急性心肌梗死生物标志物检测的研究进展

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  摘要:急性心肌梗死是临床常见的危重疾病,血液中生物标志物的测定是反映心肌损伤的重要手段之一,在急性心肌梗死的诊断危险分层及评估预后中发挥了非常重要的作用。随着科学技术的发展及分子生物学研究的日益深入,已从传统的酶活性检查逐渐过渡到新型的蛋白质质量检查以及核酸分子的研究。现就心肌梗死标志物的研究及进展做一综述。
  关键词:急性心肌梗死;生物标志物;研究进展
  急性心肌梗死(AMI)是目前全球发病率和病死率较高的疾病之一,快速准确地诊断AMI以及评估疾病预后显得尤为重要。AMI生物标志物检测能够有效地帮助临床医生进行疾病的诊断危险分层评估判断预后及治疗,在各种临床检测方法中占有重要地位。随着科学技术的发展及分子生物学研究的日益深入,从传统的酶活性检查逐渐过渡到新型的蛋白质质量检查以及核酸分子的研究,目前已有越来越多的心肌梗死标志物在临床中得到应用。
  一、传统心肌酶谱活性检测
  传统的心肌酶谱活性检测主要包括天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、乳酸脱氢酶(LDH)、α-羟丁酸脱氢酶(α-HBDH)、肌酸激酶(CK)及肌酸激酶同工酶(CK—MB)活性,心肌酶谱检测在AMI疾病的诊断中应用最早,对诊断AMI有重要意义。由于这些酶也存在于其他器官,因而此类酶的检测均是非特异性的,其中肌酸激酶的同工酶活性(CK-MB)在敏感性和特异性方面均优于当时的其他临床标志物。传统的心肌酶谱活性检测相关研究已非常成熟,故不在此叙述。
  二、新型的蛋白质检测
  随着医学科技的不断发展,心肌梗死标志物从早先的以酶活性为主的检测发展为以蛋白质质量浓度为主的检测,如肌钙蛋白、肌红蛋白、CK-MB质量、心型脂肪酸结合蛋白等,尤其是心肌肌钙蛋白是目前临床上诊断AMI 的首选标志物。
  2.1 心肌肌钙蛋白(cardiac troponin,cTn)
  目前临床上用于诊断AMI 的心肌损伤生化标志物中最主要的是CK-MB质量和肌钙蛋白。在2000年,肌钙蛋白取代了CK-MB成为诊断AMI 的首选心肌损伤生化标志物,成为AMI的诊断“金标准”[1]。
  肌钙蛋白是心肌细胞受到不可逆的损伤时释放出的一种蛋白质,CTnI在心梗后12小时达到高峰,持续10天左右。肌钙蛋白血浆浓度与梗死面积有着高度的相关性,使临床医生能对AMI患者作出早期诊断、预后判断并进行危险分层,从而决定急性心梗患者的治疗方案。最新的研究显示,肌钙蛋白阳性提示在30天内患者发生心血管事件的风险大大增加(HR1.96,P=0.003)[2]。
  肌钙蛋白目前已成为诊断急性冠状动脉综合征(acute coronary syndrome,ACS)的首选心脏标志物。中华医学会心血管病学分会组织心内科和检验科专家于2012年制定了hs-cTn在ACS中应用的共识[3],规范hs—cTn的应用,提升临床医生对hs—cTn用于ACS诊断、危险分层和預后判断的重要价值的认知,指导临床医生正确解读hs—cTn检测结果,以便快速建立或排除ACS诊断,及时合理治疗患者。
  2.2 肌红蛋白(Myoglobin,Mb)
  肌红蛋白是存在于心肌和骨骼肌细胞中丰富的低分子氧合血红蛋白,正常人血清中的肌红蛋白含量很低,由于其分子量较小,当心肌或骨骼肌受损时,很快释放入血,引起血清中肌红蛋白的异常升高,特别是在梗死发生后的最初几个小时,当心肌酶尚未升高而心电图又不典型时,Mb的检测是非常重要的。但其组织特异性较差,它的假阳性升高主要来自于骨骼肌疾病和肾功能衰竭,另外,它的诊断窗口期较短,在AMI发生后4h即可恢复到正常范围,如果胸痛后8h,Mb仍在正常范围内,则可排除AMI的诊断[4]。
  2.3 CK-MB 质量
  CK-MB在临床上应用得比较普遍,它曾一度被认为是诊断AMI的“金标准”,其出现于AMI后3~4h,峰值时间是AMI后10~24h,可持续2~4天。目前主要测定酶的质量可以避免因蛋白失活造成的酶活性误差。但是依靠CK-MB不能检测到所有的心肌坏死,所以血清CK-MB 不升高不能排除微小心肌坏死[5]。
  2.4 心型脂肪酸结合蛋白(H-FABP)
  心型脂肪酸结合蛋白(H-FABP)是心肌脂肪酸代谢过程中所涉及的一种细胞内低分子量可溶性蛋白质,参与心肌细胞的脂肪酸代谢。除了心肌细胞,它还在脑、肾脏和骨骼肌中有少量分布。AMI发生时,H-FABP被快速释放入血,其血液水平迅速升高,因此它对AMI的早期诊断有很大帮助。6项相关研究的荟萃分析发现其对早期心肌梗死的阳性预测值为65.8%,而阴性预测值为82.0%[6]。Hasegawa等[7]对664例胸痛患者前瞻性的研究显示,在AMI症状出现4h之内检测,HFABP对AMI的敏感性要远高于肌钙蛋白T,特异性为71%,表明H-FABP在AMI的早期诊断中具有重要的作用。
  H-FABP可以判断疾病预后 研究证实H-FABP水平与10个月内患者发生死亡心肌梗死或心力衰竭等心血管事件的概率呈正相关[8]。
  2.5 新型生物标志物
  心电图改变及肌钙蛋白的检测是当前诊断心肌梗死的主要依据,而其对于非ST段抬高型及非Q波型亚急性心肌梗死等的诊断却有一定局限,这将直接影响临床治疗。
  肽素、肾上腺髓质中段肽(MR-proADM)、钠肽前体(MR-proANP)是近几年血流动力学方面新兴的诊断指标,有研究指出这些生物指标对非ST段抬高型及非Q波型亚急性心肌梗死等的诊断及心衰引发的不良心血管(CV)事件预后情况及稳定性缺血心脏病相关。
  2.5.1 肽素(Peptin)
  肽素作为一种与精氨酸加压素同源的含有39个氨基酸残基的糖肽,为抗利尿激素C端肽段。它是精氨酸加压素更好的替代物质,对渗透压和心血管有很好的调节作用。在AMI早期,肌钙蛋白T阴性而肽素升高,能够排除AMI[9]。肽素也可以用于对败血症和其他疾病的诊断和危险分层。   2.5.2 MR-proADM和MR-proANP
  MR-proADM 是肾上腺髓质素激素原中性质较为稳定的部分,由肾上腺髓质分泌。MR-proADM 是一种强效的血管扩张剂,能影响到心肌收缩力、利尿及排钠。MR-proANP 来自心房利钠肽(ANP)激素原中部的抗原决定部位。
  为了进一步评估肽素、MR-proADM、MR-proANP 等生物学指标在非 ST 段抬高型急性冠脉综合征(NSTE-ACS)预后判断方面的效力,美国研究团队开展了相关研究,其研究成果发表于 2014 年 JACC 杂志[10]。统计结果显示,高浓度水平肽素、MR-proADM 或 MR-proANP 与总体CV死亡事件或HF风险率升高密切相关,而且這种相关性也存在于个体的CV死亡事件、HF事件及心肌梗死方面。协变量调整后的统计结果显示,3 种预测指标都与1年内CV死亡事件及HF事件相关。
  三、核酸分子标志物
  心脏的病理过程常常伴随着调控心脏功能的基因表达谱的改变。随着分子生物学研究理论及技术的发展,越来越多的研究发现核酸分子在心肌细胞增殖凋亡以及疾病的发病机制中发挥重要作用。
  自发现miRNA以来,miRNA在心血管疾病中的作用机制已成为研究的热点。miRNA 是一类在进化上高度保守,具有转录后调节活性的单链非编码小分子RNA。miRNA 异常表达已经被证实与心血管疾病的发生和发展密切相关[11-12]。
  心肌细胞凋亡炎症及细胞因子参与心肌梗死后心室重塑心力衰竭等一系列病理变化。其中,心肌细胞凋亡是扩大心肌梗死范围的一个重要因素,不仅影响心肌梗死面积,而且促成心肌重构。心肌梗死早期和晚期均存在凋亡现象. 心肌梗死常伴有多种miRNA的表达变化。在心肌梗死小鼠模型中,沉默miR-15家族(miR- 15a,miR-15b,miR-16-1,miR-16-2,miR-195,miR-497)可减少梗死面积[13]。还有研究显示,miR-15b和miR-106b分别具有抗血管生成和抗凋亡的活性.进一步发现miR-106b是通过抑制p21的表达来调控细胞凋亡[14]。
  miRNA作为新的分子靶标具有广阔的前景。运用生物信息学和miRNA基因芯片技术将有助于新miRNA的鉴别,功能鉴定以及靶基因的预测,也必将为心血管病学的进一步研究、诊断和治疗掀开崭新的篇章[15]。
  综上所述,尽管目前多种新型心肌损伤标志物陆续被发现,但目前尚无任何一种单一的心肌损伤标志物能可靠的满足临床诊断及判断疾病进程的需要。随着科学技术的发展及基因组学及蛋白组学的不断研究深入,更多的心肌损伤标志物将被发现,其组织特异性和敏感度也在不断提高。相信在不久的将来,多种标志物联合应用的临床策略会极大的改善心血管疾病患者的诊断、危险分层及预后,从而在临床上发挥至关重要的作用。
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