本文为综述,作者包括来自复旦大学附属中山医院心内科及上海市心血管病研究所的吕盼盼、张鹏、戴宇翔和葛均波,其中戴宇翔与葛均波为通讯作者。文章发表于 *Clinical Chemistry and Laboratory Medicine*,2025年5月28日在线发表,题为“Understanding the circulating forms of cardiac troponin: insights for clinical practice”。全文围绕心肌肌钙蛋白在血液循环中的存在形式、其产生机制及不同病理生理状态下的临床意义展开,并探讨了高敏肌钙蛋白检测所面临的挑战与未来方向。
文章首先指出,缺血性心脏病是全球首位死因,而急性冠脉综合征是急诊入院的主要原因。心肌肌钙蛋白I(cardiac troponin I, cTnI)和心肌肌钙蛋白T(cardiac troponin T, cTnT)是诊断心肌梗死的金标准生物标志物。高敏心肌肌钙蛋白(high-sensitivity cardiac troponin, hs-cTn)检测能够检出极低浓度的肌钙蛋白,但除心肌梗死外,多种疾病状态也可导致其升高,这给临床诊断带来困难。由于肌钙蛋白释放入血后以多种异质性形式存在,作者认为深入理解这些形式及其在不同病因中的特征具有重要意义。
在肌钙蛋白生物学结构方面,文章回顾了肌钙蛋白复合体的组成:肌钙蛋白C(troponin C, TnC)、cTnI和cTnT三者共同构成细肌丝上的调节复合体。cTnI仅在心脏表达,而cTnT的异构体偶尔可见于病变骨骼肌。心肌细胞损伤后,肌钙蛋白可因细胞更新、凋亡、膜通透性增加、膜泡形成及坏死等多种机制释放入血。血液循环中的肌钙蛋白形式包括游离肌钙蛋白、肌钙蛋白复合体及小分子片段。研究表明,心肌梗死后肌钙蛋白形式随时间发生逐步转化,从完整的cTnT-cTnI-TnC三元复合体(cTnTIC)向小分子复合物和截短片段过渡。终末期肾病和耐力运动后,cTnT主要以小于18 kDa的小片段存在,而心肌梗死患者则同时存在完整分子、29 kDa片段及15–18 kDa片段等,提示不同病因可能具有不同的降解模式。
在检测方法部分,文章总结了目前cTnI和cTnT检测的主要抗体靶点。cTnI检测多针对其稳定中央区(约第30–110位氨基酸),不同商业试剂盒所用抗体表位存在差异。cTnT检测则主要由罗氏诊断提供,采用M11.7和M7两种单克隆抗体,靶向cTnT中央区第125–131和136–147位氨基酸。该检测可识别完整cTnT、轻度截短及重度截短片段。文章还指出,当前尚无专门用于区分特定片段的商业化检测方法,这限制了对肌钙蛋白片段临床价值的进一步评估。
关于心肌梗死中的肌钙蛋白形式,文章详细介绍了多项研究结果。Katrukha等在1998年即发现cTnI的N端和C端易被蛋白酶切割,而第30–110位氨基酸区域因受TnC保护而较稳定。后续研究在心肌梗死患者血清中检出完整cTnI及多达11种片段,分子量范围从12 kDa到20 kDa不等。对于cTnT,Cardinaels等发现在症状出现后早期血清中存在完整cTnT及29 kDa片段,24小时后仅检测到18 kDa次级片段,提示cTnT降解具有时间依赖性。Damen等通过冠状静脉与外周血采样发现,非ST段抬高型心肌梗死患者冠状静脉中cTnTIC复合体、完整cTnT及片段的浓度高于外周血,提示cTnT降解主要发生在细胞内。Vylegzhanina等应用肝素血浆研究发现,心肌梗死血浆中几乎不存在游离完整cTnT,完整cTnT和29 kDa片段均以cTnTIC复合体形式存在,而16–27 kDa中央片段以游离形式存在。这些结果说明,cTnT的不同片段组成可能反映缺血时间窗及损伤程度。
文章还讨论了血清与血浆样本对肌钙蛋白降解的影响。有研究认为血清制备过程中产生的凝血酶可导致cTnT降解为29 kDa片段,因此该降解可能属于分析前现象。但也有证据表明,cTnT在体内循环中即发生降解,凝血酶只是参与其中的酶之一。肝素血浆研究进一步显示,心肌梗死后cTnT主要以复合体形式存在,血清中则因凝血酶作用出现更多片段。作者认为,区分完整与降解形式的肌钙蛋白可能有助于识别临床有意义的心肌梗死、监测细胞内蛋白水解过程以及推动检测方法的标准化。
在慢性肾脏病(chronic kidney disease, CKD)部分,文章指出CKD患者常出现肌钙蛋白升高,即使没有急性冠脉综合征。终末期肾病(end-stage renal disease, ESRD)患者血清中cTnT主要以小于18 kDa的小片段存在,与心肌梗死患者的片段模式不同。该降解被认为主要发生在心肌细胞内部,涉及cTnT的N端截短。Airaksinen等开发了一种针对长形式cTnT的免疫检测方法,通过长/总cTnT比值能够较好地区分非ST段抬高型心肌梗死与ESRD患者的cTnT升高,并显示出优于现有hs-cTnT检测的准确性。这提示针对特定片段的检测可能有助于提高诊断特异性。
在耐力运动部分,文章回顾了马拉松等长时间运动后肌钙蛋白升高的现象。运动后cTn升高通常幅度较低且迅速回落,支持其来源于细胞质中肌钙蛋白的可逆性释放,而非心肌坏死。近年的研究发现,休闲运动员运动后循环中的cTnT片段主要为14–18 kDa的次级片段,与ESRD患者相似,而不同于心肌梗死患者。这与运动诱导的心肌应激和膜通透性增加等机制相吻合。不过,运动后肌钙蛋白升高的确切机制及其与心血管风险的关系仍需进一步研究。
在一般人群部分,文章指出hs-cTn检测可在几乎100%的健康个体中检出肌钙蛋白。性别、年龄和昼夜节律均影响其水平,男性cTn水平高于女性,老年人高于年轻人,且清晨水平较高。这提示健康心肌中存在生理性肌钙蛋白释放,包括细胞更新、凋亡、膜泡形成及细胞内降解等机制。一般人群中肌钙蛋白水平与未来心血管事件风险相关,独立于传统危险因素。由于特定肌钙蛋白形式仅占总肌钙蛋白的一小部分,目前在一般人群中研究不同片段形式仍面临检测灵敏度的限制。
在挑战与展望部分,文章总结了高敏肌钙蛋白检测面临的主要问题。首先,不同hs-cTnI试剂盒缺乏标准化,抗体表位不同导致结果差异可达10倍以上。其次,肌钙蛋白存在多种降解片段和翻译后修饰形式,进一步增加检测差异。第三,抗体交叉反应及内源性抗体干扰(如抗肌钙蛋白抗体、异嗜性抗体和巨肌钙蛋白复合物)可能导致结果低估或假性升高。作者提出,未来需要探索通用与性别特异性、年龄特异性临界值,疾病特异性肌钙蛋白形式及个性化诊断策略。
文章最终强调,尽管高敏肌钙蛋白检测极大推动了急性冠脉综合征的快速诊断,但肌钙蛋白升高并不总是意味着心肌梗死。不同病因、不同时间点和不同严重程度下肌钙蛋白的片段组成可能不同。若能明确疾病特异性片段并开发相应抗体,将有助于提高检测的特异性,改善临床决策。该综述的核心价值在于系统梳理了肌钙蛋白循环形式的现有证据,提出通过识别特定降解片段来优化免疫检测策略,为未来高敏肌钙蛋白检测的发展提供了方向。