生物学标志物在急性冠状动脉综合征诊断和危险分层中应用进展

王延鹏 陆志刚

[摘 要] 急性冠状动脉综合征（acute coronary syndrome，ACS）是冠心病过程中的严重事件之一，其可致心肌梗死，常导致患者猝死。ACS的病理生理是在冠状动脉狭窄的基础上，粥样硬化斑块不稳定和血栓形成造成完全或不完全的血管闭塞，引起急性心肌缺血、缺氧以致梗死。临床上，它涵盖了一组连续进展的病症，包括不稳定心绞痛（UA）、非ST段抬高型心肌梗死（NSTEMI）以及ST段抬高型心肌梗死（STEMI）。能否早期检测出敏感、特异的ACS心脏标志物，无疑对临床工作有重要意义。

[关键词] 急性冠状动脉综合征；生物学标志物；危险分层

中图分类号：R541.4；R446.1文献标识码：A文章编号：1009-816X（2016）04-0251-04

doi：10.3969/j.issn.1009-816x.2016.04.03

急性冠状动脉综合征（ACS）发生的分子机制尚不明确，主要有炎症免疫反应、氧化应激、神经体液因素、微血管和血栓形成、脂质代谢异常、基质降解、血流动力学、心肌损伤等。相关生物标志物在ACS病人的诊断、危险分层、指导治疗以及预后中起着重要的作用。半个多世纪以来这方面的研究发展很快，特别是肌钙蛋白的出现，成为判断心肌损伤的“金标准”，各种指南均推荐肌钙蛋白用于ACS的早期识别，目前主要的研究焦点集中在早期检测方面。本文主要对临床常用的ACS心脏标志物进行阐述。

1 心脏相关的标志物

常见的心脏标志物有很多，包括炎症免疫方面的标志物，如肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factorα，TNF-α）、 白介素1b（interleukin-1b，IL-1b）、白介素6（IL-6）、可溶性CD40配體（sCD40L）、可溶性细胞间粘附分子-1（soluble intercellular cell adhesion molecule-1，sICAM-1）、可溶性血管细胞粘附分子-1（soluble vascular cell adhesion molecule-1，sVCAM-1）、血清淀粉A（serum amyloid A protein，SAA）、C反应蛋白（C-reactive protein，CRP）、血浆纤溶酶原激活剂抑制物-1（plasminogen activator inhibitor-1，PAI-1）、纤维蛋白原（fibrinogen，Fib）、妊娠相关性血浆蛋白A（pregnancy associated plasma protein A，PAPP-A）、胎盘生长因子（placenta growth factor，PlGF）、髓过氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）、白介素10（interleukin-10，IL-10）、单核细胞趋化因子-1（monocyte chemotaxis factor-1，MCP-1）、基质金属蛋（matrix metalloproteinases，MMP）等。神经体液方面的标志物，如 B型脑钠肽（B-type natriuretic peptide，BNP）、N端B型脑钠肽前体（N-terminal-pro-B-type natriuretic peptide，NT-proBNP）、心房利钠肽前体中间段（mid regional pro-atrial natriuretic peptide，MRproANP）、生长分化因子-15（growth differentiation factor，GDF-15）、生长刺激表达因子-2（growth STimulating express gene 2，ST-2）、肾上腺髓质素、尿皮质激素、尿加压素、胰岛素样生长因子、Lipocalin、血小板反应素-1、肾上腺髓质素前体中段（midregional region of proadrenomedullin，MRproADM）、和肽素（Copeptin）等。心肌损伤标志物，如乳酸脱氢酶活性及同工酶分析（LD，LD1～LD5）、肌球蛋白轻链（myosin light chain，MLC）、天门冬氨酸转氨酶（AST）、肌酸激酶（creatine kinase，CK）、肌酸激酶同工酶MB（CK-MB）、肌钙蛋白T（cTnT）、肌钙蛋白I（cTnI）、肌红蛋白（Mb/Myo）、心型脂肪酸结合蛋白（heart fatty acid binding protein，H-FABP）、碳酸酐酶III（carbonic anhydrase Ⅲ，CAIII）、缺血修饰白蛋白、非结合的游离脂肪酸、胆碱、谷胱甘肽过氧化物酶1、Nourins等。凝血与血栓方面的标志物，如Fib、凝血酶、组织因子、血栓调节蛋白、纤溶酶原激活物抑制剂-1、组织型纤溶酶原激活物、D二聚体（D-Dimer）、GpIIb/IIIa受体、CD40配体、血管性血友病因子（von Willebrand factor，vWF）、P-选择素、循环内皮细胞、单核细胞-血小板聚合物等。血脂代谢方面的标志物，如LDL-胆固醇、载脂蛋白B、LDL微粒数脂蛋白（a）、脂蛋白相关磷脂酶A2（lipoprotein associated phospholipase A2 ，Lp-PLA2）、II型分泌型磷脂酶A2（secretory phospholipase A2，sPLA2-II）、氧化型LDL（Oxidized low density lipoprotein ，oxLDL）、脂肪氧化酶（Lipoxidase ，LO）、脂蛋白脂肪酶（lipoprteinlipase，LPL）、脂联素（adiponectin）等。反映细胞增殖凋亡的标志物，如Fas/Fasl、铁调素和巨噬细胞内铁等[1～6]。

2 临床常用的心脏标志物

临床常见心血管疾病可选择的检测主要包括冠状动脉疾病的危险因素检测以及心肌损伤和MI检测。

2.1 冠状动脉疾病的危险因素检测：常用的有总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）四项。有条件的实验室可增加测定：载脂蛋白AI（ApoAl）、载脂蛋白B（ApoB）、脂蛋白a[Lp（a）]。

同型半胱氨酸（Homocysteine，Hcy）：Hcy反应性的增高是引起血管壁损伤的重要因素之一，它与心肌梗死和心绞痛的发生率和死亡增高有关。

超敏C反应蛋白（hs-CRP）：hs-CRP是用高灵敏度的方法检测的血浆C反应蛋白水平，大量研究证实，hs-CRP可能是比LDL-C更有效的独立的心血管疾病预测指标。

2.2 心肌损伤和心肌梗死检测：心肌肌钙蛋白（cTn）是诊断心肌损伤、坏死时特异度和敏感度较高的生物标志物，在ACS的危险分层中也有重要的临床应用价值，正取代CK-MB成为“金标准”。cTn特别有利于诊断迟到的心肌梗死和不稳定心绞痛（UAP）、心肌炎的一过性损伤。

CK-MB：目前多用免疫抑制法测定CK-MB酶活性，特异性差，干扰多，有条件的实验室建议测定CK-MB质量浓度。

Mb/Myo：较好的早期标志物，该指标灵敏度高，峰值早，与心电图结合能提高心肌梗死早期诊断的有效率，是溶栓治疗中判断有无再灌注的较敏感而准确的指标。

cTnI在心肌梗死发病3～4小时可首次检出，持续7～10天，cTnT在3～4小时可首次检出，持续7～14天，灵敏度和特异度均很高。CK-MB在2～3小时可首次检出，持续1～2天，灵敏度和特异度均可。Mb/Myo在1.5～2小时可首次检出，持续8～12小时，灵敏度可，但特异度差。以上模式可能会根据个体不同而略有差异。据报道，有15%的患者cTnT和CK-MB结果并不一致，这可能是检测时间的原因，但也可能是个体内和个体间的变异。急性心肌梗死（AMI）患者成功再灌注会加速心脏标记物释放。与TIMI2级（中等再灌注）或TIMI* 0-1级（再灌注失败）相比，“洗脱”（释放之前阻塞在血管内的蛋白质）在TIMI 3级（完全再灌注）中发生更早[7]。

对于非ST段抬高型心肌梗死（NSTEMI）的诊断，cTn检测值必须与缺血症状及心电图变化相结合。cTn升高状态会持续14天偶然会更长，对于急性期再发心梗诊断的cTn标准缺乏指南文件。建议与前一个值比升高>20%，或以绝对值hs-cTnT 2小时内升高>7ng/L。cTn升高程度与梗死面积和死亡风险相关。CK-MB可用于MI面积的评估，但PCI术后再发梗死的判断价值仍存争议。Mb/Myo分子量相对较小，可快速释放入血，而CK-MB与cTn相比则对心肌损伤检测的灵敏度不够，实际上有更多的组织损伤需要其帮助判断。随着cTn研究的不断深入，CK-MB，Myo和其他诊断生物标志物已不再需要。

3 ACS诊断过程中cTn的使用

2007年ESC指南中[8]，cTn已成为唯一推荐对ACS进行疾病分级的心肌标记物。cTn阳性，心电图ST/T段异常但没有持续ST段抬高的患者应诊断为NSTEMI。两次间隔6～12小时cTn检测阴性的患者可排除AMI，UAP可能性较大。2012 ESC AMI第三版通用定义指出[9]：与心肌缺血患者临床表现一致的重要性；cTn仍是诊断MI首选的心脏生物标志物；cTn截断值：99th百分位；cTn升高和/或下降的动态变化（入院和3～6h后复检）；99th百分位URL的分析精度：≤10%（最佳）；cTn升高是心肌损伤的标志，不仅是MI（临床诊断）的标志；临床评估和实验室检查的结合对AMI诊断至关重要的；对AMI的重新定义不包括“hs”或“us”的定义。

2014美国心脏病协会非ST段抬高的ACS指南对cTn也做出了明确推荐[10]：cTn是最敏感和特异的NSTE-ACS诊断标志物。较敏感肌钙蛋白（hs-cTn）和高敏肌钙蛋白检测阴性，MI的阴性预测价值分别达95%和超过99%。cTn是ACS诊断及危险分层的关键因素——心脏高特异性、心肌中高浓度、高的血中释放量及与心肌损伤程度成比例的快速释放，且不贵及快速检测方便。hs-cTn的出现将进一步增加NSTEMI的提早诊断。hs-cTn检测不仅引起急性心脏损伤血中检测比例的增加，也会造成健康人群中检出比例的增加。所以，临床通过连续监测、动态观察就可诊断MI。快速升高通常与MI，心肌炎及少见的分析误差因素有关，而慢性升高一般与肾功能衰竭和有些心力衰竭患者相关。支持第99百分位值作为诊断心肌损伤的参考值上限。

2015年ESC NSTEMI指南对可疑ACS患者的初始评价做出了规定[11]。患者最开始可能因胸痛或其他非典型症状就医。任何疑似非ST段抬高型急性冠状动脉综合征（NSTEMI-ACS）的患者都应该被及时的送往急诊，交由有经验的内科医生处理。医生接诊后10分钟内应该做心电图检查，监测患者心律。NSTEMI-ACS的最初诊断应该基于以下指标：胸痛的特点、持续时间、其他的症状相关的物理检查（收缩压、心律、心肺听诊、Killip分级）。根据患者胸痛、年龄、性别、心血管病危险因素、已知的动脉粥样硬化导致的冠心病和非心源性疾病表现等评价患者患有冠心病的可能。12导联心电图（通过ST段的异常表现来发现心肌缺血或者坏死）。生化标志物包括cTnT或I、血肌酐、血红蛋白、血小板计数、血糖、国际标准化比值（INR）等。cTn检查应该在60分钟内完成，每1～3小时重复检查一次。重要体征应该常规检查。疑诊NSTEMI-ACS的患者应该立刻送入急诊室或胸痛中心监测，直到确诊或者排除MI诊断。一旦NSTEMI-ACS被确定，应该在早期即施行脂质管理策略。除颤器应该一直放在患者床旁，直到血运重建。

4 高敏感肌钙蛋白（hs-cTn）的应用

hs-cTn定义为用高敏感方法测定cTn。美国FDA曾与心脏、检验、急诊等领域专家及厂商共同讨论hs-cTn判定標准，Apple方案得到认可。中国专家共识建议：hs-cTn应该能够在50%以上表面健康人群中检测到cTn，参考范围上限第99百分位值检测变异度应≤10%。尤其是在早期，hs-cTn检出率明显优于常规cTn及其他检测项目。需要重点关注，参考范围上限到心肌坏死之间的这段检测结果，存在心肌损伤。这是hs-cTn检测过程中需要特别注意的，不同于普通的cTn。

与常规cTn检测相比，hs-cTn检测的临床优势：1）hs-cTn对于AMI有更高的阴性预测价值。2）hs-cTn减少了“肌钙蛋白盲区”，使得AMI能更早的被诊断。3）hs-cTn导致了I型心肌梗死（自发性心肌梗死）诊断率的显著增加（绝对增加4%、相对增加20%），UAP诊断相应地降低。4）hs-cTn导致Ⅱ型心肌梗死（继发性心肌梗死）的诊断率增加了2倍。5）hs-cTn可被用作评估心肌损伤的定量指标（即Hs-cTn水平越高，心肌梗死的可能越大）。6）hs-cTn水平超过正常上限的5倍以上时，I型心肌梗死的阳性预测值超过90%。hs-cTn水平升高但不超过正常上限的3倍时，I型心肌梗死的阳性预测值仅为50%～60%，此时需要考虑其他疾病的可能。7）健康人群的hs-cTn水平通常都在正常范围内。8）hs-cTn的升降有助于鉴别急性或慢性心肌损伤（变化越大，AMI的可能越高）。

hs-cTn在ACS诊断中的重要性，同时需要借助于动态观察更有意义。

ESC 2015 NSTEMI-ACS患者管理指南对hs-cTn做了0h/3h的诊断流程[12，13]，目的在于在最早期识别出高危的ACS患者，从而早期干预。按指南推荐诊断流程，排除MI患者阴性预测率超98%、纳入MI患者阳性预测率75%～80%。纳入MI诊断者，除MI外，多数伴有需要住院检查以明确诊断的临床状况，包括Tako-Tsubo心肌病和心肌炎。

需要注意的是，ACS标志性事件通常是由于冠状动脉阻塞引起的心肌耗氧量与需求的不平衡。其他原因也会造成该平衡失衡，如在血流稳定情况下氧供的急需增加；其他原因引起的冠状动脉功能不全，如血管痉挛，冠状动脉栓塞，冠状动脉炎；非冠状动脉原因的氧供需不平衡，如低血压、严重贫血、高血压、心动过速、肥厚型心肌病、严重主动脉瓣狭窄；非缺血性心肌损伤，如心肌炎、心脏挫伤、药物心脏毒性作用；及多因素方面，如Tako-Tsubo心肌病、肺栓塞、严重心力衰竭及脓毒血症。除此之外，我们还需要积极应对hs-cTn带来的临床挑战：

4.1 重视临床表现和心电图改变：应用hs-cTn快速诊断流程3项提醒：1）一定要结合临床资料、包括胸痛特点和心电图改变综合判断。2）发病后早期就诊（发病1小时内）患者，由于cTn释放有时间依赖性，第二份cTn应在3小时检测。3）cTn晚期升高可见于1%患者，如果临床高度怀疑或病人再发胸痛时，应进行系列cTn检测。

4.2 合理选择诊断措施：除了cTn，也要重视其他心肌损伤标志物的临床价值。对于NSTE ACS患者诊断，除cTn外，CK-MB和Copeptin都有临床实际意义。与cTn比较，CK-MB表现为MI后下降较快速，有助于判断心梗损伤时程及为早期检测再梗提供额外价值。在多数临床状况下、包括MI，检测Copeptin（血管加压素前激素C末端部分）可量化内源性应激水平。联合检测cTn（敏感或高敏）和Copeptin（<10pmol/L）有助于早期排除心肌梗死[14，15]。

对于hs-cTn不符合纳入或排除标准的患者，可做如下处理：患者的症状、体征及心电图提示高度MI可能，如：典型的胸痛、胸痛发作持续1～2小时、心电图ST-T改变，直接行冠状动脉造影。患者的症状、体征及心电图提示低-中度MI可能，查冠状动脉CTA。患者可能存在AMI以外的其他原因使得cTn轻度升高，如年龄、心力衰竭、主动脉狭窄、肺栓塞等。这些AMI以外的因素越多，诊断AMI的可能性就越小，此时需要积极完善检查，明确诊断。推荐NSTE ACS患者应常规检测经胸心脏超声检查，因其有助于发现可疑心肌缺血或坏死。常规心脏超声检查无室壁运动异常时，斑点追踪技术和心肌声学造影有助于发现节段性功能减退和心肌灌注损伤。心脏超声检查还有助于发现其他胸痛原因如急性主动脉夹层、心包积液、主动脉瓣狭窄、肥厚型心肌病、右心室扩大提示急性肺栓塞。血动力学不稳定患者，心源性原因最好诊断措施。判断左室收缩功能以评估远期预后。也可以进行心脏负荷试验，特别是12导联心电图无心肌缺血表现、cTn（最好hs-cTn）阴性、同时数小时内未再发胸痛患者，可在院期间或急诊出院后短期行心脏负荷试验。首选负荷影像学（负荷超声或负荷同位素）试验，优于负荷心电图。另外，心脏磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）具有独特的价值。CMR可检测心肌灌注和室壁运动异常，增强CMR还可检测疤痕组织，区别MI和心肌水肿。有助于鉴别MI和心肌炎或应激性心肌病。急性胸痛患者如负荷CMR正常，短期和中期预后良好。

4.3 注意避免风声鹤唳、草木皆兵。对不同的临床情况需要仔细加以分析判断，特别是急性心力衰竭、休克、败血症、烧伤等严重的全身性疾病、心脏手术及操作后、非心脏手术后、药物及毒物等都可能会出现cTn的升高，需要加以区分。

5 小结

cTn是心肌坏死的生物标志物，因其具有高度特异性，是筛选高危ACS最为关键的生物标志物。特别是hs-cTn的出现使得ACS的早期诊断成为可能。新型生物标志物可作为传统心肌损伤标志物的重要补充。尽管新的生物学标志物用于ACS的临床检测还不多，但通过寻找符合高敏感性及高特异性、快速、准确、重复性好等条件的生物学标志物，可在一定程度上为ACS的预防及治疗提供更多依据。随着对ACS发病机制认识的深入，有望从早期减缓动脉粥样硬化的病理生理进程，从而降低心血管不良事件的发生。

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