急性心肌梗死诊断的生物标志物研究进展

荣仕成

摘要：肌酸激酶同工酶（CK-MB）、肌红蛋白、心肌肌钙蛋白、和肽素、心型脂肪酸结合蛋白、缺血修饰白蛋白、B型钠尿肽、生长分化因子-15、C反应蛋白、髓过氧化物酶等标志物，对急性心肌梗死（AMI）有一定的诊断价值。为了明确各种心肌梗死生物标志物对AMI鉴别诊断的意义，笔者对有关研究进展进行综述。

关键词：急性心肌梗死；标志物；肌红蛋白；肌酸激酶同工酶

中图分类号：R542.22 文献标志码：A 文章编号：1008—2409（2016）04—0160—07

随着我国急性心肌梗死（AMI）的患病率和病死率日趋增高，早期生物标志物凭其高度的敏感性及特异性，对AMI的早期诊断、积极治疗日趋重要。在临床研究和应用发展的同时，除了肌红蛋白、肌酸激酶同工酶、肌钙蛋白等已应用于临床的标志物外，目前已有越来越多新的标志物，对AMI的诊断具有重要价值。现就AMI生物标志物的最新研究进展作一综述。

1急性心肌梗死概述

急性心肌梗死（AMI）是冠状动脉急性、持续性缺血缺氧所引起的心肌坏死。临床上多有剧烈而持久的胸骨后疼痛，休息及硝酸酯类药物不能完全缓解，伴有血清心肌酶活性增高及进行性心电图变化，可并发心律失常、休克或心力衰竭，常可危及生命。研究证实在冠状动脉粥样硬化狭窄基础上，由于某些诱因致使冠状动脉粥样斑块破裂，血中的血小板在破裂的斑块表面聚集，形成血栓，引起冠状动脉部分或完全闭塞从而导致心肌缺血坏死是引发AMI的重要机制，而随之而来的心原性休克、心力衰竭、心律失常及心脏破裂等多种并发症是会造成严重不良后果。

2013年世界卫生组织进行流行病学调查发现AMI好发于欧美国家，而且地区之间有很大的差异。随着社会老龄化，现代生活节奏的加快，饮食习惯的改变以及社会、心理等因素的影响，我国AMI的发病率也呈现逐年升高的趋势，在2010年我国新发AMI患者达到203万例，每年新发至少50万例。ANI的常见诱因包括过劳、激动、暴饮暴食、寒冷刺激和便秘，还有高血压、糖尿病、血脂异常以及家族史等传统的危险因素。

AMI的病死率较高，严重危害人们的生命健康。随着早期溶栓技术的应用，AMI的治疗发生了革命性的转变，但实施再灌注的前提是在AMI的发病早期迅速确定诊断。根据WHO诊断标准，典型病例的诊断并不困难，但由于患者中约1/4早期无典型的临床症状，约55%无特异的心电图改变，这使得心肌损伤标志物的检测显得尤为重要。因而，结合临床症状表现，在不同的阶段选择最佳的生物标志物检测指标以及联合检测各种指标，为临床提供可靠的诊断指标极为重要。美国临床生化科学院（NACB）建议，AMI的诊断可应用两类生化标志物：一类是早期标志物，在心肌损伤后6 h内血中水平升高；另一类是确定标志物，在心肌损伤发病6～9h后血中出现升高并持续数天。二者诊断心肌损伤的敏感性和特异性都较高。

2理想心肌损伤标志物特征

在1999年，欧洲心脏病学会和美国心脏病学会联合提出了AMI的新定义，而且也对理想的心肌生物标志物的特征作了描述，并建议把心肌肌钙蛋白作为金标准。专家们认为，理想的心肌生物标志物应具有以下几点特征：心肌含量高；不在非心肌组织中表达；心肌损伤后迅速释放到血液和体液中；高度的敏感性和组织特异性；从血液和体液中快速清除；检测方便快速，成本低廉等。目前尚无任何一种心肌损伤标志物完全满足上述条件，随着研究的进展，越来越多的心肌损伤标志物被发现并应用于临床。

3传统生物标志物

心肌损伤标志物检应用在AMI的检测始于20世纪50年代。Ladue等在1954年首次发现天门冬氨酸转氨酶（AST）在AMI患者血液中明显升高，而且AST成为第一个被应用于临床诊断AMI的血液生物标志物。1955年，Wroblwski等发现血液中乳酸脱氢酶（LDH）的浓度变化也与AMI相关。1960年，Dreyfus等发现肌酸激酶（CK）在AMI患者血清中表达明显增加，特异性较AST和LDH高。在20世纪70年代至90年代初，上述酶类标志物曾广泛用于AMI的诊断，称为心肌酶谱分析。在1979年，WHO最终确认了CK、AST和LDH等能够用于AMI的诊断。随着医学科技的不断发展，传统的心肌酶谱因特异性差，在血清中出现的时间也较晚，不适合作为AMI的早期生物标志物，目前已被肌红蛋白、肌酸激酶同工酶及肌钙蛋白测定所取代。

4急性心肌梗死诊断标志物

4.1肌酸激酶同工酶（CK-MB）

肌酸激酶（cK）主要存在于心肌和骨骼肌中，其包括有3种同工酶，分别是CK-BB、CK-MB和CK-MM。CK-MB主要存在于骨骼肌和心肌中，在心肌中含量占CK总量的14%～42%。CK-MB在AMI发病后4～8 h升高，24 h达到峰值，2～3 d恢复正常。其特异性高，出现时间较早，故CK-MB作为重要的早期诊断手段之一而应用于AMI的早期诊断。而且，CK-MB可以用，于AMI后病情监测和预测，反映梗死的范围以及判断在梗死或者梗死延展和溶栓治疗是否成功。CK-MB的使用曾经规范了AMI的诊断标准，一度被作为检测心肌坏死的金标准。但是，对心脏猝死和不稳定性心绞痛患者心肌活检发现，他们有微动脉血栓和显微心.肌坏死，但是患者血清CK-MB没有升高。根据传统的诊断标准，有2%～8%患者被漏诊，导致心肌梗死患者的病死率增加。

李顺君检测65例AMI患者血清CK-MB水平，结果发现，在症状发生后2～6 h，CK-MB诊断AMI的敏感性和特异性分别为65.6%和35.8%；在症状发生后6～12 h，诊断敏感性和特异性分别为90.6%和80.9%；在症状发生后12～24 h，诊断敏感性和特异性分别为96.9%和87.3%，表明其对于AMI患者早期诊断应用较差。而且，CK-MB除了存在于心肌外，还少量存在于骨骼肌、小肠、子宫、肝脏、肺和脑等部位，因此，其诊断AMI还需要结合其他临床资料。随着心肌肌钙蛋白等生物标志物在临床的应用，CK-MB已很少单独应用，常常联合其他检测手段用于AMI早期诊断。

4.2肌红蛋白（Mb/MYO）

肌红蛋白（Mb/MYO）是肌肉内储存氧的蛋白质，主要分布于心肌和骨骼肌组织，参与葡萄糖的氧化过程，其相对分子质量很小，无须通过淋巴结就可直接快速进人血液循环。Mb在正常人血清中含量甚微，发生AMI时心肌细胞损伤，Mb被快速释放进入血液中，症状发作后1 h血清浓度开始升高，2～4h内达到正常上限10倍左右，5～10 h达到峰值，24～48 h回到基线水平。由于Mb能够快速释放入血，故对于AMI患者诊断以及溶栓后再灌注的疗效检测非常重要，被认为是AMI早期诊断最敏感的指标之一。而且Mb的窗口期较短，能够很快被肾脏清除，所以Mb也能用于AMI患者再次梗死的发生以及梗死范围延展的判断。有学者对106例AMI患者溶栓治疗后Mb、CK-MB和肌钙蛋白浓度的变化比较分析后发现，Mb对冠状动脉再灌注的判断要早于其余两者。

李顺君对65例确诊AMI患者检测不同时间段的Mb、CK-MB和肌钙蛋白浓度并比较，结果发现，在2～6 h以及6～12 h，Mb的检测敏感性达到89.4%和98.9%，优于CK-MB和肌钙蛋白的检测，但是特异性稍差。Mb不是心肌的特异性指标，在骨骼肌疾病和肾功能损坏时，其血清浓度同样升高。临床上还可用Mb与碳酸酐酶同工酶Ⅲ（CAⅢ）浓度的比值来鉴别Mb来源于骨骼肌还是心肌。血清Mb水平不能确诊AMI，临床上需要配合心肌肌钙蛋白或CK-MB检测。但是由于其灵敏度高，一般可用于阴性诊断，对于排除心肌梗死意义重大。

4.3心肌肌钙蛋白（cTn）

心肌肌钙蛋白（cTn）是存在于心肌肌原纤维中细肌丝上的调节收缩蛋白，包括cTnI、cTnT和cTnC 3种亚型，在血清中的浓度很低，当心肌细胞受损后能快速、持续释放到血液中，在血清中的浓度可成百倍的升高，因此，其对心肌坏死具有高度的敏感性。cTnI和cTnT心肌特异性好，能检测到微小心肌坏死，已经替代了CK-MB成为诊断AMI的金标准。cTnC在心肌和骨骼肌中相同，没有心肌特异性，较少用于心肌损伤的检查。

cTnI是心肌细胞所特有，且在各年龄中含量相同，正常情况下不能通过完整的细胞膜释放入血，当心肌损伤、细胞坏死时快速释放到血液中。血清cTnI水平在心肌损伤4～6 h升高，12～24 h达到峰值，AMI后cTnI在血液中持续时间较长，7～10 d后降至正常水平。cTnI的特异性不受骨骼肌损伤、剧烈运动和肾脏疾病的影响，其特异性和灵敏性均显著高于CK-MBV。冯品宁对比cTnI和CK-MB早期诊断AMI的临床应用价值，结果发现，cTnI和CK-MB的阳性率分别为95.7%和43.5%，cTnI具有较高灵敏性和较强特异性，优于传统的CK-MB。

cTnT也是心肌的特异性标志物，其性质和意义和cTnI相同，在AMI后血液中出现时间、峰值时间基本与cTnI平行。在胚胎心脏，cTnT和骨骼肌TnT均有表达，但在出生前期骨骼肌同型表达受到抑制。成人骨骼肌中没有cTnT，但在胎儿肌肉中可见少量cTnT。Katus等采用心肌特异性和心肌非特异性两种抗体测定eTnT，发现其与骨骼肌有1%～2%的交叉反应。Bodor等应用免疫荧光或免疫印迹法，偶然发现在多发性肌炎、Duchenne肌肉萎缩或慢性肾衰患者的前臂肌肉活检中有cTnT存在的证据。梁日初对比cTnI和cTnT在早期诊断AMI的特异性和敏感性时发现，cTnI和cTnT的特异性分别为96.7%和73.3%，敏感性分别为90%和83.3%，cTnT的特异性和敏感性均差于cTnI。

众多临床验证发现，心肌肌钙蛋白具有高度特异性、高灵敏度和诊断窗口期长等优点，被证明是心肌梗死诊断、危险分层、病情监测和预后评估的金标准。但由于其在外周血中升高较晚，cTnI一般不作为AMI早期诊断指标，临床上可以联合Mb检测诊断。而且，对于超过两周的AMI患者，cTnI的诊断能力也较为局限。

4.4和肽素

和肽素是精氨酸加压素（AVP）原C末端的一部分肽段，由39个氨基酸残基组成，它在血液中与AVP一起由神经垂体分泌。在正常人群及心肺血管疾病患者中，和肽素与AVP呈正相关，是急性内源性应激标志物，在体内稳定性较AVP强，且便于测定，故和肽素迅速替代AVP成为心血管疾病研究的新一代标志物。近年来，很多研究表明和肽素与心血管疾病关系密切，尤其在AMI的早期即开始升高，而且要比常用的cTn升高的更早。Keller等在1386例疑似ACS患者（299例最后确诊AMI）的一项多中心研究中提出，和肽素在AMI发生后很快就达到峰值，0～3 h内变化最快，6h内逐渐降低，早期诊断的效能优于cTnT。而且，他们发现，在胸痛6h以内，在cTnT、CK-MB、Mb及和肽素这4种心肌损伤标志物中，联合检测和肽素和cTnT可使AMI的诊断准确率大幅提升，而且阴性预测值高达92.4%。然而，和肽素特异性较低，在呼吸道感染、慢性肺阻塞、心力衰竭等急性或慢性的应激状态下均可升高，对AMI诊断有一定影响。

最近国外研究表明，和肽素在快速排除AMI方面有较好的临床价值。Reiehlin等㈣观察了487例疑似AMI的患者，最终81例确诊为AMI，AMI患者急诊首次和肽素水平显著高于非AMI患者，和肽素（<14 pmol/L）+cTnT（≤0.01 mg/L）对于早期排除AMI价值大，其敏感度达到98.8%，明显优于eTnT单独检测。2010年美国国家临床生化协会曾将和肽素推荐为最有潜力的心脏标志物，对于因胸闷或胸痛就诊且疑诊冠心病的患者，联合检测和肽素和肌钙蛋白有助于早期诊断或排除急性心肌梗死，缩短急诊监护时间，临床医生可以快速制定安全有效的诊疗方案。

4.5心型脂肪酸结合蛋白（H-FABP）

心型脂肪酸结合蛋白（H-FABP）是存在于心肌细胞质内的一种可溶性的低分子量蛋白质，除分布于心肌外，还少量分布于脑、肾脏及骨骼肌等组织中，心肌的含量比骨骼肌高10倍。脂肪酸结合蛋白（FABP）参与细胞脂肪酸的摄取、转运和代谢，且各型均具有组织特异性，可以作为组织损伤的特异性诊断指标。心肌损伤后血浆中H-FABP水平变化有时间规律性，且与心肌损伤程度呈正相关，在AMI发生后30min开始升高，6～8 h达到峰值，24h内恢复到正常水平。

陈明研究发现，患者早期（6 h内）出现AMI时，H-FABP的阳性检出率在80%以上；而且与临床标本的确诊结果的Kappa一致性检验值大于0.80，说明H-FABP对于AMI的早期诊断具有较高的灵敏度和准确性。有研究显示，AMI早期诊断测定H-FABP比Mb和CK-MB的灵敏度要高，AMI发生0—3h内H-FABP的敏感性为72.3%，显著高于Mb的57.4%，且H-FABP的ROC曲线下面积显著大于Mb。研究还进一步证实，H-FABP对AMI患者预后的判断有一定的帮助。有研究发现，H-FABP水平与AMI预后10个月内患者发生死亡、心力衰竭或再发心肌梗死等心血管事件的概率呈正相关，因此，H-FABP可以作为诊断AMI疾病的良好指标，对患者出现早期心肌缺血的辅助诊断和AMI的预后预测有重要的临床价值。

5有临床使用价值的生物标志物

5.1缺血修饰白蛋白（IMA）

在心肌缺血，再灌注发生时，人类所特有的血清白蛋白N末端序列2～3个氨基酸受到烃自由基损害，白蛋白与过度金属的结合能力改变，形成缺血修饰白蛋白（IMA）。IMA的主要特征是反映心肌病变尚处于可逆的缺血阶段，在心肌缺血发生后5～10 min迅速升高，持续时间可达6 h，是反映心肌缺血的早期敏感标志物。

Anwaruddin等研究结果显示，IMA诊断心肌缺血具有高度敏感性，但特异性较差，当截取值取90 U/ml时，敏感性和特异性分别为80%和31%，阴性预测值为92%。马春华对急性胸痛就诊（6h以内）的83例患者测定IMA含量，并与临床诊断对比，探讨其对急性心肌梗死的诊断效能，结果发现，IMA有早期区分非心源性胸痛和急性心肌缺血患者的能力，但不能鉴别AMI和不稳定型心绞痛，不能区分心肌缺血和心肌坏死，因此，IMA作为一项新的早期诊断心肌缺血的生物标志物，它具有出现时间早、敏感性高、阴性预测值高等优点，且与心肌缺血程度呈正相关，在早期急性冠状动脉综合征的排除诊断和危险分层中具有优势。

5.2 B型钠尿肽（BNP）

B型钠尿肽（BNP）广泛分布于心、脑和肺等组织，以心脏内含量最高，主要由心肌细胞分泌，通过激活相关受体降低全身外周血管阻力及中心静脉压，同时减少尿钠排泄。在前体proBNP在蛋白酶作用下裂解为无生物活性的NT-proBNP和生物活性BNP，BNP具有半衰期短、血清浓度稳定及易于检测等优点。当心室负荷增加时，BNP分泌随之增加，目前BNP已经成为心力衰竭诊断的一个重要指标。

有学者等随机选取了1676例非sT段抬高心肌梗死（NSTEMI）患者进行对照研究，在心血管事件发生24 h内测定患者血液中的BNP浓度，结果发现，当BNP<80 pg/ml时患者6个月内病死率为1.4%，当BNP>80 pg/ml时病死率增加至8.4%，而且高BNP的患者在30 d内引发新的心力衰竭的风险是低BNP患者的5倍，研究表明BNP不能单独用于AMI的诊断，但可以用于评估AMI患者发病预后发生死亡或心力衰竭的风险。

5.3生长分化因子-15（GDF-15）

生长分化因子-15（GDF-15）是转化生长因子-β（TGF-β）超家族成员之一，主要参与调节器官生长、分化及组织修复等多种生物学过程。GDF-15的表达在正常人体内的表达具有明显的组织特异性，在大脑、心脏、肺、肾脏、结肠等大多数器官中微量表达。在正常情况下心脏并不表达该因子，但在一些应激条件或者病理情况下，如手术缺血缺氧、心肌缺血/再灌注、心力衰竭、冠状动脉粥样硬化等，GDF-15在心肌细胞的表达量显著上升。

Schaub等对646例胸痛患者进行分析比较，结果发现，被诊断为AMI的患者中，其GDF-15的血清表达水平明显高于非AMI患者，GDF-15有可能成为一个对胸痛患者的新型独立预测因子，将有助于AMI的早期诊断。有研究发现非ST段抬高型急性冠状动脉综合征（NSTEACS）患者血液中GDF-15水平升高，提示未来1年内病死率增加，其ROC曲线下面积为0.757，进一步研究发现，在ST段抬高型心肌梗死患者中也得到证实，GDF-15是死亡、心力衰竭等心血管事件的独立预测因子。因此，这些研究提示了GDF-15在心血管疾病中具有较高的应用价值。

5.4炎症活性指标

C反应蛋白（CRP）是一种急性期蛋白，由肝细胞在炎症刺激下分泌。它参与体内多种生理及病理过程，同时发挥抗炎和促炎的双重作用。在全身炎症和组织损伤时，CRP在4～24 h内达较高水平，2～4 d达到峰值，8～12周后降至基线水平。有研究发现，在心血管事件发生后的12～24 h，CRP可以预测心力衰竭（HR=2.6，P=0.04）和死亡（HR=2.7，P=0.02）等心血管事件发生的风险。但由于CRP缺乏特异性和敏感性，不能用作诊断AMI的指标。CRP检验目前多运用在心血管疾病的干预和预后中，有望成为未来心血管疾病患病率、病死率的预测和预后指标。

五聚素-3（PTX-3）是PTX家族成员之一，由血管内皮细胞、血管平滑肌细胞、巨噬细胞和中性粒细胞在炎症因子刺激下，产生的一种血管炎症特异性标志物。PTX-3浓度增高可反映斑块活化与不稳定性，与冠心病的临床发展有密切的关系。有学者对724例急性ST段抬高型心肌梗死患者随访观察3个月发现，PTX-3的升高水平可以用来预测AMI后心力衰竭及病死率，并优于其他心肌标志物如CRP、NT-proBNP、CK等，提示PTX-3可能反映主要心血管事件的发生风险。

5.5斑块不稳定标志物

髓过氧化物酶（MPO）是由中性粒细胞、单核细胞和某些组织的巨噬细胞分泌的含血红素辅基的血红素蛋白酶，是一种可作为血管炎症标志的血管炎性介质。MPO通过产生自由基和多种反应性物质增大氧化应激促进斑块的进展，参与冠状动脉粥样硬化的全过程，可用于预测不稳定斑块和急性冠状动脉综合征预后等。有研究发现，AMI发生后，MPO的峰值在早期即可出现，测定敏感性高。而且，高水平MPO的患者1年内发生死亡和再次心肌梗死的风险增加，提示MPO水平对AMI患者的预后有独立的预测价值。

妊娠相关血浆蛋白（PAPPA）是一种在不稳定斑块及其细胞外基质中高度表达的金属蛋白酶。斑块破裂时，巨噬细胞和成纤维细胞于血中释放PAPPA，产生平滑肌细胞迁移、增殖、分化等生物学效应，从而促进动脉粥样硬化的形成和发展，使危险斑块的不稳定性增加。此外，PAPPA还通过与其他炎性细胞、炎症因子相互作用，促进斑块进展。有研究发现，当PAP.PA>2.9mIU/L时，即使cTn水平显示阴性，但仍提示患者发生死亡及AMI等心血管事件的风险提高了4.6倍。PAPPA对AMI的预测诊断具有一定价值，但尚需更多相关证据来证明其临床实用性。

综上所述，随着医学以及生物技术的不断进步，越来越多的心肌梗死生物标志物陆续被发现，为临床上对AMI的诊断、治疗以及预后提供了更多有效的测定方法。但目前尚无一种单一的心肌梗死标志物能够满足临床诊断的需要，故需要结合临床表现及辅助检查的基础上，运用多项生物标志物进行联合检测，以提高早期AMI患者的鉴别诊断，改善患者的危险分层及预后，在临床上发挥重要的作用。