第一节 心脏标志物的分类及介绍
1954年，天冬氨酸氨基转移酶（AST）作为首个心脏标志物被应用于临床。此后，医学工作者陆续发现许多心脏标志物，其中部分心脏标志物已在临床实践中逐步得到应用，心脏标志物为临床提供了方便、非创伤性的诊断检验依据。近十余年来，心脏标志物领域有了飞速的发展，出现一系列新的标志物，推动了心血管疾病诊断水平的提高，尤其是心脏特异肌钙蛋白的检测对急性冠状动脉综合征（ACS）的检测具有重要意义，推动建立诊断急性心肌梗死（MI）的新标准。同时引入了危险分层的概念，协助临床制订治疗方案。
目前临床应用的心脏标志物大致可分为3类：第1类是反映心肌组织损伤的标志物；第2类是了解心脏功能的标志物；第3类是预测心血管事件危险性的标志物。
一、反映心肌组织损伤的标志物
临床实践中已陆续发现多种反映心肌组织损伤的标志物，包括反映心肌缺血损伤的标志物，如缺血修饰白蛋白（IMA）、髓过氧化物酶（MPO）、CD40配体等；心肌缺血坏死早期即发病6h内的标志物，如肌红蛋白、脂肪酸结合蛋白、糖原磷酸化酶BB同工酶等；心肌组织损伤坏死的确定标志物，如心肌肌钙蛋白等。而天冬氨酸氨基转移酶（AST）、乳酸脱氢酶（LDH）及其同工酶和β-羟丁酸脱氢酶等因灵敏度和特异性都相对较差，在心肌损伤的诊断检测中已不再应用或逐步停用。
对于急诊胸部不适疑为心肌梗死的患者，目前临床多根据症状、心电图结合血液心肌损伤标志物如肌酸激酶（CK）、肌酸激酶同工酶（CK-MB）、肌红蛋白（Mb/Myo）及心肌肌钙蛋白（cardiac troponin，cTn）I或T等进行诊断与鉴别诊断。这些标志物在正常情况下存在于心肌细胞中，心肌梗死发作后释放入血，若在血中发现这些物质水平升高，则表明有心肌损伤存在。相对而言，CK、CK-MB和Mb等心脏特异性稍差一些，若体内其他部位肌肉受损，血中这些标志物水平也可升高。近些年来，cTn（包括cTnI和cTnT）的临床检测越来越受到重视。
心肌坏死标志物的特征见表3-1。
表3-1 各种心肌坏死标志物的特征
（一）心肌肌钙蛋白
临床实践证明，心肌肌钙蛋白（cTn）是目前临床敏感性和特异性最好的心肌损伤标志物，已成为心肌组织损伤（如心肌梗死）最重要的诊断依据。在不能使用cTn的情况时，也可以使用CK-MB质量（CK-MB mass）检测。
cTn检测在急性冠状动脉综合征（ACS）中的临床用途主要有：协助或确定诊断、危险性分层、病情监测、预后评估等。在考虑心肌梗死（MI）诊断时，心脏标志物检测结果的评价应结合临床表现（病史、体格检查）和心电图（ECG）检查的结果。cTn或CK-MB mass的检测值高于参考范围上限值的ACS患者存在心肌损伤，结合相应的临床表现或ECG检测结果，可以考虑诊断为MI，这些患者应尽快得到有效治疗，以减少危险性。
cTn的临床应用正在不断增加，据不完全统计，美国约90%的实验室已开展cTn的检测，3年中cTn的检测数量增加了2倍，美国病理学家学会（CAP）的2002年心肌标志物室间质评中，开展cTn检测的实验室数超过了3500个，比1999年增加了1.23倍，我国的许多医院检验部门也开展了cTn检测。
临床现今应用的心肌肌钙蛋白I（cTnI）或心肌肌钙蛋白T（cTnT）的检测方法对心肌特异性都已达到100%，因此外周血中出现任何一种可检测到的cTn必然是心肌细胞受损伤的结果。
cTn可以用高度敏感的免疫化学发光法做定量检测，也可用固相免疫层析法做快速定量检测，但固相免疫层析法的检测灵敏度相对稍差，检测范围相对较窄。
检测cTnI或cTnT在了解心肌损伤的临床价值相同。检测cTnT的试剂生产厂商较少，而检测cTnI的试剂很多，并得到了广泛应用。各种cTnI分析方法测定结果之间存在明显差异，最大甚至可达100倍左右，不同的cTnI检测方法有着不同的临界值，这一问题应引起充分关注。最近cTnI参考的标准化方面取得了突破性的进展，已有可能使某些检测cTnI方法的测定值具有一致性，但在检测标准化中仍存在不少问题尚未很好地解决。标准化实现之前，参考范围、临床决定限只能因检测方法不同而异。
为使cTn临床应用更科学合理，国内外的有关学术团体如中华医学会检验分会、国际临床化学和实验室医学联盟（IFCC）、美国临床生化学会（NACB）、欧洲心脏病学会（ESC）、美国心脏病学会年会（ACC）、美国心脏学会（AHA）等先后发表许多有关cTn临床应用的建议或导则的重要文件。
国内外的有关学术团体对疑为急性心肌损伤时检测cTn的标本采集时间的建议几近一致。有临床数据显示，若急性心肌梗死（AMI）后60min内得到治疗，病死率约为1%；若AMI后6h才得到治疗，病死率为10%～12%。假定这呈线性关系，则可推论AMI后得到治疗的时间每延长30min，病死率约增加1%。因此，上述文件都是提出cTn的检测周转时间（turn-around time，TAT）应不超过60min。心脏标志物的检测TAT是指从标本采集到临床医生收到检测结果报告的时间。
在临床应用cTn的检测时，确定健康人群cTn参考范围上限（第99百分位值）十分重要，这是判断心肌损伤的临床界点。生产厂商应该提供根据多个实验室联合研究的结果所确定的各自测定方法的cTn参考范围上限，医院检测部门也可根据条件，确定各自测定方法的cTn参考范围上限。国家卫生健康委临床检验中心和全国6家医院曾联合进行了560例表面健康人调查，上海地区也进行了358例表面健康人调查，两项调查得到的cTnT参考范围上限值都为<0.01μg/L。
对cTn的分析精密度要求参考范围上限值的CV≤10%，但目前大部分检测方法达不到这一要求。生产厂商提供的数据与临床应用研究的结果有时不一致，应提倡临床检验部门根据自己的检测条件，确立检测CV≤10%的最低检测值作为临界值应用于临床实践。
（二）肌酸激酶同工酶
肌酸激酶具有3种同工酶：CK-BB、CK-MB、CK-MM。
CK-MB是迄今为止诊断心肌梗死最佳的血清酶指标。人体各组织除腓肠肌外，只有心肌含有较高的CK-MB，可达40%以上，故此同工酶对诊断心肌梗死的特异性可高达100%。心肌梗死发生时，血清CK-MB可增高10～25倍，超过CK总活力增高的10～12倍。但由于其他疾病也可导致CK-MB升高，如肌肉疾病、中毒性休克、创伤、脑血管意外、甲状腺功能减退、急性酒精或CO中毒、急性精神病，甚至分娩初期。不过在这些非心肌梗死疾病中，血清CK-MB占总CK的百分比平均为2.5%～7.5%（正常人<2%），均低于心肌梗死的7.5%～19.5%（MB占总CK的百分比因测定方法不同而差别很大）。
（三）肌红蛋白（myoglobin，Mb）
Mb广泛存在于心肌、骨骼肌当中，由于Mb相对分子质量小，所以容易较早地释放入血循环。AMI患者在发病后2～3h Mb即可开始升高，9～12h达到峰值，24～36h后恢复正常。Mb阴性有助于排除心肌梗死。因此，对于那些发病时间早、临床症状和心电图不典型的疑为AMI的患者，应尽早检测Mb，以免贻误治疗时机。对于入院时已超过Mb高峰期者，根据发病时间应辅以cTn或CK-MB的同时检测，以做出明确的诊断；同时，Mb也可作为一种评估AMI预后和判断梗死面积的一个良好指标。
（四）缺血修饰白蛋白（IMA）及其他
最近，缺血修饰白蛋白这一检测项目，已用于在急诊室就诊的胸痛患者的诊断及鉴别诊断。目前认为IMA是评价心肌缺血的较好的生物标志物，检测出ACS（特别是早期心肌缺血）的灵敏度较高。如果发生缺血，IMA的水平就会发生变化（升高）。美国食品与药品监督管理局（FDA）已批准此实验项目用于在cTn阴性及心电图正常的患者中排除心肌缺血。然而，有些没有缺血证据的患者，也可能有高水平的IMA。因此，IMA水平升高的患者，需要进行进一步检查，以确定是否心脏方面存在问题。此外，与IMA类似，髓过氧化物酶（MPO）、CD40配体、妊娠相关血浆蛋白A等在评价心肌缺血和ACS危险性分类方面也显示较好的价值，但其临床特异性还需更多研究证实。
二、了解心脏功能的标志物
近年来，血浆脑钠肽（brain natriuretic peptide，BNP）浓度检测在心力衰竭患者的诊断、危险分层和治疗监测方面有非常重要的意义。BNP属于结构上相同的利尿钠肽家族中的一种，利尿钠肽家族包括心房钠尿肽（atrial natriuretic peptide，ANP）、BNP、C型利尿钠肽（C-type natriuretic peptide，CNP）、肾利尿钠肽（renal natriuretic peptide，RNP）及树眼镜蛇属利尿钠肽（dendroaspis natriuretic peptide，DNP），结构上都有一个17-氨基酸二硫化物环。ANP主要由心房肌细胞分泌；BNP最初虽是从猪脑组织中分离出来并被称为脑钠肽，但其合成及分泌主要在心室肌细胞；CNP由血管内皮细胞分泌，有局部扩血管及抗增殖作用；RNP的合成和分泌均在哺乳动物的肾小管，以旁分泌调节肾脏的钠水代谢；DNP先是从绿色树眼镜蛇的毒液中分离出来，随后发现人血浆中也存在，心力衰竭时其血浆水平也升高。
大量临床研究表明，ANP和BNP是目前重要的了解心脏功能的标志物，正在得到临床的广泛重视，两者分别主要由心房和心室分泌。刺激ANP和BNP释放的主要因素是心肌张力的增加。ANP的分泌释放调节主要在心房储存水平，新合成的很少；BNP的合成、分泌释放调节主要在基因表达水平。ANP或BNP分别与相应的无生物活性的氨基末端（N-terminal pro-A-type natiuretic peptide，NTproANP；或N-terminal pro-B-type natiuretic peptide，NT-proBNP）以等摩尔形式同时分泌入血循环。ANP或BNP在外周血中的生物半衰期分别比相应的NTproANP或NT-proBNP短，在外周血中的浓度也分别比相应的NT-proANP或NT-proBNP低。
ANP或BNP的主要生理作用有：增加肾小球滤过，抑制钠重吸收，促进排钠利尿，使血管平滑肌松弛，降低血压，减轻心脏前负荷；抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统活性；抑制某些其他激素（内皮素、血管升压素等）活性；抑制中枢和外周交感神经系统活性；抗心肌细胞脂肪分解作用、抑制心肌细胞肥大，还可能参与凝血系统和纤溶系统调节，减少内皮功能损伤。
无论是在门诊还是在急诊，在成人的疑似心力衰竭患者当中，除了X线胸片、心电图、心脏超声检测以外，血浆BNP浓度检测都是一种新的、非常有益的检测指标。作为一种新的检测指标，BNP检测可以区分是否为心力衰竭引起的呼吸困难或水潴留，同时为心力衰竭或其他心脏疾病提供一些有价值的信息。尽管BNP检测是一种很好的检测方法，但是，BNP水平的升高受到年龄、性别、不同个体机能和药物治疗的影响，最好还是不要把BNP检测孤立起来，而应该同其他的临床诊断依据相结合。
利尿钠肽的主要临床用途有：①临床诊断和鉴别诊断。如呼吸困难的鉴别诊断、充血性心力衰竭（CHF）的诊断、高血压心肌肥厚的诊断等。②评价心脏功能。ANP、NT-proANP或BNP、NT-proBNP浓度与心力衰竭程度有关，是判定心力衰竭及其严重程度的客观指标。③心血管疾病预后估计和危险性分层。如心力衰竭的预后评价，预测再患病率和病死率；急性心肌损伤后的预后评价，预测再次患病率和病死率、估计心肌缺血损伤范围、ACS危险性分层。④治疗效果的监测。ANP、NT-proANP或BNP、NT-proBNP的浓度变化与疗效有关，可根据变化调整药物剂量，估计疗效。⑤其他，如高危人群筛查。值得注意的是，检测BNP或NT-proBNP并不是诊断CHF的必要条件，BNP或NT-proBNP的临床应用并不能替代目前常用的实验室检查（如超声心动图、左心室射血分数等）。
目前还没有证据显示BNP或NT-proBNP可应用于普通人群筛查，以发现是否存在心功能不全。
研究表明，采用EDTA抗凝的标本在实验室检测前无须特殊处理；塑料或玻璃材料和样品试管对标本和检测都没有明显影响。NT-proANP、NT-proBNP和BNP在体外的稳定性都可以满足日常检测的要求。标本采集时，患者应取相同的体位（NT-proANP或NT-proBNP较少受体位、运动等血流动力学改变的影响）；为避免昼夜节律影响，采样时间也应一致，以便比较。采集前应休息10min，因为活动可以使利尿钠肽增高（ANP受运动的影响最大）。某些药物（糖皮质激素、甲状腺素、β受体阻滞药、利尿药、血管紧张素转换酶抑制药、肾上腺素激动药等）会影响利尿钠肽的量；饮食习惯（钠的摄入）不同、妊娠后期、临床前以及肾脏功能不全时，利尿钠肽的量可变化。月经周期中利尿钠肽的量无明显变化。
目前，有2种利尿钠肽的检测方法应用于美国和欧洲的临床实验室中。第一种是采用免疫荧光法进行BNP检测（Biosite diagnostics，San Diego），它能够在15min内完成检测，是一种床旁即时检测（POCT）的方法。这种检测方法得出的检测结果比较可靠，并且适用于急诊等各种紧急情况，当在实验室检测有困难或者需要得到快速的检测结果的情况下，该检测方法就可以满足需要。第二种是电化学发光的检测方法，它可以应用在全自动分析仪器上，并且检测时间一般在0.5h内。BNP和NT-proBNP的正常值参考范围因为检测方法学不同而不同，并且不同的人群也会有不同的参考值。一般来说，血浆BNP的浓度随着年龄的升高而增高，并且女性比男性稍微偏高。建议的BNP正常阈值为0.5～30ng/L，NT-proBNP正常阈值为68～112ng/L。在年龄大于55岁的患者，诊断心力衰竭的BNP阳性阈值为100ng/L。对于NT-proBNP，欧洲建议的阳性阈值为男性100ng/L、女性150ng/L，美国不分性别把125ng/L作为阳性阈值。
一般认为，NT-proBNP半衰期相对较长，浓度相对较稳定，是较理想的预测标志物；BNP半衰期相对较短，在了解患者即刻情况时较有价值。商业竞争使各种检测方法不断问世，但免疫分析方法的不同使检测特异性有所不同，应避免不同实验室之间测定结果不一致的问题。
三、预测心血管事件危险性的标志物
预测心血管事件危险性的标志物很多，并不断有新的标志物出现，如C反应蛋白（C-reactive protein，CRP）、IL-6、血清淀粉样蛋白A（serum amyloid A）、血管细胞间黏附分子（VCAM）、可溶性CD40 L（soluble CD40 ligand）、白细胞计数、组织纤溶酶原激活剂（tissue plasminogen activator）、小而密LDL（small dense LDL）、脂蛋白a（lipoprotein a）、氧化型低密度脂蛋白胆固醇（oxidized LDL-C）、同型半胱氨酸（homocysteine）、微量蛋白尿（microalbuminuria）、半胱氨酸蛋白酶抑制剂C（cystatin C）等，这些标志物的研究大部分还处于实验研究阶段或临床前研究，其临床应用还需要进一步的研究数据支持。
（一）胆固醇
心脏病发作和心力衰竭经常是由动脉粥样硬化所致的心脏动脉中形成栓塞引起。经过40多年的临床实践与研究，人们已经认识到脂质，特别是胆固醇的升高，是导致心脏疾病的关键的危险因素。临床测定血清总胆固醇（TC）以及低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C，也称“坏胆固醇”）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C，也称“好胆固醇”）和三酰甘油（TG）水平对心脏事件的危险评估是非常重要的。当然，有条件的实验室还可以开展血清载脂蛋白Al、血清载脂蛋白B及脂蛋白a等项目的临床测定。
研究表明，各种胆固醇成分如氧化型低密度脂蛋白胆固醇、小而密LDL、脂蛋白a等与动脉粥样硬化发病过程密切相关，比天然形式的胆固醇有更强的致病性，并可能作为预测心血管事件危险性的标志物应用于临床。
（二）C反应蛋白（CRP）
近年来，C反应蛋白（CRP）等炎症标志物在心血管疾病中的应用受到广泛重视。研究表明，动脉粥样硬化、血栓形成除了是脂肪堆积的过程外，也是一个慢性炎症过程。CRP是动脉粥样硬化、血栓形成等疾病的参与者和标志物。CRP在动脉粥样硬化中的可能作用包括：激活补体系统；增加分子间黏附作用；增强吞噬细胞对低密度脂蛋白的吞噬作用；刺激NO生成，增强纤溶酶原激活抑制物的表达和活性等。
CRP对心绞痛、急性冠状动脉综合征和行经皮血管成形术的患者，具有预测心肌缺血复发危险和死亡危险的作用。研究表明，个体的CRP基础水平和未来心血管病的关系密切；但CRP水平与用于心血管疾病危险评估的一些传统指标如年龄、吸烟、血胆固醇水平、血压、糖尿病等之间没有直接关系。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，CRP在代谢综合征的所有过程中都起着重要的作用，这是CRP与LDL-C明显不同的另一个显著特点。血脂评价加CRP评价可增加心肌缺血复发和死亡危险的预测价值。
由于健康人体内的CRP水平通常<3mg/L，因此筛查一定要使用高敏感的检测方法（如hs-CRP，能检测到≤0.3mg/L的CRP）。hs-CRP的检测费用远小于其他心血管疾病检查项目的费用，从寿命延长和费用/效果比值这两项指标来看，hs-CRP筛查是高度有效的。美国一些临床医师已将hs-CRP检测作为每年健康体检的内容之一。hs-CRP临床应用时，应注意人群、性别、年龄、生活习惯等的差异，选用的检测方法应注意标准化，使检测结果准确、可靠。目前一般认为，用于心血管疾病危险性评估时，hs-CRP<1.0mg/L为低危险性，1.0～3.0mg/L为中度危险性，>3.0mg/L为高度危险性，如果hs-CRP>10mg/L，表明可能存在其他感染，应在其他感染控制以后重新采集标本检测。
（三）其他
此外，近来国外Davidson等（2008）还推出另一项新的实验室检查，测定脂蛋白磷脂酶A2（Lp-PLA2）水平。Lp-PLA2在血管壁内产生氧化分子，它更易于导致动脉粥样硬化和产生不稳定性斑块。Lp-PLA2水平的升高预示着有很大的斑块形成和破裂的危险性，并且不依赖其他脂类和CRP水平。有Lp-PLA2水平升高的患者发生心血管事件的危险性更大，很多针对CRP升高的治疗对于高水平的Lp-PLA2也有帮助。
四、心肌标志物的合理应用
目前对于心肌标志物的应用，临床推荐的常用方案是两种标志物的联合使用，即将一种快速升高的早期标志物（如Mb）与另一种为持续升高且特异性高的确诊标志物（如cTn）联合使用。此方案有助于快速鉴别非心肌梗死的胸痛患者，改善急诊科的周转及对患者的管理，特别是明显改善ACS诊断的准确性和适时性，减少患者的观察时间和费用。当然，对于因胸痛入院后的几个小时（发病6h后）仍不能确定ACS的患者，使用早期标志物是不必要的。在这种情况下，建议单独测定cTn。
当怀疑患者有心力衰竭时，应检测BNP或NT-proBNP。血浆BNP浓度已经成为预示心力衰竭的最主要的指标。由于BNP诊断心力衰竭具有较高的阴性预测值，如果BNP小于100ng/L，心力衰竭的可能性不大。
五、小结与展望
适用于临床的心脏标志物应该具有较好的诊断、危险性分类和预后估计的价值；对临床诊治患者有较好的指导价值；分析检测方法应敏感、快速、便捷、费用合理。心脏标志物的正确应用有助于明确诊断，避免漏诊、误诊或某些患者的盲目住院；有助于尽早进行有效治疗，减少并发症；有助于避免其他更昂贵的检查，从而可以减少医疗资源的浪费，节省相关费用。心脏标志物检测结果的解释应结合患者病理生理变化。临床疾病的发展是致病因素和机体的防御-修复机制之间的动态变化过程，生物标志物只是部分反映了这一变化，心脏标志物的应用并不能替代临床观察、分析和判断。
展望未来，临床医学科学研究人员将继续找寻更好的心脏标志物；体外诊断（IVD）试剂仪器生产厂商将投入更多力量研发新的可靠的检测项目；临床医生将根据循证医学（EBM）的研究结果，在临床实践中选用最适合的检测项目；检验医学工作者应积极参与这些检测项目的应用选择和评价，特别重视检测标准化，在心脏疾病的早期诊断、病情监测、疗效判断和预后估计等诸多方面共同发挥重要作用。