临床生物化学/肌酸激酶（CK）及其同工酶

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临床生物化学

诊断酶学
- 临床诊断中常用的血清酶类及其同工酶
  - 肌酸激酶（CK）及其同工酶
  - 乳酸脱氢酶（LD）及其同工酶
  - 氨基转移酶（ALT，AST）及其同工酶
  - 碱性磷酸酶（ALP）
  - γ-谷氨酰基转移酶及其同工酶
  - 淀粉酶（AMY）及其同工酶
  - 酸性磷酸酶（ACP）及其同工酶

以前临床常习惯将此酶称为肌酸磷酸激酶（CPK），此名称不确切，目前国外已摒弃不用。此反应逆向反应速度约为正向反应速度6倍，与大多数激酶一样，Mg²⁺为它的辅基，需双硫键维持酶的分子结构。测定酶活性时必须加入巯基化合物，N-乙酰半胱氨酸（NAC）是目前最常用的激活剂。

CK作用生成的磷酸肌酸含高能磷酸键，是肌肉收缩时能量的直接来源，在3种肌组织和脑组织中含量最高。

CK是由两种不同亚基（M和B）组成的二聚体，这样正常人体组织常含3种同工酶，按电泳速率快慢顺序分别为：CK-BB（CK₁），CK-MB（CK₂）和CK-MM（CK₃）。

除细胞质外，在心肌、骨骼肌和脑等组织细胞的线粒体内还存在另一种结构不同的CK，它也是二聚体，常简写为CK-MiMi，电泳时速度最慢，故命名为CK₄。

【组织分布】

CK主要存在于骨骼肌、心肌、脑组织中，此外还存在于一些含平滑肌的器官如胃肠道，子宫内。而在肝、红细胞中含量极微或者没有。

骨骼肌无论在每克组织含量（328U/G湿重）还是绝对含量上都大大超过其它组织和器官。其中主要为CK-MM，不含CK-BB，仅有少量CK-MB（＜3％）。心肌中CK虽只有骨骼肌的1/10（313U/G湿重），但CK-MB占CK总量的14％-42％，这在人体中是绝无仅有的。脑组织以及其中含平滑肌器官中的CK则几乎全部是CK-BB，它同时也是人胚胎中CK的主要存在形式。

【生理变异】

年龄、性别和种族对CK含量都有一定影响。

新生儿CK常为正常成年人的2-3倍。可能与分娩时骨骼肌损伤和缺氧有关，过6-10周可逐步下降接近成年人值。

CK含量和肌肉运动密切相关，其量和人体肌肉总量有关，男性参考值高于女性可能与这点有联系。国外调查，白种男性CK均值只为黑种人的66％，可能与种族有关，但也不排除两个人种之间体力劳动的差别。

【标本的采集、处理和贮存】

虽然红细胞中不含CK，但含有大量腺苷酸激酶（AK），目前常用的测CK的酶偶联法的反应体系中含有ADP。AK催化下列反应：

生成的ATP在指示酶6-磷酸葡萄糖脱氢酶作用下，可使NAD⁺生成NADH，340nm处吸光度升高，引起CK人为地升高。为去除AK的干扰，不少试剂盒中加入AK的抑制剂二腺苷-5-磷酸（DAPP）和AMP。但也有些试剂中未加入DAPP，此时溶血标本将产生明显干扰。

除肝素外，其它常用抗凝剂都能抑制CK活性。如不能及时测定，可将血清放冰箱贮存，－20℃中可长期保存。

【参考值范围】

成年男性参考上限为180U/L（37℃），女性为130U/L（37℃）。

正常血清中用电泳法查不到CK-BB，CK-MB不超过5％，如用免疫法测CK同工酶，依方法不同结果有异，可参考有关文献。

【临床应用】

CK及其同工酶是目前世界上临床测定次数最多的酶，80年代初期统计分别达一亿次和一千万次。这是因为CK在骨骼肌、心肌和脑疾患时常明显升高，如同时测定同工酶还有助于疾病的鉴别诊断。表7-4是各种疾病时CK的变化。

此酶测定主要用于早期诊断AMI和判断溶栓治疗的疗效以及判断疾病预后，特别在无Q波型AMI，此时心电图无Q波变化，常需其它检查来协助临床医师诊断和鉴别诊断AMI。目前有些国外学者认为在诊断AMI不需要同时作许多酶，只要单测CK一项即可。这是因为：

⑴心肌细胞含有大量CK：按每克组织含酶量计算，CK超过天冬氨酸转氨酶（AST，即谷草转氨酶）和乳酸脱氢酶（LD）等。所以当发生AMI、心肌细胞坏死时，释放出来的CK量超过其它酶。

⑵CK由于分子量不大，而且大量存在于胞质中，所以在各种酶中最早进入血液：一般在AMI后4-8小时就可能超过参考值上限。LD由于分子量大（约为125000），故增高明显迟于其它酶。同样线粒体中的酶，如线粒体AST在血中浓度升高明显推迟。

表7-4 总CK和CK同工酶在疾病时的变化

疾病	总CK	CK同工酶
	急性心肌梗死（AMI）	常用酶中CK增高最早（4-8h），24h达峰值，2-3d恢复正常，中度升高，常在3000U/L以下	诊断AMI“金标准”（＞6％），增高稍早于总CK（？），2-3天恢复正常
	心肌炎（病毒性，风湿性）	急性期轻度升高，可达5倍正常上限	CK-MB可增高
增	心导管，冠状动脉造影	可有中度升高	一般无变化
	运动试验）	可轻度升高	CK-MB正常
	肌肉损伤（挫伤、手术，肌注药物、癫痫、酒精和毒素中毒，过度运动）	升高程度和损伤程度有关，严重病例可达10000U/L以上，肌注药物引起CK升高，一般不超过正常上限2倍，持续不超过一天	主要为CK-MM升高，CK-MB绝对值虽可升高，但百分比＜6％
	肌萎缩（Duchenne和Becker型）	有症状患者CK可达50倍正常上限，女性携带者CK可为3-6倍正常上限，可查CK以筛选携带者	有些患者也可出现CK-MB升高
	多发性肌炎与肌炎	CK明显增高	主要为CK-MM
高	神经性肌肉疾患	CK正常	无变化
	脑血管意外（脑出血，脑血栓）	部分患者血中和CSF中CK升高	CK-BB可增高
	恶性肿瘤		约10％病例CK-BB升高
	甲状腺功能低下	可高达50倍正常上限	主要累及CK-MM
	Reye综合征	明显升高可在达70倍正常上限	主要为CK-MM
降	卧床患者	程度不等地下降	主要为CK-MM
	甲状腺功能亢进	程度不等地下降	主要为CK-MM
低	激素治疗	个别患者可下降	主要为CK-MM
变	Ⅰ型巨CK血症		电泳位于CK-MB和CK-MM之间可能是CK和IgA，或IgG复合物
异	Ⅱ型巨CK血症		电泳位于CK-MM后面，为线粒体CK和其聚合体

（3）由于CK主要存在于肌肉组织中，其它脏器如肝、肾、血细胞中含量极微：在诊断AMI时，其特异性远比一般代谢酶如LD、AST等为高，特别是溶血标本对CK测定结果影响较小。

近年来国内外使用动态法测定酶活性，大大提高了CK测定的准确性和重复性，并且可以在很短时间（约5分钟）测定完毕，特别适合于急诊患者。但CK测定的局限性也很明显，由于CK大量存在于3种肌肉组织中，尤其是骨骼肌中CK含量不论按浓度含量或按全身总量计算都大大超过心肌。因此骨骼肌局部或全身疾病都很容易引起血中总CK活性升高。血CK的极度增高主要见于全身疾病。曾有一例横纹肌溶解症患者，血中CK含量高达100000U/L，而在AMI时，就是大面积梗死，血中CK含量也很少超过3000U/L。肌注某些药物也可能引起CK一过性升高，但一般不超过正常上限值的2倍，持续时间不超过1天。因此国外有些医院将CK参考值上限的2倍作为诊断AMI的判断值，以减少假阳性。尽管CK测定诊断AMI的灵敏度很高，但特异性却明显偏低，其假阳性率达15％-30％。CK在体内的半寿期明显比其它酶短，心肌组织一次梗死后，CK急剧升高并很快恢复正常（48-72小时），这样在亚急性心肌梗死时CK可能正常，但其它酶如AST，特别是LD很可能居高不下。

以往对CK诊断AMI常强调下列几点：①AMI发病后8小时内查血CK不高，不应轻易除外AMI诊断，并以此结果作为基础值，和以后测定值作比较，任何怀疑AMI者应尽早抽血送检；②发病后24小时CK测定结果临床意义最大，因为此时正当CK的峰值时间，如不超过正常值上限可排除AMI诊断；③发病后48小时内应多次测CK活性，如不出现一个典型升高和下降的过程，应怀疑AMI的诊断。

近年文献指出，某些AMI患者血中CK可以不超过正常值，特别是不超过参考值上限的2倍，这些病例又多见于无Q波心肌梗死。长期以来认为CK峰值高低对AMI预后判断有一定价值。

CK-MB由于大量存在于心肌组织中，其它组织和器官中含量很少，所以CK-MB是目前诊断AMI的一个极其可靠的生化指标，特异性可达95％乃至更高。一般认为其灵敏度比CK总活性稍差，但也有文献报道，约有12.5％AMI患者总CK不高，但CK-MB超过正常。

CK-MB测定方法和试剂盒很多，同一标本不同实验室往往结果不同。从测定原理来分，可分为测酶活性与酶质量两大类方法。第一类方法先用物理、化学和免疫等各种手段将CK-MB和其它同工酶分开，然后根据酶的催化活性测CK-MB浓度，用活性单位/升（U/L）或百分比报告结果。测酶质量方法则是利用CK-MB的抗原性，根据抗原抗体反应测CK-MB酶蛋白浓度，单位为μg/L。两者结果有时不一致，因为如酶变性失活但仍保留抗原性，此时用测酶活性的方法结果不高，但用测质量方法可以增高。80年代早期德国学者根据此结果认为AMI患者血中存在着灭活的CK。但最近用改进方法测CK-MB，发现两法差异不大。国内普遍使用测酶活性方法，目前较多使用电泳方法分离CK-MB。电泳法特点是准确可靠，当出现一些异常同工酶如巨CKⅠ、巨CKⅡ等，从电泳图谱上很容易发现，并可通过光密度计进行定量测定，不会将CK-BB和各种异常同工酶误认为是CK-MB而误诊。其主要缺点是灵敏度较差。

近年来国内一些单位用免疫抑制法测CK-MB，其原理为抗M亚单位的抗血清可以和CK-MM及CK-MB中的M亚单位形成抗原抗体复合物，从而完全抑制M亚单位的酶活性，因为正常血清中几乎无CK-BB，故将此值乘以2可以认为大致代表CK-MB的活性。此法简单迅速，缺点是特异性差，如患者血清中还存在着CK-BB或者异常CK时，都将出现假阳性。故可作为过筛试验，如有疑问时用电泳法核实。另外此法正常值明显高于其它方法。如Sclavo公司试剂盒的正常值为18U/L，而电泳等其它方法都是＜5U/L。有人认为这是因为CK-MM还可以进一步分为若干亚型，一般抗MM血清对MM₃抑制较好，但对MM₁抑制较差，而正常情况下血中MM亚型的存在以MM₁为主，故导致正常值明显偏高。AMI第一天血中以MM₃为主，但第二天以后则以MM₁为主，因此使用此类方法诊断AMI和解释结果时应谨慎。

国外从80年代初建立了多种测CK-MB酶质量的方法。应用最多的是美国Hybriteeh公司的ELISA方法，正常人在5μg/L以下，此法结果和电泳法相关良好。缺点是测定时间长达半天，只适合成批标本。近两年来应用单克隆技术制备出特异性极高的只和CK-MB作用的抗血清，并已有多种试剂盒供应。最近Deerson以CK-MB≥10μg/L以及CK-MB指数≥3.0（μg/UCK×100）为AMI诊断标准。CK-MB单克隆抗体方法简单，特异性高，是目前重点发展的方法，近来有人认为此法有助于不稳定型心绞痛的诊断，可惜国内应用不多。

CK-MB的局限性在于骨骼肌损伤时也可能释放出一定量的CK-MB。虽一般认为骨骼肌含有的CK-MB在总CK中不超过5％，但也有例外。Evans报道1例横纹肌肉瘤的CK-MB高达274U/L，占总CK的28％。因此当CK-MB增高时，临床也应考虑有无非心肌来源的可能性。

骨骼肌中有大量CK，所以CK明显升高（3000U/L）大都见于肌肉疾病。此时CK测定用于鉴别肌萎缩病因，如Duchenne型和Becker型肌萎缩患者，常在临床前期血中CK就可中度和高度增加。该病是伴性遗传，在75％女性Duchenne型肌萎缩携带者和50％女性Becker型肌萎缩携带者血中也可查到CK升高。此外各种原因（病毒，细菌和寄生虫）引起的肌肉感染性疾病都能引起CK升高。但由于神经疾病引起的肌萎缩症，CK常不增高。

脑中虽含有较大量CK，脑血管意义时有大量CK释放入组织间隙，但由于血脑屏障存在，只能在部分病例中查到血中和脑脊液中CK升高，以及出现CK-BB，但阳性率不高，这妨碍了CK在这方面的临床应用。

人胚胎期主要为CK-BB，有人根据“癌胚”理论，提出CK-BB可作为肿瘤标记物，可惜的是阳性率不高，只占恶性肿瘤的10％左右。