缺血修饰白蛋白的临床应用进展

刘泽金综述 郑 芳审校

心脏血流供应不足会导致心肌缺血,如果心肌缺血时间延长会导致心肌细胞坏死和心肌损伤。因此应在心肌坏死之前鉴别出心肌缺血,以便于进行急性受损的心肌灌注治疗。当前心脏缺血的诊断多依赖于心电图(ECG)的ST段和T波改变,这是心肌缺血最简便、最迅速、最廉价的检查方法,但ECG诊断不稳定型心绞痛的敏感性只有35%,诊断急性心肌梗死的敏感性也仅为50%。单光子发射计算机成像(SPECT-MPI)显示的急性心肌灌注异常和超声心动图/门控心肌灌注成像显示的室壁运动异常是诊断心肌缺血的较好指标,这两种方法都有很高的敏感性、特异性和阴性预测值,但在实际工作中不能随时检查且费用昂贵,如果不与以前的检查结果对比则很难识别新出现的缺血区。目前至少有3个心肌缺血标志物即游离脂肪酸、胆碱和缺血修饰白蛋白(IM A)得到了研究[1],其中IMA已被美国食品和药品监督管理局(FDA)认可应用于临床,以诊断疑似急性冠状动脉综合征(ACS)患者的急性心肌缺血。本文对IMA的检测及临床应用进行综述。

1 IM A产生的病理生理机制

以前的研究证明,过渡金属如铜、镍、钴等与人血清白蛋白(HSA)的高亲和力第1结合位点位于白蛋白的N-末端,配位的起始氨基酸残基为天冬氨酸、丙氨酸和组氨酸,第2结合位点为硫醇、组氨酸、色氨酸和酪氨酸等。第1结合位点与第2结合位点的亲和力有较大差异,当第1点饱和时,第2点会成为主结合点。正常(完整)HSA的N-末端包含有氨基酸残基天冬氨酸-丙氨酸-组氨酸-赖氨酸,它能与过渡金属离子如钴、铜和镍强有力结合,其中处于第3位的组氨酸是与铜结合的关键。为了探索结合位点的精确机制,Bar-Or用人工合成的氨基酸残基代替HSA的N-末端进行了试验:用人工合成的HSA第2～12个氨基酸与钴离子进行结合,结果表明,前 3个氨基酸即天冬氨酸-丙氨酸-组氨酸是与钴结合的关键,对HSA的N-末端进行修饰如N-末端乙酰化和删除一个或多个氨基酸后,HSA不能与钴结合。然而最近的研究表明[2],钴与HAS的主要结合位点不在N-末端,而在位点A(第67位组氨酸)和 B(目前未定义)且有相同的亲和力,N-末端只是钴离子的第3结合部位。

缺血造成组织缺氧、无氧代谢,乳酸增加,p H下降,p H降低使蛋白质和细胞内储存的铜等金属离子释放出来,在抗坏血酸的作用下,二价铜离子被还原为一价的亚铜离子,亚铜离子则与氧反应生成超氧阴离子()和二价铜离子。在大量抗坏血酸存在时,铜离子会循环参与反应而产生大量的。组织中的超氧化物歧化酶(SOD)催化生成过氧化氢(H2O2)和氧气。在铜离子存在时,经Fenton反应体系(超氧化物-金属-过氧化氢)产生的羟自由基(◦OH)会损害蛋白质如HSA。HSA的金属结合部位容易受生物化学的降解,N-末端被损害或被铜离子占位被称为IMA。当HAS的N-末端被损害或被修饰时,最终观察到的现象是钴离子与 HAS的结合力下降,即白蛋白-钴结合力(ACB)降低,检测IMA其实就是检测ACB。

2 IMA浓度监测

Bar-Or最早发现心肌缺血患者HSA与二价钴离子的结合力降低,并设计了手工试验方法。随后出现了IMA自动化分析试剂并应用在 Roche Cobas MIRA Plus、Beckman LX20、Rochem odular P、Hitachi911及 Konelab20等自动生化分析仪上[3],其检测的批内及批间不精密度均＜4%。

血清和肝素锂血浆的ACB检测结果的差异高达10.8%(2.7%～20.2%)。在封闭试管内IMA在4℃时可以稳定24h,新鲜血清样本在室温可稳定2.5h,长时间保存可贮存在—20℃以下。Beetham等[4]的研究显示,样本在—20℃保存18天,IMA仅升高3个单位。钴与HSA的结合至少受以下因素的影响:HSA的N-末端、HSA的浓度、血浆半胱氨酸/胱氨酸的比率、血浆p H值、HSA的第34位半胱氨酸的氧化状态[5]。

男性和女性的IMA无差异[6,7,8],大于 30岁人群的IMA参考值比 30岁以下人群的参考值低 3U/ml[7]。Govender等[8]研究了健康人群的IMA生物学变异,黑人和高加索人的IMA存在一定差异(黑人较高),个体内和个体间的生物学变异分别为3%及7%。另外,同一种试剂在Roche Cobas Mira Plus和Beckman Coulter LX-20上检测结果存在差异[3],前者高于后者7KU/L。因此,每个实验室应建立自己的参考范围。

已有多个报道[3,9,10]一致强调,IMA与HSA的浓度呈显著负相关。如果患者存在低白蛋白,ACB会降低,IMA会升高,这是因为钴离子结合的HSA相对减少,即使患者无心肌缺血,IMA也会较高。当患者的HSA低于35g/L时,解释IMA结果应慎重。Giuseppe等[11]用公式校正了HSA后,能有效克服低白蛋白对IMA的干扰,也能使正常健康人群的检测值更加集中。Lee等[12]研究发现,建立IMA指数=[HSA(g/dl)×23+IMA(U/ml)-100],有利于提高其诊断ACS的敏感性和特异性。

Zapicomuniz等[9]的研究表明,通过增加前臂血压的方法造成前臂骨骼肌缺血,IMA会暂时性升高;IMA与乳酸存在显著负相关,乳酸浓度3～11mmol/L时,IMA值降低7～25%。而临床患者的乳酸常为4～5mmol/L,会降低IMA达8～9%。因此乳酸会降低IMA的诊断敏感性。

目前还没有建立IMA检测的参考方法,也没有国际参考品和参考程序。每个试剂厂商均定义自己的IMA单位,常采用ACB和IMA两种报告方式。

3 IM A的临床应用

3.1 IMA在心脏疾病中的应用

ACB不是单独的心脏疾病发作的指标,应与ECG和肌钙蛋白一起使用,如果ACB、ECG和肌钙蛋白均正常,能提高临床医生对排除心脏疾病发作的信心。

一个多中心的研究[13]显示,当 ACB 75U/mL时ROC曲线下面积为0.78(95%的置信区间[CI]:0.70～0.86),ACB试验诊断ACS的敏感度为83%(95%CI:66～93%),特异性为69%(95%CI:62～76%),阴性预期值为 96%(95%CI:91～98%),阳性预期值为 33%(95%CI:24～44%)。Abadie等[14]的研究表明,患者出现症状后 IM A在预示6～24h的肌钙蛋白时有极强的阴性预测价值和敏感性。

Peacock等[15]利用IMA排除急诊ACS的8篇论文共1800多例患者进行了荟萃分析,以正常 ECG、阴性肌钙蛋白和正常IMA为阴性三联试验(TPT),TPT的敏感性和阴性预期值分别为94.4%和97.1%,且对长期预测价值分别达89.2%和94.5%,因此TPT阴性对排除急诊 ACS有很高的阴性预期值。

Bhagavan等[16]研究发现,ACB是急诊评价心肌缺血的有用指标,心肌缺血患者ACB的吸光度较高。但ACB试验不能鉴别有无心肌梗死。Talwalkar等[17]的研究认为IMA是一个急性缺血事件和诊断ACS的有用标志物,联合肌钙蛋白T和IMA对胸痛患者的诊断和处理更有价值。国内Cui Liyan等[18]联合心脏脂肪酸结合蛋白(H-FABP)和IMA评价了肌钙蛋白T正常的ACS患者,联合H-FABP和IMA比单独使用IMA,有更好的敏感性(96.3%,95%CI:92.2～100%)和准确性(92.6%,95%CI:87.7～97.5%),因此,对肌钙蛋白 T正常的ACS患者胸痛发作后,联合使用 HFABP和IMA进行危险度分层有较高的效率。

Dusek等[19]研究了经皮冠状动脉介入治疗(PCI)术后IMA的价值,唯一导致PCI后IMA升高的是围手术目标血管剥离,高球囊压力与低球囊压力的IMA没有差异,短时和长时球囊压力对IMA没有差异,放置支架和未放置支架患者的IM A没有差异。IMA水平大于130k U/L,与至少4年随访的高频率目标血管损害而进行血管成形术有关。因此,PCI后IMA升高与较高频率的目标血管成形术治疗有关。Hjortshoj等[20]观察了严重心肌缺血时IMA的变化,ST段抬高心肌梗死组的IMA高于正常组16%,IMA在PCI后40min达到高峰,2.5h内基本下降到基础水平。IMA是心肌缺血的标志物,因被快速清除而只有较窄的诊断时间窗。另外,PCI后肌钙蛋白的敏感性和特异性均高于IMA。

Dominguez Rodriguez等[21]对ST段抬高心肌梗死患者的研究显示,机械再灌注后ST段回到等电位线时IMA有参考价值,与ST段完全回到等电位线的患者相比,ST段不能完全回到等电位线患者的IMA明显较高,对诊断ST段不能完全回到等电位线,IMA的敏感性为91.4%,特异性为45.7%,ROC曲线下面积为0.849(95%CI:0.77～0.92,P＜0.01),而且IMA是一个独立的ST段不能完全回到等电位线的预测指标,因此原作者认为,在ST段抬高心肌梗死患者胸痛发作6h内,IMA是一个有用的鉴别ST段不能完全回到等电位线的生物标志物。

Sbarouni等[22]发现,心脏起搏器和除颤器植入后,IMA在6h和48h升高,并且 48h降低到基线值,而肌钙蛋白I在6h升高,48h降低到基线值,即心脏起搏器和除颤器植入后导致了心肌缺血和心肌坏死。Sbarouni等[23]研究发现,在射频消融术治疗过程中,IMA没有发生显著变化,但磷酸肌酸激酶(CK)及同工酶MB(CK-MB)和肌钙蛋白I(TnI)均显著升高,表明射频消融术不会造成心肌缺血,但会引起心肌细胞坏死。

Sbarouni等[24]的研究表明,扩张性心肌病组与对照组的IMA无显著性差异,然而纽约心脏功能分级会造成IMA的显著不同,并且IMA与左心室射血分数呈负相关,因此IMA与扩张性心肌病的严重程度有显著的关系。

有研究[25]表明,IM A与急性缺血胸痛患者的短期临床后果及1年死亡率有一定关系,IMA是30天临床终点(优势比1.04,95%CI:1.01～1.07,P＜0.01)和1年死亡率(危险比1.038,95%CI:1.006～1.070,P＜0.05)的独立预测因子。Worster等[26]研究发现,胸痛 6h后 IMA测定值＞80U/ml,预示严重心脏后果的似然比为1.35(95%CI:0.315～5.79),IMA测定值≤80U/ml的似然比为0.98(95%CI:0.86～1.11),提示IMA不能预示近期的严重心脏后果。

3.2 IMA在其它疾病中的应用

对高胆固醇血症患者的研究[27]表明,IMA与总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、氧化低密度脂蛋白抗体和高敏C反应蛋白显著相关,高胆固醇血症患者体内存在炎症反应和氧化应激,降低了白蛋白与钴离子结合的能力,使IMA升高。IMA升高与氧化应激和粥样斑块的发展有关,Piwowar等[28]对2型糖尿病患者的研究发现,高血糖和氧化应激引起的慢性缺氧使糖尿病患者的HSA被修饰和IMA升高,并且IMA与糖化血红蛋白(HbA1c)有明显的相关性。

Cichota等[29]研究了慢性肾脏疾病伴有贫血患者的IMA,发现IM A与乳酸、血红蛋白、肌酐有显著的相关性,低血红蛋白造成的组织供氧不足导致了IMA和乳酸升高,但乳酸的敏感性更高。Sharma等[30]研究了终末期肾脏疾病,认为IMA是一个中度准确的心肌缺血标志物,并且发现患者的IMA升高20k U/L与显著的低存活率有关。

Gunduz等[31]检测脑血管疾病患者的IMA水平较高,并可用于鉴别蛛网膜下腔出血和脑栓塞。Turedi等[32]研究了IMA在肺栓塞诊断中的价值,与正常对照组相比,肺栓塞组的IMA显著升高(t=13.19,df=56,P＜0.01),认为IMA对排除肺栓塞是一个有价值的标志物。Mentese等[33]观察了深静脉栓塞对IMA的影响,结果显示深静脉栓塞时IMA升高。但不适合用于诊断深静脉栓塞。

Lambrinoudaki等[34]的研究表明,子宫内膜异位症的IMA与对照组没有差异,只是有动脉高血压史的妇女的IMA高于正常血压的妇女。Gunduz等[35]对急性肠系膜缺血进行了研究,肠系膜缺血时IMA显著升高,但IMA对检测早期肠系膜动脉阻塞的临床效用有待进一步研究。Gunduz等[36]研究发现,严重下肢缺血时血清IM A升高,以0.22ABSU为cut-off值时,IMA诊断的敏感性和特异性均为81.8%。

4 结 语

IMA是检测早期心肌缺血的敏感指标,主要用于ACS患者的早期诊断,还用于 PCI、心肌再灌注、起搏器和除颤器植入、扩张性心肌病心功能、急性心肌缺血患者的预后评价,IMA也应用到其他系统。目前,国内IM A临床应用刚刚开始,IMA的临床应用价值有待进一步研究。

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