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缺血性心脏病的实验室检查. 安徽省立医院心内科 马礼坤. 缺血性心脏病( Ischemic Heart Disease ). Plaque/atheroma obstruction of the coronary artery lumen. 缺血性心脏病的发生. 冠状动脉粥样硬化. 心肌缺血的事件链. 斑块破裂、血栓形成. 血管狭窄 或闭塞. 心肌缺血 或坏死. 心绞痛 心肌梗死 猝死等. 动脉粥样硬化斑块的的发生和发展. 易损斑块. 斑块破裂的结果. 由血管殃及心肌. Q wave MI. Stable Angina. Unstable
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缺血性心脏病的实验室检查 安徽省立医院心内科 马礼坤
缺血性心脏病(Ischemic Heart Disease) Plaque/atheroma obstruction of the coronary artery lumen
缺血性心脏病的发生 冠状动脉粥样硬化 心肌缺血的事件链 斑块破裂、血栓形成 血管狭窄 或闭塞 心肌缺血 或坏死 心绞痛 心肌梗死 猝死等
Q wave MI Stable Angina Unstable Angina Non-Q wave MI ECG – ST ECG - ST CK-MB Troponin CRP 冠状动脉病变的现代分类谱 Non ST Elevation ACS ST Elevation MI
理想心脏生化标志物的条件 —— 高度心脏专一性 —— 心肌损伤后很快增高、增高后持续较长时间 —— 容易检测 —— 很快得到检测结果(≤1 h) ——诊断价值已经临床证实
与CHD不同临床类型相关的标志物 STABLE CAD PLAQUE RUPTURE UNSTABLE ANGINA STEMI / NSTEMI MPO CRP IL-6 MPO ICAM sCD40L PAPP-A MPO D-dimer IMA FABP MPO Myoglobin CKMB TnI/T BNP Inflammation has been linked to the development of vulnerable plaque and to plaque rupture1 NSTEMI, non–ST-segment elevation myocardial infarction; STEMI, ST-segment elevation myocardial infarction 1Brennan, NEJM 2003 Partially adapted from: Apple Clinical Chemistry March 2005
缺血性心脏病中不同标志物代表的意义 Myocyte Necrosis Troponin Inflammation Hemodynamic Stress hs-CRP, CD40L BNP, NT-proBNP HbA1c Blood glucose Vascular Damage Accelerated Atherosclerosis CrCl Microalbuminuria Morrow DA, et al. Circulation. 2003;108:250-252.
CHD实验室生化标志物 心血管炎症的标志物: CRP、hsCRP、APPS 粥样硬化斑块不稳定或破裂标志物:妊娠相关血浆蛋白 A 血栓形成标志物: 血栓前体蛋白、血小板选择蛋白、细胞因子、 sCD40 配体 、髓过氧化物酶 心肌缺血缺氧标志物:糖原磷酸化酶同功酶 BB、缺血修饰白蛋白 脂肪酸结合蛋白、 B 型利钠肽、全血肝素 心肌坏死的标志物: CK-MB 、CTnT、 CTnI、myoglobin
一、心血管炎症标志物 泡沫细胞 脂纹 中间病变 粥样硬化 纤维斑块 复合病变/破裂 细胞粘附分子 斑块不稳定 斑块破裂 1°信使炎性因子/趋化因子 IL-18 MPO oxLDL MMPs Lp-PLA2 MCP-1 GPx-1 PIGF sICAM sVCAM s-选择素 PAPP-A sCD40L IL-1 IL-6 TNF-α IL-18 MCP-1 急 性 期 反 应 CRP、sPLA2、SAA、纤维蛋白原、白细胞 Wolfgang Koenig, et al. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2007;27:15-26.
C-反应蛋白(CRP) 一、心血管炎症标志物 • 环状5个多态链亚单位球蛋白,分子量115~140KD,是炎性淋巴因子(白介素-6)刺激肝脏和上皮细胞合成的。 • 大量研究资料表明,动脉粥样化的血栓形成除了是脂质堆积过程外,也是一个慢性炎症过程,而CRP是动脉粥样化血栓形成疾病的介导和标志物 • CRP对心绞痛、急性冠脉综合征和行经皮血管成形术患者,具有预测心肌缺血复发危险和死亡危险的作用
一、心血管炎症标志物 hs-CRP 的临床应用 根据欧美的许多研究 • 个体的CRP基础水平和未来心血管病的关系密切。 • CRP水平是冠心病预后独立的危险因素,与用于心血管病危险性评估的一些传统指标(如年龄、吸烟、血胆固醇水平、血压、糖尿病等)没有直接关系 。 • 前瞻性研究资料显示,CRP是比LDL-c更有效的心血管疾病预测指标,血脂加CRP评价可增加预测价值。 • 心肌损伤时释放的某些生物活性介质可诱导肝细胞中CRP的合成增加,ACS患者CRP明显增高,甚至在心肌损伤发生之前的早期可出现异常,可以作为发生ACS的预警指标,用于ACS的早期诊断和预后评价。
一、心血管炎症标志物 急性期蛋白质标志物(Acute- Phase Proteins, APPS) α- 1 抗胰蛋白酶、 α- 1 糖蛋白、 结合珠蛋白、血浆铜蓝蛋白、 补体 C3、 C4 等与 CRP 显著相关, 并且 ACS患者 APPS的升高与心肌损伤密切相关。 Brunetti N D, et al. Acute phase proteins inpatients with acute coronary syndrome: Correlations with diagnosis, clinical features, and angiographic findings. European Journal of Internal Medicine, 2007, 18: 109- 117.
一、心血管炎症标志物 目前已发现,白细胞介素类(IL-1,IL-2,IL-6,IL-8,IL-18)、单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1, MCP-1)、肿瘤坏死因子TNF-α、干扰素类INF-γ及粒-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor, GM-CSF)等细胞因子在斑块不稳定的发生、发展及预后中占有不可忽视的地位。 其他参与炎性反应的细胞因子 Ferroni P, et al. Clinica Chimica Acta, 2007, 381: 151- 156. 上述标志物能预测心血管疾病的发生,但由于临床应用成本高、可利用性低以及缺少标准化的检测方法, 从而限制了它们的应用。
二、易损斑块标志物 内膜 纤维帽 脂核 管腔 中层 – T淋巴细胞 – 巨噬细胞泡沫细胞(组织因子) – “激活的” 内膜平滑肌细胞 (HLA-DR+) – 正常平滑肌细胞 Libby P. Lancet.1996;348:S4-S7.
二、易损斑块标志物 易损斑块标志物检测 妊娠相关血浆蛋白A( Pregnancy- Associated Plasma Protein-A PAPP- A) 是胰岛素样生长因子蛋白家族成员。 尸解发现破裂和糜烂斑块细胞和细胞外基质中含有大量PAPP-A,外周血中也发现其浓度升高,提示可作为易损斑块的早期标志物 活化的核转录因子(NF-kB): 在细胞核中调控各种炎症反应基因转录,是调节免疫、应激、凋亡和炎症反应的中心环节,UAP患者NF-kB特异、显著地活化,推测可预测斑块破裂
三、血栓形成标志物 血管壁损伤 血小板附着 血小板激活 血小板聚集 血小板激活后的一系列级联反应导致了炎症的发生和血栓的形成
三、血栓形成标志物 (一)血栓前体蛋白(Thrombus Precursor Protein, TPP) Fibrin Formation Mega, J. L. et al. Thrombus Precursor Protein and ClinicalOutcomes in Patients With Acute Coronary Syndromes. Am Coll Cardiol 2008;51:2422-2429 Formation of fibrin and identification of thrombus precursor protein (TpP). D = D-domain; E = E-domain.
三、血栓形成标志物 (一)血栓前体蛋白(Thrmmb Precursor Protein, TPP) Mega, J. L. et al. J Am Coll Cardiol 2008;51:2422-2429
(一)血栓前体蛋白(TPP) • TPP是血栓形成的重要标志物。 • 在AMI患者中TPP的升高可以比反映心肌坏死的生化标志物如CK-MB出现更早,具有较高的敏感性,对明确体内血栓形成情况比其他指标更具临床意义。 • 对心肌的特异性较低,对AMI早期诊断和鉴别诊断具有一定的临床意义。
三、血栓形成标志物 (二)血小板选择蛋白( Platelet- selectin) 血小板选择蛋白( Platelet- selectin) 是膜糖蛋白, 血小板激活后, 它迅速在血小板表面表达并促使血小板聚集, 同时被切成可溶形式入血。不论是以膜糖蛋白的形式还是可溶的形式, P-selectin 均可作为血栓形成并诱导AMI 发生的标志物。 Hollander J E, et al. Risk stratification of emergency department patients with acute coronary syndromes using P-selectin. Journal of the American College of Cardiology, 1999, 33:95- 105.
ASSESSMENT OF PLATELET FUNCTIONTRANSLOCATION OF PLATELET GLYCOPROTEINS AND P-SELECTIN DURING PLATELET ACTIVATION RESTING ACTIVATED Fibrinogen > 500 50,000 granules P-selectin GPIIb-IIIa GPIIb-IIIa GPIV P-selectin GPIb/IX/V GPIb/IX/V GPIV ACTIVATION 25,000 ACTIVATION : - GPIb IX V : internalized - GPIIbIIIa : 1) membrane expression increased 2) complex occupied by fibrinogen, v. Willebrand Factor ... - P-selectin : translocated to the membrane
三、血栓形成标志物 (二)血小板选择蛋白( Platelet- selectin)
(二) P选择素 • 在血小板和内皮细胞受损伤时,P选择素迅速表达,同时其血浆浓度迅速增高。 • 是最具特异性的血小板活化标志物,也是炎性反应的重要指标。 • 可以作为冠状动脉疾病病理过程中血栓形成的标志物及心肌损伤的早期标志。 • 对冠心病的诊断、预后及疗效判断具有一定的临床价值。
三、血栓形成标志物 (三)可溶性CD40配体( sCD40 ligand)
三、血栓形成标志物 New England Journal of Medicine 2003:348:1104-1111
sCD40配体 • 可溶性CD40是血小板活化的主要标记物,ACS患者中血小板激活和CD40配体水平密切相关,并且具有一定的预测价值,若和CRP及cTn联合应用则临床意义更大。
三、血栓形成标志物 (四)髓过氧化物酶 (Myeloperoxidase, MPO) 中性粒白细胞激活后分泌的血红素蛋白, 它和血管脂质斑块的形成有联系。 Myeloperoxidase Serum Levels Predict Risk in Patients with Acute Coronary Syndromes Stephan Baldus, MD; Christopher Heeschen, MD; Thomas Meinertz, MD; Andreas M. Zeiher, MD; Jason P. Eiserich, PhD; Thomas Munzel, MD; Maarten L. Simoons, MD; Christian W. Hamm, MD; on behalf of the CAPTURE Investigators. Circulation2003;108: 1440-5.
三、血栓形成标志物 Results: Elevated MPO predicts increased short and long term risks of MI and death Death or MI (%) • Tertile 1: MPO < 222 ug/L ;Tertile 2: MPO 222 – 350 ug/L;Tertile 3: MPO > 350 ug/L Baldus, et al. Circulation 2003;108: 1440-5
髓过氧化物酶(MPO) • 中性粒细胞活化标志物,能促进急性冠脉综合症的发生,可以引起冠脉痉挛。 • 粥样硬化斑块不稳定的标志,可以作为冠心病患者心血管事件的预测因子。
四、心肌缺血缺氧标志物 • GP是降解糖原,糖酵解的重要酶,心肌缺血时,无氧代谢增强。 • GP三种同工酶GP-BB(脑/心脏);GP-MM(骨骼肌);GP-LL(肝脏) (一)糖原磷酸化酶同功酶BB ( GPBB)
四、心肌缺血缺氧标志物 • GPBB在患者胸痛发作后2~4小时开始升高,8小时达峰值,40小时后恢复正常。 • 是反映心肌缺血、缺氧的早期敏感标志物之一,特异性与CK-MB接近。与特异性标志物如cTn结合起来,对心肌缺血的早期诊断更具有高度特异性和高度敏感性。 (一)糖原磷酸化酶同功酶BB ( GPBB)
四、心肌缺血缺氧标志物 (二)脂肪酸结合蛋白质(H-FABP) 心肌型脂肪酸结合蛋白(H- FABP) 是由132个氨基酸残基组成的酸性蛋白质, 相对分子质量为14.5 kDa是长链脂肪的载体, 参与细胞内脂肪酸转运, 在心肌脂肪酸代谢中起作用 胸痛后1-1.5h升高,20h消失,在早期诊断AMI的敏感性和特异性与Mb (肌红蛋白)相近。 H- FABP 还可用来检测心力衰竭或心绞痛中的微小心肌损伤、评估梗塞面积、判断AMI 患者再灌注后是否成功等。。
四、心肌缺血缺氧标志物 (二)脂肪酸结合蛋白质(H-FABP)
四、心肌缺血缺氧标志物 (二)脂肪酸结合蛋白质(H-FABP) 高特异性 高敏感性 Comparison among FABP, TnI, and CPK in sensitivity(Y axle)and specificity(X axle)
四、心肌缺血缺氧标志物 (三)缺血修饰白蛋白(IMA) 是一种对心肌缺血敏感的新型标志物,在心肌缺血数分钟即可出现,可作为心肌早期缺血的标志物,具有较高的阴性预测价值。 当患者心肌局部缺血但并无坏死时, cTn阴性但IMA亦可能阳性。
四、心肌缺血缺氧标志物 (三)缺血-修饰白蛋白 40%-60%的ACS初次测定肌钙蛋白低于正常值。 缺血-修饰型白蛋白(IMA)已经FDA批准应用临床,基于人类白蛋白的氨基酸末端(N)与钴的亲和力在缺血心肌降低的原理,在肌钙蛋白升高之前即可检测到,6h内恢复至基线。 IMA可能用于临床可疑ACS患者的评价,从而排除低可能性的患者 Limitations Current data suggests that it may not be specific for cardiac ischemia elevated in patients with cancer, infection, end-stage renal disease, liver disease and brain ischemia. Apple et al. Clinical Chemistry 2005;8-10
四、心肌缺血缺氧标志物 (四)心脏B型利钠肽
四、心肌缺血缺氧标志物 (四)心脏B型利钠肽 不稳定心绞痛后NT-proBNP的预示作用 James, et al. NT-proBNP and Prediction of Mortality and MI in Unstable CAD. Circulation 2003;108:275-281.
四、心肌缺血缺氧标志物 (四)心脏B型利钠肽 ACS后NT-proBNP的预示作用 Galvani, et al. Natriuretic Peptide in Acute Coronary Syndromes. Circulation. 2004;110:128-134.
四、心肌缺血缺氧标志物 (四)心脏B型利钠肽 心血管疾病预后估计和危险性分类 • 心衰的预后评价 预测再次患病率和死亡率 • 急性心肌损伤后的预后评价 预测再次患病率和死亡率 估计心肌缺血损伤范围 • ACS危险性分级
心肌缺血坏死的时间窗 • In animals, • Necrosis of the myocardium begins within 15mins of coronary artery occlusion • 6 hs– myocyte necrosis 71% complete • 24 hs-- myocyte necrosis 85% complete • In humans, • Plaque rupture, thrombus formation, and the occlusion is often interminttent. • The infarct related artery opens and closes as endogenous fibrinolysis • Cyclic coronary blood flow and the collateral circulation
心肌缺血后的治疗—时间就是心肌 Infarct Size (%LV) 25 心梗面积与治疗的时间有关* 20 • WWIC TPAT • • WWIV 15 • WWTPA APSIM • 10 • Bassand • MITI 5 Y=0.06x+2.3 r2=0.85 60 120 180 240 300 Time to treatment (minutes) Prog in Cardiovasc Dis,2000,42,397.