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摘要：生物标志物被广泛用于各种疾病的检测、诊断和管理。肌酸激酶（Creatine Kinase, CK）是一种存在于大多数组织中的酶，是识别急性心肌梗死（Acute Myocardial Infarction, AMI）的最知名标志物。我们回顾了用于定量检测肌酸激酶及其心脏特异性成分CK-MB的最常用技术。在考虑急性非创伤性胸痛的情况下，我们对电泳、免疫抑制法、单克隆免疫分析法和CK-MB同工酶测定法的有效性、灵敏度、特异性和及时性进行了评估。本文指出了各种识别AMI技术的局限性，并给出了包括与其他心脏标志物联合使用在内的CK-MB检测板的当前建议。
引言：
血清酶标志物常用于各种疾病的检测和持续管理。有时会将多种生物标志物组合成一个检测板，以提高敏感性和特异性；这种策略通常可以缩短诊断时间。心脏筛查检测板中常使用多种标志物：肌酸激酶（CK）、CK-MB同工酶或MB亚型、乳酸脱氢酶（LDH）、肌钙蛋白T、心肌肌钙蛋白I、肌红蛋白等。
疾病生物标志物应仅在目标组织中高浓度存在，并在其他位置受限或不存在。标志物应在组织损伤后迅速从组织中释放，最好与组织损伤的程度成正比，并在血浆中持续存在足够长的时间，以提供用于检测的诊断时间窗。然而，这个时间窗不应过长，以免影响复发性损伤的检测。此外，在没有疾病的情况下，标志物的血浆浓度应接近零。在某些情况下，如心肌梗死，很明显没有任何单一标志物能满足“完美”诊断测试的所有要求。此时，可能需要结合使用多种互补标志物。
新技术可能会提高标志物的检测能力。不幸的是，由于分析物的自然特性，可检测性是唯一可能提高标志物诊断敏感性和特异性的因素。决定标志物诊断能力的其他因素包括大小、细胞定位、溶解度、释放率、清除率和目标组织特异性。本文讨论了肌酸激酶，这是一种可轻松从任何肌肉组织损伤或疾病患者的血液中测量的酶。肌酸激酶的心脏特异性同工酶CK-MB进一步提高了心肌梗死的检测能力。它也是目前世界卫生组织（WHO）急性心肌梗死诊断指南中唯一接受的血清标志物。
组织中的活性和分布
肌酸激酶（CK）催化磷酸基团从磷酸肌酸转移到二磷酸腺苷（ADP），从而生成三磷酸腺苷（ATP）。ATP的高能磷酸键为大多数组织提供了一个即用且可再生的能量来源。骨骼肌中的CK活性最高。血清总肌酸激酶（TCK）水平可能随着肌肉活动增加、压力或创伤而升高。在一项针对马拉松运动员的研究中，测量得到的TCK水平是赛前水平的21倍，并在4天内恢复到基线水平。在横纹肌中，CK酶浓度范围为200 IU/g至超过12,000 IU/g。TCK的参考范围约为1至100 IU/mL，但通常低于70 IU/L。男性的平均TCK水平高于女性。
图1 CK催化ADP向ATP的转化
人体组织中存在三种二聚体同工酶形式的肌酸激酶（CK）：CK-MM、CK-MB和CK-BB。在心脏组织中，CK-MM同工酶占CK总活性的70%至85%，其余活性则几乎全部由CK-MB产生。骨骼肌中99%由CK-MM同工酶组成。CK-MB几乎只在心肌中产生，在小肠、舌头、膈肌、子宫和前列腺中仅检测到极少量。尽管CK-MB对心肌组织具有特异性，但每克心肌组织中CK-MB通常仅占总CK活性的15%至30%。心肌的大部分活性来自CK-MM。CK-BB主要存在于脑组织中，对总CK活性的贡献很小，在骨骼肌或心肌组织中几乎不存在。由于脑梗死导致的CK-BB水平升高，在早期的电泳研究中可能会被报告为CK-MB组分升高。而使用单克隆抗体分离的新技术能更好地区分CK-BB和CK-MB条带，从而消除了BB条带导致的假阳性结果的可能性。
鉴于大多数人类骨骼肌与心肌质量的比例，血清总肌酸激酶（TCK）值升高通常支持非心脏原因的肌肉疾病或损伤，这一点并不奇怪。表1列出了血清TCK升高的常见原因。通过压力、感染或退行性疾病导致的直接肌肉损伤会迅速将CK酶释放到循环中，从而在血清或血浆中检测到它。
然而，在孤立的胸痛情况下，升高的TCK可能是心脏坏死的非特异性指标。进一步分离心脏特异性的CK-MB同工酶可提高识别受损心脏组织作为TCK升高的原因的特异性。CK-MB测量为识别急性心脏组织损伤提供了第一个特异性标志物，并成为评估心肌梗死的“金标准”。
肌酸激酶的特性
CK同工酶是高分子量标志物[39,000至42,000道尔顿（D）/亚基]。心脏特异性的同工酶CK-MB由1个M二聚体和1个B二聚体组成，总分子量约为86,000道尔顿。这种酶标志物的大小，部分地导致其释放到循环中的延迟。这种延迟可能需要症状出现后连续12小时的CK-MB取样，才能以高敏感性和特异性诊断出心肌梗死。CK在淋巴中通过蛋白水解作用降解，不受心率、血压或心输出量变化的影响。在动物实验中，它不受肾或肝血流变化的影响，但在慢性肾病中可能升高。CK的清除率可能会随着外源性甲状腺素的给予而增加，在甲状腺功能减退或网状内皮系统阻滞（给予酵母聚糖）时可能会降低。CK是一种大分子物质，从血液中清除的速度很慢（表2）。
联合标记物和心电图检查在缩短监测时间的同时，保持了高灵敏度和特异性。例如，肌红蛋白等蛋白质分子量较小，清除机制不同，在急性心肌坏死时，可在血清中更早检测到（表2）。
清除缓慢使得标记物能够在伤害事件发生很久之后仍然能够识别出来。心肌坏死后24至72小时，可在血液中检测到肌酸激酶（TCK）和肌酸激酶同工酶MB（CK-MB）的浓度。相比之下，乳酸脱氢酶（LDH）是一种从受损或梗死心肌组织中释放出来的分子量更大的大分子，在事件发生后长达14天内可在血清中检测到。由于心脏特异性肌钙蛋白T或I的出现，乳酸脱氢酶（LDH）检测在评估心肌梗死方面的应用已大大减少。血清半衰期长使得很难将损伤时间与定量值联系起来，特别是如果心脏标记物在数天内仍保持升高状态。或者，应避免假设定性增加TCK必须存在，才能断定胸痛患者最近发生了心肌梗死。临床上，不能仅凭TCK的测量值就排除心脏性胸痛。必须包括肌酸激酶同工酶MB（CK-MB）以更好地描述心肌组织受累的程度。
CK同工酶（亚型）
CK-MB和CK-MM是同工酶，具有相似的酶活性但具有不同的等电点。M和B亚基的翻译后修饰会产生三种MM同工酶（CK-MM1、-MM2、-MM3）和至少三种MB同工酶（人体血浆中仅检测到两种——CK-MB1和CK-MB2）。在非梗死组织中，CK-MM的95%以上是MM3同工酶。释放到循环中后，羧基肽酶N会从MM3的第一个M亚基的末端裂解赖氨酸，产生MM2，然后再裂解第二个亚基以形成MM1。血清中检测到高水平的MM3是肌肉损伤的早期但非特异性标志物。CK-MM3的转化是恒定的，因此可能提供了从梗死发生时间的估计。MM3/MM1比值代表了血液中组织形式与完全转化形式的比值，在急诊治疗中用途有限，因为它们需要长达6小时的时间才能识别出心肌坏死，并且它们对心肌组织没有特异性。
最近使用更具心脏特异性的CK-MB同工酶（CK-MB1和CK-MB2）的试验表明，在识别心肌损伤方面比单独测定CK-MB更早显示出希望。与MM3一样，心肌仅含有一种CK-MB同工酶，即CK-MB2。CK-MB2在血液中通过羧基肽酶N的作用，从M亚基裂解末端赖氨酸（类似于CK-MM降解），转化为CK-MB1，从而将CK-MB1与其等电点较低的前体CK-MB2区分开来。在稳态条件下，血清CK-MB2/CK-MB1比值约为1，总CK-MB浓度小于1.5 IU/升。在急性心肌梗死期间，心肌组织中的组织同工酶CK-MB2从受损的心肌组织中释放到循环中，增加了血液中CK-MB的绝对水平，并提高了CK-MB2/CK-MB1的比值。CK-MB2/CK-MB1比值可能在胸痛发作后1至1.5小时内检测到升高。同工酶比值的变化可能比CK-MB显著升高提前多达4小时，从而能够更早地识别急性心肌梗死。在一项涉及1100名患者的研究中，Puleo及其同事使用2.6 IU/L的CK-MB2临界值以及CK-MB2/CK-MB1比值≥1.5，指出6小时的敏感性和特异性分别为95.7%和93.9%，用于诊断急性心肌梗死。据报道，传统6小时CK-MB质量测定的敏感性和特异性分别为48.2%和94%。对于MB同工酶（Cardio-REP，Helena Laboratories）的自动化处理可以在短短6分钟内完成，完全测定结果可在25分钟内获得，但技术上具有挑战性，并非所有机构都具备此条件。
结果解释
肌酸激酶升高
CK会因心脏和非心脏原因释放到循环中（表1）。如果总CK（TCK）升高而没有相应的CK-MB升高，则表明病因可能是非心脏性的。病史可能提供有关TCK结果升高的原因的信息。例如，没有胸痛的长跑运动员可能会因为横纹肌溶解症而导致TCK升高。确定TCK升高的原因需要有针对性的病史询问，因为鉴别诊断很长（表1），但可能通过病史进行缩小范围。CK-MB也可能因非心脏性肌肉损伤而升高，但CK-MB与总CK浓度的比值较低，一般被认为小于TCK的3%至5%。
心肌损伤会导致总CK（TCK）和CK-MB升高。急性心肌梗死后，血浆中的TCK和CK-MB水平可能在血清中持续升高长达72小时（表2）。直接心脏创伤、感染或疾病状态（表4）会导致CK-MB分数假性升高。急性骨骼肌损伤，特别是涉及“红色”骨骼肌纤维的损伤，可能会产生高于参考区间的CK-MB分数，这在急性心肌梗死（AMI）中被视为阳性。在极端体力活动时也可能出现这种现象。
在使用较旧的电泳测定法时，来自服用苯二氮卓类药物、抗抑郁药、吡哆醇和大剂量阿司匹林患者的样本中，常出现类似CK-MB水平升高的伪带。免疫测定法降低了肾功能衰竭患者CK-MB结果假性升高的频率。当血液中存在升高的CK-BB和巨CK产物时，自动化免疫抑制测定法可能会产生假阳性结果。最新的免疫测定法使用单克隆抗MB抗体，将总体假阳性率降低到约5%。医生在使用CK-MB进行快速决策时，必须了解所使用的测定类型以及哪些因素会导致急性心肌梗死的假阳性结果。表3列出了常用的测定模式。
总结
多年来，血清标志物在急性心肌梗死（AMI）诊断中的作用不断演变。心脏酶标志物的特性有三个方面：首先，标志物必须能够区分患有急性心肌梗死的患者和未患有急性心肌梗死的患者。其次，标志物必须能够准确评估心肌损伤的程度。标志物的第三个作用是风险分层。血清标志物增加但未达到提示急性心肌梗死的水平可能表明患者未来存在不良事件的风险。近期急性冠状动脉综合征（或急性心脏缺血，ACI）的研究表明，心脏“微梗死”最初表现为心肌标志物如肌钙蛋白I或T升高。例如，GUSTO IIa的一项子研究报告称，在非急性心肌梗死入院期间肌钙蛋白T水平较高的患者30天死亡率更高。最后，心脏标志物应能够测量靶组织对治疗干预的反应变化，例如溶栓治疗后血清标志物水平降低，表明再通和再灌注。这些作用对于诊断、治疗和预后至关重要。不幸的是，没有单一的心脏标志物具备上述所有三种特性。如果临床医生对胸痛患者的责任仅仅是确定是否发生急性心肌梗死，那么总肌酸激酶（TCK）和CK-MB的某些测量值就足够了。
然而，如今，“排除”急性心肌梗死（AMI）已不再是唯一目的。急诊医生现在必须考虑急性冠状动脉综合征或急性心脏缺血（ACI）作为心肌死亡的前兆。未来的急诊医学专家将提供准确的心脏功能测量，评估不断发展的心肌损伤，并预测患者持续心脏缺血的风险，而CK-MB在这方面所起的作用有限。更大范围的心脏标志物组合将与诊断研究相结合，以获得心脏评分，即预测梗死风险。利用这一评分，急诊医生将指导从门诊随访压力测试到紧急入院治疗“微梗死”，再到心脏搭桥手术，再到立即溶栓治疗的临床管理。临床医生在解读这些信息时，必须了解每项研究的局限性。假设患者不可能患有急性心肌梗死，因为第一次总肌酸激酶（TCK）测量值“在正常范围内”，这是不了解实验室检查局限性的一个例子，是可以避免的错误。在针对新型标志物的试验提供充分证据支持改变急性心肌梗死的初步检查之前，CK-MB仍然是诊断急性心肌梗死的主要心脏酶标志物，尽管它在早期检测方面存在局限性。
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原文信息:
Creatine kinase and its CK-MB isoenzyme: the conventional marker for the diagnosis of acute myocardial infarction
DOI: 10.1016/s0736-4679(98)00129-2
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