急性冠脉综合征的生物标志物-中国心血管病研究

急性冠脉综合征的生物标志物

首都医科大学附属北京安贞医院 范婧尧 聂绍平

基金项目：首都临床特色应用研究重点项目（Z141107002514014）；北京市自然科学基金项目重点项目（7141003）

急性冠脉综合征（Acute coronary syndrome, ACS）是指动脉粥样硬化斑块脱落、血小板聚集、血栓形成导致冠脉狭窄、阻塞，引起心肌缺血以及梗死的病例现象，包括急性ST段抬高型心肌梗死、急性非ST段抬高型心肌梗死及不稳定型心绞痛。近年来，ACS发病率及病死率呈逐年上升趋势，已成为威胁人类健康和生命的严重疾病[1]。因此建立科学合理的预测体系，对ACS进行早期识别、早期治疗、降低死亡率成为目前医学界研究的核心问题之一。

生物标志物在ACS病人的诊断、预后检测及危险分层中起重要作用。目前已证明的最早的心肌梗死生物标志物是谷草转氨酶，Ladue报道[2]在心肌梗死几小时后血清中谷草转氨酶活性超过参考值范围，随后引起了广泛关注，经历了从谷草转氨酶到乳酸脱氢酶、肌酸激酶、心肌肌酸激酶同工酶到心肌肌钙蛋白（Cardiac troponin, cTn）的发展过程，近来又有很大发展。除了对传统血浆蛋白的检测，还包括了对微小RNA（MicroRNAs, miRNAs）等新型生物标志物的检测与研究。本文对急性冠脉综合征的生物标志物作一简要综述。

1、肌钙蛋白与高敏肌钙蛋白

1.1 研究背景

肌钙蛋白由3个亚单位组成，原肌凝蛋白亚单位（Troponin T, TnT）、肌动球蛋白-ATP酶抑制亚单位（Troponin I, TnI）以及与钙结合的亚单位（Troponin C, TnC）。TnT和TnI同时存在于心脏和骨骼肌。心脏特异TnT（Cardiac troponin T, cTnT）及心脏特异TnI（Cardiac troponin I, cTnI）对心肌损伤表现出高敏感性和特异性[3,4]。心脏肌钙蛋白复合体位于收缩单位细肌丝上，在调节心脏兴奋-收缩偶联过程中起重要作用[3,4]。在急性心肌损伤时，cTnT及cTnI作为完整蛋白质及降解产物从坏死心肌组织中释放入血，可定性并定量的衡量心肌损伤。

肌钙蛋白作为心肌受损的生物学治疗，目前广泛应用于临床实践中。2007年国际心脏病学术组织对心肌梗死进行了重新定义，建议使用cTn作为急性心肌梗死的主要诊断指标之一，并以cTn第99百分位值及其动态变化作为主要判断标准[5]。当无法检测cTn时，心肌肌酸激酶同工酶可作为替代物。但传统的cTn检测方法由于受检测效能限制，对循环中低水平的cTn不敏感，在缺血症状不典型或心电图改变不典型时，可导致延迟诊断甚至误诊，而且不利于对患者风险和预后的判断。传统检测方法的精密度也无法达到在参考对照人群第99百分位值时变异系数≤10％的要求，临床实践要求检测方法有更高的敏感度和精密度。

随着检验技术的进步，改进了cTn的检测方法，在常规cTn检测技术的基础上发展出各种高敏肌钙蛋白（High-sensitivity cardiac troponin, hs-cTn）检测技术和平台。目前尚无十分明确的hs-cTn定义，主要依据最低检出限和测定的不精密度两方面在低cTn浓度范围的分析性能判定，如将符合指南要求检测的系统或试剂检测变异系数≤10%的最小检测值接近第99百分位值的cTn称为hs-cTn；又或者将能在部分和全部表面健康的人群中检测到cTn，同时第99百分位值CV≤10%称为hs-cTn[5,6]。

1.2 临床应用

hs-cTn具有高敏感性，可明显缩短诊断时间。 2012年，ESC、ACC/AHA及WHF更新的心肌梗死通用定义（第3版）充分肯定了hs-cTn对心肌梗死诊断及鉴别的重要性[7]。同时ACCF就hs-cTn的正确使用、临床应用推荐和性能标准评价等问题发布了肌钙蛋白水平升高的原因对临床应用意义分析专家共识[8]。更有助于临床医生正确理解和运用hs-cTn，提高ACS的诊疗水平。

2011年ESC发布的非ST段抬高型心肌梗死指南中提出利用hs-cTn变化在3小时内排除诊断的流程[9]。对临床表现可疑的胸痛、胸闷及其他不典型症状或包括心电图在内的辅助检查异常，临床医生需对除外ACS者立即检测cTn，如有条件，应使用高敏检测方法。hs-cTn检测值必须结合患者的临床表现和心电图特征，来确定或排除ACS诊断，具体诊断流程见图1。

图1.ACS诊断流程（改编自参考文献9）

一个双盲前瞻性国际多中心研究进一步证实了hs-cTn对ACS诊断的准确性，该研究共纳入887例急性胸痛患者，与非ACS疾病相比，心肌梗死患者的hs-cTn均升高，且在就诊1小时内hs-cTn的绝对值出现明显变化，hs-cTnI的ROC曲线下面积为0.92、hs-cTnT为0.94[10]。Mueller等[11]在ESC2014年会上公布了TRAPID-AMI研究的初步结果，在1282例到急诊室就诊的胸痛患者中，1小时hs-cTnT法可以排除超过63%的患者，阴性预测值为99.1%。但研究者也表明，该结果还需要大型前瞻性随机对照研究的进一步验证，此外还需要比较这种方法和CT检查的差异。

hS-cTn不仅能对ACS进行早期诊断，还用于ACS患者的危险分层并评估ACS患者的预后。Bonaca等[12]发现在4 513例急性非ST段抬高型心肌梗死患者中hs-cTnI基线水平≥0.04ng/L者，发病后30天内具有更高的死亡或再梗死风险，在发病12月后具有更高的死亡风险。Saunders等[13]对无心血管疾病的9 698人进行了hs-TnT的检测，观察hs-cTnT对心血管疾病是否有预测和预后价值，结果在66.5%的个体中可检测到cTnT。与未检测到cTnT的人相比，cTnT升高（≥0.014μg/L）的人心血管疾病风险显著增加（HR=2.29），即使cTnT水平轻微升高（≥0.003μg/L），死亡率和心力衰竭风险也增加。

1.3肌钙蛋白检测的干扰因素

除了性别、年龄等影响心肌代谢的因素以外，一些非ACS疾病也可能影响肌钙蛋白的检测结果，如心律失常、心包炎、急性肺栓塞、急性心力衰竭、脓毒血症等，均可引起hs-cTn的升高[14]。在临床应用中，需结合患者症状、辅助检查变化对hs-cTn轻度升高的患者进行诊断，以避免将非心肌缺血的患者诊断为ACS。

hS-cTn检测出现假性升高或降低都可能导致临床诊治的失误[14]。假性升高的干扰主要由于异嗜性抗体、类风湿因子、纤维蛋白原或不明确的大分子物质等引起，而造成假性降低的干扰往往为黄疸、血红蛋白、自身抗体等。对于高度疑似存在cTnI自身抗体干扰的标本应增加其他心肌损伤标记物的检测，以期更好地指导临床诊治工作。

2、心型脂肪酸结合蛋白

心型脂肪酸结合蛋白（Heart fatty acid-binding protein，H-FABP），是脂肪酸结合蛋白家族中的一种亚型。脂肪酸结合蛋白，是一组结构相似的细胞内可溶性的小分子蛋白质，由Ockner于1971年在研究肠道吸收脂肪酸时发现[15]。这类蛋白质广泛存在于多种器官中，参与脂肪酸的代谢。H-FABP主要存在于心肌细胞中，具有心肌特异性，参与心肌细胞内脂肪酸的吸收、代谢和运输，还参与心肌细胞的分化和生长。在正常人血液中H-FABP的含量极少，当心肌细胞，受损、坏死时，H-FABP可快速大量的释放入血液中，导致血液中的含量快速上升。由于H-FABP在心肌损伤后在血中出现早、特异性高等特点，近年来成为国内外关注的心肌损伤标志物之一。

H-FABP可用于ACS的早期诊断[16-19]。Orak等人[18]入选83例可疑ACS的胸痛患者，于发病6小时内测定H-FABP、cTnI及肌酸激酶同工酶，其灵敏度分别为98%、86%和77%，特异性为71%、52%和20%。提示H-FABP在发病6小时内具有较高的灵敏度和特异性，可用于早期诊断ACS。Willemsen等[19]连续入选202例患者（59%确诊为ACS），首次测量H-FABP的AUC为0.79，hs-cTnT的AUC为0.80，H-FABP以4ng/ml的临界值诊断ACS的敏感性为73.9%，阴性预测值为90.8%。提示在胸痛患者中，可利用H-FABP以4ng/ml临界值诊断ACS。

此外，升高的H-FABP可以独立预测ACS患者长期不良事件的发生，特别是在肌钙蛋白阴性的病人，还可以评估心肌梗死面积、评价心肌再灌注情况、辅助不稳定型心绞痛患者的危险分层[20]，这样就可以使医生快速识别高危患者决定治疗策略，以提高ACS患者的生存率。

3、和肽素

和肽素（Copeptin）是前精氨酸加压素前体C末端的一部分，可能与内源应激水平有关，与包括急性心肌梗死在内的多种疾病的死亡风险相关[21-23]。已有研究表明，急性心肌梗死时机体内源性应激系统激活，和肽素可能在cTn阴性时就已出现水平升高[24-27]。由于应激反应和检测心肌损伤在时间上互补，和肽素可能成为一种理想的标志物，用于提高早期有症状患者诊断的敏感性，对cTn的检测起到补充作用。与cTnT联合检测可能提高诊断的潜在准确性[21,22, 24-27]。Möckel等人[28]最近报道了一项重要的临床试验结果。该研究将902例疑似ACS的低中危患者随机分配到两组：一组接受标准治疗评估，一组只检测肽素和肌钙蛋白。检测肽素和肌钙蛋白组的患者从急诊出院的比例更高（68% vs 12%; P <0.001）。主要复合终点为30天内全因死亡、心脏猝死存活、急性心肌梗死、ACS再住院、紧急计划外PCI、冠状动脉旁路移植和有记录的致死性心律失常。结果显示，两组主要复合终点发生率相似，均为5.2%。

4、miRNAs

miRNA是指有18-22个核糖核苷酸组成的高度保守的单链非编码RNA，近年来发现血浆中存在丰富的miRNAs，当细胞受损时，胞质中的miRNAs游离到细胞外，可能成为潜在的诊断标志物。心肌梗死后大量心肌细胞坏死，释放大量miRNAs，因此心肌梗死后患者血浆中miRNAs的动态变化意义重大。

目前对于急性心肌梗死与miRNAs的研究很多，主要包括miR-1、miR-133a/b、miR-499-5p、miR-208a/b等[29-31]。Ai等人[29]发现AMI患者血清miR-1水平显著升高，出院后其水平逐渐恢复到基线，并且miR-1的表达量与年龄、性别、血压、糖尿病及心肌酶谱等无关，工作曲线分析计算曲线下面积为0.774。miR-133a是一种肌肉组织特异性表达的miRNA，D’Alessandra等人[30]在2010年对33例急性ST段抬高型心肌梗死的血浆进行了检测，发现miR-133a在心梗病人血浆中显著增加，且其在血浆中水平的动态演变过程与cTnI相一致。有研究表明这种在血浆中含量增加的现象可能与心肌组织在缺血坏死时大量释放miR-133a相关。Gidlöf等人[31]通过观察424例临床上高度怀疑ACS患者，在最后确诊急性心肌梗死的患者中，心脏高度特异标的miRNA是血浆浓度普遍升高，其中已miR-208最为明显，且与左室射血分数及30天死亡率相关。

miRNAs用于临床中ACS的诊断仍需进一步验证和讨论。上述研究均证明血浆miRNA在诊断心肌梗死方面有着一定优势，但具体到各个miRNAs时，却存在一定争议，仍需大样本量、高质量的研究对此进行探讨。此外，目前对miRNA的检测方法还存在一定缺陷，并不能如肌钙蛋白一样迅速和准确。这些都影响着miRNAs在临床中的应用。

5、其他生物学标志物

ACS除以上生物标志物，还有一些反应动脉粥样斑块不稳定的标志物。血清CD50配体是肿瘤坏死因子超家族的一种，在ACS中的作用与其产生的生物学效应有关。有研究发现CD40L可刺激血管内皮细胞、巨噬细胞及平滑肌细胞产生于动脉粥样硬化有关的生物活性因子，如E-选择素、血管粘附分子和细胞因子。研究发现ACS患者外周血可溶性CD40L水平明显升高，提示其可能与ACS的形成有关，是斑块不稳定的标志[32]。妊娠相关蛋白-A、髓过氧化物酶、C-反应蛋白等均与斑块不稳定性相关[33-35]，但由于这些标志物诊断准确性较低，暂未应用于心肌梗死的早期诊断中。

hs-cTn作为ACS的生物标志物，广泛应用于临床实践中。目前多种新的ACS生物标志物的应用仍需进一步论证。新型生物标志物与hs-cTn的联合检测可能成为未来诊断和评估ACS预后的新方向。

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