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缺血修饰性白蛋白在冠心病心肌缺血诊断中应
缺血修饰性白蛋白在冠心病心肌缺血诊断中应用价值循证评价
发表者：宋现涛人已访问
急性冠脉综各征（ACS）是由于急性心肌缺血导致的胸部不适和其它症状的一大类病症，是临床常见的心脏血管急症，也是造成急性死亡的重要原因。心肌缺血是ACS最常见的发病机制，临床工作中，有相当部分症状隐匿而未收入院治疗的病人实际是心肌缺血患者，这些漏诊病人的死亡性比住院患者高1倍。因此，临床工作者一直致力于寻找一种灵敏的心肌缺血标志物，能在ACS早期可逆阶段检出，从而有助于急性缺血患者的正确诊断和及时治疗。传统检查方法都不能作为诊断心肌缺血的“金标准”，尽管心肌缺血时可出现ST段和T波改变、局限性室壁运动异常或心肌灌注缺损，但急性胸痛患者常常缺乏以上客观检查征象；ECG对于AMI和UA有较高的特异性，而灵敏度低于50%。超声心动检查的应用因存在非缺血性室壁运动异常受到限制；核素显象只有在损伤心肌10g时才可检出，该检查成本高，难以推广；心肌肌钙蛋白（cTn、肌酸激酶同功酶MB（CK-MB）是特异的心肌损伤标志物，但发病后4－6h才开始升高，且可逆性缺血情况下cTn多为阴性。近年来广泛用于临床的心肌损伤标志物如心肌肌钙蛋白(cTn)、肌红蛋白(Mb)和肌酸激酶同功酶(CK-MB)均在心肌坏死后血中浓度才升高，不利于在ACS早期心肌损伤可逆阶段做出诊断。年美国学者BarOr[1]观察到不稳定型心绞痛和心肌梗死发作早期患者的血清白蛋白(HSA)转化为缺血修饰白蛋白(IMA)。提示IMA可用于心肌缺血的早期诊断。医院心脏内科中心宋现涛
IMA发现的历史
早在年，1名急诊医生发现心肌缺血发作时人血清白蛋白（HumanSerumalbumin，HSA）的化学性质可能会将发生改变，并发现HSA和过渡金属元素如Co、Cu和Ni有很强的结合能力[2]；年临床研究显示AMI和UA患者血清lMA水平升高；年有关MA与IMA的UA关系第一专利被申请；年IsciesTecies公司投入资金对IMA标志物进行商业开发；年利用生化分析仪进行了白蛋白钴结合试验（ACB）；年美国多中心临床试验显示在诊断ACS时IMA比TnI敏感，Bar-Or等[1]首先报告可用此来检查心肌缺血；年ACB试验通过ISO、ISO、EN认可，并首先在欧洲销售；年2月美国FDA批准可上市销售。在美国此项检测己列入医疗报销范围。
IMA的概念和形成机制
HSA氨基末端序列为人类所特有，是过渡金属包括铜、钴和镍离子主要的结合位点，组织缺血时释放的产物使循环血液中的部分HSA氨基末端结合位点改变，与金属离子结合能力下降，这部分发生了改变的HSA就称为IMA。IMA在血液中浓度升高就提示发生了组织缺血。
冠状动脉缺血时IMA产生的确切机制尚不清楚,各种观点尚有矛盾，但已定位在HSA氨基末端N-天门冬氨酸(Asp)-丙氨酸(Ala)-组氨酸(His)-赖氨酸(Lys)序列的变化上。当冠脉局部血液和氧供减少，组织细胞进行无氧代谢,代谢产物乳酸堆积，导致酸中毒，局部微环境PH值下降，致使Cu2+从循环蛋白的结合位点释放，在还原剂作用下转化为Cu1+，Cu1+与氧反应生成超氧自由基,后者岐化为过氧化氢（H2O2）和氧。H2O2可通过Fenton反应形成羟自由基，羟自由基损害HAS，使N基末段序列的2-4个氨基酸发生N乙酰化或缺失，转化为IMA。
由于各种原因引起缺血时，局部血液灌注和供氧减少，组织细胞进行无氧代谢，消耗ATP。同时代谢产物（如乳酸）堆积，局部微环境PH值下降，致使（Cu2+）从循环蛋白的金属结合位点释放，在还原剂如维生素C存在时，Cu2+被转化为Cu+。后者可与氧反应生成超氧自由基在超氧化物歧化酶的作用下将其歧化为过氧化氢（H2O2）和氧。正常情况下，H2O2是无害的，由过氧化物酶降解成水和氧气，而当有金属分子存在时，H2O2可通过Fenton反应形成羟自由基(OH)。后者具有高度活性，导致蛋白、核酸损伤和脂质过氧化。HAS易受OH损害，使N末端序列的4个氨基酸发生改变，形成IMA。有报道，缺血情况下，氨基末端被乙酰化或缺失2个氨基酸[7，8]转变为IMA。在这一过程中，游离Cu2+具有很高的毒性作用。游离Cu2+释放后，血清白蛋白的N端序例与其结合，迅速将其清除，当白蛋白在作用下被修辞后，结合Cu2+的能力减弱，Cu2+从结合位点释放，再次进入OH形成过程或与正常的白蛋白结合，这就形成一个链式反应，最终使IMA在缺血后数分钟内迅速升高。
2．WuAHB,MorrisDL,FletcherDR,etal.Analysisofthealbumincobaltbinding(ACBTM)testasanadjuncttocardiactroponinIfortheearlydetectionofacutemyocardialinfarction[J].CardiovascularToxicology,,1(2):
IMA的释放动力学
常见实验动物如狗、猪、鸡的血白蛋白结构或组成与人类不同,体内缺血发作时观察不到IMA升高。人体模型通过经皮冠状动脉腔内成形术诱导短暂心肌缺血得以实现。Bar-Or等[3]对41例接受选择性PTCA患者进行研究，发现术中球囊扩张压迫3min可引起短暂缺血,而且在缺血性改变后数分钟内即出现IMA升高，PTCA后6hIMA回复至基线，并可通过白蛋白-钴比色法将IMA的变化检测到。Sinha等[4]对接受经皮冠状动脉介入手术(PCI)的19例慢性稳定性心绞痛患者(均为单支病变，一支主要冠状动脉狭窄大于70%，无明显侧枝循环形成)的IMA水平实施了动态观察，分别于PCI前和球囊扩张后即刻从导引导管、PCI后30min从股动脉鞘管采取血样，PCI后12h采集外周血。PCI期间19例患者均出现了胸痛，18例有短暂的缺血性ST段改变。结果显示，PCI后即刻IMA中位数水平高于基线值，至少持续30min，于12h回复至基线水平。可见IMA变化明显早于心肌坏死标志物（cTn、CKMB和Myo）。
心脏特异性
从理论上讲，心肌以外组织或器官缺血也可产生IMA，但目前在其他组织如骨骼肌缺血和循环缺氧当时，较少观察到IMA升高，提示IMA可能具有心脏特异性，但具体机制尚未完全阐明。Apple等[5]测定了19名马拉松比赛参赛选手比赛前(基线)、赛后即刻(比赛结束后30min内)，和赛后24-48h的血浆IMA水平。测定结果显示，赛前有6名选手(81-91ku/L)IMA水平略高于参考上限(80ku/L)，赛后即刻全部在参考范围之内(mean=49ku/L)，赛后24-48h，所有选手显著升高(mean=84ku/L)，其中12名选手高于参考范围上限(81-ku/L)。研究结果表明：马拉松比赛这样的负荷，IMA在短期内未升高，提示白蛋白-钴结合测定至少在短期内不受骨骼肌肉组织缺血的干扰。赛后24-48小时的IMA升高可认为是由于胃肠道缺血所致或是对骨骼肌缺血的一种延迟反应。这也提示IMA对心肌缺血的特异性具有时间限制。Roy等[6]观察了外周血管病变并运动诱导骨骼肌缺血时IMA的变化。实验发现：所有患者踏车运动试验达峰值时明显下降，1h后回到基线水平，与外周血管病变成明显负相关(r=20.4，P0.05)。这提示患者外周血管病变运动诱导腿缺血即刻IMA明显降低，并与疾病的严重程度相关。在IMA作为心肌缺血的标志物时应考虑外周血管病变的影响。
IMA检测方法
1．检测原理：正常白蛋白以活性形式存在，加入钴试剂后，Co2+与白蛋白N-末端结合，溶液中存在的游离Co2+浓度较低，而心肌缺血患者血清标本中含有较多的IMA，加入同等量的钴试剂后，由于IMA与Co2+的结合能力降低，溶液中存在较高浓度的游离Co2+，加入DTT试剂后可与游离Co2+产生络合反应，在nm处测定吸光度大小，吸光度高者表示血清中存在较多的IMA。
2．检测方法：
2.1．比色测定法：IMA检测是以心肌缺血可引起HSA的蛋白-钴结合实验测定白蛋白与外源性Co(LL)结合的能力间接测定IMA含量。第一代比色测定法由Bar-Or等[1,7]建立，手工操作，结果以吸光度单位表示，整个测定过程仅需要12min左右。具体测定步骤是：取待测血清mL，加入0.1%氯化钴(CoCl2·6H2O)水溶液50mL，混合后搁置10min。然后加入1.5mg/mLDTT水溶液50mL,2min后再加入0.9%NaCl溶液1.0mL。使用分光光度计，在nm处读取吸光度单位，空白管除不加DTT外，余同测试管。本法批内CV为4.1%，批间CV为3.8%[3]。新一代的白蛋白-钴结合实验由美国IschemiaTechnologies公司生产供应,可在CobasMIRAPLUS、CobasFARA、KoneLab20、日立等多种分析仪上进行,结果用u/mL或ku/mL表示。本法线性范围分别在6～u/mL和14～u/mL之间,特异性高,Co(LL)与免疫球蛋白(1～8g/dL)、CohnFractionIII(2～10g/dL)、a2-巨球蛋白(0.1～0.8g/dL)和去白蛋白血浆(1～5g/dL)等蛋白质未发生结合，且不受肝素(u/mL)、血红蛋白(mg/dL)、胆红素(～mg/dL)和三酰甘油(～mg/dL)的影响，平均回收率为98%。
2.2．其他检测方法：除比色测定法外，已报道的测定白蛋白-钴结合的方法还有液相色谱法、质谱测定法以及核磁共振等，但均不太适合临床常规分析。
缺血性修饰白蛋白（IMA）与早期诊断心肌缺血
IMA与传统的心肌坏死指标不同，在心肌缺血发作后5-10min血中浓度即可升高，而不需发生心肌细胞的不可逆损伤，能够辅助临床医生早期明确缺血的诊断，早期干预治疗，改善患者的预后和减少病死率。
Bar-Or等[3]测定例急性胸痛发作4h内到达急诊科患者的IMA水平，研究白蛋白-钴结合实验用于鉴别急性胸痛的意义。结果显示，99例心肌缺血者的吸光度单位(均数±标准差为0.±0.)明显升高，与非缺血组(0.±0.)相比有统计学意义。其中缺血组中95例大于判定阈值(0.40吸光度单位)，敏感性达96%，而非缺血组中37例小于判定阈值(0.40吸光度单位)，特异性92.5%。该研究表明IMA有可能成为急性心肌缺血早期生化指标。Bhagavan等[7]以可疑心肌损伤就诊急诊科的患者为研究对象，采集了75例心肌缺血患者和92例非心肌缺血患者的血样，测定其血清白蛋白-CoCl结合能力，用ROC曲线分析评价其诊断意义，并求最适诊断界点。结果显示在临界点为0.50吸光度单位时，检出心肌缺血的敏感性和特异性分别是88%和94%，阳性预测值(PPV)和阴性预测值(NPV)分别是92%和91%，证实IMA对ACS的早期诊断价值。
Sinha[8]等对名疑似ACS患者进行临床研究，以评价IMA检测的意义并比较了IMA、ECG和cTnT对ACS的早期诊断效能。所有入选患者均在出现急性胸痛后3h医院，入院后2h描记ECG，采血测定IMA和cTnT。IMA中位数值急性冠脉综合征(95.4u/mL，n=)与非缺血性胸痛(86.2u/mL，n=77)比较、UA(97.3u/L,n=85)与非缺血性胸痛和AMI(93.2u/L,n=46)比较均显著升高。再次证实IMA确可用于ACS早期诊断，且可区分AMI和UA，尤其对于UAP诊断具有优势敏感性达91%。IMA单独用于诊断ACS的敏感性是82%，心电图与cTnT联合敏感性仅为65%，三者联合敏感性达95%，心电图与cTnT联合诊断ACS时ROC曲线下面积为0.74，再联合IMA是ROC曲线下面积提高至0.83。可见ACS发病早期IMA确实能够提高传统检查方法的诊断效能。Sinha的结论认为IMA的应用有望改进现行的急性胸痛患者诊断策略。见表1
表1各种心肌标志物对ACS的诊断性能
心肌标志物
灵敏度%
特异性%
ROC曲线下面积
IMA
82
46
68
ECG
45
91
68
CTn
20
99
64
ECG+cTn
53
90
74
IMA+ECG
92
43
77
IMA+cTn
90
44
88
IMA+ECG+cTn
95
42
83
Stejskal等[9]再次验证了白蛋白-钴结合试验对ACS做出早期诊断的可能性。试验纳入98名疑似ACS患者，所有入选患者在入院即刻、2h、6小时和12小时采血测定cTnI、肌红蛋白及白蛋白-钴结合能力，并根据最终诊断分为ACS组与非ACS组，ACS组进一步分为AMI和非AMI组。结果显示，在入院即刻、2小时、6小时ACS组与非ACS组比较ACB值明显升高（即刻：0.62±0.17比0.4±0.11；2小时：0.61±0.13比？；6小时：0.58±0.16比0.45±0.1），入院12小时时ACB值不适于ACS的诊断。但ACB值不能区分AMI与非AMI这一点与先前报道不一致。
IMA与ACS的排除诊断和危险分层
鉴于IMA对急性心肌缺血诊断的高阴性预测值，FDA于年批准其用于ACS的排除诊断，以降低对非心肌缺血性患者的收治率和心血管病高位个体的漏诊率，节省医疗资源。
Pollack等[10]根据心脏病危险因素、症状和体征、心电图和生化标志物的信息，对ACS低位人群(ACS患者占10%)中名患者进行危险性分层。两周后增加IMA结果再次进行危险性评价。第一次评价结果有66名患者被定为极低危。加入IMA后，例被确定为极低危，所有IMA阴性者均未发生ACS，说明其阴性预测值达%。IMA阴性患者有55%在第二次危险性评价中被降级；39%与第一次相同；6%被升级。这项研究结果说明了联合应用IMA可更有效地将患者分为高风险组和低风险组从而选择相应治疗方式。
预测肌钙蛋白检测结果
Christenson等[11]进行一项研究，在临床症状和体征出现4h之内采血测定IMA，探讨IMA预测6-24h以后cTnT结果阳性或阴性的能力。实验入选名患者。结果显示：白蛋白-钴结合实验的ROC曲线下面积是0.78，在最佳临界值75U/mL时，IMA预测cTnT结果的敏感性和特异性分别是83%和69%,阴性预测值和阳性预测值分别为96%和33%。从而得出结论：ACS患者到达急诊科时，测定IMA的白蛋白-钴结合实验有望成为6-24h以后cTnT结果阳性或阴性结果的早期预测指标。
判断心肌缺血的严重程度
IMA不仅可早期诊断ACS而且可做为判断心肌缺血严重程度的指标应用。Quiles等[12]观察了34例接受选择性单支血管PCI治疗的稳定性心绞痛患者PCI前后IMA水平变化并对其相关因素进行了分析。在PCI术前10min及最后一次球囊扩张后5min之内从股动脉鞘管取血测定IMA水平。结果显示,球囊扩张前后IMA水平明显升高(59.5u/mLvs80.9u/mL)。球囊扩张4次及以下患者与球囊扩张5次或以上的患者比较，IMA水平也明显升高，且IMA水平与扩张压力及扩张时间之间均呈显著相关。这些结果提示：IMA是反应心肌缺血程度的指标。
IMA的局限性
从研究结果也不难发现，IMA的特异性不及ECG或cTn，考虑与以下情况有关：（1）白蛋白随血液循环于体内各组织器官，故在非心源性缺血的情况下亦可出现IMA升高，如脑缺血（卒中）、肾脏终末疾病时、IMA肝硬化、某些严重传染病以及某些进行性肿瘤患者血中升高[13]，但变化幅度方面的数据很有限。由于这些情况也与严重病变和致死性相关，IMA作为氧化应激的标志物可用来检出任何缺血事件，从而为收治病人进行详细检查提供证据。有研究证明在缺氧、自身免疫疾病、骨胳肌缺血、良性胃肠疾病、整形外科损伤、非心肌缺血情况、使用兴奋剂或者外伤时，IMA都不会明显升高。Apple[5]研究中还发现耐力训练后（马拉松）即刻测定IMA无明显变化，说明骨胳肌缺血不会对IMA水平产生影响。但24-48h后，由于胃肠道缺血IMA水平显著增高，剧烈运动或其他病理情况还可以引起体液转移和白蛋白浓度变化，从而对IMA水平产生影响，在结果解释时应考虑到这一点。（2）IMA假阳性还见于遗传缺陷致白蛋白N端氨基酸缺失的情况[7]，该缺失的发生率在一般人群中还不清楚，这也使IMA阳性的结果解释更加复杂。
IMA测定为临床提供了一种客观检出心肌缺血的方法，符合理想心肌缺血标志物应具备的特征[14]：①心肌特异性；②心肌缺血后迅速增高；③循环中稳定性好；④24h内血中浓度恢复基础水平；⑤容易检测，可很快得到结果；⑥具有较好的分析特性(变异系数低)。虽然IMA用于早期诊断仍有局限性：如感染、中风、终末期肾病、一些肿瘤性疾病和遗传缺陷致白蛋白N-末端氨基酸缺失等也可引起IMA升高，临床应用中存在某些争议。但相信，随着免疫测定等方法的开发应用，IMA生成机制的进一步阐明，试验及临床研究的日益深入，其在急性心肌缺血早期诊断方法方面的价值将进一步确立并发挥更大作用。
参考文献
1．Bar-Or,LauE,RaoN,etal.Reductionincobaltbindingcapacityofhumanalbuminwithmyocardialischemica[J].AnnEmergMed,,34(4Suppl):S56(Abstract)
2.SadlerPJ,TuckerA,VilesJH.InvolvementalysineresidueintheN-terminalNi2+andCu2+bindingsiteofserumalbumins.ComparisonwithCo2+,Cd2+,Al3+[J].EurJBiochem,;:-
3．Bar-OrD,WinklerJV,VanBenthuysenK,etal.Reducedcobaltbindingofhumanalbuminlevelspercutaneoustransluminalcoronaryangioplasty北京白癜风好的医院北京治疗白癜风中医医院
