新的急性心肌梗死标志物—心肌型脂肪酸结合蛋白

银狐

                                                                                                        王连成1, 程颖2, 魏殿军2, 聂小才2
                                                                    1.天津经济技术开发区医院; 2.天津医科大学第二医院检验科
       摘要: 心肌型脂肪酸结合蛋白是一种小分子可溶性细胞质蛋白, 它大量存在于心肌组织中,而在心脏外组织及血液中也有少量分布。它最早在急性心肌梗死发生后1.5h 内出现, 在6h 达高峰值, 24h 内恢复正常。心型脂肪酸结合蛋白的这些特性使之有望成为检测急性心肌梗死的最佳生化指标。心型脂肪酸结合蛋白作为急性心肌梗死的标记物具有临床应用价值。
       关键词: 心肌型脂肪酸结合蛋白; 急性心肌梗死

       通常, 急性心肌梗死( acute myocardial infarction, AMI) 的诊断依赖于病史、体检、心电图和心肌酶异常。但是, 心电图对心肌梗死的敏感度仅为60%, 同时也不能评价梗死的面积、发病的时间。心肌酶中肌酸激酶同工酶( creatinekinaseisoenzyme,CK-MB) 一度被作为诊断AMI 的金标准, 然而对心脏猝死和不稳定性心绞痛患者心肌活检发现, 他们虽有微动脉血栓和微小心肌坏死, 但是CK-MB 并不升高, 根据传统的诊断标准, 2%～8%的AMI 患者被漏诊, 致使心肌梗死患者的病死率增加。心肌肌钙蛋白(cardiac troponin,cTn)、CK-MB是特异的心肌损伤标志物, 但发病后4～6h 后才开始升高, 且可逆性缺血情况下cTn 多为阴性。
       Morrow 等指出, 反映心肌缺血的理想标志物应具备以下特征: ①灵敏度和特异性高; ②心肌缺血后迅速升高;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具有较好的分析特异性( 变异系数低) ; ⑦经济。目前,心型脂肪酸结合蛋白( heart type fatty acid-binging protein, H-FABP) 受到广泛重视和关注,本文对其理化性质、结构特点、检测方法及临床研究进展和临床应用作一综述。
1 分子理化特征
       FABP 是一组多源性的小分子细胞内蛋白质, 相对分子质量为12×103～16×103, 广泛分布于哺乳动物的小肠、肝、脂肪、心、脑、骨骼肌等多种细胞中。自1972 年Ockner 等发现FABP 以来, 人们已经将其分为不同的类型, 如小肠型(I-FABP)、心型(H-FABP)、肝脏型(L-FABP)、肾脏型(K-FABP)等。不同型FABP 的序列有较大的同源性, 其中H-FABP 是一种可溶性细胞质蛋白, 相对分子质量为14×103～15×103。它特异地大量存在于心肌组织中, 占心脏全部可溶性蛋白的4%～8%,正常人每克湿重心肌中含H-FABP(0.52±0.06)mg。H-FABP 是一种酸性蛋白质, 其等电点为5.1。人H-FABP 由132 个氨基酸残基组成, 其中含有多个苏氨酸和赖氨酸, 缺少半胱氨酸, 在其N 末端有一个乙酰化的缬氨酸残基。H-FABP 能够与疏水性配体分子如长链脂肪酸、维生素(视黄醇)、视黄酸、某些有机阴离子等发生特异性结合, 是关键的脂肪酸载体蛋白。它可将脂肪酸从细胞质膜向发生酯化和氧化的部位运输, 从而进入线粒体的能量代之中, 使脂肪酸在此氧化分解并最终生成三磷酸腺苷, 为心肌收缩提供能量。
2 结构特点
       当前, 人们采用X 线或磁共振技术已经证实了人、牛、兔、昆虫等的H- FABP 的三维结构。对人H-FABP 而言, 其蛋白的折叠与其他型的FABP 极其相似: 10 条反平行的链排列形成一蛤壳形结构, 其顶端有两个α 螺旋紧紧相邻, 从而使其内部形成一较大的空腔, 用以容纳和保护其内的脂肪酸,使之与外界环境相隔离。在空腔内部, 脂肪酸的羧基头蛋白质的带电基团或极性基团通过静电或氢键间的相互作用而被固定, 同时脂肪酸的非极性尾与蛋白质的疏水基团发生相互作用而被固定。此空腔与外界环境通过一狭长的开口相连, 且在口边上存在一正电荷(Lys-58)。人们猜想这一正电荷可以将腔外带负电荷的脂肪酸吸引到腔内。但是, 仅靠这一点要想使脂肪酸轻易地进入这个小口是不可能的, 必须还要有蛋白质分子的动态重排。此外, H-FABP 的D 链和E 链可以形成第2 个有效的小口。
       研究表明, 顶端的2 个α 螺旋与形成桶状结构的其他链一样, 不通过氢键直接相连, 而是通过侧链与侧链间的相互作用及水分子与主链原子间形成键桥保持联系。由于两链间充满了溶剂分子, 所以第2 个区域不能成为一个真正的口。由动力模拟实验得来的结果表明, 这一区域相当灵活 。由此人们提出假说, 即这一区域能够进行拉链式的活动以拓宽现有的小口。并且这种活动不能使桶状结构的氢键网络断裂, 而是能够使配体与溶剂分子进入内腔。
3 测定方法
       关于H-FABP 的测定方法, 进展很快。最早报道定量检测FABP 的是Ockner 于1974 年提出的放射免疫法, 但此法缺乏实效性。后来人们采用竞争性酶免疫测定法对血浆中的H-FABP 进行了测定, 但是由于其测定时间超过16h, 样品数量受离心机能力限制等缺点, 通过改进人们研制了一种夹层酶联免疫吸附测定法 。后来相继发展起来的快速测定HFABP的方法, 如微粒子增强的免疫比浊测定、免疫传感器方法等也需特殊的装置, 应用于急救室中并不很理想。为了克服这些不足, 最近有人研制了一种简易的全血板测定方法,即在一步免疫层析的基础上, 采用具有两种相同单克隆抗体的夹层酶联免疫吸附测定法来测定血浆中的H-FABP。这种方法简便快速, 可应用于临床诊断。
4 临床研究
       4.1 AMI 时H-FABP 的变化  Ishii 等测定了165 例可疑AMI 患者(其中AMI 组99 例, 非AMI 组66 例)和104 例健康人H-FABP 与肌红蛋白(myoglobin, MYO) 浓度, 结果在AMI发生3h 内H-FABP 的敏感度为72.3% , 显著高于MYO 的57.4% ; 在AMI 发生3～6h 内H-FABP 的敏感度为90.4% , 与MYO 的86.5%相似。H-FABP 已逐渐同MYO 一道, 被认为是AMI 早期诊断的重要生化指标, 且其敏感度和特异度更高, 因为正常H-FABP 血浆浓度仅是MYO 的1 /6。Glatz 等的研究也证明, AMI 发病后3.0～4.5h 和4.5～6h H-FABP 敏感度均高于MYO 和CK-MB。
       周丽清等的研究结果显示, CK-MB 作为早期诊断指标欠佳, cTnI 作为早期诊断指标比CK-MB 好, 但次于MYO 及H-FABP, MYO 和H-FABP 是AMI 的早期诊断最佳指标, 四项指标同时检测将更加提高AMI 诊断的灵敏度、特异度及准确度。衣志勇等的研究证明, H-FABP 较cTnI、CK-MB、MYO对早期AMI 具有更好的诊断价值, 有望成为新的AMI 早期诊断标志物。
       Key 等建议用血浆H-FABP 水平来进行鉴别诊断, AMI 患者的血浆H-FABP 参考质量浓度为10～350μg/L, 胸痛和不稳定型心绞痛患者血浆H-FABP 质量浓度为11～15μg/L; 当血浆H-FABP 浓度>15μg/L 时, 即可排除不稳定型心绞痛和其他原因引起的胸痛。再梗死患者H-FABP 会再次升高, 而CK-MB 和α-羟基丁酸脱氢酶浓度无变化。
       4.2 H-FABP 在AMI 后的变化  Ishii 等对45 例AMI 患者再灌注治疗, 发现成功再灌注后血中H-FABP 浓度与治疗前H-FABP 浓度的比值迅速增加, 并以比值>1.8 为再通指标, 其预测准确性在灌注后15、30、60min 时分别为93% 、98% 和100% ; 再灌注后H-FABP 和MYO 达到峰值的时间分别为(41±18)min 和(44±18)min; AMI 溶栓治疗后15min, 如H-FABP的浓度与治疗前H-FABP 浓度比值≤1.8, 则提示再狭窄的危险性增加, 需进一步治疗。de Lemos 等研究表明, H-FABP 和MYO 在早期诊断AMI 再灌注上有相同的优越性, 可以作为成功再通的标志。
       4.3 H-FABP 与体外循环手术  H-FABP 还可用于评价体外循环手术中的心肌损害。Fransen 等测定了47 例体外循环下行冠状动脉旁路术患者的H-FABP、CK、CK-MB、MYO, 结果再灌注后H-FABP 的升高比其他指标早4h, 术后心肌梗死的患者可出现双峰。他们在对32 例冠状动脉旁路手术患者的研究中也得到相似的结果。Suzuki 等观察了20 例体外循环行冠状动脉旁路术的患者, 在主动脉开放后用5μg/(kg·min)的多巴胺持续泵注, 结果发现H-FABP、CK-MB 和cTnT 在再灌注后达到峰值的时间分别为(47.3±2.0)min、(207.0±23.9)min和(287.3±40.9)min; H-FABP 升高明显早于CK-MB 和cTnT, 且H-FABP 的最大浓度与十字钳夹闭时间和儿茶酚胺药物使用的量呈正相关。
5 临床应用
       心肌受损时H-FABP 可以很快地释放出来, 血浆H-FABP水平可以预报AMI 的发生和判断患者恢复情况。
       5.1 早期预测AMI   罗以勤对83 例已确诊AMI 患者( 均为AMI 发作后6 h 内入院) 的血样研究发现, H-FABP 诊断的灵敏度78%(可信区间69% ～87%), 显著高于MYO53%(可信区间40% ～64%), 认为H-FABP 是一种较MYO 更为敏感和特异的早期AMI 诊断标志, 而MYO/H-FABP 比值并不比单用H-FABP 优越。
       5.2 监测AMI 复发  H-FABP 在AMI 发作后3 h 内超过阈值显著升高, 然后由肾脏在12～24 h 内完全排出, 因此可用血浆H-FABP 早期监测第二次心肌梗死。
       5.3 监测心脏手术后心肌梗死和再灌注后心肌损伤  测定血浆酶活性可判断有无心肌组织损伤, 既可用于手术后心肌硬死的早期诊断, 又可评估梗死的程度。
       5.4 评估心肌梗死面积  AMI 后评估心肌梗死面积对于预测随后的临床进展过程很重要, 因为它能反映心室功能的减弱和发生室性心律失常的危险性。
       5.5 其他方面  Setsuta 等观察了56 例慢性心力衰竭的患者, 结果心功能Ⅲ～Ⅳ 级(NYHA 分级)的患者H-FABP 的质量浓度为(9.9±5.3)μg/L, 而心功能Ⅱ级的患者H-FABP 的质量浓度为(4.9±1.9)μg/L。血浆H-FABP 水平和左心室射血分数还与患者预后密切相关。Furuhashi 等观察了21 例血透患者, 结果血浆H-FABP 浓度被高估, 血透后心房利钠肽浓度、cTnT 浓度、左心室舒张末期容积、左心室体积指数等与MYO/H-FABP比值呈线性相关, 而与单一MYO 浓度或H-FABP 浓度不相关。因此, 血透患者用MYO/H-FABP 来评估心肌损害较为理想。
6 结语
       H-FABP 作为灵敏的缺血指标, 能够辅助医生早期诊断, 达到改善患者预后和减少病死率的目的, 尤其在AMI 发作后用于早期诊断、监测二次MI、评估MI 面积等方面有许多优势,其敏感性、特异性均优于CK-MB、cTnT、cTnI 和MYO。在评价H-FABP 的价值时, 不仅考虑它的来源和释放到血浆中的速率, 还要考虑它自血浆中的清除问题, 血浆H-FABP 主要由肾脏消除, 所以必须考虑患者肾功能状况才能作出正确判断。
                                                                                                                                        编辑：范伟伟