糖原磷酸化酶 型同功酶在急性心肌梗死早期诊断中的应用

　　摘要 糖原磷酸化酶BB型同功酶（GPBB）是心肌细胞中特异的含量较高的一种酶，在心肌缺血损伤早期（2～3小时）即可释放入血，检测方便，极有希望应用于AMI早期诊断本文就GPBB的生化特性、生理病理及检测方法、诊断价值作一综述。

　　关键词：糖原磷酸化酶BB型同功酶 急性心肌梗死 早期诊断 心肌缺血

　　对急性心肌梗死（AMI）早期诊断的统计结果表明[1，2]，约1/4的AMI患者发病时，不具备典型症状和体征；尽管心电图检查简单、快速、可靠且重复性好，但仍有约50%的AMI患者心电图无典型变化，使AMI的并发症发生高病死率。血清酶学检查方便、安全、快速且费用低，成为近年来AMI早期诊断研究的主要方向。

　　动态法测定血清酶活性的变化用于AMI始于50年代，1962年WHO推荐心肌肌酸激酶同功酶（CK-MB）为AMI的早期诊断指标，并称为“金标准”。现代单克隆抗体技术的发展使CK-MB可直接用于床旁检测[3]，但由于其诊断特异性差、早期诊断阳性率不高、诊断窗口短等不足，在实际应用中受到限制。目前已知的多种血清酶学指标如天冬氨酸氨基转移酶（AST）、乳酸脱氢酶（LDH）、肌酸激酶（CK）、CKMM3/MM1及非酶学指标肌红蛋白、肌钙蛋白T（cTnT）、肌钙蛋白I（cTnI）、心肌轻链（cMLC）等的不足之处与CK-MB类似。

　　国外一些学者近年发现，在不稳定型心绞痛卧位型患者和心电图呈一过性ST-T改变的患者中，只有GPBB升高到诊断参考值之上[4]，提示GPBB是AMI早期诊断的极其敏感的生化指标。在体内，除了脑组织，GPBB仅存在于心脏，因此，GPBB对心肌缺氧的敏感性和特异性明显优于上述生化指标。

　　1 GPBB的生化性质及缺血时早期释放机制

　　糖原磷酸化酶GP（EC2.4.1.1）作为糖原分解反应的关键酶，催化糖原分解的第一步反应，使糖原转化为G-1-P，为肌肉收缩提供能量来源[5]。GP在哺乳动物体内存在三种同功酶：GPBB（心肌、脑型），GPMM（肌型）和GPLL（肝型），三者的功能与免疫学特性各不相同。BB型只大量存在于心肌细胞及脑细胞中，心肌中虽同时存在BB型和MM型，但是MM型含量极低[6]。BB型分子量约为188kD，比MM、LL型大，在正常生理条件下以相同亚基组成的二聚体形式存在[6]。cDNA克隆结果表明GP三种同功酶分别由三个不同基因编码[7]，一级结构比较发现GPBB与GPMM、GPLL的同源性分别为83%和80%，但在C末端BB型比MM、LL型分别多出21个和16个氨基酸残基[8]。这就说明GPBB具有高度的心肌特异性结构。缺血早期GPBB释放入血与GPBB在心肌能量代谢中起主要作用有关。结扎动物冠状动脉十分钟后，即可在血中测到GPBB，此时还未发现心肌组织坏死[9]，说明GPBB释放与心肌缺血密切相关。正常生理条件下，GPBB在心肌细胞内以GPBB-糖原复合物的形式与肌浆网紧密结合。心肌细胞缺血、缺氧影响线粒体内呼吸链酶系活性，氧化磷酸化过程受阻，使ATP生成减少，ADP与无机磷酸盐增加，但是心肌活动继续消耗ATP，因而高能磷酸化合物储备急剧减少，糖原开始分解。急性缺血期糖原分解，使与之结合的GPBB由结合型变为游离型，可溶性的GPb（脱磷酸化型）扩散进入细胞浆，进而由于细胞膜渗透性增加而进入外周血。另一方面，心肌缺血时心肌cMP水平升高，导致糖原磷酸化酶激酶催化GPb型转化为GPa型（磷酸化型），从而使交感神经兴奋，糖原分解加速。实验证实AMI患者外周血中GPBB吸有b型[9]，因此可以推知为b型活性催化缺血心肌区域糖原分解，伴发糖原减少产生的cAMP或Ca2+及代谢中间产物亦增加了该酶活性，使外周血中GPBB酶活性增高。

　　由于GPBB释放入血的机制不同于其他系列生化指标，因而可比其他系列化标记物成分更早期快速释放入血，并于心肌缺血后4小时内明显超过正常上限值（URL）。

　　2 GPBB在缺血性心脏病早期诊断中的应用价值评价2．1 急性心肌梗死

　　近年来各国致力于控制医疗费用的支出，主张减少测试频率，降低诊断费用以及提高早期诊断的准确性，由此提出了AMI早期诊断方案在发病不同时间分别应用不同的生化指标。最近Keffer[10]提出检测方案中只有cTnT和CK-MB（质量），主张8小时前测CK-MB，8小时后测cTnT，方案没有强调系列测定找峰值，一般最多测三次。cTnT的测定需要价格昂贵的测试系统，目前我国尚不普及。此外，方案中早期诊断多应用CK-MB，但CK-MB不是心肌细胞特的酶，在正常骨骼肌中也存在，当骨骼肌损伤时，血清CK-MB水平显著高于正常上限值[11]。其次，CK-KB在AMI发作后4小时内浓度不升高，而在48～72小时后又咽到正常[9]，往往需要多次重复测定，不利于AMI的早期诊断及病程观察。

　　近年GPBB IEMA[12]（onestep sandwish immunoenzymometric assay）的建立使GPBB的测定法十分敏感，测定范围为0.5～200μg/L，最低为0.3μg/L(蛋白量/EDTA化血浆)，URL为7μg/L[13]。MM型、LL型与BB型交叉反应均小于1%，此外，测定结果不受年龄、性别、种族的影响[13]。

　　Mair等[13]通过大量病例，比较了GPBB与目前临床应用的生化指标发现，AMI患者胸痛发作后4小时内，GPBB升高占70%，肌红蛋白为43%，cTcT为33%，CK-MB为56%。在心肌梗死发作后2～3小时内，GPBB的敏感性最强，出现最早，增幅最高；无论心电图有无病理性Q波，GPBB均升高。通过比较URL发现，AMI发作后cTnT升高相对显著，但出现峰值较晚，GPBB与CK-MB肌红蛋白相似。因此可以认为GPBB是AMI早期诊断的最理想的指标之一。

　　2．2其他缺血性心脏病的诊断应用 对于BraunualdⅢ级不稳定型心绞痛伴发一过性ST-T改变患者，惟有GPBB早期升高且超过正常参考值上限[13]。从心绞痛到不稳定型心绞痛直至AMI是一个连续的病理过程，不稳定型心绞痛和无Q波AMI之间往往缺乏明确的界限，目前的生化指标中只有GPBB具有较好的鉴别诊断价值，因而GPBB可以用于监测不稳定型心绞痛患者，及时发现病情变化，随时给予处理。

　　由于实施冠状动脉搭桥术（CABG）难免损伤心肌，有关的心肌蛋白标记物（CK-MB、cTnT、cMLC等）的绝对值大大提高，降低了有关心肌标记物指标的灵敏度。而GPBB是监测供血状况及其代谢状况的灵敏指标[14]，因而是CABG术后AMI监测是最佳指标。比较手术野周围心肌梗死患者和非手术心肌梗死患者的GPBB变化时相可以发现，两者到达峰值时间不同（前者晚），而且GPBB峰值明显不同（前者低）。相比之下，CK-MB却与CABG引起的心肌缺血无关。

　　3 展望

　　GPBB的发现及其检测方法的建立，提供了简化AMI诊断的方案，将会大大缩短诊断时间，减少诊察费用。而进一步缩短GPBB的测定时间，探索更快捷简便的检测方法将是使之走出实验室，取代CK-MB成为床边快速检测的第一指标的关键。

　　参考文献

　　1 Rozenman Y et al. Annu Rev Med,1994;45:31～44

　　2 Rusnak RA et al.Ann Emerg Med,1989;18:1029～1034

　　3 Mail J.Clin Chem,1995;41(7):963～965

　　4 Rabitzsch G et al.Clin Chem,1995;41:966～978

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　　6 Newgard CB et al.Crit Rev Biochem Mol Biol,1989;24:69～99

　　7 Kato A et al.J Neurochem,1989;52:1425～1432

　　8 Newgard CB et al.J Biol Chem,1988;263:3850～3857

　　9 Michael LH et al.Am J Physiol,1985;48:H350～H359

　　10 Keffer JH.Am J Clin Pathol,1997;107～398

　　11 Apple FS et al.Clin Chem,1984;30:413～416

　　12 Hofmann U et al.Biochem Biophys Acta,1989;48:S132～S136

　　13 Mair J et al.Clin Chem,1995;41:1266～1272

　　14 Mair P et al.Eu J Clin Chem Clin Biochem,1994;32:543～547