体液中常见酶及同工酶的生物化学检验

体液中常见酶及同工酶的生物化学检验 广州医学院医学检验系临床生化教研室

前言 • 早在1900年，人们已发现脂肪酶活性升高对急性胰腺炎有特异的诊断价值；1908年，Wohlgemuth开始测定尿液中淀粉酶（AMY）以诊断急性胰腺炎。此后，学者们对血液中的重要代谢酶类与某些特定组织器官发生疾病的联系逐个地进行了研究，使得诊断酶学得到了重要的发展。

本节内容 • 一、丙氨酸氨基转移酶的测定 • 二、门冬氨酸氨基转移酶及其同工酶的测定 • 三、γ-谷氨酰基转移酶及其同工酶的测定 • 四、肌酸激酶及其同工酶测定 • 五、乳酸脱氢酶及其同工酶的测定 • 六、碱性磷酸酶及其同工酶的测定 • 七、酸性磷酸酶及其同工酶 • 八、淀粉酶酶及其同工酶的测定 • 九、脂肪酶 • 十、胆碱酯酶

一、丙氨酸氨基转移酶的测定 • 丙氨酸氨基转移酶（L-Alanine aminotransferse，ALT），俗称为谷丙转氨酶（GPT），广泛分布于全身各组织，尤其以肝脏中最丰富，且绝大多数存在于肝细胞的胞浆中。 • 主要催化丙氨酸和-酮戊二酸之间的氨基转移反应。 • ALT有两种不同活性的同工酶（ALTs）和同工酶（ALTm），分别存在于细胞质及线粒体，后者的活性为前者的16倍。肝细胞坏死血液中以ALTm为主。

（一）适应症 • 疾病的诊断和鉴别诊断，疾病期的监测和治疗效果的监测。如肝胆疾病、药物的筛查等。

（二）测定方法 • 转氨酶的测定方法有许多种，以往多用比色法如赖氏法(Reitman-Frankel)、金氏法(King)和改良穆氏法(Mohun)，主要不同点为单位定义和标准曲线绘制方法有差异。其中以赖氏法最常用，由于此法操作简便、经济，一些小型实验室仍在使用。目前，国内外实验室多采用IFCC推荐的方法对ALT进行测定。

测定原理 • 上述反应在最适条件下，NADH的氧化速率与标本中酶活性呈正比；在340nm连续监测吸光度，根据线性反应期吸光度下降速率(-A/min)，计算ALT的活力单位。

（三）临床意义 • ALT在临床上主要用于肝脏疾病的诊断。由于肝细胞中ALT浓度比血液高约7000倍，只要有1/1000肝细胞中的ALT进入血液就足以使血中ALT升高1倍，故此酶是反映肝损伤的一个很灵敏指标。各种急性病毒性肝炎、药物或酒精中毒等引起的急性肝损害时，血液ALT 水平可在临床症状（如黄疸）出现之前就急剧升高，峰值可为20ULN以上，且ALT＞AST。

一般而言，急性肝炎时血液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。同时测定并计算AST/ALT比值（DeRitis比值），对急、慢性肝炎的诊断和鉴别诊断以及判断肝炎的转归有特别价值。急性肝炎是时DeRitis比值＜1，肝硬化时DeRitis比值≥2，肝癌时DeRitis比值≥3。一般而言，急性肝炎时血液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。同时测定并计算AST/ALT比值（DeRitis比值），对急、慢性肝炎的诊断和鉴别诊断以及判断肝炎的转归有特别价值。急性肝炎是时DeRitis比值＜1，肝硬化时DeRitis比值≥2，肝癌时DeRitis比值≥3。

应特别注意的是，重症肝炎时由于大量肝细胞坏死，血中ALT可仅轻度增高，临终时常明显下降，但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。除肝炎外，心脏、骨骼肌等组织受损及其他肝胆疾病如胆石症、胆囊炎、肝癌和肝淤血时血液ALT水平也可升高。有些药物如异烟肼、利福平、氯丙嗪、地巴唑等也可引起血中ALT升高。但一般而言，这些疾病ALT升高很少超过10ULN，常以400U/L为界，超过此值绝大多数可诊断为肝炎。应特别注意的是，重症肝炎时由于大量肝细胞坏死，血中ALT可仅轻度增高，临终时常明显下降，但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。除肝炎外，心脏、骨骼肌等组织受损及其他肝胆疾病如胆石症、胆囊炎、肝癌和肝淤血时血液ALT水平也可升高。有些药物如异烟肼、利福平、氯丙嗪、地巴唑等也可引起血中ALT升高。但一般而言，这些疾病ALT升高很少超过10ULN，常以400U/L为界，超过此值绝大多数可诊断为肝炎。

二、门冬氨酸氨基转移酶及其同工酶的测定 • 门冬氨酸氨基转移酶（L-Aspartate aminotransferse，AST），俗称为谷草转氨酶（GOT），广泛分布于全身各组织，尤其以心脏、肝脏、骨骼肌、肾脏中最丰富。与ALT不同，它在细胞内定位于线粒体（m-AST）和胞浆（c-AST）中。主要催化门冬氨酸和α-酮戊二酸之间的氨基转移反应。

（一）适应症 • 主要用于疾病的诊断和鉴别，疾病期的监测和治疗效果的监测。如心肌梗死、肝胆疾病、骨骼肌损伤、药物的筛查等。

（二）测定方法 • AST与ALT的测定方法和方法演变大同小异。国内外实验室多采用IFCC推荐的方法对AST进行测定。m-AST的测定方法很多，有电泳法、免疫沉淀法、层析法、动力学方法等。前两者临床使用较多。

AST测定原理

（三）临床意义 • AST以往多用于AMI的诊断。AMI发病6～8h即升高，48～60h达到高峰，4d～5d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。 • 肝中AST含量虽低于心肌，但绝对含量（U/mg）仍高于ALT。

肝中AST和ALT含量比值约为2.5：1.0。但由于ALT主要存在于细胞质中，AST主要存在于线粒体中，肝脏疾病病变较轻时，如急性肝炎，血中AST虽亦显著升高，但升高程度不及ALT；但在慢性肝炎，特别是肝硬化时，病变累及线粒体，此时AST升高程度超过ALT。故对疑是肝炎患者时，常同时测AST和ALT，并计算AST/ALT比值。m-AST在判断肝实质细胞的损害程度、急慢性肝病的鉴别等方面有一定价值。肝中AST和ALT含量比值约为2.5：1.0。但由于ALT主要存在于细胞质中，AST主要存在于线粒体中，肝脏疾病病变较轻时，如急性肝炎，血中AST虽亦显著升高，但升高程度不及ALT；但在慢性肝炎，特别是肝硬化时，病变累及线粒体，此时AST升高程度超过ALT。故对疑是肝炎患者时，常同时测AST和ALT，并计算AST/ALT比值。m-AST在判断肝实质细胞的损害程度、急慢性肝病的鉴别等方面有一定价值。

三、γ-谷氨酰基转移酶及其同工酶的测定 • -谷氨酰转移酶（L-γ-glutamyltransferase，-GT或GGT）又称-谷氨酰转肽酶（-GTP或GGTP），是一种含巯基的线粒体酶。-GT是催化γ-谷氨酰基转移反应的一种酶，参与体内谷胱甘肽的代谢。主要分布在肾、胰、肝、肠和前列腺中，血液中的-GT主要来源于肝胆，以多种形式存在，在红细胞中含量甚低。-GT具有多种含量不同的唾液酸、带电性质不同的分子形式。

（一）适应症 • 主要用于肝胆管疾病的诊断、鉴别诊断和监测；结合其他实验监测慢性酒精中毒。

（二）测定方法 • 国内外实验室多采用IFCC参考方法测定-GT。-GT同工酶目前主要用电泳法来测定，但使用不同支持物进行电泳，分离出来的同工酶区带数量和位置可以不同。

-GT测定原理 • 式中GCNA为L--谷氨酰-3-羧基-对硝基苯胺，双甘肽为甘氨酰甘氨酸；产物2-硝基-5-氨基苯甲酸为黄色，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是肝脏和胆管中一种特异性酶，肝胆疾病的检出阳性率最高。肝胆疾病检出阳性率-GT（95％）＞ALT（83％）＞胆碱酯酶，如同时测此三种酶，阳性率可达99％。

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，可高达5～30ULN。肝实质疾病，如肝炎、脂肪肝、肝硬化时-GT一般只是中度升高（ULN的2～5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。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，可高达5～30ULN。肝实质疾病，如肝炎、脂肪肝、肝硬化时-GT一般只是中度升高（ULN的2～5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，常说明有肝转移可能。乙醇可对肝细胞线粒体进行诱导导致-GT活性升高，故对乙醇性中毒的判定有相当的价值。

四、肌酸激酶及其同工酶测定 • 肌酸激酶（Creatine Kinase, CK），以前称肌酸磷酸激酶（CPK），主要分布于肌肉组织（骨骼肌、心肌和平滑肌）和脑组织中。可催化高能磷酸键在肌酸和ATP之间转换，生成磷酸肌酸和ADP的可逆反应。含高能磷酸键的磷酸肌酸是肌肉收缩时能量的直接来源。 • CK分子为二聚体，由M和B两个亚基构成，可组成CK-MM，CK-MB，CK-BB三种同功酶。骨骼肌中几乎都是CK-MM；平滑肌中CK-BB含量相对较高，脑中CK-BB含量明显高于其他组织；心肌是唯一含CK-MB较多的器官。

（一）指征 • 主要用于心肌和骨骼肌疾病的辅助诊断和监测，尤其是有临床和ECG表示的典型心肌梗死、介入疗法有禁忌证的患者、治疗血栓溶解的评价、依据WHO判断标准排除心肌梗死、对心绞痛患者危险分级、心肌炎等。也用于监测癌症患者的治疗。

（二）测定方法 • CK的测定方法有比色法、紫外分光光度法和荧光法等。由于以磷酸肌酸为底物的逆向反应速度为正向反应速度的6倍，所以采用逆向反应进行测定较为普及。如肌酸显色法和酶偶联法，其中后者最常用，为国内外测定CK的参考方法。

CK同工酶多用电泳和免疫抑制法测定，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CK-MBmass，可不受溶血和巨CK的干扰。CK同工酶多用电泳和免疫抑制法测定，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CK-MBmass，可不受溶血和巨CK的干扰。 • CK同工酶亚型（CK-MM亚型和CK-MB亚型）多用琼脂糖凝胶高压电泳和等电聚焦电泳等。

CK测定原理

（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，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3～8h即升高，10～24h达峰值，3d～4d恢复正常。CK极度升高（＞3 000U/L）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。

五、乳酸脱氢酶及其同工酶的测定 • 乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase，LD或LDH）存在于所有体细胞的胞浆中，以肾、心和骨骼肌中含量最为丰富。主要催化乳酸和丙酮酸之间的氧化还原反应。 • LD是由M和H亚基组成的四聚体，共形成5种结构不同的同功酶。按电泳向阳极泳动快慢，分别命名为LD1(H4)，LD2(H3M)，LD3(H2M2)，LD4(HM3)和LD5(M4)。LD1主要分布在心肌，可占总LD1活性50%以上，也存在于红细胞内；LD5主要存在于横纹肌和肝脏；LD3主要存在于脾、肺。

（一）适应症 • 主要用于以下情况，怀疑心肌梗死或心肌梗死的检测；怀疑肺栓塞；区分黄疸；怀疑溶血性贫血；诊断器官损伤；恶性疾病的诊断和随访。

（二）测定方法 • 根据LD催化反应方向的不同，有两类检测方法：①以丙酮酸为底物（反应方向PL）的逆向反应（称LD-P法）；②以乳酸为底物（反应方向LP）的顺向反应（称LD-L法）。其中后者为IFCC推荐方法，目前国内多使用该方法。 • LD同工酶测定常用电泳法、免疫沉淀法和免疫抑制法等。目前以琼脂糖凝胶电泳法更多用。一般成年人存在如下规律：LD2＞LD1＞LD3＞LD4＞LD5，部分正常儿童血中可见LD1＞LD2。

LD测定原理

（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8～18h升高，48～144h达峰值，可显著升高>5ULN；因其半寿期较长，增高持续时间可达5d～10d，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，肝炎、白血病、溶血性贫血及晚期恶性肿瘤等均可有不同程度升高，中度升高3ULN～5ULN。另外运动后、肾病综合征、肝病、胆道炎、甲状腺机能减退等可呈现轻度升高<3ULN。但其诊断AMI特异性差，肝炎、白血病、溶血性贫血及晚期恶性肿瘤等均可有不同程度升高，中度升高3ULN～5ULN。另外运动后、肾病综合征、肝病、胆道炎、甲状腺机能减退等可呈现轻度升高<3ULN。

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LD1/ LD2＞1，即所谓“反转比率”（flipped LD ratio）现象，且持续的时间长。骨骼肌和肝细胞损伤时常出现LD5＞LD4。 • 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、镰形细胞性贫血、地中海贫血、体外循环术后引起溶血、阵发性睡眠性血红蛋白尿时均有LD1和LD2升高，但仍为LD2＞LD1；恶性肿瘤如转移到肝脏往往伴有LD4、LD5升高。

六、碱性磷酸酶及其同工酶的测定 • 碱性磷酸酶（Alkaline phosphatase，ALP）是一组底物特异性较低，在碱性条件下能水解磷酸单酯化合物的酶。广泛分布于机体各器官组织，在肝、肾、胎盘、小肠、骨骼等组织含量较高。成人血液中的ALP主要来源于肝脏，小部分来源于骨骼。

ALP同工酶分为四型：肠型（IAP）、生殖细胞型（GCAP）、胎盘型（PALP）和非特异组织型（TUAP）。非特异组织型是在酶蛋白合成后，经过不同形式的修饰和加工，形成的肝型、胆型、肾型、骨骼型等酶的多种形式。临床价值较大的同工酶及酶多种形式有骨骼型、Regan和高分子型等。ALP同工酶分为四型：肠型（IAP）、生殖细胞型（GCAP）、胎盘型（PALP）和非特异组织型（TUAP）。非特异组织型是在酶蛋白合成后，经过不同形式的修饰和加工，形成的肝型、胆型、肾型、骨骼型等酶的多种形式。临床价值较大的同工酶及酶多种形式有骨骼型、Regan和高分子型等。

（一）适应症 • 肝胆疾病和骨病的诊断和监测，如梗阻性黄疸、胆汁性肝硬变、佝偻病、骨软化症等；以及家族性磷酸酶过少症、透析患者的骨缺乏性疾病、甲状腺功能底下、软骨发育不良、营养不良等。

（二）测定碱性磷酸酶 • ALP的测定方法有多种，磷酸苯二钠比色法（King-Amstrong法）曾在我国应用较广。目前国内应用较多的方法为中华医学会推荐法。

测定原理 • 式中4-NPP为磷酸对硝基酚，AMP 为2-氨基-2-甲基-1-丙醇，4-NP为对硝基苯酚。后者在碱性溶液中为黄色。在波长405nm处连续监测吸光度增高速率，计算ALP活性。

（三）临床意义 • 临床上测定ALP主要用于骨骼、肝胆系统疾病等的诊断和鉴别诊断，尤其是黄疸的鉴别诊断。对于原因不明的高ALP血液水平，可测定同工酶以协助明确其器官来源。应注意在骨生长、妊娠、成长、成熟和脂肪餐后分泌等生理情况下，ALP活性也可增高。

ALP和骨化过程密切相关，很多骨骼疾病，如变形性骨炎（Paget病）、副甲状旁腺功能亢进、佝偻病、软骨症、原发性和继发性骨肿瘤、骨折和肢端肥大症的患者血中ALP都可升高，尤其是骨ALP同工酶增高。急性肝炎包括病毒性肝炎和中毒性肝炎，ALP增高达2 ULN～5ULN，而肝硬化、胆石症和肿瘤引起的胆汁淤积，ALP增高达ULN的5～20倍。

90%以上的肝外胆道阻塞患者血液ALP升高，升高的程度常和阻塞程度及病程成正比。如果血液中ALP持续低值，则阻塞性黄疸的可能性很小。若血液胆红素逐渐升高，而ALP不断下降表示病情恶化。肝外阻塞性黄疸、转移性肝癌、肝脓肿和胆石症时胆汁ALP检出率很高，并伴有肝ALP增加，而肝内胆汁淤积、急性肝炎、原发性肝癌等主要表现为肝ALP增多，大多数不出现胆汁ALP。90%以上的肝外胆道阻塞患者血液ALP升高，升高的程度常和阻塞程度及病程成正比。如果血液中ALP持续低值，则阻塞性黄疸的可能性很小。若血液胆红素逐渐升高，而ALP不断下降表示病情恶化。肝外阻塞性黄疸、转移性肝癌、肝脓肿和胆石症时胆汁ALP检出率很高，并伴有肝ALP增加，而肝内胆汁淤积、急性肝炎、原发性肝癌等主要表现为肝ALP增多，大多数不出现胆汁ALP。

七、酸性磷酸酶及其同工酶 • 酸性磷酸酶（Acid phosphatase,ACP）是一组作用类似ALP的磷酸酶，不同点是最适pH偏酸，从pH4.5～7.0。它几乎存在于体内所有细胞中，如前列腺、红细胞、血小板、肾脏、肝脏、脾脏、胃、肌肉及骨髓等，以前列腺含量最多。 • 正常男性血液中ACP 约有1/3和1/2来自前列腺，其余部分和女性血中ACP可能来自血小板或破骨细胞。ACP同工酶分前列腺ACP（PAP）和非前列腺ACP（如红细胞ACP、溶酶体ACP、破骨细胞或吞噬细胞ACP等）两大类。

（一）适应症 • 主要用于前列腺癌、骨肿瘤和转移的诊断和鉴别诊断。

（二）测定方法 • ACP的测定底物、原理和方法与ALP 相似，只是反应pH为酸性。如利用磷酸苯二钠法和磷酸对硝基酚法等在酸性条件下测定ACP。 • 国外多推荐使用磷酸百里酚酞为底物的比色法，因为前列腺ACP对此底物亲合力高，测定结果基本能反映ACP含量高低。不同方法参考值也不同。 • 此外还可通过用L-酒石酸这类抑制剂鉴别和估量PAP活性。由于ACP不稳定，酶活性测定困难，目前已发展一些免疫学方法特异而灵敏地测定ACP特别是PAP。

（三）临床意义 • 总ACP升高可作为前列腺癌、骨疾病或网状内皮系统疾病的诊断指标。前列腺癌时血液ACP活性显著升高，转移性癌患者可达40～50ULN。急性尿潴留、变形性骨炎、癌肿骨转移及甲亢时ACP可轻度升高。前列腺癌患者血液PAP也明显增高，其中肿瘤分化较好者增高尤为显著。 • 此外，慢性粒细胞性白血病PAP增高，而高雪病、尼曼匹克病、网状内皮细胞白血病或毛细胞性白血病均为非PAP增高。是否为抗酒石酸盐的非PAP增高为毛细胞性白血病的重要鉴别要点。

八、淀粉酶酶及其同工酶的测定 • α-淀粉酶（α-Amylase，AMY或AMS）即1，4-α-D-葡萄糖4-葡聚糖水解酶，作用于α-1，4糖苷键，是一种钙依赖性金属蛋白酶，卤素和其他阴离子有激活作用。主要存在于胰腺和唾液腺中。 • AMY有两种同工酶，即唾液型（S-AMY）和胰腺型（P-AMY），又可以分为多种亚型，S1、S2、S3、S4、和P1、P2、P3，淀粉酶分子量小，可以从肾小球滤过出现在尿液中。有时淀粉酶与抗淀粉酶自身抗体形成高分子复合物，称为巨型淀粉酶。

（一）适应症 • 急性胰腺炎的检测和排除，如出现急性上腹疼痛时；慢性（复发性）胰腺炎；胰管阻塞；腹部不适、外科手术、厌食和食欲过盛涉及的检查；逆行胆胰造影后的随访；腮腺炎（流行性、消瘦性、酒精性）。

体液中常见酶及同工酶 的生物化学检验