上QQ阅读APP看书,第一时间看更新
第二篇 心血管与肾急症篇
第一章 超敏肌钙蛋白I在急性冠状动脉综合征早期预测意义的研究进展
急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)的早期诊断和及时再灌注治疗呈降低死亡率的关键,故对于急性胸痛就诊的患者进行及时正确评估危险分层尤为重要。在AMI与心肌损伤发病早期,心电图只能检测到40%~60%的患者,因此早期应用敏感性特异性高的心肌生化标记物的检测将大大有助于临床诊断,有效的指导治疗降低死亡率。临床上,传统的生化标记物为肌红蛋白(MPO)、乳酸脱氢酶同工酶、肌酸磷酸激酶同工酶、谷草转氨酶等,临床实践证实这些心肌损伤标志物大都存在特异性差、升高时间晚和诊断窗口时间短等缺陷。近年来,肌钙蛋白(cTn)以其高度的灵敏性和组织器官特异性及较长的诊断窗口期在AMI和其他心脏疾病的诊断中显示出其特殊的优越性,为欧洲心脏病协会(ESC)及美国心脏病协会(ACC)的AMI指南中所推荐的生化标记物诊断的金标准。这些指南中诊断AMI的cTn的诊断值为超过99%的正常人值,由此发展了检测超敏肌钙蛋白(hsTn)技术,其cTn的测定更灵敏,其可检测测定值尚在常规测定方法的貌似正常的健康人群,甚至其较现有的生化指标物可更早的诊断AMI,更好地进行危险分层并指导进一步治疗策略。
一、cTn的生物学特性
心肌肌钙蛋白(cardiac troponin,cTn)是存在于心肌肌原纤维中细肌丝上的重收缩调节蛋白,主要调节心肌收缩是粗肌丝和细肌丝之间相对滑行。心肌cTn分子呈球形,含有3个相对分子不同的亚单位,包括心肌cTnC心肌cTnT和心肌cTnI,在心肌细胞由于内外因素导致损伤时释放至血液循环中。骨骼肌和心肌中的cTnC具有很高的相同性,因此心肌cTnC不具有心肌组织特异性,而心肌组织中的心肌cTnI和心肌cTnT具有心肌组织特性。AMI的生化诊断方面,肌酸肌酶(CK)及其同工酶(CK-MB)是常用的指标,但是CK-MB并非心脏所特有,在正常人骨骼中也有存在。1987年英国Cummins等首先报道用测定周围血中心肌蛋白浓度来诊断AMI同时,近期的研究表明心肌cTn是心肌特异的调节蛋白,其cTn在AMI释放入血是心肌损伤的特异性标志物,并具有灵敏度高、出现时间早、诊断窗口时间长等优点,所以心肌cTn成为了诊断AMI的金指标,cTn在心肌细胞坏死后4~6小时可在外周血中检测到,在18~24小时达到高峰,维持2周左右。2007年欧洲心脏病协会/美国心脏病学会(ESC/AHA)重新定义AMI并建议应用生物标志物的cTn来诊断AMI [1]。
二、hsTn检测技术的发展及测定范围
虽然cTn的正常值定义应为低于99%正常人群的上限,然而,由于cTn检测技术的不精确或检测血样的血清浓度过低,目前的实验室技术往往不能满足ACC/AHA对变异系数的要求(CV值10%),部分人群其cTn的值超过正常值99%的上限仍未能检测出。Panteghini等 [2]发现目前的cTn检测技术没能满足CV值10%的要求,因此在大多数情况下,在hsTn检测技术应用之前,CV均高于10%。随着高灵敏度检测技术的发展,hsTn检测可达到其CV值≤10%的要求。
随着hsTn测定技术的发展,测量值浓度由ng/ml发展为pg/ml,比如99%的上限值为0.012ng/ml(10%变异度CV为0.010ng/ml)。而Singulex开发利用单光子的超敏cTnI荧光检测,99%的上限值为0.008ng/ml(10%的CV为0.018ng/ml) [3]。
三、hsTn在急性冠状动脉综合征中应用的必要性
既往研究已证实,运用cTn可对急性冠状动脉综合征(ACS)患者进行危险分层。cTn的水平与冠状动脉病变复杂程度及严重性有密切相关性,与冠状动脉内栓塞尤其相关,对微小血管的闭塞同样如此。ACS患者其cTn的水平与死亡率密切相关并可用于治疗预后的判断。2001年Morrow等对2000余例ACS患者对比评估cTn对介入与保守治疗的预测价值,对于ACS患者,较低水平cTn的升高就被识别为高危患者,早期介入治疗有益;并且采用不同的cTn参考值[第99百分位值,变异度<10%的99百分位值,世界卫生组织(WHO)的参考值]对ACS的诊断率有明显的差异,采用变异度<10%的99百分位值较采用WHO更多的心血管风险;目前一些研究表明对ACS患者的诊断及风险预测方面,hsTn优于目前使用的健康人群cTn的99%的百分位Amodo等对516例非ST段抬高心肌梗死患者的研究中,将正常的参考值上限由变异度<10%的99百分位值改为第99百分位值,发现诊断AMI的敏感性上升13%[从64%(95% CI:54%~73%)上升为77%(CI:68%~85%)]第99百分位值,而诊断的特异性仅下降9%[从93%(CI:90%~95%)下降为84%(CI:80%~88%)] [4]。
FRISCII研究中Venge等发现hsTn可尽早识别不稳定型心绞痛(UAP)患者中预后不良进行干预治疗。Venge等对GUSTOIV的1251例随机患者,分别检测Accu TnI和Centaur TNI,发现其敏感性低于目前的第99百分位值(Accu TnI的第99百分位值的10%CV值为0.014ng/ml,与年龄相关的第99百分位值为0.02至0.04ng/ml而Centaur TNI的第99百分位值10%的CV值为0.03ng/ml,第99百分位数为0.04ng/ml)。此研究表明AccuTnI检测比Centaur TNI检测可识别更多心血管死亡高危风险的患者 [5]。Kavsak等以0.04ng/ml为第99百分位阈值较0.14ng/ml可多检测出65例(15%)患者存在心血管风险;当进一步降低为0.02ng/ml,则新增了96例;尽管此不良事件的降低比例非常低(1.7、2.4和3.6,cTnI检测水平分别为测定的极限,第99百分位值,WHO所规定第99百分位值),组间依然有统计学显著差异 [6]。
ACS事件发生后,运用较低的cTn阈值也可以预测3个月的不良事件。Eggers等 [7]发现检测的cTn第99百分位值为最低值时,患者其5年的死亡率和心肌梗死的发病率均较低;随访8年,亦提示ACS患者的cTn的升高均提示不良的预后。
总之,这些研究表明,运用超敏和较低浓度阈值的cTn的检测方法可检测出更多的ACS患者的心肌坏死,可提供更多诊断与预后的信息。
四、hsTn的临床应用
(一)ACS
目前现有的研究已证实低浓度阈值的cTn显著地提高了AMI诊断的敏感性。在381例ACS患者中,Apple等 [8]运用Advia Centarhs TnI(99%百分位阈值及10%CV值为0.034ng/ml),显示AMI的敏感性特异性分别为74%和84%;与以前沿用的cTnI水平比较,AMI的敏感性增加了30%,而特异性仍为84%;不仅证实了hsTn诊断AMI的高敏感性(敏感度与特异度分别为:69%与78%,之后6小时的随访其敏感度与特异度分别为:94%与81%),并且证实了当cTn升高30%以上时特异度从81%上升为91%,故专家建议cTn升高>30%时纳入诊断标准,以避免误诊。一项疑似AMI的1818例多中心研究中,Keller等 [9]运用hsTn(99%的阈值为0.04ng/ml,10%CV值为0.03ng/ml)与传统的cTnI分别测定入院时血清水平,发现hsTnI诊断AMI优于传统的cTnI,其曲线下面积(AUC)水平分别为:0.96比0.85;同时亦证实hsTnI对AMI诊断的敏感性为90.7%,特异性为90.2%。同样的Reichlin等 [10]观察了718例疑似AMI的患者,运用4种hsTn检测方法[Abbott-ArchietectcTnI(第99百分位阈值为0.028ng/ml,10%的CV为0.032ng/ml),Roche hsTnT(99%阈值为0.014ng/ml,10%的CV为0.013ng/ml,99%),Roche cTnI(99%阈值为0.16ng/ml,10%的CV为0.3ng/ml),Siemens超敏cTnI(99%阈值为0.04ng/ml,10%的CV为0.03ng/ml)]与传统的Roche检测方法来诊断AMI,发现hsTn在诊断AMI的准确率方面显著高于传统的cTnT(AUC分别为0.95~0.96,0.090)。此外,在胸痛发生3小时之内,hsTn诊断AMI的准确性显著的优于传统的cTnT(AUC分别为:0.92~0.94,0.76),提示能帮助临床医师早期诊断AMI。故目前的指南已推荐应用cTn短期内的升高或下降来辅助临床医师对疑似心肌梗死的诊断。对AMI后的危险分层,hsTn可更好地预测不良的心血管事件。ACS患者若检测到hsTn高于阈值,则提示死亡风险更高。Hochholzer等 [11]随访了1159例因急性胸痛就诊的患者1年,发现hsTn升高组对死亡的预测其ROC曲线下面积优于传统的cTnT( P<0.001)。Apple等研究发现首次hsTn增高(校正 RR=3.2,95% CI:1.9~5.5 ,P<0.001)与随访期间升高30%以上(校正 RR=9.1,95% CI:5.3~15.9, P<0.001)为独立的心血管事件及死亡的预测因子。Gjin等 [12]随访447例NSTEMI患者4年,发现hsTn升高组(hsTn 0.014ng/ml)较正常组死亡风险升高8.2%( P=0.005),COX多因素回归分析与死亡独立相关( HR=2.59,95% CI:1.22~5.50; P=0.013)。Meune等 [13]随访112例ACS患者1年,发现hsTn正常组30、90、360天死亡率分别为0%,0%,2.0%(95% CI:0.5~7.9),明显低于hsTn升高组(360天为17.5%, P<0.001);360天的再梗死率hsTn升高组亦高于正常组,有显著差异( P=0.004)。hsTn检测除了可提高ACS诊断的敏感性之外,还可较目前常规应用的cTn更早的识别ACS,就如MPO为损伤的最早的标记物一般。Melanson等 [14]随访了103例常规cTnI阴性的患者,应用hsTn检测,发现61%患者为阳性。Macrae等 [15]研究了258例因胸痛急诊就诊患者,发现检测的间隔时间为5、4、3小时,AMI的诊断率(分别为36.4%、34.5%和33.7%)并无显著的升高,而AHA推荐为间隔6小时。Aldous等 [16]对385例因急性胸痛疑为ACS患者测定其发病后0、1、2、12~24小时的hsTn,发现2小时的诊断敏感性为95.1%(88.7%~98.1%),特异性为75.6%(73.8%~76.5%),阳性预测值为53.8%(50.2%~55.5%),阴性预测值为98.3%(96.0%~99.3%)。上述的研究均提示hsTn检测的应用不仅可检测出更多AMI,而且可缩短诊断或排除AMI的时间。
(二)心肌缺血
cTn在可逆性缺血中的释放仍尚未明确。但是,随着hsTn技术的应用,当缺血的心肌细胞向胞浆中释放的cTn亦可测定。近期Sabatine等 [17]在进行负荷试验的患者中检测hsTn水平,发现其与缺血的严重程度同比升高;并提出hsTn水平>0.0013ng/ml作为一个强烈的诱发缺血的预测因子( OR=3.14,95% CI:1.42~8.80 ,P=0.007),优于心电图的变化。
五、hsTn的不足
尽管目前许多研究已证实了hsTn检测的优势,但相应的问题亦随之而来,如此低的血清浓度,如何确定正常值的范围亦为棘手的问题。在PIVUS研究中,Eggers等 [18]检测了1005例老年健康者,清楚地表明,第99百分位的cTn值是高度依赖于参考人群的特点;最初的99%的健康的老年人群的阈值定为0.044ng/ml,当剔除既往心血管疾病左心室肥大、心电图改变及高利钠肽浓度人群后,阈值下降为0.028ng/ml;多变量logistic回归分析调整一些心血管合并症后,男性性别也独立相关,hsTn水平为0.006ng/ml( OR=2.2,95% CI:1.7~2.9, P<0.001)。
对于AMI的诊断,cTn水平不仅要超过99%的阈值,而且应测定其上升及下降的变化。据美国临床生化科学院(NACB)规定,较基础水平20%的变化考虑为AMI。然而,这20%为基于并不精准的阈值的3倍,未考虑到cTn的生物学变异近期,Wu等 [19]连续测定健康志愿者的cTn水平,显示cTn值短期内(0~4小时)升高46%与降低32%的生物学变化,长期(0~8周)其生物变化为增加81%与降低45%。另一个潜在的问题便为由于hsTn测定浓度太低导致假阳性的事件增高。Wu等 [20]应用Erenna cTnI测定99%阈值为0.008ng/ml,同时测试如淀粉样蛋白的-42,巨噬细胞炎性蛋白1,前列腺特异抗原和粒细胞集落刺激,并建议其他hsTn分析也应如此测试,以确认其特异性。Inoue等 [21]对急性胸痛的患者进行hsTn MPO与心型脂肪酸结合(H-FABP)检测来诊断ACS,发现hsTn假阳性率高,建议联合应用MPO与HFABP检测可提高诊断的特异性为84%,阴性预测值为0.4。Giannitsis等 [22]对503例疑为ACS的患者在胸痛12h内测定血清和肽素(copeptin)及hsTn的水平,发现联合copeptin及hsTn检测,对于排除AMI的特异性为97.7%(95% CI:91.9%~99.7%),阴性预测值99.03%(95% CI:96.6%~99.9%),诊断的敏感性为55.9%(95% CI:50.6%~61.0%),阳性预测值为34.4%(95% CI:28.5%~40.7%),提出联合应用copeptin及hs-Tn测定可提高急性非ST段抬高心肌梗死的特异性。
目前尚无如何处理低水平hs-Tn患者方面的研究。对于hs-Tn阳性的患者,ACS指南推荐应积极治疗,但对于hs-Tn轻度升高而临床无症状患者积极治疗的价值尚未得知;并且,hs-Tn的敏感性提高,如何将上述患者妥善分流置于两难的境地。因此,在hs-Tn作为常规临床应用之前,需要大规模的研究来研究这些hs-Tn轻度升高的阳性患者。
(梅 雪 李春盛)
参考文献
1.Thygesen K,Alpert JS,White HD,et al. Universal definition of myocardial infarction. Circulation,2007,116: 2634-2653.
2.Panteghini M,Pagani F,Yeo KT,et al. Evaluation of imprecision for cardiac troponin assays at low-range concentrations. Clin Chem,2004,50:327-332.
3.Kurz K,Giannitsis E,Zehelein J,et al. Highly sensitive cardiac troponin T values remain constant after brief exercise-or pharmacologic-induced reversible myocardial ischemia. Clin Chem,2008,54:1234-1238.
4.Amodio G,Antonelli G,Varraso L,et al. Clinical impact of the troponin 99th percentile cut-off and clinical utility of myoglobin measurement in the early management of chest pain patients admitted to the Emergency Cardiology Department. Coron Artery Dis,2007,18:181-186.
5.Venge P,James S,Jansson L,et al. Clinical performance of two highly sensitive cardiac troponin I assays. Clin Chem,2009,55:109-116.
6.Kavsak PA,Newman AM,Lustig V,et al. Long-term health outcomes associated with detectable troponin I concentrations. Clin Chem,2007,53:220-227.
7.Eggers KM,Lagerqvist B,Venge P,et al. Persistent cardiac troponin I elevation in stabilized patients after an episode of acute coronary syndrome predicts long-term mortality. Circulation,2007,116:1907-1914.
8.Apple FS,Pearce LA,Smith SW,et al. Role of monitoring changes in sensitive cardiac troponin I assay results for early diagnosis of myocardial infarction and prediction of risk of adverse events. Clin Chem,2009,55:930-937.
9.Keller T,Zeller T,Peetz D,et al. Sensitive troponin I assay in early diagnosis of acute myocardial infarction. N Engl J Med,2009,361:868-877.
10.Reichlin T,Hochholzer W,Bassetti S,et al. Early diagnosis of myocardial infarction with sensitive cardiac troponin assays. N Engl J Med,2009,361:858-867.
11.Hochholzer W,Reichlin T,Twerenbold R,et al. Incremental value of highsensitivity cardiac troponin T for risk prediction in patients with suspected acute myocardial infarction. Clin Chem,2011,57(9):1318-1326.
12.Gjin N,Siegmund B,Stefanie S,et al. Comparison of prognostic value of high-sensitivity and conventional troponin T in patients with non-ST-segment elevation acute coronary syndromes. Clinica Chimica Acta,2011,412:1350-1356.
13.Meune C,Balmelli C,Twerenbold R,et al. Patients with acute coronary syndrome and normal high-sensitivity troponin. Am J Med,2011,124(12):1151-1157.
14.Melanson SE,Morrow DA,Jarolim P. Earlier detection of myocardial injury in a preliminary evaluation using a new troponin I assay with improved sensitivity. Am J Clin Pathol,2007,128:282-286.
15.Macrae AR,Kavsak PA,Lustig V,et al. Assessing the requirement for the 6-hour interval between specimens in the American Heart Association Classification of Myocardial Infarction in Epidemiology and Clinical Research Studies. Clin Chem,2006,52:812-818.
16.Aldous S,Pemberton C,Richards AM,et al. High-sensitivity troponin T for early rule-out of myocardial infarction in recent onset chest pain. Emerg Med J,2011 Nov 22[Epub ahead of print].
17.Sabatine MS,Morrow DA,de Lemos JA,et al. Detection of acute changes in circulating troponin in the setting of transient stress test-induced myocardial ischaemia using an ultrasensitive assay:results from TIMI 35.Eur Heart J,2009,30:162-169.
18.Eggers KM,Jaffe AS,Lind L,et al. Value of cardiac troponin I cutoff concentrations below the 99th percentile for clinical decision-making. Clin Chem,2009,55:85-92.
19.Wu AH,Jaffe AS,Apple FS,et al. National Academy of Clinical Biochemistry laboratory medicine practice guidelines:use of cardiac troponin and B-type natriuretic peptide or N-terminal proB-type natriuretic peptide for etiologies other than acute coronary syndromes and heart failure. Clin Chem,2007,53:2086-2096.
20.Wu AH,Agee SJ,Lu QA,et al. Specificity of a high-sensitivity cardiac troponin I assay using single-moleculecounting technology. Clin Chem,2009,55:196-198.
21.Inoue K,Suwa S,Ohta H,et al. Heart fatty acid-binding protein offers similar diagnostic performance to highsensitivity troponin T in emergency room patients presenting with chest pain. Circulation,2011,75(12):2813-2820.
22.Giannitsis E,Kehayova T,Vafaie M,et al. Combined testing of high-sensitivity troponin T and copeptin on presentation at prespecified cutoffs improves rapid rule-out of non-ST-segment elevation myocardial infarction. Clin Chem,2011,57(10):1452-1455.