二、cTn检测性能标准及检测方法分类定义
1.LoB:指检测系统重复检测不含cTn的空白样本时的背景检测值,即检测“噪音”。用多次重复检测空白样本结果的第95百分位值表示[4,5]。
2.LoD:指检测系统在95%的情况下能检测到的最低cTn浓度,此处的CV较大,准确性较低[4,5]。
3.LoQ:指检测系统能准确检测到的最低cTn浓度,通常指CV为20%情况下检测到的cTn浓度[4,5]。
4.CV:指检测系统重复检测某cTn浓度时标准差与均值的比值。CV越小,检测精密度越好,越能观察到cTn水平的小幅变化。
5.99thURL:指将表观健康人的cTn浓度值从小至大排列,处于第99位(具体为第99位与第100位的均值)的cTn浓度值称为表观健康人第99百分位值。由于cTn是一个连续变量,不存在完全区分正常和心肌梗死的单一切点值,因此将表观健康人99thURL作为公认的医学决定限,以前的目的是减少假阳性率,现在是要早期发现AMI和能发现(检出)微小的AMI,这必将缩小AMI临床诊断与病理学诊断间的差距,有利于临床提前干预,使患者获益[4]。
现阶段根据检测性能将cTn检测方法大致分为两类:即高敏和普通,后者包括绝大部分POCT检测方法(图2)。两类检测方法的主要区别是:第99百分位值处总CV和健康人群中能检出超过LoD的比例。(1)hs-cTn检测法:检测性能要求:①在不少于50%的健康男性和女性人群中均能够稳定可靠地检测到cTn,并且cTn浓度等于或高于LoD;②在性别特异性99thURL浓度下的总CV≤10%。(2)普通心肌肌钙蛋白(con-cTn)检测法:检测性能要求:①在20%~50%健康人群中能够检测到cTn,并且cTn浓度等于或高于LoD;②99thURL浓度下的总CV≤10%(由于检测敏感性不够,故不具备分设男女99thURL的能力)为指南可接受,总CV≤20%为临床可接受。(3)POCT心肌肌钙蛋白检测法(POCT-cTn):POCT主要特点是及时、即地,且可由非检验专业人员操作。需注意绝大多数POCT-cTn在正常人群中检出率都非常低,且99thURL浓度下的CV较大。根据2018版AMI通用定义,20%的cTn水平变化是鉴别急性和慢性心肌损伤的关键,因此99thURL浓度下的总CV≤20%为临床可接受,如果CV>20%则不可接受(容易造成假阴性或假阳性)。
国际临床化学和检验医学联合会(IFCC)心脏生物标志物应用工作组(TF-CB)建议,对于hs-cTn试剂,将LoD作为最低可报告限。hs-cTn可实现对LoD至第99百分位值区间浓度下样本的可靠检测,因而临床实用性增加[6]。临床应用前,实验室应验证hs-cTn测定的LoB、LoD、LoQ和99thURL的CV,并不断向临床讲解这些指标的意义,帮助临床医师提高解读这些浓度较低cTn结果的能力。临床医师应了解不同hs-cTn检测方法均会有不同的最低报告限,如果仅仅依据阴性检测结果作为排除诊断的依据是不可靠的。据粗略统计,国内目前hs-cTn、con-cTn和POCT-cTn使用率分别约为31%、69%和49%[7,8]。
【推荐意见2】(1)hs-cTn检测方法应当满足在超过50%健康男性和女性人群外周血中均能够稳定地检测到cTn,且检测的结果等于或高于检出限,同时第99百分位浓度下CV≤10%,否则为con-cTn检测方法。(2)con-cTn要求在20%~50%健康人群外周血中能够稳定地检测到cTn,同时第99百分位浓度下CV值≤20%时,为临床可接受。hs-cTn和con-cTn检测的均为cTn,差异在于检测系统灵敏性,而不是被测物质。
三、肌钙蛋白检测性能验证要求
四、cTn实验室检测的室内质控与室间质评
(2)浓度2:浓度稍高于较高性别特异性的99thURL,但不要超过URL的20%,CV应≤10%;
五、cTn结果报告
根据2018年AACC与国际临床化学和检验医学联盟心脏生物标志物临床应用专家组联合建议如下[6]。
1.报告单模板:hs-cTn单位用ng/L且整数报告,但质控报告需保留到小数点后1位,以避免舍入误差引起CV人为增加。con-cTn报告单位为ng/ml或μg/L,小数点后保留2位有效数字,质控报告保留小数点后3位有效数字。例如hs-cTn应以25ng/L替代0.025ng/ml的报告方式。con-cTn报告单位为ng/ml或μg/L,小数点后保留2位有效数字。小于LoD的检测结果仅报告<***ng/L,不报告具体数值。报告单上最好附有检测结果动态曲线。报告单应注明方法学和检测设备。对超过检测上限样本,要求尽可能稀释以报告具体数值。
2.关于参考区间建立:第4版全球AMI通用定义仍建议将99thURL作为诊断AMI的cut-off值,建议hs-cTn检测应按照不同性别分别设置。通常男性99thURL会高于女性,采用统一99thURL容易漏诊女性AMI患者。con-cTn检测设立男性、女性统一的99thURL。具备条件的实验室可对新生儿等非成年人设立不同年龄段cTn参考值。
3.关于健康人群设立的要求:如何定义健康人群尚存争议,但目前公认为适用于cTn99thURL的表观健康人群应排除心脏疾病、非心脏疾病甚至心血管危险因素。多项研究表明,针对潜在合并症筛查越严格,则URL值越低。应力求考虑性别比例、地域因素、可能出现心肌损伤(包括AMI)患者群体的代表性。具体要求:选择20岁以上表观健康的个体,男性和女性各不少于300例。排除建议:(1)服用心血管药物(如他汀)的个体;(2)N末端前体B型钠尿肽(NT-proBNP),>125ng/L(<75岁)和nt-probnp>450ng/L(≥75岁)或BNP>35g/L、糖化血红蛋白(HbA1c)>6.5%和肾小球滤过率(依据CKD-EPI公式)≤60ml·min1·(1.73m2)1等特异性标志物检测排除隐匿性并发症;(3)影像学筛查应作为常规检查,排除异常的个体。99thURL的统计过程中,应排除离群值,建议采用非参数统计,以保证数值的统一。建议制造商公开其选择表观健康人群的入选和排除标准,并明确其第99百分位数的统计方法。
【推荐意见5】(1)用整数报告hs-cTn浓度,单位为ng/L,对于质控数值建议保留一位小数。(2)用保留两位小数的数值报告con-cTn浓度,单位为ng/ml或μg/L,对于质控数据建议保留3位小数。(3)建议制造商应公开其选择表观健康人群的入选和排除标准,并明确其99thURL的统计方法。(4)hs-cTn使用性别特异性99thURL,con-cTn提供统一99thURL。
六、检测影响因素
1.干扰肌钙蛋白检测的因素:任何抗原-抗体反应均不可避免会出现假阳性或假阴性。尽管大多数现代免疫检测试剂内包含了非特异性免疫球蛋白封闭剂减少干扰的影响,但并不能完全避免。hs-cTn分析技术十分敏感,稍有问题即可对检测结果带来较大影响,尤其对低水平的危害更大,较小浓度变化(如2~6ng/L)会导致不同的临床结局。
3.减少或消除针对肌钙蛋白检测干扰的方法:在排除技术操作错误和仪器故障,并再次检测后,可通过下列方法减少或排除干扰抗体的影响。(1)使用可获得的商用针对异嗜性抗体的封闭试剂。(2)通过添加正常鼠(动物)血清以封闭内源性免疫球蛋白干扰。(3)经过固定化蛋白A柱处理。
七、cTn检测结果的临床应用
(一)在ACS诊断中的应用
1.AMI诊断:需要强调cTn高于99thURL是诊断AMI的必要条件,但不是唯一条件。临床诊断AMI必须有临床缺血证据支持,无临床缺血证据的cTn急性升高或降低,不能诊断为AMI。在数小时或数天内动态监测cTn变化在诊断AMI中也非常重要,升高或降低的变化在诊断AMI中的临床意义是一致的,取决于采血的时机。应用hs-cTn变化值诊断AMI时,绝对变化优于相对变化[16]。连续监测时,hs-cTn表现为升高还是下降取决于采血时机和病程,通常AMI发生时,hs-cTn快速升高,然后缓慢下降,其幅度部分取决于血管闭塞情况和梗死面积[17,18]。2018年第4版全球AMI通用定义中的5种类型AMI诊断标准详见表2。AMI诊断标准包括:cTnT或cTnI(首选hs-cTn)水平升高和(或)降低,且至少有1次超过健康人99thURL,并伴有至少1种临床缺血证据:(1)急性心肌缺血的症状;(2)新发心电图缺血性改变;(3)心电图出现病理性Q波;(4)影像学证据显示存活心肌丢失或与缺血原因一致的节段性室壁运动异常;(5)血管造影或尸检发现冠状动脉内血栓[10]。
【推荐意见7】(1)cTn是诊断AMI的首选标志物,TnT、TnI诊断价值相同。(2)cTn水平出现上升和下降,且至少有1次高于第99百分位值参考上限,同时具有任意临床缺血证据可诊断AMI。如无心肌缺血的表现和证据,则应诊断为心肌损伤。
2.非ST段抬高AMI诊断:所有可疑ACS的患者均应该测定肌钙蛋白,首选高敏肌钙蛋白,其敏感性和特异性显著优于肌酸激酶(CK)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、肌红蛋白(Myo)、心型脂肪酸结合蛋白(h-FABP)及和肽素(Copeptin)[11,19,20,21]。症状出现后cTn可快速升高并持续数天,尤其hs-cTn水平通常在症状出现后1h内即可升高。连续采血动态监测肌钙蛋白浓度变化是诊断非ST段抬高AMI的重要手段。与con-cTn相比,hs-cTn可显著提高早期胸痛患者诊断精确性。hs-cTn替代con-cTn用于急诊疑似非ST段抬高型ACS患者诊断时,可提高非ST段抬高型AMI诊断率(1型心肌梗死相对增加约20%,2型心肌梗死相对增加200%),不稳定心绞痛(UA)诊断的比例减少,同时伴随更低的死亡风险。
图3高敏心肌肌钙蛋白0~1h及0~2h快速诊断流程图
图4高敏心肌肌钙蛋白0~3h快速诊断流程图
(2)con-cTn在非ST段抬高AMI诊断中的策略:con-cTn通常在AMI患者出现症状后4h升高,并持续2周左右。非ST段抬高ACS中,con-cTn小幅升高通常持续2~3d。单次con-cTn检测水平低于99thURL,仍有10%左右的住院死亡风险,因此不能单独作为非ST段抬高ACS排除标准。大部分患者在6~9h后再次检测时,con-cTn水平均升高。POCT-cTn敏感性仅达到con-cTn敏感性水平(有些甚至敏感性更低),高敏的POCT-cTn仍在研发探索当中,因此单次检测con-cTn阴性或低于LoD不可直接排除AMI,应在至少6h后再次检测。
(3)cTn联合风险评估工具在疑似ACS鉴别诊断中的应用:将上述纳入/排除策略与TIMI(ThrombolysisInMyocardialInfarction)、GRACE(GlobalRegistryofAcuteCoronaryEvents)、ADAPT、HEART(History,ECG,Age,RiskFactors,andTroponin)、T-MACS(Troponin-onlyManchesterAcuteCoronarySyndromes)和EDACS(EmergencyDepartmentAssessmentofChestPainScore)评分工具联合应用,不仅能提高AMI排除诊断安全性,也能增加短期内(通常30d)严重心血管事件或死亡的排除价值。但是,以上评分工具由于纳入的参数不同,预测的短期风险事件也不同。TIMI与GRACE评分预测死亡风险;ADAPT评分预测AMI、紧急血运重建、死亡、室性心律失常、心源性休克、心脏骤停、高度房室传导阻滞风险;HEART评分预测全因死亡、AMI或冠状动脉血运重建风险;T-MACS预测AMI、猝死或冠状动脉血运重建风险;EDACS预测AMI、紧急血运重建、心血管死亡、室性心律失常、心脏骤停、心源性休克或高度房室传导阻滞风险。应根据患者特征和需要预测的风险事件选择辅助评分工具。
(二)心肌损伤的诊断和鉴别
心肌损伤的诊断标准:cTn高于99thURL诊断为心肌损伤,如果伴随着上升或下降考虑为急性心肌损伤;如持续升高状态,且增幅变化<20%则可能为慢性心肌损伤。心肌损伤可见于多种心脏和非心脏疾病(图5)。
图5高敏肌钙蛋白与疾病诊断关系示意图
心肌损伤的机制较为复杂,损伤后涉及到游离与结合cTn释放入血。由于检测敏感性及检测性能的大幅提高,现在cTn检测所涉及到的病理生理学范围有了极大的扩展,生理状态下包括心肌细胞的更新、凋亡、cTn降解产物的释放、细胞壁通透性的增加、膜泡的形成释放和心肌细胞的坏死[2,38,39,40]。病理机制方面,除了心肌缺血、坏死外,还涉及到氧化应激、炎性反应、儿茶酚胺过量、心肌细胞壁应力增加、心脏浸润及心脏直接创伤等引起的心肌损伤,故cTn为心肌损伤标志物。考虑到临床情况复杂性,心肌损伤可能多种机制并存,需要综合考虑。
2.cTn用于诊断Takotsubo综合征:Takotsubo综合征是以可逆的左心室室壁运动异常为特征的心肌疾病,又称心尖球囊综合征或心碎综合征,临床症状与AMI极为相似,常见于女性患者。95%患者会出现一过性cTn升高,但是与较为广泛的心电图ST-T改变比较,其峰值水平较低。如果患者存在冠心病,与心肌梗死的鉴别更为困难[45]。尽快进行超声心动图或冠状动脉造影检查有利于鉴别诊断。Takotsubo综合征患者左室造影检查特征性改变为“章鱼篓”,有利于鉴别诊断。
【推荐意见9】cTn高于99thURL,且变化幅度超过20%,考虑为急性心肌损伤;如持续升高状态,且增幅变化<20%,则可能为慢性心肌损伤。动态监测结合临床情况是明确心肌损伤病因的重要手段。心力衰竭、肾功能不全、全身性疾病、手术、感染甚至药物治疗均能导致心肌损伤,不同疾病的确诊需要结合临床情况。
八、hs-cTn在普通人群心血管危险分层中的应用
传统心血管风险分层均基于性别、年龄、生活方式、疾病史、血脂标志物以及全身性炎症标志物等动脉粥样硬化风险因素,但对于常规血脂外残余风险无法有效评估,所用生物标志物也缺乏心血管系统特异性[61]。
当hs-cTn用于普通人群心血管危险分层时,应注意以下问题:(1)hs-cTn更适用于传统心血管风险分层的中风险人群或者长期暴露于心血管危险因素中个体的风险评估;(2)hs-cTn危险分层截断值不宜采用99thURL,而应根据方法学、性别和年龄等建立特异性截断值;(3)hs-cTnI和hs-cTnT可能提供互补而不是冗余的信息[66,67];(4)中国普通人群数据尚缺乏,经济效益分析有待进一步阐明。
【推荐意见10】hs-cTn(不是con-cTn)可用于经传统心血管风险分层中的中风险普通人群心血管风险分层,预测心血管事件。
九、检验与临床沟通
十、cTn检测标准化
由于不同cTn检测试剂盒生产商选用了不同的捕获抗体和检测抗体、不同的发光系统以及反应体系,因此各品牌检测试剂盒间的检测值具有较大差异[68]。肌钙蛋白检测唯一的一级参考物质为NISTSRM2921,通过反向色谱-质谱联用技术和氨基酸分析的一级参考方法将NISTSRM2921溯源到国际标准单位浓度。通过与商业化抗体特异性相当的非商业化免疫方法(如酶联免疫吸附试验)溯源到由多位心肌梗死患者(48h内)混合血清组成的二级参考物质。生产商根据选定的免疫分析程序校准生产商工作主批号校准液,进一步校准产品校准液用于临床实验室[69]。通过该溯源链可将不同平台检测结果差异从88%降至16%[70]。应注意的是,即使采用上述溯源链制造的检测试剂盒,hs-cTnI与hs-cTnT间、hs-cTn与con-cTn间的检测结果也无法进行换算。
总之,良好的cTn检测系统应具有下列性能:(1)具有准确、及时的AMI诊断能力,即特异性好,具有较高的检测敏感性(临床认可、满意);(2)早期、准确的ACS危险分层的辨别能力,即高检测灵敏度及低值稳定可靠的检测能力(浓度变化敏感、有利于动态观察);(3)早期ACS的排除能力,即极高且稳定的极低值检测能力(LoD排除策略);(4)优秀的AMI的诊断、病变程度、疗效及预后判断能力,即检测下限低且范围宽;(5)对进行性慢性结构性心肌损伤的判断能力敏感,且特异性好;(6)心血管疾病一级预防判断能力,即稳定的ng/L级的检测能力;(7)特异性好,抗干扰能力强,试剂稳定性好,效期长;(8)具有完善配套的质控品(特别是LoD~99thURL间低值);(9)检测标准化;(10)出结果快(使用肝素抗凝血浆、全血检测)。
【推荐意见12】为降低不同检测平台间结果差异,应将美国国家标准与技术研究院(NIST)的标准参考物质(SRM)2921作为现有溯源物,并依据国际临床化学和检验医学联盟心脏生物标志物临床应用专家组的cTn溯源链制造检测试剂盒。
丹大高敏肌钙蛋白(hs-cTn)
化学发光免疫分析法
----心肌损伤诊断标志物
经综合性能验证,丹大生物hs-cTn试剂满足高敏感肌钙蛋白认定标准:
1、丹大生物hs-cTnI试剂在正常人群99th百分位为0.03ng/mL,该处的CV值为8%(<10%)。
2、丹大生物hs-cTnI试剂在表观健康的正常人群检测率>50%。
丹大生物采用化学发光免疫分析法,突破性研发高敏肌钙蛋白I和高敏肌钙蛋白T检测试剂盒。针对既往国内高敏肌钙蛋白T试剂盒的紧缺,丹大生物高敏肌钙蛋白T的成功上市,大大满足临床的检测需求,惠及更多患者。同时,丹大生物高敏肌钙蛋白CV值≤10%,灵敏度更高,且众多国内外指南一致推荐高敏肌钙蛋白作为心肌标志物。