临床实践中心肌肌钙蛋白的应用及注意事项

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一、  概述
    1.  心肌肌钙蛋白的生物学特性
    心肌肌钙蛋白(Cardiac troponin,cTn)是心肌收缩蛋白中起调控作用的蛋白，包括3个亚单位：TnT、TnI和TnC。其中TnT和肌动蛋白、肌凝蛋白相结合。心肌中的TnC与骨骼肌中TnC是相同的，没有心肌特异性。TnI和TnT有快骨骼肌型、慢骨骼肌型和心肌型3种亚型，其中心肌肌钙蛋白I（cTnI）、心肌肌钙蛋白T（cTnT）具有心肌特异性。

    生理条件下，心肌细胞胞浆中大部分cTnI与cTnT和TnC结合，以复合体的形式存在，游离的cTnI只占4.1%。心肌损伤时，心肌肌钙蛋白以cTnI-cTnT-TnC复合物形式释放，随后降解。外周血中cTnI 以cTnI-TnC 复合物形式最多( > 90%)，cTnT 以游离形式较多。心肌损伤后肌钙蛋白在3～12小时开始升高，12～24小时达峰值，cTnT可维持8～21天，TnI可达7～14天，由肾脏排出体外。

    2. 检测心肌肌钙蛋白的方法学
    1989年最早报道cTnT的酶联免疫吸附分析法(ELISA)。第一代检测cTnT的ELISA分析法使用两种肌钙蛋白T特异的单克隆抗体：心肌肌钙蛋白T特异抗体M7为捕捉抗体，肌钙蛋白T特异抗体1B10作为标记抗体，使cTnT1的敏感性较最早的ELISA分析法高5倍。但随后的临床应用表明cTnT1对患有严重骨骼肌损伤病人会产生假阳性。1997年第二代检测cTnT的ELISA分析法使用高度心肌特异的抗体M117取代了cTnT1中与骨骼肌有交叉反应的抗体1B10。与cTnT1相比较，cTnT2 具有相同的诊断敏感性和更高的心肌特异性，分析时间则由原来的90分钟降低到45分钟而不影响分析的准确性和临床特异性。第三代cTnT分析法运用重组人基因技术代替cTnT2的牛血清，在增加特异性和灵敏度的同时，测定的线性范围达25ug/L，分析时间缩短到<20分钟。与高度敏感的酶联免疫吸附法定量检测心肌肌钙蛋白比较，快速固相免疫层析法的检测灵敏度相对稍差。

    定量检测cTnI 的方法很多，1987年最早使用多克隆抗体检测的放射免疫法。随后，相继报道了运用单克隆抗体检测的各种不同的酶免疫法，以及ELISA法和荧光酶免疫检测法。1998年Heeschen等采用固相层析技术结合金标法，推出一种新的快速床旁检测血清cTnI方法，检测灵敏度高，与骨骼肌异构体无交叉反应。cTnI的检测方法缺乏标准化，不同分析系统测定值之间差别很大，其原因为：(1) 采用抗cTnI抗体、校准品各不相同，各种抗体针对cTnI不同的抗原决定簇。(2) cTnI的抗原决定簇易受氧化、还原、磷酸化反应或受蛋白水解酶的作用而降解等影响，使免疫反应表现不同。(3) 溶血、纤维蛋白原、肝素也可能对cTnI测定产生影响。

    大量的临床研究资料证实，cTnT或cTnI在检测心肌损伤时的临床价值基本相同。但不同的心肌肌钙蛋白(主要是cTnI)检测方法之间存在不一致性。

  

    二、临床应用  
   1. 急性冠脉综合征
    1) 急性心肌梗死（AMI）的诊断
    1979年世界卫生组织(WHO)公布了诊断AMI的三条标准，包括胸痛症状，心电图异常改变（ST段抬高或病理性Q波）和心肌酶（主要是CK-MB）的异常增高，三条中符合两条即可诊断为AMI。随后的临床实践发现，胸痛等临床症状、ECG异常改变以及心肌酶的异常增高在AMI 时的临床灵敏性和临床特异性并不尽如人意。2000年美国心脏病协会（ACC）/欧洲心脏病协会（ESC）宣布新的心肌梗死的定义：临床缺血症状结合心电图的演变和心肌坏死的生物学标记，强调肌钙蛋白的使用。

  ACC/AHA急性心梗指南提出了最常见的生化指标:如CK-MB、肌钙蛋白、肌红蛋白，但认为肌钙蛋白是一个比较完美的指标，并指出其是血清测定中唯一有效诊断非ST 段抬高心肌梗死(NSTEMI) 的指标。ESC指南也选择肌钙蛋白作为诊断NSTEMI的心肌损伤标志物。
    2)  溶栓治疗效果评价
    缺血继而再灌注可以导致肌钙蛋白的蛋白水解产物急剧升高，从心肌细胞内的释放也增加。有证据表明15分钟的缺血即可检测到cTnI的降解产物。心肌肌钙蛋白可作为鉴定AMI溶栓治疗后再灌注是否成功的指标。AMI溶栓后出现再灌注时，cTnT常有双峰变化：第1天由于梗死再通后，血流进入病变部位，将游离的cTnT冲入血而出现第1个峰；第4天可见来源于心肌肌钙蛋白复合物中的cTnT的第2个峰。当第1峰值<第2峰值，表现出现再灌注。Apple对25例AMI患者溶栓前后cTnI的变化进行了观察，并与冠状动脉造影结果相对照，发现冠状动脉再通者cTnI溶栓后90分钟内均明显升高，而无再通者升高不明显。并且发现90分钟内较好地反映再通情况，其敏感性优于CK及CK-MB 。
    3) 非ST段抬高急性冠脉综合征中的应用
    非ST段抬高急性冠脉综合征包括不稳定性心绞痛（UA）和非ST段抬高急性心肌梗死，无论是美国的ACC/AHA指南、ESC的指南还是国内的关于非ST段抬高急性冠脉综合征治疗指南均把心肌肌钙蛋白作为危险分层的重要指标之一，心肌肌钙蛋白>0.1ug/L者为高危，小于0.1ug/L但大于0.01ug/L者为中危。

  近年来国外学者提出了“微小心肌损伤”(minor myocardial damage ，MMD)的概念，即存在胸痛等症状，有cTnT升高而CK-MB处于正常值范围的病理过程。目前尚不清楚这类患者cTnT从细胞浆池中的释放是对可逆性心肌缺血的反应还是存在“微小心肌梗死”，但已经证实对于那些存在胸痛等症状，有cTnT升高而CK-MB处于正常值范围的患者，存在不良预后的危险，其中包括死亡、再次梗死以及需要经皮冠状动脉血管成形术(PTCA) 或进行血管再通。同时回顾性分析则显示在非AMI的UA患者中，cTnT是独立的危险因子；即使CK-MB不升高，这些危险性与cTnT 浓度升高也成比例关系，cTnT异常者早期行溶栓治疗可明显提高生存率。UA的病理研究表明，尸检时常可发现微小的灶状心肌坏死。心肌缺血可以导致微小的心肌损伤，使心肌细胞膜丧失完整性，引起胞浆中的cTnT一过性释放入血。故对于UA患者和诊断MMD很有用，是反映MMD敏感指标。

    2. 病毒性心肌炎
    作为反映心肌损伤的敏感标志物，心肌肌钙蛋白已经被纳入最新的病毒性心肌炎诊断标准。传统的酶学检查如血清肌酸磷酸激酶(CK)及其同功酶(CK-MB)由于其预测价值低，不适于作为怀疑心肌炎时的筛查手段，对心肌炎的诊断价值有限。血清肌钙蛋白T(cTnT) 、肌钙蛋白I (cTnI) 对心肌损伤的诊断具有较高的特异性和敏感性， 对判断损伤范围和预后有一定价值。如将cTnT的界值定为≥0.1 ng/ml ，则诊断心肌炎的敏感性为53%，特异性为94 % ， 阳性预测值达93 %，阴性预测值为56%，肌钙蛋白诊断心肌炎的特异性可达90%。
    3. 心力衰竭
    心力衰竭患者存在着慢性心肌细胞的损伤和坏死，近年来的许多研究发现：心衰病人在无心肌缺血的情况下cTnI、cTnT可有升高，cTnI、cTnT升高的患者死亡率升高，cTnI、cTnT是心力衰竭患者死亡的重要预测因子之一。心衰患者cTnT≥0.05 ng/ml者心脏事件发生率为65.8%，而<0.05 ng/ml的患者心脏事件发生率为14.8%。cTnI≥0.04 ng/ml的心衰患者B型脑钠肽水平升高、心脏指数降低、肺动脉楔压升高。cTnI升高预示射血分数随时间进行性下降，cTnI是预测心衰死亡的独立预测因子，与B型脑钠肽联用则进一步提高了阳性预测值。

    4. 急性肺栓塞
    急性肺栓塞时多种机制可以造成心肌损伤：1）急性肺栓塞时肺动脉压升高右室代偿性做功增多，能量供应不能满足代谢需要可造成心肌损伤。Gus等通过结扎狗肺动脉研究急性肺动脉高压对心脏的影响。以实验动物出现心输出量下降、右室舒张末压增加、主动脉压下降作为右室功能衰竭的指标。实验中随着肺动脉压逐渐升高，右室作功增加，右室心肌灌注未相应增多。即使达到右室功能衰竭程度右室冠脉血流与对照组动物相比也无明显差异。能量代谢指标右室游离壁心肌ATP、磷酸肌酸含量降低。急性肺栓塞不只影响右室功能，左室也可能受到影响。在急性肺栓塞心功能代偿期左右心室传导系统心肌细胞糖代谢增强，而心功能失代偿时双心室传导系统心肌细胞糖代谢降低。2）急性肺栓塞诱发冠脉痉挛可造成心肌损伤。3）急性肺栓塞时于肺的死腔通气增加及通气/血流比例失调等气体交换障碍，及由此引起的pH值、PaO2降低，DO2、VO2减少也是影响心肌代谢的因素。
    多种机制引起心肌损伤后，可出现心肌肌钙蛋白升高。但急性肺栓塞具有不同于急性冠状动脉疾患的心肌肌钙蛋白释放代谢动力学。急性肺栓塞浓度时间曲线表现为单峰曲线；在急性心肌微梗死患者浓度时间曲线则表现为双峰或多峰曲线即首次下降后重新升高。

    右室功能与急性肺栓塞的预后密切相关，目前普遍认为右室功能衰竭是急性肺栓塞死亡的强预测因子，心肌肌钙蛋白（cTnT、cTnI）可用于定量评价右室受损的严重性，心肌肌钙蛋白升高可以识别具有短期内死亡和不良事件的高危急性肺梗死患者。

    5. 其他疾病引起的心肌损害
    肌钙蛋白准确性和临床特异性明显高于传统的CK-MB，常常可以见到许多全身疾病累及心肌时出现肌钙蛋白增高。如重症感染，败血症，重症胰腺炎，结缔组织疾病如皮肌炎，系统性红斑狼疮，类风湿性关节炎，过敏性紫癜，混合性结缔组织病，中毒、药物性心肌病如长期或过量使用阿霉素及三环类抗郁药物而发生的心肌损害，营养缺乏、代谢障碍、内分泌性疾病、神经肌肉性疾病等，同时累及心脏等。在临床上原发疾病症状多较为典型，但是如肌钙蛋白明显升高，考虑累及心肌时，往往预后欠佳。



     三、肌钙蛋白应用的注意事项
    1. 时间窗问题
    心肌钙蛋白升高一般发生在心电图异常之后，尽管心肌肌钙蛋白诊断AMI的特异性、敏感性高，但也不是在AMI发作后立即就会升高(呈阳性)，血浆心肌肌钙蛋白的升高仍在心电图特征性变化(ST段持续抬高)之后，所以在临床工作中绝不能单凭肌钙蛋白是否阳性确定有无AMI。如果患者已经出现典型的AMI心电图改变(ST段弓背抬高、出现新的Q波或左束支传导阻滞等)伴动态演变，按照WHO 标准已经可以判断AMI时，应及时进行血管再通治疗(药物溶栓或急诊介入治疗)，而没有必要一定要等心肌损伤标志物（包括心肌肌钙蛋白）的阳性结果，以免延误治疗时机。同样，以患者就诊或入院时心肌肌钙蛋白是否阳性来判断AMI的预后也是错误的。

     在诊断非ST段抬高急性心梗时，除了测定心肌肌钙蛋白，还是应当结合临床症状、体征以及心电图变化一并考虑。如果症状发作后6h内肌钙蛋白测定结果为阴性，应当在症状发作后8-12h再测定心肌肌钙蛋白。

    由于心肌损害时TnT可维持8～21天，TnI可达7～14天，AMI患者即使入院时已经无胸痛发作，如果肌钙蛋白升高伴随AMI特征性仍然应当确定心脏肌钙蛋白I水平增高的确是由于新近临床事件所致。

    2.动态监测肌钙蛋白的问题
    ESC/ACC联合新标准和中华医学会检验学会颁布的应用准则都指出应当对病人的心肌肌钙蛋白值进行动态监测。《心肌损伤标志物的应用准则》的建议12中指出，在患者疑为急性冠脉综合征而心电图无异常表现时，应在入院即刻、2～4小时、6～9小时、12～24小时各时段进行抽血检查。血液中的肌钙蛋白水平同心肌损伤经历的时间是紧密相关的，而就诊病人真正的心肌损伤开始时间经常不易确定，多次抽血进行心肌肌钙蛋白值的动态监测对于提高诊断准确性是必要的。尽管心肌肌钙蛋白具有高度的心肌特异性，非AMI情况下的心肌损伤也会导致心肌肌钙蛋白升高，将动态监测心肌肌钙蛋白与ECG 检查结果和临床症状结合，是排除AMI的有效方法。
    3. 实验室检查cTnI存在的问题
    临床实验室开展cTnI检测会遇到一些关键性的技术问题。
    首先，检测尚未实现标准化，不同厂商生产的检测产品有较大差异。cTnI检测的标准化目前来看短期内也不可能实现。一项调查显示，目前不同的临床实验室使用来自至少8个厂商的12种cTnI/cTnT检测系统，不同产品间cTnI检测值的差异可以达到大于20倍，远高于CK-MB的产品检测差异(大于2倍)。

  其次，目前的cTnI检测产品在低浓度范围的检测可靠性不足。ESC/ ACC联合新标准规定，在正常人群99%分位值处，检测系统的CV值应不大于10%。然而从目前的情况看，几乎没有一个厂家的产品实际达到这一标准。也有报道已有产品达到了这一标准，但只是个别情况。所以有文章建议在目前的情况下，以检测系统CV=10%的功能灵敏度作为可接受的医学临界值。但这只是权宜之计，cTnI在低浓度范围的检测灵敏度仍有待提高。因此在临床上对于低浓度范围的cTnI检测结果的价值需要根据临床情况综合判断。

    4. 慢性肾功能不全患者
    需要特别注意的是，对于慢性肾功能不全的患者，即使没有发现心肌缺血事件，也会出现cTnT的升高。早期的报道发现多达71%的慢性肾功能不全患者出现cTnT升高，却缺乏急性缺血的临床证据。

    第一代cTnT检测试剂由于与骨骼肌的TnT会发生交叉反应，会导致慢性肾功能不全患者cTnT检测值假性升高。采用更新的第二代、第三代cTnT检测试剂后，仍然发现慢性肾功能不全患者cTnT水平较cTnI水平更高。事实上，临床上无急性心肌坏死的慢性肾功能不全患者中有53%cTnT升高，17%会出现cTnI的升高。原因之一是慢性肾功能不全时肌钙蛋白降解产生的小片断的血液浓度因为清除减少而增加，从而导致肌钙蛋白测量值的升高。

    对于慢性肾功能不全的患者，当临床症状和心电图不足以诊断心肌梗死时，分析肌钙蛋白结果时应该谨慎，不能凭一次肌钙蛋白升高的结果就诊断急性心肌梗死，应该进行连续检测，如肌钙蛋白升高符合急性心肌梗死的变化规律，则可诊断。

    病情稳定的慢性肾功能不全患者肌钙蛋白升高近期或远期的死亡率增加2-5倍。