的变异系数(coefficient of variation，CV)≤10%；②根据不同检测方法在表面健康人群中检测出血液中的cTn比例要超过50%[13]。
最近研究显示，检测hs-cTn可有效区分早期AMI和其他非冠状动脉心脏病，是未来作为AMI标志物极有前途的指标[14]。hs-cTn的检测，特别是连续监测并动态观察分析hs-cTn水平的变化，可以协助临床早期筛查AMI患者[15]。hs-cTn最大的优势在于能在心肌损伤早期检出极低浓度的cTn。然而，由于高敏方法能够检测到极少量的cTn浓度的改变，hs-cTn在众多非心肌缺血性疾病如心包炎、心肌炎、心房颤动、心力衰竭、肺栓塞及败血症等患者中亦可呈阳性结果。
为了提高hs-cTn对AMI诊断的特异性，delta标准(delta approach)开始被国际临床中心采纳并不断更新，通过cTn浓度的多次测定得到浓度的变化值δ，并分析其对临床决策的有效性。早在2012年，欧洲心脏病学学会(ESC)发布的非ST段抬高型急性冠状动脉综合征(NSTE-ACS)管理指南及其心肌标志物研究小组已指出：hs-cTn基线值低于或者接近第99百分位数浓度时，推荐使用3 h相对变化率≥50%作为诊断心梗依据；hs-cTn基线值高于第99百分位数浓度时，推荐使用3 h相对变化率≥20%作为诊断依据[16]。
在最新的ESC 2015年NSTE-ACS管理指南中更是强调了hs-cTn在NSTE-ACS诊断中的价值。与标准cTn相比，hs-cTn增加了非ST段抬高型心梗(NSTEMI)的检出率，并可用来解释心肌的损伤程度，即hs-cTn水平越高，MI可能性越大。此外，新指南中推荐使用hs-cTn 0 h/1 h或0 h/3 h诊断和排除算法来进行AMI早期诊断[17]。2015年，由中华医学会心血管病学分会和中华医学会检验医学分会联合发布的《高敏感方法检测心肌肌钙蛋白临床应用中国专家共识》中对hs-cTn及其在临床的应用和注意事项作出了详尽的介绍和具体的建议，以帮助临床医生全面、准确认识hs-cTn，规范、合理应用hs-cTn，科学、恰当地解释hs-cTn检测结果。
2．心型脂肪酸结合蛋白( heart type fatty acid binding protein, HFABP)：
HFABP是一种在心肌细胞胞浆中的含量丰富的、低相对分子质量(14 000～15 000)、结构稳定的小分子蛋白，较Myo的相对分子质量(17 000)及cTnT相对分子质量(36 000)更小，且具有良好的水溶性，能够在心肌细胞损伤后迅速释放入血。AMI患者在心肌尚未坏死而仅处于缺血缺氧时血清中HFABP的水平即可升高。1988年，HFABP首次被证明由受伤心肌释放入血，心肌缺血5～6 h后达到峰值水平，36 h后恢复正常水平。
HFABP自心肌细胞向血液中的释放与Myo有相似的时间特征，且表现出更高的心肌特异性，这使得HFABP成为一种有潜力的诊断早期心肌损伤生物标志物。Roffi等[18]在比较了胸痛发生6 h内的疑似AMI患者的血清Myo、CK-MB及HFABP浓度后发现：在早期诊断AMI时，HFABP的诊断效率大于CK-MB和Myo，可作为生物标志物辅助诊断早期AMI。此外，Viswanathan等[19]的研究提示HFABP浓度对于肌钙蛋白阴性的疑似急性冠状动脉综合征(ACS)患者是一个独立的预测死亡或心梗的标志物。
Dupuy等[20]系统综述和荟萃分析显示HFABP在AMI诊断中的敏感性和特异性均不足以使其达到作为独立诊断AMI标志物的标准。HFABP与其他心梗标志物如hs-cTn等的联合运用可明显提高其在心梗早期诊断中的敏感性及阴性预测价值，在不需要连续监测cTn的前提下安全有效地排除早期AMI。然而，由于检测所需的HFABP单克隆抗体的制备尚不完善，且缺乏统一的检测标准，故其临床应用仍需时日。
3．可溶性ST2(soluble suppression of tumorigenicity 2，sST2)：
sST2是白细胞介素-33(IL-33)的可溶性受体。当心肌细胞受到生物机械性拉伸时sST2和跨膜型ST2(ST2L)表达明显增高，sST2增高更为明显。大量sST2与IL-33结合，可阻断IL-3与ST2L结合，继而削弱IL-33/ST2L信号通路的心血管保护作用。尚茹茹等[21]在30例NSTEMI患者中发现，AMI早期血清中sST2的水平可反映心肌受损的情况，并可预测梗死发生7 d后行PCI术前及术后6个月的心肌活性。
在一项涉及4 426例患者的'MERLIN-TIMI 36'试验中，Kohli等[22]发现年龄大、男性、患有糖尿病和肾功能不全的患者更倾向于被检出较高的血清ST2浓度。ST2与急性心肌损伤和血流动力学负荷的生物标志物呈弱相关，但高浓度sST2提示NSTE-ACS发生30 d及1年后的心血管死亡和心衰风险的增加。sST2作为潜在的降低ACS患者心肌重塑风险的治疗靶点，值得更进一步研究。2013年美国心脏病学会基金会/美国心脏协会(ACCF/AHA)心衰管理指南导则中sST2被收录作为急性或慢性HF患者风险分层的附加指标[23]。
4．和肽素(copeptin)：
和肽素是精氨酸加压素的C末端的一部分，含有39个氨基酸的糖肽，相对分子质量为5000。当AMI发生时，血液中精氨酸加压素(即抗利尿激素，amine vasopressin，AVP)明显升高，与疾病的严重程度和预后密切相关。然而AVP在血液中的半衰期非常短，仅为10～30 min，其血浆测定较为困难，限制了它的临床应用。和肽素作为AVP的C末端的一段糖肽，因其在血浆中较稳定，且在多种疾病中与AVP显著正相关，被用作AVP的替代标志物。一项多中心的临床试验证实，在AMI患者症状发生2 h内，和肽素已被检测出明显增高，并随着时间推移呈逐渐下降趋势。
58%的心梗患者平均预测时间可减少43%，有助于早期诊断AMI。对于ACS的患者，联合使用和肽素和cTnI 2种标志物可在胸痛症状发生3 h内安全排除超过99%的AMI患者[24]。Ricci等[25]在一项包含196例胸痛发作6 h以内的疑似NSTEMI患者的研究中指出，相较于每间隔3h连续监测cTn浓度，联合检测cTnI及和肽素浓度的应用在排除AMI诊断的准确性上无显著差异，甚至可获得更高的诊断效率。
Tasevska等[26]一项纳入5386例研究对象、平均随访6.5年的以人群为基础的纵向研究结果显示，高浓度的和肽素是CAD风险增加的独立危险因素，与总死亡率和心血管死亡率相关，检测血浆和肽素或可协助医生进行准确的心血管危险分层。2015年ESC发布的NSTE-ACS管理指南中指出，当hs-cTn检测方法不可及，和肽素水平的检测在早期排除急性胸痛患者AMI诊断中有重要意义[17]。
5．循环MicroRNA(circulating miRNA):
miRNAs是真核生物细胞中的一类不编码蛋白的小分子RNA，含19～25个核苷酸，具有高度的保守性、时序性和组织特异性，参与调节多种细胞过程，如增殖、分化、发育和细胞死亡等。研究发现miRNAs以高度稳定的形式存在于如全血、血清、血浆、尿液及其他各种体液中[27]。
一些心脏特异的miRNAs在AMI发生后即出现于外周血中，有可能成为新一代的心梗标志物。心脏中存在200多种miRNA，在维持心脏正常功能中发挥了重要作用，其表达失控和心脏疾病直接相关。miRNA和传统蛋白质标志物相比具有以下优势：结构简单、具有低复杂性、组织细胞特异性、无后加工修饰、检测方便等，与现有标志物相比，出现更早，准确率更高。目前研究主要集中在骨骼肌和心肌中富集的miRNAs：miR-1、miR-133a、miR-499以及具有心脏特异性的miR-208[28]。
miR-1主要在心肌和骨骼肌中表达，参与心肌的发育和分化。Cheng等[29]从细胞、动物模型及临床研究3个层面发现：在原代心肌细胞培养过程中，当凋亡增加，miR-1的释放亦增加；miR-1在SD大鼠心脏组织中大量表达，在肺、小肠、肝、脑、肾等其他组织中的表达量极微；在通过手术结扎前降支而建立的SD大鼠AMI模型中，血清中miR-1在心肌梗死早期迅速显著升高并6 h达峰，3 d左右恢复至AMI前水平；在31例AMI患者中，AMI发生6 h时的血清miR-1较对照组有近100倍的升高，且这些患者中的血清miR-1与CK-MB在AMI后的变化趋势呈正相关，提示血清miR-1或可作为一种新型的标志物运用于AMI的诊断中。Ai等[30]研究对比了159例胸痛患者在入院时和治疗后中血浆miR-1水平，发现AMI组在入院时血浆miR-1水平较非AMI组显著升高，并在治疗后回复至正常。
miR-133a在平滑肌、骨骼肌和心肌中表达，是血管平滑肌表型开关的一个重要调节器。Liebetrau等[31]运用qRT-PCR方法检测肥厚型梗阻性心肌病的患者在接受经冠状动脉消融肥厚心肌(模拟急性心肌缺血过程)治疗时的血浆miR-1、miR-133a及miR-208a，结果显示这3种miRNA在AMI诱导成功后4 h内持续升高，miR-1和miR-133a在冠状动脉阻塞15 min后已开始显著增加，75 min至8 h达到最高峰。在D'Alessandra等[32]研究验证了在C57BL/6小鼠中，通过股动脉结扎建立后肢缺血模型而造成单纯骨骼肌损伤并未引起循环血中miR-133a和miR-1的升高，在心肌缺血模型中显著升高，提示miR-1和miR-133a具有一定的心肌特异性。
miR-208b和miR-499在肌球蛋白基因调控中起重要作用，在心肌中大量表达，具有较高的心肌特异性。Corsten等[33]的研究发现miR-208b和miR-499在各种原因所致的心肌损伤后释放入血，其中AMI造成的心肌损伤使循环血中miR-208b和miR-499增高最剧。Ji等[34]在大鼠急性心肌梗死模型中发现，血浆miR-208在冠脉结扎3 h后显著升高，12 h后仍维持高水平。在假手术组、单纯肾梗死组或高血压致心肌肥厚模型大鼠的血浆中均不能检测到miR-208，提示血浆miR-208心肌特异性较高。
Devaux等[35]的研究对比了hs-cTn和多种miRNA标志物诊断AMI效率，其中510例AMI患者和89例正常对照者被纳入观察，在AMI患者胸痛发生1 h内，miR-499水平即被检测到显著升高，且其敏感性高于hs-cTn，诊断准确性与hs-cTn一致，被认为是心梗早期诊断中可媲美hs-cTn的新型标志物。Adachi等[36]的研究对AMI、不稳定性心绞痛、充血性心力衰竭患者和健康对照组的血浆miR-499水平进行了评估，结果显示miR-499在所有AMI患者血浆中都显著升高。
以往的研究均表明循环MicroRNA在诊断AMI中具有较高的潜在价值，但由于受到检测方法时效性的制约，循环miRNA在临床中的应用仍有争议。qRT-PCR虽然有着卓越的敏感性和特异性，但是miRNA 2～3 h的检测时间不利于AMI患者的早期快速确诊和治疗。
三
小结
cTn作为经典的心梗标志物一直以来被奉为辅助临床诊断AMI的金指标，CK-MB等心肌酶在排除AMI诊断时有重要意义，然而cTn、CK-MB在心梗发生后的3h内不易测出，不利于AMI的早期诊断和治疗。随着检测技术的更新和发展，hs-cTn因其在心梗后可迅速检出，对于判断ACS患者的心肌损伤及评估近期预后具有重要的预测价值，尤其是对CK-MB、常规cTn阴性的ACS患者的鉴别诊断有一定的帮助。HFABP因其心脏特异性和心肌缺血早期的高敏感性，有助于早期发现心肌损伤。
sST2与心肌急性损伤后心肌重塑密切相关，可作为急性或慢性HF患者风险分层的附加指标。和肽素水平与AMI严重程度和预后相关，联合cTn可用于排除AMI的诊断。作为新型的AMI标志物，在心肌中高表达的miRNAs：miR-1、miR-133a、miR-499和心肌特异的miR-208在外周血中均可被检出，并且具有高度敏感性和较高的心肌特异性。miRNAs和hs-cTn联合应用于AMI的早期，或可以提高检出率和准确率。miRNAs虽有诸多优点，但因目前检测方法的局限、经济效率较低，尚不足以推广至临床。相信随着miRNAs检测技术的发展和临床研究的进展，经济高效miRNAs的检测及评价系统的建立将会推动miRNAs在AMI早期诊断及心血管病预后估计等方面的临床应用。
综上所述，由于不同的新型AMI标志物在产生及代谢机制、生化特点等方面存在差异，其在诊断AMI和判断预后的效能上亦有所不同。对于AMI新型标志物的研究将有助于推动AMI的早期诊断及科学有效的医疗干预，对改善心梗预后及降低死亡率具有重要意义，其前景值得期待。
联系客服
