缺血修饰白蛋白与冠心病的关系

刘振良 贾国渠 综述 胡立禄 向乾才 审校

(中国核工业部416 医院心内科，四川 成都 610051)

目前急性冠状动脉综合征(acute coronary syndrome，ACS)的诊断很大程度上依赖于临床表现、心电图和实验室指标。其中，心肌肌钙蛋白(cTn)T 对心肌损害的诊断虽然具有较高的敏感性和特异性，但在心肌坏死时升高，而缺血修饰白蛋白(ischemia modified albumin，IMA)是一个心肌缺血早期就有变化的敏感生化指标，在心肌损害可逆期即可对心肌缺血做出早期诊断。

1 IMA

正常的白蛋白由585 个氨基酸组成，相对分子质量为66 500，在肝脏合成，半衰期约20 d;而IMA 由Baror 等于1999 年发现心肌缺血发作时，人血清白蛋白(human serum albumin，HSA)氨基N 末端结构将发生修饰性改变，这种改变在心肌缺血的早期即可发生，改变后的白蛋白称之为IMA［1］。HSA 氨基末端序列为人类所特有，是过渡金属包括铜、钴和镍离子主要的结合位点，组织缺血时释放的产物使循环血液中的部分HSA 氨基末端结合位点改变，与金属离子结合能力下降，这部分发生了改变的HSA 就称为IMA。在血液中的浓度为0.163 mmol/L，半衰期为19～20 d。IMA 在血液中浓度升高就提示发生了组织缺血。当冠状动脉局部血液和氧供减少，组织细胞进行无氧代谢，代谢产物乳酸堆积，导致酸中毒，局部微环境pH值下降，细胞膜能量依赖的钠泵破坏、钙泵失控，致使Cu2+从循环蛋白的结合位点释放，在还原剂作用下转化为Cu1+，Cu1+与氧反应生成超氧自由基，后者岐化为过氧化氢(H2O2)和氧。H2O2可通过Fenton 反应形成羟自由基，羟自由基损害HSA，使N 基末段序列-天门冬氨酸-丙氨酸-组氨酸-赖氨酸序列上的2～4 个氨基酸发生N 乙酰化或缺失，转化为IMA［2-3］。

2 IMA 的检测

2.1 IMA 的测定原理

清蛋白钴结合法(albumin cobalt binding test，ACB)试验原理:健康人血清清蛋白以活性形式存在，加入氯化钴后，钴离子与清蛋白N 末端结合，游离的钻离子浓度就降低，心肌缺血患者清蛋白处于修饰状态，即形成IMA。IMA 与钴离子结合力明显降低，与加入同等量钴试剂，溶液中存在较高浓度钴离子，加入二硫苏糖醇试剂后产生红褐色产物，在510 nm 波长下进行比色测定，其吸光度与钴离子浓度成正比，与ACB 标准品比较，可计算出标本ACB 值。

2.2 根据其原理目前有以下检测方法

(1)手工测定方法:报告吸光度单位。检验方法简易快捷，节约时间和费用，不需要特殊检测设备，但它直接报告吸光度单位，无标准品，受分光光度计性能的限制，各家报告的界值可能不同。故采取此法时必须结合自己的实验室条件确定本实验室界值。(2)全自动生化分析仪测定法:优点是所需标本和试剂量少，检测速度快，试剂盒中有标准品，结果准确稳定，但目前价格较贵。(3)全自动酶免分析法:运用全自动酶免分析系统和微孔板。优点为测定结果准确可靠，但需特殊设备。(4)此外还有液相色谱法、质谱测定法以及核磁共振等均在研究阶段，且均不太适合临床常规使用［4］。

3 IMA 诊断ACS

ACS 包括不稳定型心绞痛、急性非ST 段抬高型心肌梗死和急性ST 段抬高型心肌梗死，它是以冠状动脉内粥样斑块破裂或其表面破损，继发出血、血栓形成，引起冠状动脉完全或不完全闭塞为病理基础的一组疾病。一旦粥样斑块出现继发性病变，患者往往即有胸痛，但胸痛发作之初并不能确定最终结果，是仅停留于不稳定型心绞痛或进展至心肌梗死，因此在胸痛发作早期明确诊断至关重要。此外许多其他疾病也可发生急性胸痛，如何从众多急性胸痛患者中鉴别出ACS 患者更是及早正确治疗的关键。近年来广泛用于临床的心肌损伤标志物如cTn、肌红蛋白和肌酸激酶同功酶(CK-MB)均在心肌坏死后血中浓度才升高，不利于在ACS 早期心肌损伤可逆阶段做出诊断。1999 年美国学者Baror 观察到不稳定型心绞痛和心肌梗死发作早期患者的HSA 转化为IMA。提示IMA 可用于心肌缺血的早期诊断［5］。这一结论已在经皮冠状动脉腔内成形术患者手术后发生的短暂心肌缺血中得到证实。IMA 与传统的心肌坏死指标不同，在心肌缺血发作后5～10 min 血中浓度即可升高，血液中即可检测到IMA 的升高，1～3 h 即可达到峰值［6］，能够明确早期缺血的诊断。而不需发生心肌细胞的不可逆损伤，能辅助临床医生早期明确缺血的诊断，早期干预治疗，改善患者的预后和减少病死率。最近研究发现，IMA 在急性心肌缺血或心肌坏死早期，心肌坏死指标均阴性时，IMA 表现出极高的敏感性，能在血液中被检测出。也就是说，IMA 诊断心肌缺血的敏感性很高，能在心肌缺血早期可逆阶段被检出［7］，因此IMA 成为第一个被美国食品药品监督管理局(FDA)批准销售的心肌缺血标志物［8］。IMA 可适用于cTn 阴性及心电图正常的胸痛患者心肌缺血的排除诊断［9］，但IMA 不能鉴别心肌梗死和心肌缺血。研究表明，与其他的几个指标相比，IMA 可作为反映心肌缺血早期、灵敏的指标，对于胸痛发病小于3 h 的ACS 的诊断更有价值［10］。

4 IMA 判断心肌缺血的程度

IMA 不仅可早期诊断ACS，而且可做为判断心肌缺血严重程度的指标。研究表明IMA 水平与心肌缺血显著相关。这些结果提示，IMA 是反映心肌缺血程度的指标［11］。IMA 测定为临床提供了一种客观检出心肌缺血的方法，符合理想心肌缺血标志物应具备的特征:(1)心肌特异性;(2)心肌缺血后迅速增高;(3)循环中稳定性好;(4)24 h 内血中浓度恢复至基础水平;(5)容易检测，可很快得到结果;(6)具有较好的分析特性(变异系数低)［10］。研究还显示，经皮冠状动脉介入术后IMA 在无侧支循环的患者明显高于有侧支循环的患者，故考虑IMA 的升高与病变的严重程度有关。IMA 不同于心肌损伤标志物，在单纯心肌细胞坏死时无明显升高。也说明IMA 是心肌缺血标志物［12］，非心肌坏死标志物。胸痛常提示不稳定型心绞痛或急性心肌梗死，每年有数百万人因胸痛入院，不超过20%的患者最终诊断为ACS 引起的缺血性心脏病，近70%的低风险患者必需留院观察6～12 h，并接受进一步检查，而通过前瞻性研究表明，近10%有明显心肌缺血患者提前出院。因而早期准确地诊断那些低风险最终发展为急性心肌梗死的胸痛患者及高风险随后发生急性心肌梗死的患者，对于改善患者预后、降低病死率、节约医疗资源有重要意义。

5 IMA 有助于排除ACS 的诊断

鉴于IMA 对急性心肌缺血诊断的高阴性预测值，FDA 于2003 年批准其用于ACS 的排除诊断［8］，以降低对非心肌缺血性患者的收治率和心血管病高位个体的漏诊率，节省医疗资源。有研究表明IMA 阴性者均未发生ACS，说明其阴性预测值达100%。这项研究结果说明了联合应用IMA 可更有效地将患者分为高风险组和低风险组，从而选择相应的治疗方式。在美国每年有800 万非外伤性胸痛患者到急诊室应诊［13］，只有17%最终被诊断为ACS，约4/5 的患者最终排除。世界卫生组织提出的心肌梗死和心绞痛的诊断标准，但是对非外伤性胸痛患者的诊断始终是个挑战。心肌缺血的表现模糊和多样，症状包括胸痛、上腹部不适、喘气、恶心和呕吐。这些症状是难以捉摸且不易识别，过长时间的心肌缺血可导致心肌细胞的死亡，即心肌梗死。传统诊断ACS 常用的生化标志物是cTnI、cTnT、肌红蛋白、CK-MB，它们均在心肌组织坏死后释放入血才能测出，而评估ACS 胸痛患者的心肌缺血往往需要在细胞死亡之前做出，以实现心肌损害可逆阶段的及时治疗。这对于患者的预后有着重要的意义。IMA 是心肌缺血发生后到发生细胞坏死之前的一个非常早期的指标，心肌缺血一旦发生就迅速升高，缺血停止后仍能持续数小时。IMA 是高度敏感性和高阴性预测值的标志物，可提高传统心肌缺血诊断标志物的诊断效能。有效地帮助了急诊的诊断，可使非ACS 患者尽早出院，有利于降低医疗费用，有较好的社会效益。一些研究认为IMA 在诊断心肌缺血方面阴性预测值较阳性预测值意义更为重要，这是由IMA 的特性所决定，它反映的是各种原因引起的白蛋白氨基N 末端发生的修饰性改变，引起这些改变的原因包括自由基损伤、酸中毒等。由于IMA 在诊断心肌缺血时特异性不高(46%)，而IMA 阴性的患者可排除ACS，因此将IMA 作为普查ACS 的指标，在排除ACS 个体时更有把握。国外学者通过经皮冠状动脉介入术球囊扩张压迫建立人体缺血/再灌注损伤模型时发现，IMA 在球囊扩张后30 min 就明显升高，6～12 h 后回到基线［14］。因此，IMA 是诊断ACS 的早期敏感指标，能辅助医师早期诊断，如果IMA 4 h 内无明显变化则有助于胸痛患者除外心源性病因。IMA预测肌钙蛋白检测结果:研究表明，在临床症状和体征出现4 h 之内采血测定IMA，IMA 预测cTnT 结果的敏感性和特异性分别是83%和69%，阴性预测值和阳性预测值分别为96%和33%。从而得出结论，ACS 患者到达急诊科时，测定IMA 的白蛋白-钴结合实验有望成为6～24 h 以后cTnT 结果阳性或阴性结果的早期预测指标［15］。

6 IMA 和稳定性冠心病的关系

目前对于IMA 的研究以急性心肌缺血居多，而对于稳定型心绞痛的冠心病患者的研究甚少。IMA 在冠心病领域的其他方面，如隐匿型冠心病、陈旧性心肌梗死、缺血性心肌病、猝死性冠心病等研究尚属罕见，它在这些方面的价值可能不大，也有相反的研究［16］，亦可能尚未发现，均需今后进一步研究以明确。IMA 主要用于早期发现急性心肌缺血，因此它在稳定型心绞痛中的作用可能不太大［17］，也许与在这方面研究较少有关，将来需进一步深入研究以确定它在稳定型心绞痛中的价值。

7 IMA 的心脏特异性

从理论上讲，心肌以外组织或器官缺血也可产生IMA，但目前在其他组织如骨骼肌缺血和循环缺氧当时，较少观察到IMA 升高，提示IMA 可能具有心脏特异性［18］，但具体机制尚未完全阐明。但也有相反的观点，国内外近几年对IMA 的研究认为，全身多个系统的缺血均会导致其水平的升高，一些研究结果也证实了IMA 的心脏特异性较低，但其高度的敏感性是其诊断价值所在。也鉴于目前对IMA 的研究尚存争议，特别是对心脏的特异性，因此，对IMA 的诊断价值仍需进一步研究。近期有研究提出新的观点。IMA 作为急性心肌缺血的早期诊断指标，受急性骨骼肌损害的影响极小，能灵敏地反映心肌损伤，且与心肌损伤的程度成比例;心肌损伤后入血早;检测技术成熟、简便、费用低。在早期ACS(特别是3 h 内)的排除诊断中有其独特的优势，若能与cTn、心电图等结合应用，则对于冠心病诊断的准确性和及时性都会有极大的提高［19］，从而对合理的治疗选择、防止心脏不良事件发生和改善预后有重要意义。将来还需更多中心更大样本的研究确定它在冠心病中的临床应用价值，使它能更好地为人类的健康服务。IMA 与冠心病心肌缺血间存在明显关联，对冠心病心肌缺血的诊断具有重要作用，其在诊断冠心病心肌缺血方面具有较高的敏感性及阳性预测值，并且是冠心病心肌缺血发生的独立预测因子。由于IMA 水平的影响因素及干扰因素较多，在心脏特异性方面仍需进一步研究，但IMA 的优点是敏感性较高，这也得到了国内外大多数研究的证实，在冠心病领域，特别在急性心肌缺血诊断及冠心病心肌缺血筛查方面，仍具有广泛的应用前景和研究价值［20］。

8 影响IMA 的因素

IMA 在诊断心肌缺血时特异性相对较低，因此局限了它在冠心病中的广泛应用，其局限性主要有下面几个方面:(1)由于HSA 普遍存在于血中，因此非心肌缺血也可能引起IMA 升高。Gurumurthy 等［5］的研究发现，耐力运动后即刻IMA 无明显变化，但24～48 h 后IMA 可升高，因此IMA 不适合患有慢性缺血性血管性疾病的患者。(2)由遗传引起的HSA 氨基端2 个氨基酸残基缺失会出现假阳性，而人群中这种缺失的频率尚不十分清楚，可能与种族有关。(3)可能与年龄有关。(4)与HSA 浓度有关。(5)其他如系统性硬化症、终末期肾病、永久性心脏起搏器植入术后等亦表现出IMA 的升高［21］。故在分析IMA 结果时需考虑其他因素综合判断。IMA 是由于缺血引起的缺氧、酸中毒、自由基损害等使人血白蛋白氨基末端序列发生一系列化学性质的改变而形成。由于白蛋白存在于全身循环中，因此各个系统的缺血均有可能导致IMA 水平的升高。同时，由于IMA 由白蛋白降解产生，因此白蛋白水平的变化势必会对IMA 的水平产生影响，并得到许多研究的证实。此外，近来的研究发现，感染、骨骼肌缺血、胃肠道缺血、脑卒中［22］、肺栓塞、一些肿瘤性疾病和遗传缺陷致白蛋白N 末端氨基酸缺失等亦可表现出IMA 水平的升高［23］。

9 结语

ACS 是冠心病患者住院和死亡的主要原因，早期作出正确诊断，及时进行干预治疗对改善患者的预后，降低病死率有着重要的临床意义。临床上超过1/3的ACS 患者缺乏典型的临床症状，CK-MB、cTnI、肌红蛋白等心肌生化标志物检测是目前临床上诊断ACS 不可或缺的手段之一，敏感性和特异性均较高，但出现时间较晚，只在心肌坏死后血中浓度才升高，心肌缺血时无明显变化，这就意味着有相当比例的ACS 患者在早期被漏诊、误诊。早期诊断ACS 并积极地进行干预极其重要，而IMA 能在ACS 早期可逆阶段被检出［24］，在早期诊断ACS 方面明显优于CK-MB、cTnI［25］，有利于提高ACS 诊断的灵敏度和特异性，使患者得到早期诊断和早期治疗，同时有助于胸痛患者除外心源性病因，有助于监测病情，评估患者的预后。

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