隨著研究和應用的發展,心肌肌鈣蛋白(cTn)[包括心肌肌鈣蛋白I(cTnI)和心肌肌鈣蛋白T(cTnT)]已成為臨床診斷心肌損傷的確定標志物[1,2]。由于僅一家生產廠商擁有cTnT生產ZL,因此人們對cTnI的生產應用興趣大增。目前FDA至少已批準8家生產廠商的共16種cTnI檢測試劑[3] 。在臨床應用中發現,這些cTnI檢測試劑的測定值之間存在著差異,不同的cTnI 分析方法對同一份標本的檢測值最大可相差30余倍[4],這使得各種方法的參考范圍、分析干擾、分析變異、診斷窗口期以及診斷和預后的臨界值等出現不同程度的差別,給臨床應用和評價帶來一定困擾。了解cTn特別是cTnI的系列化特別和各種分析測定試劑的特性,將有助于臨床上正確使用這些方法檢測和評價心肌缺血損傷。
1 心肌肌鈣蛋白細胞內結構和分布
1.1心肌肌鈣蛋白結構結構
cTn由三種亞基組成,參與調節肌肉收縮活動。其中的肌鈣蛋白C(TnC)是Ca2+結合亞基,分子量18kDa,等電點4.1;cTnI為抑制亞基,分子量23kDa,等電點9.87;cTnT為原肌球蛋白結合亞基,分子量34kDa,等電點5.1[5]。
在Ca2+存在的情況下,TnC與Ca2+結合后構型發生變化,與cTnI的結合增強(Ka 約為1.5×10-8 M-1)[5];TnT與TnC – cTnI結合,但較TnC – cTnI之間的結合弱。反之,Ca2+濃度低或TnC未與Ca2+結合時,TnC和cTnI之間的結合比較松散。cTnI-cTnT的結合相對較弱( Ka 約為1.5×10-5 M-1) [5]。
1.2 心肌肌鈣蛋白的組織含量 在心肌內cTnI的含量大約為5mg/g濕重組織,cTnT的含量大致為10.8mg/g濕重組織(相比之下,CK-MB僅1.4mg/g濕重組織[6];cTn主要結合于心肌肌纖維中,少量(cTnI的2.8% ~ 4.1%;cTnT的6% ~ 8%)在細胞漿中以游離形式存在[7]。這與心肌細胞缺血損傷后的釋放方式密切有關。
1.3釋放形式 心肌細胞損傷后,游離cTnT較早釋放形成第一個峰,隨后結合于肌纖維中的cTnT逐漸釋放而出現第二個峰;由于細胞液中的含量較少,cTnI釋放通常只有一個峰[8]。cTn一般在心肌損傷后5 ~ 8h外周血中出現增高,最高值在12 ~ 24h,增高可持續7 ~ 10天(cTnI)或10 ~ 14天(cTnT)[8]。
1.4外周血中存在形式 外周血中的cTn究竟是以復合物還是游離形式存在,曾有過許多結果不同的研究報道。現在多認為,cTn釋放主要是以TnC﹣cTnI﹣cTnT復合物形式,隨后降解[9]。外周血中的cTnI既有游離形式,又有不同復合物的形式(cTnI﹣TnC、cTnI﹣cTnT以及cTnT﹣cTnI﹣TnC)[10]。在AMI病人中以cTnI﹣TnC復合物形式居多數(90%以上)[4﹑10],cTnI﹣cTnT復合物僅在不到50%病人的血中被發現,而且其中的cTnI僅占部cTnI的5%以下[11],因此檢測重要性遠不如cTnI﹣TnC復合物;其他形式的cTnI較少[10];cTnT游離形式較多見[9]。
1.5抗體識別位點(抗原決定簇) 不同亞基復合物的形式使得一種抗cTnI的抗體不能識別另一結構形式cTnI的抗原決定簇。有的單克隆cTnI的抗體識別游離形式cTnI的能力較強;有些則主要以識別TnC﹣cTnI復合物形式為主[4]。這使得采用不同抗體的各種試劑檢測同一標本時出現檢測結果不同的現象。
2 心肌肌鈣蛋白I的結構穩定性
體外實驗研究發展,AMI的心肌壞死組織培養3h后,cTnI的蛋白質一級結構、二級結構和三級結構都出現了程度不等的變化[12]。
2.1 蛋白水解酶作用 研究發現,AMI后若血運未重新建立,心肌細胞在30~60min內壞死,壞死細胞的溶酶體可釋放多種蛋白水解酶。cTnI較不穩定,易受蛋白水解酶作用,在體外實驗中發現迅速降解,但其不同部分受影響的程度有差別。cTnI的中心區域(第28位和第110位氨基酸)穩定生明顯較高(可能是受TnC的保護作用);氨基病和羧基端則對蛋白水解酶作用敏感[12]。氨基端水解后降解形成-14kDa的片段;羧基端則降解形成-18kDa的片段[13]。因此,欲提高檢測敏感性和可重復性,抗體的識別位點最好位于cTnI的中心區域。
2.2蛋白激酶A磷酸化 cTnI的第22位和第23位的絲氨酸易受蛋白激酶A作用發生磷酸化反應[14],使cTnI形成四種形式:一種未磷酸化、兩種單磷酸化和一種雙磷酸化結構。研究發現,病人體內磷酸化形式的cTnI占相當數量。磷酸化可改變cTnI的分子結構形式和抗原性,從而影響某些抗體的識別[15]。
2.3氧化還原形式 cTnI的第79位和第96位是半胱氨酸,容易發生氧化或還原反應。這種氧化或還原反應了可影響cTnI的分子結構形式和抗原性,從而影響某些抗體的識別能力。
3 測定校準品
各生產廠商的cTnI校準品內含的cTnI結構形式或含量各不相同,使得測定結果大相徑庭。甚至使用同一份標定cTnI值的人血清進行校準也未能完全消除不同測定系統之間測定值的差異[16]。因此,有人提議最好采用從人心組織提取的cTnI﹣cTnT﹣CTnC復合物作為校準品[12]。
4 抗凝劑
為縮短檢測周轉時間(TAT),許多檢測方法要求采用血漿或全血,以避免分離血清所需的時間。這需要合理選擇適當的抗凝物。
4.1 EDTA EDTA是Ca2+螯合劑,可促使cTnI﹣TnC復合物的解離,使游離型cTnI增加,從而影響測定值的真實性。因此,有些專家認為最好避免使用[2]。
4.2 肝素 cTnI帶有較多正電荷(pI 9.87)[5],易于和帶有負電荷的基團形成復合物。肝素帶有負電荷,與cTnI結合形成的復合物可影響抗原一抗體反應,進而引起cTnI檢測值降低。但在不同的cTnI檢測試劑中,肝素的干擾程度不等[17]。
為使cTnI的測定更加準確,以便為臨床提供更加科學、可靠的信息,許多臨床化學家進行了大量的深入研究探討,并呼吁開展cTnI測定標準化工作。為了使cTnI測定標準化順利進行,IFCC和AACC還分別建立了專門機構從事這方面工作。必須認識到,cTnI的測定標準化工作將是十分艱巨的。[18]
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作者簡介:1982年畢業于上海醫科大學醫學系,1990-1995年底,先后在美國Georgetown大學醫學中心和美國國家衛生研究院(NH)作為博士后或訪問學者。現任上海中山醫院檢驗科主任。