第十章心脏疾病的生物化学标志物

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教学内容 一、概述二、冠心病危险因素学说三、心血管疾病的分子生物学概述四、急性心肌损伤生化标志物五、心力衰竭和高血压病的生化改变

第一节概述 心血管病是严重威胁人类健康的疾病　在我国城市人口中（2005年卫生部统计结果）致死亡率占全部死亡率恶性肿瘤 126／10万 22.9% 脑血管病 116.6 ／10万 21.2%心脏病 98.2／10万 17.9% 返回章

心血管病是严重威胁人类健康的疾病 　检验医学在预估动脉硬化存在、严重程度以及判断心肌损伤方面都能为临床提供重要而有用的信息，是心血管病学的重要组成部分。返回节

无症状动脉硬化初期心绞痛 冠状动脉狭窄＜70％，活动后心肌供血不足不稳定性心绞痛（又称变异性心绞痛，UA）休息时心绞痛，持续时间较长(>20min)，少数心肌纤维坏死急性心肌梗死(AMI，简称急性心梗) 血管完全堵塞，心脏无血供，大面积心肌坏死心源性猝死返回节

心绞痛 稳定性心绞痛不稳定性心绞痛心肌梗死无Q波心肌梗死 Q波心肌梗死急性冠脉综合症（ACS）返回节

大于1/3的不稳定性心绞痛患者可有小的非 Q波心肌梗死（小梗死）返回节

稳定性心绞痛和不稳定性心绞痛的病理组织变化稳定性心绞痛和不稳定性心绞痛的病理组织变化稳定性心绞痛：冠状动脉硬化基础上管腔狭窄＞70% 不稳定性心绞痛：冠状动脉硬化基础上伴不完全性血栓形成返回节

动脉粥样硬化斑块的结构 返回节

病理：斑块破裂和冠脉血栓导致冠脉严重狭窄或闭塞。病理：斑块破裂和冠脉血栓导致冠脉严重狭窄或闭塞。急性冠脉综合症临床典型胸痛史者，根据心电图: 1. ST段抬高的AMI（STEMI）2. ST段不抬高的AMI（NSTEMI）: ①非ST段抬高性急性心肌梗死 cTn≥正常上限。 ②不稳定心绞痛cTn≤正常上限。返回节

急性冠状动脉综合症的类型及主要临床病理变化急性冠状动脉综合症的类型及主要临床病理变化返回节

危险因素：是指个体固有的生理、心理因素或生活环境中的其他因素。它们的存在可促使疾病发生，去掉以后可减缓甚至阻止疾病的发生。 针对危险因素所采取的措施，使冠心病发病率和死亡率明显下降。第二节冠心病危险因素学说返回章

①危险因素并不等同于病因。②危险因素不是诊断指标。③同一疾病可能有多种危险因素，临床常用相对危险度表达其危险程度。RR是指暴露于某一危险因素的人与未暴露于此危险因素或与危险因素低于某一水平者相比较，冠心病发病的概率的比值。返回节

冠心病危险因素中最有价值，可及早预防和治疗 • 高血脂:其常规测定指标是TC（＜5.7mmol/L)、HDL－C和TG;TC／HDL-C＞5，冠心病发病率急剧上升；我国目前也将TC和HDL－C作为冠心病临床诊断的首选辅助指标。 • C–反应蛋白:CRP升高反映了动脉硬化存在低度的炎症过程或／和粥样斑块的脱落，与冠脉不良预后有关。和严重感染时的CRP不同，冠心病人的CRP仅轻度升高。 • 凝血因子异常：冠心病病人常见血小板活性增加，粘附、聚集于血管壁上，斑块破裂后导致局部血栓形成，是冠心病发展加剧的主要因素之一。返回节

今后发生冠心病的相对危险度 返回节

动脉血栓形成的主要危险因素： • 血浆纤维蛋白原 • 凝血因子Ⅶ (又称血清凝血活酶转变加速素，SPCA) • 血浆纤溶酶原激活抑制剂动脉血栓形成期检测： • P－选择素 • D－二聚体 • 血栓预示蛋白返回节

第三节心血管疾病的分子生物学概述 一、高血压的异常基因二、冠心病的遗传基因返回章

一、高血压的异常基因 1.高血压是高度遗传病　高血压是有家族集聚性的多基因疾病，遗传背景较强，收缩压和舒张压的遗传度分别为0.178 和0.283。血压变异30％～40％由遗传因素所决定。高血压同胞受累患者达20％～65％，父母之一患病，子女调整发病率25.9％(男性)、24.5％（女性），父母均患病，子女调整发病率31.5％ (男性)、39.9%(女性)，无家族史的人高血压调整发病率15.6％(男性)、15.5%(女性)。返回节

2.高血压候选基因 高血压的候选基因是指编码能调控血压的蛋白质的基因。目前研究认为，最可能成为原发性高血压相关基因的是血管紧张素原（AGT）基因，人AGT基因位于染色体1q42～1q43,长约12kb，包含5个外显子和4个内含子。高加索人群研究发现，在高血压时AGT基因，特别M235T突变与高血压有显著的联锁不平衡，高血压者M235T等位基因的频率为0.47,对照组频率为0.38。返回节

二、冠心病的遗传基因 冠心病也有明显的遗传倾向，但不如高血压强。其一级亲属中有冠心病者，个体患冠心病的危险性增加2～10倍，这一遗传主要表现在对脂质代谢紊乱、高血压、糖尿病、肥胖的易感性，至今尚未发现单独的冠心病易患基因。返回节

与普通人群血脂、冠心病有关是apoE的多态性，apoE基因位于19号染色体,有三种常见的等位基因:E3、E4、E2,E3是野生型,E2型是第158位的突变,E4型为112位氨基酸改变。研究证明，apoE的多态性与冠心病发生关系密切，尸检病人中发现，E3／2基因型与冠状动脉硬化斑块呈负相关。冠心病E4等位基因频率显著高于对照组，故常把E4等位基因看成冠心病的遗传易感基因。与普通人群血脂、冠心病有关是apoE的多态性，apoE基因位于19号染色体,有三种常见的等位基因:E3、E4、E2,E3是野生型,E2型是第158位的突变,E4型为112位氨基酸改变。研究证明，apoE的多态性与冠心病发生关系密切，尸检病人中发现，E3／2基因型与冠状动脉硬化斑块呈负相关。冠心病E4等位基因频率显著高于对照组，故常把E4等位基因看成冠心病的遗传易感基因。返回节

当前，学术界正在努力寻找心血管疾病的致病基因，已有了一大批候选基因，但确定相关基因的方法较一般确定单纯危险因子的要求严格得多，所以至今尚无定论。我们深信，随着基因组研究的深入，高血压和冠心病相关基因终会逐渐被发现，这些相关基因不仅将帮助进一步了解发病机理，而且通过基因治疗将从新的角度预防和治疗高血压、冠心病。当前，学术界正在努力寻找心血管疾病的致病基因，已有了一大批候选基因，但确定相关基因的方法较一般确定单纯危险因子的要求严格得多，所以至今尚无定论。我们深信，随着基因组研究的深入，高血压和冠心病相关基因终会逐渐被发现，这些相关基因不仅将帮助进一步了解发病机理，而且通过基因治疗将从新的角度预防和治疗高血压、冠心病。返回节

①主要或仅存在于心肌组织，在心肌中有较高的含量，在正常血液中不存在，可反映小范围的损伤。 ②能检测早期心肌损伤，且窗口期长。 ③能估计梗死范围大小，判断预后。 ④能评估溶栓效果。第四节急性心肌损伤生化标志物理想的心肌损伤标志物应该具有以下特性：四、肌红蛋白(Mb) 一、LD和LD同工酶五、缺血修饰性白蛋白（IMA）二、CK和CK同工酶三、肌钙蛋白(Tn) 返回章

心肌标志物的发展史 返回节

血中出现时间：发作后8～12h 峰值时间 ：48～72h半寿期：57～170h回复正常：约7～12d 一、LD和LD同工酶 AMI发生时LD和LD1 LD出现较迟，窗口期较长，如果连续测定LD,对于就诊较迟CK己恢复正常的AMI病人有一定参考价意义。返回节

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①限制LD应用，不作为常规检查项目，对病人作个案处理，主要用于排除急性心肌梗死诊断。 ②在胸痛发作24h后测定LD同工酶，作为CK–MB补充。 ③ LD出现较迟，如果CK–MB或cTn已有阳性结果，AMI诊断明确，就没有必要再检测LD和LD同工酶。检测AMI时LD和LD同工酶的应用原则：返回节

CK–MB ：1972年首次用于临床。CK、CK–MB：世界上应用最广泛的心肌损伤指标。较早期诊断 AMI，估计梗死范围大小或再梗死。二、CK和CK同工酶血中超过正常：发作后4～6h 达峰值时间： 24h 回复正常：48～72h CK半寿期：10～12h 返回节

肌肉疾病：总CK＞200U／L，CK–MB＞15U／L， 但％CK–MB＜4％急性心肌梗死：总CK＞200U／L，％CK–MB在4％～25%CK–BB或巨CK存在：总CK＞200U／L，％CK–MB＞25％　返回节

①快速、经济、有效，能准确诊断急性心肌梗死，是当今应用最广的心肌损伤标志物。 ②其浓度和急性心肌梗死面积有一定的相关，可大致判断梗死范围。 ③能测定心肌再梗死。 ④能用于判断再灌注。 CK作为AMI标志物优点：返回节

①特异性较差，特别难以和骨骼肌疾病、损伤鉴别。 ②在急性心肌梗死发作6h以前和36h以后敏感度较低，只有CK–MB亚型可用于急性心肌梗死早期诊断。 ③对心肌微小损伤不敏感。缺点：返回节

肌钙蛋白(Tn)：各种骨骼肌胞浆的细丝中，由钙介导调节肌肉收缩。1965年首次发现Tn，新的蛋白因子。1971年Tn电泳分离出三个组分:肌钙蛋白C（TnC）, 肌钙蛋白I（TnI）, 肌钙蛋白T(TnT)。三、肌钙蛋白(Tn) 返回节

由于心肌中肌钙蛋白的含量远多于CK(心肌含肌钙蛋白10.8mg/g,含CK1.4mg/g)，因而敏感度高于CK，不仅能检测出急性心肌梗死病人，而且能检测微小损伤。和CK-MB比较，对AMI有较高的分辨能力。窗口期长，cTnT长达7天，cTnI长达10天，甚至14天。 cTn半寿期较长，局部坏死肌纤维不断释放cTn，诊断发现较迟的急性心肌梗死，替代LD。返回节

肌肉的显微结构 　从图中可见整齐排列在肌节（Z－Z）之间的细丝和粗丝，放大的粗丝未端的横桥和细丝上的肌动蛋白相连，当肌钙蛋白接受钙离子引起变构后，肌动蛋白拉动横桥，使粗丝在细丝中滑动，肌节缩短，肌肉收缩。返回节

心肌超微结构图 A:示一肌节，以肌球蛋白为主的粗丝和肌动蛋白为主的细丝的相对位置，在肌肉收缩时，在ATP提供能量和细胞内钙离子作用下，肌丝间沿纵轴滑动，肌节收缩。 B:在无钙离子时，肌纤维松驰状态时，肌钙蛋白-原肌球蛋白-肌动蛋白相互作用模式。 C:钙离子进入并和肌钙蛋白结合，导致肌钙蛋白复合物构象改变。返回节

不同的肌钙蛋白水平提示不同的心肌损伤程度和不同预后结果不同的肌钙蛋白水平提示不同的心肌损伤程度和不同预后结果返回节

Mb 心肌梗死后血中主要心脏标志的动态变化返回节

心肌肌钙蛋白的决定水平 两个肌钙蛋白的决定值分别用于危险分层和心肌损伤的诊断。返回节

最初：生物素标记鼠抗人cTnT单克隆抗体，3.6%（慢肌的sTnT）交叉反应，最低检测限0.04μg/L 。第二代试剂：减少了交叉反应，最低检测限为0.02μg/L99.6%非心脏病人<0.1μg/L，心肌损伤的判断值（cut-off) >0.08μg/L。电化学发光试剂盒：抗体同第二代，最低检测限为0.01μg/L，试验可在9min内完成。 cTnT试剂返回节

cTnI分子量比cTnT小，22kD。分别编码的慢骨骼肌TnI(sTnI)，快骨骼肌TnI(fTnI)和心肌TnI。cTnI只有46.2%、41.4%氨基酸序列与sTnI、fTnI同源。目前检测的cTnI多以复合物形式存在，在AMI中90％是 cTnI–cTnC复合物。cTnC的保护作用，cTnI的中心区（第28位～110位氨基酸）比较稳定，是制备抗体常选用的抗原决定簇区段。返回节

(1)优点1）敏感度高于CK，不仅能检测出急性心肌梗死病人，而且能检测微小损伤，如不稳定性心绞痛、心肌炎。2）检测特异性高于CK。3）有较长的窗口期，有利于诊断迟到的急性心肌梗死和不稳定性心绞痛、心肌炎的一过性损伤。4）双峰的出现，易于判断再灌注成功与否。5）肌钙蛋白血中浓度和心肌损伤范围的较好的相关性，可用于判断病情轻重，指导正确治疗。 (1)优点1）敏感度高于CK，不仅能检测出急性心肌梗死病人，而且能检测微小损伤，如不稳定性心绞痛、心肌炎。2）检测特异性高于CK。3）有较长的窗口期，有利于诊断迟到的急性心肌梗死和不稳定性心绞痛、心肌炎的一过性损伤。4）双峰的出现，易于判断再灌注成功与否。5）肌钙蛋白血中浓度和心肌损伤范围的较好的相关性，可用于判断病情轻重，指导正确治疗。返回节

(2)缺点1）在损伤发作6h小时内，敏感度较低，对确定是否早期使用溶栓疗法价值较小。2）由于窗口期长，诊断近期发生的再梗死效果较差。 (2)缺点1）在损伤发作6h小时内，敏感度较低，对确定是否早期使用溶栓疗法价值较小。2）由于窗口期长，诊断近期发生的再梗死效果较差。返回节

Mb分子量小，仅17.8kD，小于CK-MB（84kD）更小于LDH（134kD），且位于细胞质内，故出现较早。到目前为止，它是AMI发生后最早的可测标志物。四、肌红蛋白(Mb) 返回节

升高时间：2h达高峰时间：6～9h，恢复至正常时间：24～36h 阴性预测价值：100％，在胸痛发作2～12h内，如Mb阴性可排除急性心肌梗死。 AMI病人血中Mb 其他血清Mb升高：过度体育锻炼、骨骼肌创伤、休克、严重肾衰、肌肉注射等。返回节

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心肌梗死病人和急性骨骼肌损伤病人的肌红蛋白和碳酸酐酶Ⅲ（CaⅢ）心肌梗死病人和急性骨骼肌损伤病人的肌红蛋白和碳酸酐酶Ⅲ（CaⅢ）心肌梗死和急性骨骼肌损伤时，肌红蛋白升高，但CaⅢ特异性较高，仅见骨骼肌损伤时，在心肌梗死时，始终正常。返回节

1.优点：1）在急性心梗发作12h内诊断敏感性很高，有利于早期诊断，是至今出现最早的心梗标志物。2）能用于判断再灌注是否成功。3）能用于判断再梗死。4）在胸痛发作2～12h内，肌红蛋白阴性可排除急性心梗诊断。1.优点：1）在急性心梗发作12h内诊断敏感性很高，有利于早期诊断，是至今出现最早的心梗标志物。2）能用于判断再灌注是否成功。3）能用于判断再梗死。4）在胸痛发作2～12h内，肌红蛋白阴性可排除急性心梗诊断。肌红蛋白的评价 2.缺点： 1）特异性较差，但如结合CAⅢ，可提高诊断急性心梗特异性。2）窗口期太短，回降到正常范围太快，峰值在12h,急性心梗发作后16h后测定易见假阴性。返回节

五、缺血修饰性白蛋白（ IMA） • 缺血修饰性白蛋白（ IMA）： • 在缺血/再灌注发生时，由于自由基等破坏了血清白蛋白的氨基酸序列，而导致白蛋白与过渡金属的结合能力改变，这种因缺血而发生与过渡金属结合能力改变的白蛋白称为缺血修饰白蛋白。返回节

第十章 心脏疾病的生物化学标志物