糖原磷酸化酶同工酶BB的临床应用

杨云净综述，罗 艳审校（重庆医科大学附属第一医院检验科 400016）

糖原磷酸化酶同工酶BB（GPBB）是一种心肌细胞中含量较高的酶，该酶对心肌缺血缺氧敏感，在心肌损伤早期（小于4h）即可释放入血，是急性心肌损伤早期诊断的一项很好的指标。随着生物化学、免疫、分子生物学及其检测技术的发展，发现GPBB对缺血性心肌损伤的早期诊断、产科、儿科学等方面的研究颇具价值。

1 GPBB的组织分布及释放机制

GP是一种由相同亚基组成的二聚体，在人体组织中存在3种同工酶：GPBB（心肌、脑型）、GPLL（肝型）、GPMM（肌型）[1]。尽管心脏组织都能产生同工酶BB和MM，但同工酶BB的含量占绝对优势。GPBB在脑组织中的含量与心肌组织相当，GPMM主要存在于骨骼肌中，GPLL主要存在于肝脏组织中，少量存在于心脏、骨骼肌、脑以外的其他组织。有证据证明，GPBB并不局限于心、脑组织，已经发现白细胞、血小板、脾脏、肾脏、膀胱、睾丸、消化道及主动脉中均含有GPBB，但其含量极低，在这些组织中，GPLL是主要的同工酶。

GP是一种糖原分解反应的关键酶，它在糖原分解反应的第一步中利用无机磷酸盐将糖原转化为1－磷酸葡萄糖（G－1－P）。在心肌细胞中，GPBB与糖原和肌浆网紧密结合形成大分子复合物－肌浆网糖原复合物。心肌的代谢状态决定了GPBB与这种复合物的结合程度。当组织缺氧时，GPBB由一种复合物形式转变为可溶性游离形式，可在肌浆网内外自由流动，从而形成肌浆网内外的高GPBB浓度梯度[2]。由于形成浓度梯度，GPBB通过通透性增高的细胞膜进入外周血。研究表明，只有糖原分解加速与膜通透性的增加同时存在时，GPBB才会释放。而只有在严重心肌缺血时，心肌细胞才会同时存在糖原分解的加速及膜通透性的增加。

2 GPBB的检测

GPBB的实验室检测主要包括酶活性测定和免疫学测定。1975年，Krause等根据糖原分解第一步的逆反应，糖原＋葡萄糖－1－磷酸→糖原＋无机磷酸盐，通过测定酶反应生成液中无机磷含量来确定酶活性的高低。健康人血清中检测不到这种酶活性的存在，急性心肌梗死患者血清中GP活性1.5～18.0 U/L，但其灵敏度较低，且只能检测总GP活性，目前应用较少。

免疫学测定包括免疫抑制法、免疫酶学双抗体夹心法（IEMA）及双抗体夹心法酶联免疫吸附试验（ELISA），其中ELISA是目前应用中特异性和稳定性都较好的一种方法。1996年，Fiebig等[3]建立的ELISA可测定范围1～200μg/L，正常参考值上限7μg/L，组内差异小于5%，组间差异小于10%。但当血红蛋白大于10g/L、胆红素大于1.15g/L、总胆固醇大于10g/L时，检测会受到一定影响。

近年来有研究发现，应用多种生物标记及蛋白质生物芯片技术来进行GPBB床边检测（POCT）。POCT是ELISA检测的继承者，检测下限可达10μg/L，检测只需15min，并能应用全血、血清和血浆样本进行分析，它是一种患者首诊时快捷的定性试验，为GPBB的临床早期快速准确诊断提供新的参考方法。但目前POCT还处于原型阶段，而GPBB检测方法原则上适合于定量和半定量分析，有必要发展一种快速可靠的POCT系统[4－6]。

3 GPBB的临床应用价值

3.1 GPBB在早期急性冠状动脉综合征（ACS）中的诊断价值 既往有研究表明，ACS患者血中GPBB升高迅速并且较肌红及肌钙蛋白出现早[7－8]。急性心肌梗死患者胸痛发作1～4 h GPBB水平增高，并在急性心肌梗死发生1～2d后回复到正常水平[1]。因此，GPBB对早期诊断急性心肌梗死有重要的临床指导作用。

Bozkurt等[9]观察了72例ACS患者，其中不稳定性心绞痛患者48例，非ST段抬高性心肌梗死患者（NSTEMI）13例，ST段抬高性心肌梗死患者（STEMI）11例，测定患者入院后1hGPBB、肌红蛋白、肌酸激酶同工酶（CK－MB）、肌钙蛋白T（cTnT）水平。研究表明，GPBB在所有 NSTEMI、91%的STEMI及约50%的不稳定性心绞痛患者血液中增高，并且与肌红蛋白（70.8%）、CK－MB（62.5%）、cTnT（54.1%）相比，GPBB（95.8%）是敏感性最高的标志物。此外，在不稳定性心绞痛患者中，GPBB升高患者比正常者发生心血管事件的风险更高，预后更差。

夏中华等[10]观察了急性心肌梗死患者56例，不稳定性心绞痛患者46例，通过不同时间点检测血清GPBB水平，并与CK－MB、CK、cTnT、cTnI比较GPBB对诊断ACS的敏感性和特异性。研究发现，GPBB在ACS患者胸痛发生2h后即有明显升高，4h后敏感性已达到90%以上。胸痛发生6h时GPBB诊断ACS的敏感性明显高于CK－MB及cTnI，特异性高于CK－MB/CK，与cTnT/cTnI相仿。由此可见，GPBB在ACS超早期诊断中具有高敏感性。

3.2 GPBB在疑似ACS中的应用价值 Lillpopp等[11]调查了1 818例疑似ACS患者，其中23%被确诊为急性心肌梗死，13%被确诊为不稳定性心绞痛，64%则为非冠状胸痛患者并被除外ACS，分别观察了患者血液中GPBB、cTnI及脑尿钠肽（BNP）水平与预后的关系。调查显示这些疑似ACS患者中GPBB阴性患者较阳性的患者预后好，其中GPBB和cTnI均阳性的患者发生的心血管事件较GPBB阴性且cTnI阳性患者多，故联合检测cTnI和GPBB有助于分辨高危患者。此外，BNP和GPBB均为阴性者预后最好，故联合检测BNP和GPBB有助于分辨低危患者。因此，除了BNP和cTnI，GPBB也可作为评估胸痛患者预后的指标。

3.3 GPBB在子痫前期中的应用价值 尽管妊娠是一种生理性的状态，但是正常足月分娩的孕妇血浆GPBB水平比非妊娠的急性心肌梗死患者高3倍。因此，GPBB除在脑和心肌正常组织中大量存在外，胎盘极有可能是它的另一来源。子宫胎盘缺氧导致GPBB转化为可溶性的形式并释放到血流中，使早产子痫前期患者血浆GPBB含量增高。Lee等[12]观察了33例非妊娠妇女，151例正常单胎妊娠妇女，72例子痫前期患者，74例子痫前期发生早产患者，测定母亲血浆GPBB水平。研究表明，妊娠期母亲体内GPBB会生理性增高，而GPBB显著增高是早产的子痫前期孕妇一种异常表现。由此可见母亲血浆GPBB对于发现早发的子痫前期是一项有意义的标志物。

3.4 GPBB在儿科学中的应用价值 窒息合并心肌损伤新生儿血浆GPBB水平明显增高，并有随着窒息程度加重而明显升高的趋势。毛庆花等[13]观察了64例窒息新生儿，其中30例有心肌损伤，发现GPBB对心肌损伤诊断的敏感性高于cTnI，特异性高于CK－MB，故GPBB可作为窒息新生儿早期诊断心肌缺血损伤的理想标志物，并能评估心肌损伤及损害程度。陈书琴等[14]观察了30例川崎病（KD）患儿，按有无冠状动脉病变（CAL）分为两种水平。研究发现，急性期KD患儿血浆GPBB水平高于健康对照组，KD急性期有CAL患儿的血浆GPBB水平高于无CAL患儿，提示血浆GPBB水平可用于辅助诊断KD，根据血浆GPBB水平有助于区分急性期KD患儿是否发生CAL。

3.5 GPBB对溶栓治疗效果的评价 GPBB的时间窗受梗死冠状动脉是否早期再灌注影响。由于早期再灌注致使的“洗脱”现象成功溶栓治疗会加速心肌细胞释放GPBB，并提前达到峰值[15]。有国内学者对12例急性心肌梗死（AMI）溶栓患者和4例AMI未溶栓患者血清中CK、CK－MB和GPBB水平的系列观察结果表明，溶栓组患者GPBB酶峰时间（8.12±3.06）h，与未溶栓组患者（12.4±2.18）h相比明显提前，由此提示GPBB可能作为一项新的溶栓效果判别指标[16]。

3.6 其他 Horacek等[17]通过观察化疗对成人急性白血病患者造成的心脏毒性，发现GPBB可能成为一项检测使用常规剂量蒽环类药物化疗及造血干细胞移植后大剂量化疗所致心脏毒性的敏感标志物。Pudil等[18]研究认为肥厚性心肌病患者血清GPBB浓度增高，并与肺动脉楔压以及左心室功能指数相关，表明GPBB是诊断肥厚性心肌病的有用指标。

GPBB并非心脏特异性指标，但除心肌组织外，还有脑组织GPBB含量高，因此，如果同时存在有脑外伤及血脑屏障破坏，无法鉴别是否存在心肌损伤时，可合并使用另一种心肌特异性指标（cTnI）。然而，理想的标志物需要具有高度的敏感性和特异性，单独检测GPBB不能完全达到上述要求。Bozkurt等[9]的研究发现，与肌红蛋白、CK－MB、肌钙蛋白相比，GPBB是特异性最低的标志物，并且有50%稳定性心绞痛患者GPBB增高，就需要将GPBB与其他早期标志物联合应用，以提高对患者诊断、治疗和临床检测的时效性和准确性。近期研究发现，心型脂肪酸结合蛋白与GPBB联合检测具有AMI早期诊断价值，并能区别 AMI和不稳定型心绞痛[19]。Lacnák等[20]发现GPBB与cTnI联合检测能提高ACS诊断的准确性。但小样本研究发现联合检测GPBB和cTnI不能显著提高NSTEMI患者的检测率[21]。

因此，GPBB作为一种新的心肌损伤早期诊断标志物，其在临床上的应用还需要进行大样本研究，从而为临床医生早期诊断提供有力依据。

[1] Rabitzsch G，Mair J，Lechleitner P，et al.Immunoenzymometric assay of human glycogen phosphorylase isoenzyme BB in diagnosis of ischemic myocardial injury[J].Clin Chem，1995，41（7）：966－978.

[2] Krause EG，Härtwig A，Rabitzsch G.On the release of glycogen phosphorylase from heart muscle：effect of substrate depletion，ischemia and of imipramine[J].Biomed Biochim Acta，1989，48（2－3）：S77－S82.

[3] Fiebig M，Bonnell R，Dale L，et al.Glycogen phosphorylase BB：Quantit ation by ELISA and comparison to known cardiac markers[J].Clin Chem，1996，42（6）：129－139.

[4] VasatováM，TichýM，Horácek JM，et al.Multi－marker approach in the diagnostics of cardiac diseases by protein biochip technology[J].Cas Lek Cesk，2009，148（12）：591－596.

[5] Stejskal D，Lacnak B，Jedelsky L，et al.Use of glycogen phosphorylase BB measurement with POCT in the diagnosis of acute coronary syndromes.A comparison with the ELISA method[J].Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub，2007，151（2）：247－249.

[6] Mion MM，Novello E，Altinier S，et al.Analytical and clinical performance of a fully automated cardiac multimarkers strategy based on protein biochip microarray technology[J].Clin Biochem，2007，40（16－17）：1245－1251.

[7] Mair J.Glycogen phosphorylase isoenzyme BB to diagnose ischaemic myocardial damage[J].Clin Chim Acta，1998，272（1）：79－86.

[8] Peetz D，Post F，Schinzel H，et al.Glycogen phosphorylase BB in acute coronary syndromes[J].Clin Chem Lab Med，2005，43（12）：1351－1358.

[9] Bozkurt S，Kaya EB，Okutucu S，et al.The diagnostic and prognostic value of first hour glycogen phosphorylase isoenzyme BB level in acute coronary syndrome[J].Cardiol J，2011，18（5）：496－502.

[10] 夏中华，阳跃忠，李全忠，等.GPBB对急性冠状动脉综合征早期诊断价值[J].山西医药杂志，2011，40（11）：1079－1080.

[11] Lillpopp L，Tzikas S，Ojeda F，et al.Prognostic information of glycogen phosphorylase isoenzyme BB in patients with suspected acute coronary syndrome[J].Am J Cardiol，2012，110（9）：1225－1230.

[12] Lee J，Romero R，Dong Z，et al.Glycogen phosphorylase isoenzyme BB plasma concentration is elevated in pregnancy and preterm preeclampsia[J].Hypertension，2012，59（2）：274－282.

[13] 毛庆花，林丽星，张志玲，等.糖原磷酸化酶同工酶脑型在新生儿窒息合并心肌损伤中的变化及其相关因素[J].临床儿科杂志，2010，28（3）：226－230.

[14] 陈书琴，陈桃，杜娟.糖原磷酸化酶同工酶脑型诊断小儿川崎病的临床价值[J].山东医药，2009，49（12）：66－67.

[15] Singh V，Martinezclark P，Pascual M，et al.Cardiac biomarkers－the old and the new：a review[J].Coron Artery Dis，2010，21（4）：244－256.

[16] 黄榕翀，张嘉宁，周旭晨，等.糖原磷酸化酶同工酶BB测定方法的建立及其在急性冠脉综合征诊治中的价值[J].大连医科大学学报，2005，27（3）：161－166.

[17] Horacek JM，Vasatova M，Tichy M，et al.The use of cardiac biomarkers in detection of cardiotoxicity associated with conventional and high－dose chemotherapy for acute leukemia[J].Exp Oncol，2010，32（2）：97－99.

[18] Pudil R，Vasatová M，Lenco J，et al.Plasma glycogen phosphorylase BB is associated with pulmonary artery wedge pressure and left ventricle mass index in patients with hypertrophic cardiomyopathy[J].Clin Chem Lab Med，2010，48（8）：1193－1195.

[19] Cubranic Z，Madzar Z，Matijevic S，et al.Diagnostic accuracy of heart fatty acid binding protein（H－FABP）and glycogen phosphorylase isoenzyme BB（GPBB）in diagnosis of acute myocardial infarction in patients with acute coronary syndrome[J].Biochemia Med（Zagreb），2012，22（2）：225－236.

[20] Lacnák B，Stejskal D，JedelskýL，et al.Utilization of glycogen phosphorylase BB measurement in the diagnosis of acute coronary syndromes in the event of chest pain[J].Vnitr Lek，2007，53（11）：1164－1169.

[21] Meune C，Wahbi K，Weber S，et al.Performance of glycogen phosphorylase isoenzyme BB is weak in the detection of patients with non－ST－elevation acute coronary syndrome[J].Clin Biochem，2011，44（16）：1343－1345.