免疫组化指标在心肌梗死诊断中的应用进展
2015-02-25张曙光贾富全
张曙光,贾富全,武 彦
(1.内蒙古医科大学基础医学院,呼和浩特 010059;2.内蒙古医科大学司法鉴定中心,呼和浩特 010059;3.内蒙古医科大学附属医院,呼和浩特 010059)
免疫组化指标在心肌梗死诊断中的应用进展
张曙光1,贾富全2,武 彦3
(1.内蒙古医科大学基础医学院,呼和浩特 010059;2.内蒙古医科大学司法鉴定中心,呼和浩特 010059;3.内蒙古医科大学附属医院,呼和浩特 010059)
心肌梗死是由于冠状动脉供血减少或中断导致供血区心肌严重而持久的缺血、缺氧引起的心肌局部坏死,是心源性猝死的主要机制之一,也是法医学死因判定的难点之一。人死后尸体将受到一系列的外界环境,物理化学变化以及组织自溶等多种因素的影响,这对心肌梗死的诊断造成了很大障碍。免疫组织化学技术的发展,为急性心肌梗死的病理组织学诊断提供了较为客观的检测方法和观察指标。免疫组织化学指标具有敏感性高、特异性强、稳定性好等特点,作为心肌梗死死后诊断的辅助依据已经被应用于法医病理学诊断工作中,目前有人将心肌梗死死后诊断的免疫组化指标分为心肌细胞内固有蛋白、心肌细胞内的血浆成份及缺氧心肌细胞诱导的表达成份三类。本文拟就目前国内外法医工作者在心肌梗死死后诊断方面研究较多的以及比较前沿的免疫组化指标进行综述并对未来的研究方向进行展望。在实际案件中,几项免疫组化指标的联合检测在充分排除暴力死亡、中毒死亡和其它自然疾病死亡后,将为心肌梗死的法医学诊断提供可靠的依据。
法医病理学;心肌梗死;免疫组化指标
DOΙ: 10.16467/j.1008-3650.2015.02.016
心肌梗死(myocardial infarction, MI)是由于冠状动脉供血减少或中断,导致供血区心肌严重而持久的急性缺血、缺氧引起的心肌局部坏死。在法医学实践中,人体死后心肌梗死的诊断一直是死因鉴定的难点之一,猝死心肌的病理组织学诊断是心源性猝死诊断的关键[1]。近年来,国内外法医工作者对此进行了深入的研究,许多研究结果表明,心肌损伤的免疫组化指标在死后的稳定性,可作为生前心肌梗死判断的客观依据。本文就目前在心肌梗死的法医学诊断中讨论较多的免疫组化指标进行综述。
1 心源性猝死的流行病学调查
猝死(sudden death),是表面健康而没有外在症状的人,因其潜在某种疾病或机能障碍所引发的急速的、意外的自然死亡[2]。猝死时间(sudden death time)指从开始发病到死亡的时间,依据国际心脏病协会、美国心脏病协会和世界卫生组织的联合规定,死亡时限为24h,约48%死于发病15min内[3]。心源性猝死是猝死的最常见原因之一,王克杰等[4]在对119例猝死的法医病理学分析中发现47例为心肌梗死性猝死,占43.7%。心肌梗死在心源性猝死案例中占79%[5]。猝死具有意外性,极易让人产生怀疑,因此经常需要对尸体进行法医检验以查明死因。其中,免疫组化指标是重要的参考内容,对心肌梗死死后诊断具有重要的意义。
2 心肌梗死的免疫组化指标
美国大学心内科协会和世界心脏联盟公布的心肌梗死第三次统一的定义,强调了免疫组化指标在心肌梗死诊断中的重要性。心肌梗死过程中,心肌细胞膜损害及通透性发生改变,导致细胞内某些蛋白如结构蛋白、骨架蛋白、胞浆内蛋白成分等发生破坏或缺失,或者正常情况下不表达或低表达的某些蛋白分子受到缺血、缺氧刺激在心肌细胞迅速合成。如肌钙蛋白、肌红蛋白、肌酸激酶(creatine kinase,CK)和乳酸脱氢酶等进入血液,从而被检出[6]。
3 法医病理学诊断中常用的免疫组化指标
有学者将心肌梗死死后诊断中常用的免疫组化指标分为三类:(1)心肌细胞内固有蛋白,此类指标主要以肌红蛋白、心型脂肪酸结合蛋白(H-FABP)、肌钙蛋白I或T(cardiac troponin-I & T)等为代表;(2)黏附和进入心肌细胞内的血浆成份,心肌细胞膜损伤时,血浆中某些蛋白,如补体成分(C5、C9、C5b-9)、纤维连接蛋白(fibronectin,Fn)、纤维蛋白原(fibrinogen,Fg)可通过损伤的血管进入组织间隙,然后向细胞内扩散,检测这些成分有助于MI的死后诊断;(3)缺氧心肌细胞诱导的表达成份,如血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、内皮素、热休克蛋白等。
3.1 VEGF的表达
VEGF是一种促进血管生长的因子,能够特异性的促进血管内皮细胞有丝分裂,缺氧和缺血均能强烈诱导其在相应组织中的表达。正常人体心脏心肌细胞中的VEGF含量很少。马运等[7]对59例人体心脏标本VEGF的表达进行定量研究发现,其中,20例心肌梗死的标本中,VEGF阳性表达率为100%。其中18例心肌细胞膜及血管内皮细胞膜VEGF呈强阳性表达,2例为弱阳性,表明VEGF对于诊断早期心肌梗死有重要意义,可为心肌缺血致心脏猝死提供客观依据。
3.2 C9的表达
C9是补体家族固有成分的一个亚型,存在于体液中并参与补体系统先天免疫系统的一部分蛋白质。它提供保护机制,并降低易感性的外来微生物。心肌梗死时,心肌细胞坏死触发补体系统的活化,引起嗜中性粒细胞浸润在坏死心肌处[8]。由于缺乏细胞坏死的补体系统,存活心肌不被激活。Jasra等[9]对31例心肌梗死尸检病例进行实验,分为小于6h心肌梗死组和大于6h心肌梗死组,分别进行免疫组化分析,实验表明C9在小于6h心肌梗死组呈强阳性表达,可以作为检测早期心肌缺氧一个可靠、敏感的方法。
3.3 CTnI、CTnT及bFGF的表达
CTnI、CTnT是一种高度灵敏、高度特异反应心肌缺氧的标记物。在心肌细胞膜完整的情况下,心肌肌钙蛋白不能通过细胞膜,只有在心肌坏死的情况下,CTnI在血液中浓度就会迅速升高,此时心肌组织内的肌钙蛋白含量就会下降,其在心肌细胞的免疫组化表达会出现缺失现象,有研究显示,其在心脏表达的特异性几近达100%,阳性表达率79.3%,成为临床上诊断心肌梗死的金标准。
碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor, bFGF)是一种具有多种生物功能的一类多肽类生长因子,广泛存在于人体正常组织器官中,缺血和缺氧是诱导bFGF表达的主要因素,心肌缺血后,缺血区及周围的心肌细胞、血管内皮细胞和平滑肌细胞中bFGF的mRNA含量大量升高,从而对心肌梗死死后诊断的研究有非常重要的价值[10]。
3.4 Actin,Dm,Mb和Fn等的研究
程文斌等[11]对30例人体心脏标本进行实验研究,分为三组,每组10例,分别作HE染色及细胞骨架蛋白(Actin)、结蛋白(desmin,Dm)和肌红蛋白(Mb)免疫组化染色,在急性心肌梗死组中,Actin、Dm和Mb在心肌细胞中表达均明显缺失,而纤维连接蛋白(Fn)明显表达;并且在这两组间此4项指标表达效果无统计学意义。Actin、Dm和Mb在正常心肌细胞中表达均无缺失,而Fn未表达。Actin、Dm、Fn和Mb对心肌细胞的缺血、缺氧十分敏感,能反映心肌坏死,但对坏死发生的机制缺乏特异性。胡丙杰等[12]通过对正常心脏标本和缺血标本对照,分别置于4℃环境下1、2、3、4、5、6、7、10、14、21、28d后取材作免疫组化,得出Dm、肌动蛋白(HHF35)、Mb的稳定性最差易受死后自溶的影响;Fn稳定性最好,对恒温4℃放置28d的尸体有一定应用价值。
3.5 H-FABP的研究
心型脂肪酸结合蛋白(H-FABP)是一种可溶性小分子蛋白质,分子质量仅为1500,主要存在于细胞质中,约占心脏全部可溶性蛋白的4%~8%[13],主要与细胞内脂肪酸的运输有关,在长链脂肪酸的摄取、转运及代谢调节中具有重要意义。心肌梗死初期,缺氧心肌动员脂肪酸提供能量,从而引起心肌细胞内的H-FABP大量增加;由于H-FABP分子质量小,H-FABP透过细胞膜迅速释放入血[14]。Ishii等[15]对165例疑似心肌梗死患者和104例健康者H-FABP在心肌表达水平测试,结果显示心肌梗死发生3~6h,H-FABP的敏感度达90.4%。Kazuo等[16]运用免疫组化技术比较H-FABP在人体正常心肌和急性心肌梗死组织中分布的差异,证实了H-FABP 在心肌微小损伤的表达中具有较高的敏感性,血浆H-FABP水平可作为反映心肌不可逆损伤的指标。此将对微小心肌损伤及外伤性心肌梗死的鉴定及心功能预后的法医临床诊断提供灵敏性较高的客观指标。
郭淼等[17]运用免疫组织化学方法对大鼠早期心肌梗死H-FABP的敏感性及稳定性进行了研究,4℃环境下,心肌组织随放置时间延长,H-FABP脱失面积逐渐增加,阳性强度减弱,4d内梗死区与非梗死区的阳性表达有明显界线,证实其稳定性一般,受自溶的影响较小,可用于死后4℃放置的4d内尸体的检测。
3.6 男性雄激素受(AR)体的研究
近年来有研究显示,睾酮具有抑制炎症[18],扩张冠脉[19]的功能,同时具有保护冠状动脉的作用。由于雄激素主要通过其相应受体(AR)发挥生物学效应,AR表达水平可以在一定程度上反映雄激素在组织中的水平和作用。刘恺怡等[20]报告中,通过对32例男性冠脉AR的表达,探讨了男性AR与冠心病猝死(SCD)的关系,得出低AR水平使雄激素的生物学效应降低,从而促进心肌梗死的发生,使心肌梗死猝死的发生率升高,研究AR在男性心肌梗死患者冠状动脉中的表达可为心肌梗死的发生发展机制提供依据,为心肌梗死防治和心源性猝死的法医病理学鉴定提供参考依据。
3.7 S100A1蛋白的研究
S100A1是S100蛋白家族中的一员,属于左手型钙结合蛋白,为2个亚单位组成的同源二聚体,相对分子质量约为10.5kD[21],S100A1蛋白特异性的大量表达在健康心肌细胞中,在骨骼肌中很少表达,S100A1作为心肌细胞Ca2+信号的靶分子通过对肌浆网钙ATP酶、兰尼碱受体的调控,调节心肌细胞的Ca2+释放、摄取、转运,是心肌收缩、舒张功能最重要的调节因子[22,23]。有研究表明,急性心肌梗死病人血清S100A1含量明显升高,且在发病6h内其敏感性及特异性高于肌红蛋白和肌钙蛋白I,血清中S100A1浓度的快速增高反应了由于缺血所造成的不可逆的心肌细胞损伤。Haitao Bi等[24]对大鼠急性心肌缺血的免疫组织化学研究证明,急性心肌梗死15min,缺血区左心室心内膜下及乳头肌发现小灶性心肌细胞染色缺染,2h后染色缺失范围自心内膜向心外膜渐渐扩大。S100A1蛋白可作为一个敏感的免疫组化指标应用在早期心肌梗死的死后诊断。
4 结语与展望
近年来,随着国内外法医工作者的不断研究和逐步探索,免疫组化技术作为一种快捷、简单、实用的方法为心肌梗死的死后诊断提供了很大的帮助。免疫组化标记物越来越广泛的被应用于心肌梗死的法医学诊断当中,对特异性强的免疫组化指标的研究已经取得了一定的成果。然而,由于法医工作的特殊性和复杂性,以及考虑到死后心肌自身演变的特点,单一方法和单一检测指标的应用缺乏说服力而难以有效发挥其诊断价值,与此同时,人死后尸体将受到一系列的外界环境,物理化学变化以及尸体自溶等多种因素的影响,这对心肌梗死的诊断造成了很大障碍。所以积极寻找人体死后较为稳定的免疫组化指标及其联合检测已经成为学者们开始关注的焦点。在实际案件中,某几项免疫组化指标的联合检测在充分排除暴力死、中毒死和其它自然疾病死后,综合案情即可以避免单一检测指标出现假阳性引起的偏差,为心肌梗死死后的法医学诊断提供可靠的依据。
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引用本文格式:张曙光,贾富全,武彦.免疫组化指标在心肌梗死诊断中的应用进展[J].刑事技术,2015,40(2):151-154.
Research Progress of Immunohistochemical Markers for the Postmortem Diagnosis of Myocardial Infarction
ZHANG Shu-guang1, JΙA Fu-quan2, WU Yan3
(1.School of Basic Medicine, Ιnner Mongolia Medical University, Hohhot 010059,China; 2.Judicial Ιdentification Center, Ιnner Mongolia Medical University, Hohhot 010059, China; 3.Affiliated Hospital of Ιnner Mongolia Medical University, Hohhot 010059, China)
Myocardial infarction, one of the main mechanisms of cardiac sudden death, is caused by the reduction or even worse interruption of coronary artery blood supply to render local myocardial necrosis through serious and lasting ischemia and hypoxia, making the death cause difficult to determine in forensic medicine.Postmortem corpse is often involved with physical and chemical changes, tissue autolysis, and affected by the external environment, thus letting the diagnosis hardly ascribe to myocardial infarction.The technology of immunohistochemistry brings more objective detections and more observable indicators for the pathologic and organic diagnosis of acute myocardial infarction.Ιmmunohistochemical indicators, characteristic of high sensitivity, strong specifi city and stability, have been affi liated to diagnose the post-death myocardial infarction in forensic pathology.Presently it is being divided into three categories, intrinsic myocardial intracellular adhesion proteins, plasma components of myocardial cells and expressed substances induced by anoxic cardiomyocyte.This paper reviewed the immunohistochemical indicators currently paid more studies by domestic and overseas researchers in the forensic postmortem diagnosis of myocardial infarction along with those in the research forefront in addition to prospecting the tendency of future research.For the actual cases, the combinatorial detection of several immunohistochemical indicators will provide reliable evidence for the forensic diagnosis of myocardial infarction in succession of complete exclusion of violent, poisoned plus certain kinds of natural deaths.
forensic pathology; myocardial infarction; immunohistochemical markers
DF795.1
A
1008-3650(2015)02-0151-04
张曙光(1989—)男,内蒙古赤峰人,硕士研究生,研究方向为法医病理学。 E-mail:475852508@qq.com
武 彦,女,教授,硕士生导师,研究方向为法医病理学。 E-mail:wuyan1956@aliyun.com
2014-05-13