高敏肌鈣蛋白在檢測和應用中的研究進展

尹 冶，張 維，段秋婷，柳 杰 綜述，王玉明 審校

(昆明醫科大學第二附屬醫院檢驗科，云南昆明 650000)

全球心血管疾病特別工作組的評估顯示，到2025年，全球男性心血管死亡人數將超過500萬，在女性中也將高達280萬[1]。《中國心血管病報告2017(概要)》報道，我國心血管病死亡率高居首位，其中急性心肌梗死(AMI)死亡率總體呈上升態勢，農村地區死亡率明顯超過城市地區[2]。2018年更新的MI通用定義(第四版)充分強調了檢測高敏心肌肌鈣蛋白(hs-cTn)的益處，它在1至5型心肌梗死的診斷標準中是不可或缺的重要條件，其濃度升高或降低的動態變化能更準確地用于心肌梗死的診斷。cTn是診斷急性冠狀動脈綜合征(ACS)的首選標記物，近年來隨著相關研究的完善和深入，hs-cTn在其他疾病應用中的重要作用也得到越來越多的肯定。本文主要就hs-cTn最新的檢測情況和臨床應用兩方面進行綜述。

1 hs-cTn的檢測

1.1關于hs-cTn的實驗室檢測 吳金斌等[3]對100例AMI患者的研究顯示hs-cTnI的敏感度和陽性率均為92.0%，明顯高于傳統心肌肌鈣蛋白(cTn)I的79.0%。國際臨床化學聯合會和心臟生物標記物臨床應用工作組建議，對于hs-cTn，其檢測下限和數據報告單位應為ng/L數量級，避免混淆于常規cTn和護理點cTn，以利于結果解釋。JASPER等[4]用三種不同廠商的hs-cTn檢測方法對1 755例疑似AMI的患者進行診斷，318名確診患者的分析結果顯示三種方法的ROC曲線下面積(AUC)各不相同(范圍為0.93～0.95)。目前，羅氏hs-cTn檢測的第99百分位值為14 ng/L，其最新的檢出限(LoD)可達3 ng/L。但近年來，納米技術與生物傳感器或免疫傳感器的結合為hs-cTn提供強大的分析平臺，開辟了高精密度檢測的新視野。AROONYADET等[5]提出基于自上而下制造的氧化銦的新型納米生物傳感器平臺，預測的檢測限比市售ELISA試劑盒低5個數量級，hs-cTnI最低可檢測到0.1 pg/mL，可作為護理點的應用。此外，熒光相關傳感器也被開始應用于hs-cTn的檢測[6]，基于簡單的一步法合成單個微球并結合免疫層析技術開發了可靠的側流免疫分析(LFIA)，從而建立基于紅色熒光微球的hs-cTn快速即時檢驗，檢測低限為0.016 ng/mL，全程控制在15 min內，具有良好的重現性和穩定性。基于氧化石墨烯(GO)平臺的新型熒光適體傳感器，其熒光抗cTnI抗體和cTnI具有強大的親和力，用于高靈敏度和選擇性檢測cTnI[7]。這類傳感器作為復雜樣品中生物分子檢測的新替代品潛力巨大，可用于心臟特異性生物標記物的早期檢測。

1.2關于hs-cTn第99百分位參考上限 健康人群第99百分位的cTn濃度(CV≤10%)作為參考范圍上限(URL)已被公認，超過這一上限或表明存在心肌損傷或提示潛在性風險，若CV在10%～20%也是臨床可接受的。該限值的確定要求必須在URL處使用質量控制材料確定每個特定的檢測，以驗證適當的測量不確定度，否則不易于確定明顯的連續變化值。目前，亞太共識[8]認為hs-cTn水平超過10倍URL診斷ACS有更高的陽性預測值(PPV)。在大多數研究中，聯合分析和生物學變異的范圍為50%～60%，因此，歐洲心臟病學會(ESC)建議基線水平小于第99百分位URL時，可使用百分比；對于超過該上限(尤其連續變化>20%)的患者，應自行更換測量方法，也可與基線水平低于參考上限的個體比較以提高臨床敏感性。此外，一項對全球276家醫院實驗室的隊列研究表明[9]，用于診斷心肌梗死的閾值存在明顯的醫院水平變異，只有1/3左右的實驗室遵循MI的通用定義，這種實驗室的可變性對臨床實踐中MI的診斷有重要影響，該變異使各實驗室之間第99百分位URL的確定更具差異性。國際臨床化學和實驗室醫學聯合會(IFCC)關于確定hs-cTn第99百分位URL的指南認為臨床篩查或替代生物標記篩查需要更好地定義第99百分位并且有可應用的統計方法。幾個全球診斷制造商正在開發hs-cTn更新的檢測方法，并提供各區域對hs-cTn臨床參考范圍研究的機會，然后進行最佳特定決策值的確定[10]。

1.3性別特異性對hs-cTn檢測的影響 性別特異性對hs-cTn檢測結果的差異一直是飽受爭議卻仍未統一的熱點問題。現普遍認為cTn檢測值男性高于女性，高齡組高于低齡組。對年齡<75歲的健康男性hs-cTn第99百分位數可有3倍之差，女性中則相差2倍[11]。最新的ESC指南不建議使用年齡相關的臨界點，但推薦使用性別特異性的臨界值，以改善潛在AMI患者的診斷效率和預后情況。APPLE等[12]對696名表面健康成年人(18～84歲)采用兩種檢測方法(美國奧森多和貝克曼)進行傳統cTn檢測，結果表明：男性第99百分位值比女性高1.2～2.5倍。5 000名德國非表面健康人(35～74歲)按性別分組的cTn檢測結果顯示[13]，所有女性第99百分位值在0.023～0.067 ng/mL之間，低于男性的0.035～0.067 ng/mL。多數觀點認為女性有著低BMI、低吸煙率和較少的腎臟損害，也有學者認為[12]，不穩定型心絞痛(UA)和非ST段抬高型心肌梗死(NSTEMI)多見于女性，ST段抬高型心肌梗(STEMI)多見于男性，男性相對更易患心血管疾病。而且女性非阻塞性冠狀動脈疾病的發病率往往是男性的兩倍，使得部分女性心肌梗死難以診斷，若針對女性適當降低URL，將篩查出更多具有臨床意義的MI，使用常規的14 ng/L作為hs-cTn的臨床決定值可能會導致AMI的假陽性。對此，亞太專家[8]贊同性別特異截斷值(hs-cTnI：女性16 ng/L，男性34 ng/L；hs-cTnT：女性9 ng/L，男性16 ng/L)。現已有研究將引入性別特異性的hs-cTn第99百分位值診斷閾值用于ACS的診斷，發現并不影響患者后期心血管死亡情況。

2 hs-cTn的應用

2.1hs-cTn的動態模式優化ACS診斷 2018年最新MI通用定義特別區分了心肌損傷和心肌梗死的標準[14]，當有cTn升高且至少有一次值高于第99百分位URL時為心肌損傷；若cTn值升高和/或下降，則考慮急性心肌損傷。發生急性心肌損傷且存在急性心肌缺血的臨床證據，則為AMI(1～3型)。術后冠狀動脈手術相關MI(4、5型)要求≤48 h內患者基線值正常，其中4a型MI的cTn值升高>5倍，5型MI的cTn值升高>10倍；4b和4c型心肌梗死符合1型MI的診斷標準。術前cTn值升高的患者，在此之前cTn水平穩定(變化≤20%)或下降，必須符合升高>5倍或>10倍的標準，且與基線值相比有>20%的改變并存在急心肌缺血的臨床證據。這一定義的更新，充分肯定了動態變化在心肌梗死診斷中的重要性。

連續、定量檢測cTn變化值可提高MI診斷的特異性，患者應在3～6 h后復測hs-cTn以發現動態變化模式，部分患者可能需更久(>12 h)才有時間-濃度曲線的下坡趨勢。有研究表明[15]，結合基線水平(入院時)和3 h復測的變化值可以將hs-cTn的敏感性從82.3%提高到98.2%，對ACS的PPV從入75.1%提高到95.8%。ESC指南建議采用0 h或1 h快速排除和納入流程，若前兩次cTn檢測結果無法確診且臨床證據仍提示ACS，則3～6 h后復測。然而，2017年亞太共識[8]則認為亞洲的臨床經驗表明，0或1 h的快速排出檢測不太切合亞洲臨床實際，依舊建議hs-cTn超過第99百分位值且3h動態變化>50%者視為高風險組，若動態變化<50%，則應分析cTn升高的其他原因。研究者[16]通過對cTn進行多次測定后得到濃度變化值“delta”(δ)，并分析該值對MI診斷的有效性，發現連續監測cTn濃度的變化比單純以參考人群確立的臨界值更有效。SCHOFER等[17]將診斷算法下性別特異性URL結合預定的3 h相對或絕對變化，結果表明就性別特異性而言，非ST段抬高型患者的cTnI絕對變化優于相對變化，2018年ESC指南也認為當cTn連續變化>20%時，絕對百分比優于相對百分比。

2.2hs-cTn用于非ACS心臟疾病的風險預測 急性失代償、透壁壓增高、貧血或低血壓等導致非ACS患者cTn的釋放，引發1型或2型心肌梗死。近有研究表明可測的hs-cTn在心肌病、心瓣膜病和心律失常等心臟疾病的風險和預后評估中具有可期的前景，非ACS胸痛患者hs-cTn>14 ng/L時，后期病死率的風險大幅度增加，或提示高全因死亡風險。這些疾病若伴胸痛時，任何cTn濃度升高的出現至少應該警示臨床醫生尋找可能的潛在病癥，并且應根據現行指南精心管理以改善預后。

2.2.1hs-cTn與Takotsubo綜合征 心血管并發癥發生在50%的Takotsubo綜合征(TTS)患者中，該類患者90%是絕經女性，常因內源性心力衰竭、心室破裂和惡性心律失常導致住院患者死亡。廣泛認為繼發于高兒茶酚胺的誘導，引發心肌細胞釋放cTn，其水平的動態變化支持急性心肌損傷，多數病例cTn升高但持續時間較短且峰值適中，TTS的診斷應考慮到臨床表現和ECG異常與cTn值變化程度不成比例。有研究比較了TTS、NSTEMI和STEMI患者入院時的hs-cTnT/CK-MB值，發現TTS組顯著高于另外兩組。Hs-cTn的定期監測與升高的腦鈉肽結合，可評估患者的長期預后和猝死風險。以此看來，hs-cTn與其他生物標記物的聯合可有助于TTS的診斷和鑒別診斷。另有研究發現[18]，cTnC的突變與肥厚性或擴張性心肌病有關，鈣可調節cTn復合物并修改由藥物穩定的調節性N-結構域(cNTnC)，促進心肌病和心衰，cTn調節藥物正在開發用于治療這兩種疾病。

2.2.2hs-cTn與瓣膜性心臟病 心肌損傷是主動脈瓣狹窄(AS)進展的晚期事件，最新觀點認為這是繼發于心室肥大及心肌纖維化轉變的心肌缺血，即使血流動力學參數尚未達到干預臨界，hs-cTn的升高警示臨床醫生采取措施。B型利鈉肽(BNP)雖先用于AS診斷，但其水平變化受非瓣膜性疾病(如肥胖、高血壓)的影響，且來源于心房室壁，特異性不足。hs-cTn極具潛力成為比BNP更具特異性的瓣膜性心臟病(VHD)的生物指標。數據表明hs-cTnT預測死亡率的性能與BNP曲線下面積相似，是全因死亡率的強預測因子。CHIN等[19]對122例中重度AS患者的研究結果顯示，98%的患者hs-cTnI>1.2 ng/L，8.1%的患者>26 ng/L，該濃度與左心室質量指數、心肌重塑參數相關。Hs-cTn作為AS的不良心臟事件和生存預測因子，還可預測AS術后心房顫動并發癥的危險，但與AS 的嚴重程度相關性較弱[20]。而低流量低梯度主動脈瓣狹窄的多中心前瞻性研究(TOPAS)結果依舊支持hs-cTn與BNP聯合可提高對低梯度AS患者危險分層的有效性，預估患者的死亡風險，意味著hs-cTn在AS中的應用地位需更多數據鞏固。

2.2.3hs-cTn與心律失常 研究表明[21]，hs-cTn可以通過識別具有發生心律失常及其并發癥風險的患者來指導心臟電生理的臨床實踐，檢測心律失常及其后遺癥中的亞臨床心肌損傷，并有助于了解植入性心臟除顫本身與心肌損傷的關系，在心房顫動(AF)的預防和管理中有個性化的定量風險預估的價值。FILION等[22]對社區動脈粥樣硬化風險(ARIC)研究中10 584名參與者的結果分析發現，在hs-cTn>14 ng/L(P<0.000 1)的參與者中，平均檢測水平為23.6 ng/L(95%CI為20.4～27.3)，調整已知臨床危險因素后，AF發生率增加，較高基線水平的hs-cTn與事件性AF獨立相關，對隱源性缺血性卒中和術后患者等高風險組的事件性AF具有更高的預測能力。且hs-cTn對中風患者發生心律失常的后遺癥同樣具有預測作用，但對AF復發的預后還尚不清楚[21]。一項澳大利亞社區隊列研究表明事件性AF女性患者的hs-cTnI基線水平加倍，說明將性別分類的hs-cTnI用于AF的標準危險因素或可改善女性的風險評估。值得提及的是，hs-cTn用于各疾病的心律失常預測，需要與各自的相關標志物結合分析以提高分析的全面性。

2.3hs-cTn用于非心源性疾病的預后評估 非原發性心臟病診斷的患者中cTn升高，與住院率和30 d死亡率相關，是短期死亡率的獨立預測因子。新的理論認為，非心源性前提下可因繼發性心律失常、小血管冠狀動脈阻塞、內皮功能障礙、機械剪切應力、細胞毒性等機制釋放cTn。越來越多可靠的臨床研究數據證明，hs-cTn作為評估下述非心源性疾病的預后因子，具有不可輕視的價值。

2.3.1hs-cTn與腎臟疾病 心血管意外往往是末期腎臟病的終點事件,這類患者大多數有超過第99百分位的cTn值，存在冠狀動脈疾病的高風險。hs-cTn用于該類疾病雖早有研究，但2018年ESC指南已明確肯定cTn的連續變化在CKD患者的MI診斷中同樣有效，若高水平的cTn值不變，無上升和/或下降模式，則cTn即使是實質性的，也可能是慢性心肌損傷的反映；若存在上升和/或下降模式，則異常cTn值可以是因急性容量超負荷，充血性心力衰竭或心肌梗死，若還伴有心電圖或心肌成像的缺血證據則極大可能為MI，但目前沒有數據表明這些患者需要不同的cTn決策值標準[12]。學者對透析依賴性腎衰患者隨訪發現cTn升高幾乎達100%，并統計分析得出cTnT可單獨預測此類患者死亡率，且有最高的風險預后比，專家強烈建議透析前CKD患者的心血管風險應根據hs-cTn水平分層。最新的研究已表明hs-cTn可作為末期腎病血液透析患者左心室舒張功能障礙的生物標記物。對CKD非透析人群左心室肥厚和左心室收縮、舒張功能障礙的評估也具有重要意義。

2.3.2hs-cTn與非心臟手術患者 圍術期MI的病理生理機制有待辯論，但有研究證明在術中心肌的耗氧需求量增加，失代償下心肌缺血導致心肌梗死，尤其具有高風險因素的老年患者在接受大規模非心臟手術后有較高的MI發生率。有學者在術后測量hs-cTn，發現多達35%的患者檢測水平高于第99百分位值，17%的患者有上升模式。圍手術期MI主要發生在非心臟手術的重要并發癥中且和預后有關。術前測定患者hs-cTn的基線水平有助于確定患者的手術時間和評估術中風險，尤其是具有心血管疾病等特定危險因素的患者更應檢測，可有短期預測價值。DEVEREAUX等[23]對接受非心臟手術的患者進行5年的隨訪結果表明，術后前3 d的hs-cTn峰值與30 d死亡率顯著相關，沒有缺血特征的術后hs-cTn升高也與30天死亡率相關。有相關數據分析表明，hs-cTnT水平的檢測為球囊肺血管形成術治療期間心肌功能和結構的損傷提供有價值的證據。測量肝移植期間或肝移植后血流動力學紊亂患者的hs-cTn，符合心肌損傷診斷標準的患者30 d死亡率大幅增加，這說明hs-cTn可用于移植前分層，也有必要進一步研究肝移植患者術后的心臟并發癥。

2.3.3hs-cTn與系統性硬化癥 系統性硬化癥(SSc)作為一種全身免疫性結締組織病常累及心臟，引起心肌纖維化和心肌灌注不足導致的冠狀動脈病變，現臨床上常用超聲心動圖結合BNP檢測評估SSc患者心臟受累的嚴重程度和預后，而較少關注cTn。但已有大量研究發現hs-cTn可成為SSc患者中潛在的心臟生物標記物。一項對245例SSc患者的前瞻性研究結果表明[24]，32.3%SSc患者的hs-cTnT水平高于14 ng/L，遠超正常對照組，且與經典的心血管危險因素和肺動脈高壓無關，在隨訪期間死亡的12名患者中有9名患者的死亡與心臟受累(心源性猝死或心力衰竭)直接相關。Hs-cTn水平的評估可作為非侵入性SSc患者心臟受累的篩查工具，用于檢測早期心臟損害并改善危險分層，預測患者的長期存活率。有觀點認為hs-cTnI用于SSc的心肌特異性優于hs-cTnT，這意味著未來的橫斷面和前瞻性研究需要進一步驗證兩型hs-cTn在SSc患者中的使用優越性。與SSc同為自身免疫病的系統性紅斑狼瘡和類風濕性關節炎等疾病中hs-cTn也有一定的評估價值，但仍需大量研究來證實。

3 總結與展望

hs-cTn在心血管疾病(包括非原發性)的預防與診療中發揮高度的作用，甚至帶來革命性的變化，但hs-cTn相比較于傳統cTn并不是質的飛躍，它無法改變cTn在心肌損傷后一定時間才可被檢測的病理生理學特征，我們仍面臨諸多挑戰，比如檢測時間的再縮短、確定更具預防性和個性化理念的診斷界值、檢測方法的標準化、納米傳感器的開發和完善，更多可靠的前瞻性研究的數據支持等，對hs-cTn的研究能突破這些瓶頸再達新高，我們翹首以盼。最近心肌肌球蛋白C(cMyC)已被評為診斷心肌梗死較有希望的新標記物，二者的結合是否能提高識別心肌損傷的能力，還需更深入的研究[25]。