临床生物化学/肝脏疾病的酶学诊断

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临床生物化学

诊断酶学
- 诊断酶学概述
- 临床诊断中常用的血清酶类及其同工酶
- 缺血性冠状动脉疾病的酶学诊断
- 肝脏疾病的酶学诊断

从1995年卡门（Karmen）等发现急性肝炎患者在黄疸前期，血清中转氨酶（ALT，AST）活性就已明显增高以来，用于诊断肝脏疾病的酶不下几十种。在我国ALT是应用最广泛的酶，其次是碱性磷酸酶（ALP）、γ-谷氨酰基转移酶（GGTP），其它有精氨酸代琥珀酸裂解酶（ASAL）、酰苷脱氨酶（ADA）、5’-核苷酸酶、甘露醇脱氢酶等。总的说来这些酶都能比较确切反映肝胆系统的炎症或坏死性病变，在我国对反映肝脏合成功能方面的酶试验重视较差。公认假性胆碱脂酶（CHE）能反映肝脏蛋白合成能力。还有文献报告卵磷胆固醇酰基转移酶（LACT）也能反肝细胞酶和蛋白的合成能力，但目前此酶所用方法不实用。

1975年德国内科协会年会提出ALT、GGTP和CHE三种酶作为肝脏疾病时的酶过筛试验。三种酶分别反映肝脏的不同病理过程：ALT增高往往说明肝实质细胞的损伤；GGTP增高可以说明胆汁淤积和对肝的“诱导作用”；测定CHE可以检查肝脏的蛋白合成功能。当时德国选用这三种酶是建立在大量的临床观察的基础上，他们统计了10年内13000名肝脏疾病患者的检查结果，发现GGTP增高占病例的95％，GPT为83％，CHE有变化的为74％，其中63％活性下降，11％上升。其余酶阳性率的顺序为AST71％，ALP60％，GLDH47％和LDH34％。如同时测定GGTP、GPT和CHE三种酶可查出99％的肝胆疾病患者。

急性肝炎恢复期患者约有半数ALT是最后一个恢复正常的生化指标，另半数则是GGTP。另有文献报道在肝炎时ADA恢复正常迟于ALT。

大多数中毒病例如果累及肝脏，GGTP灵敏度往往高于转氨酶，尤其是酒精性脂肪肝。血中ALT活性正常而GGTP增高还见于胆石症、胆囊炎、药物的诱导作用以及肝脏慢性淤血等。

很早就知道CHE下降是判断肝脏疾病预后一个很好的指标。而在脂肪肝时随ALT和GGTP的增高，CHE也可能增高。

根据一个酶试验的结果就进行鉴别诊断和判断预后决非易事。所以后来一些学者企图通过比较不同酶变化的结果来提高酶试验应用的价值。DeRitis首先提出AST/ALT比值的诊断意义，ALT主要存在于细胞质中，AST则有一半位于线粒体中，另外ALT在血中半寿期明显高于AST3倍，所以在典型急性肝炎患者血ALT活性不仅升得高并且持续时间长，在急性肝炎时随时间延长DeRitis比值逐步下降。在病程的第1、2、3和4周，其比值分别为0.7、0.5、0.3和0.2。在慢性活动性肝炎和肝硬化时，由于细胞进一步坏死，AST增高程度往往超过ALT，DeRitis比值大于1。肝硬化尤其酒精性肝硬化，此比值可达3.0。文献上还曾介绍LD/AST、GGTP/AST等，但目前已少用。

国内外都有文献报告GGTP和ALP同工酶测定有辅助诊断肝癌作用。LD同工酶试验对肝病诊断也有一定价值。肝中LD以LD₅为主，但在正常血中一般不超过10％，所以肝病时测总LD活力价值不大，其阳性率很低，但如测定LD同工酶，则LD₅阳性率明显升高，急性肝炎LD₅增高患者中有半数LD总活力正常。慢性肝炎中此现象更明显，72％病例LD不增高但LD₅异常。一般都认为LD₅增高是肝细胞坏死的一个很好指标，可用于判断肝炎治疗效果。重症肝炎时，如LD₅持续增高常是需要换血疗法的一个重要指标。

急性肝炎时测定线粒体谷草转氨酶（m-AST）有助于了解肝病严重程度。Ideo等报告28例急性肝炎，血清m-AST/总AST为32.10（9.28U/L）。如果总AST升高明显，而m-AST/总AST比值较低，说明病情较轻，反之，如果比值较高，常有重度线粒体破坏，见于肝坏死。国内有人认为测定m-AST可以在一定程度上取代肝活检。

以往在解释为何肝病时血清酶变化明显时，往往简单地认为是因为肝脏是人体的代谢库，含有多种高浓度的酶，肝细胞病变时细胞膜通透性增加或者细胞坏死，细胞内酶释放入血以致血清中酶活性升高。这显然不能很好解释复杂的临床现象，例如不同的病因（病毒、毒品、淤血等）可以引起类似的肝细胞病变，但酶的变化规律并不相同。这与下列三个因素有关。

（一）肝组织结构和血清酶活性变化

肝有两大类型细胞（肝细胞和非肝细胞），通过近年来定量组织学的研究发现，每立方厘米肝细胞中非肝细胞（枯否细胞、内皮细胞和贮脂细胞）约为0.92亿，肝细胞含量在1.5亿到1.7亿间，非肝细胞的数数为肝细胞的1/2。非肝细胞体积小于肝细胞，其总体积为肝细胞体积的10％。一般认为量为肝细肝细胞代谢比其它非肝细胞更为活跃，酶含量高于非肝细胞，但已有文献报道按每克蛋白质计算，非肝细胞所含的已糖激酶和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活力高于肝细胞。所以在研究肝脏疾病酶变化规律时，不能只看到肝细胞病变而忽视其它细胞特别是枯否细胞的病变。目前对这方面的研究是很不够的，特别缺乏非肝细胞病变和血清酶变化间关系的文章。值得一提的是腺苷脱氢酶（ADA），急性肝炎时血中此酶一般是中度增高，但是传染性单核细胞增多症时知中ADA增高非常明显，此现象还见于肠伤寒。这些都提示血中ADA活性变化可能和单核吞噬细胞系统病变有关。Neef将肝功能试验分类时，也提出ADA可以反映肝脏间质细胞的反应。还有文献报道肝硬化时N-乙酰-氨基葡萄糖苷酶（ANG）活性增高，此酶主要存在于溶酶体，所以不能排除肝硬化时非肝细胞病变引起ANG增高。

肝细胞与非肝细胞在细胞的亚细胞器方面差异较大。例如肝脏中的线粒体都集中在肝细胞中，非肝细胞中的线粒体只占总数的1.2％。另一方面非肝细胞中含大量的溶酶体，可占总数的43％。膜结构主要存在于肝细胞中，非肝细胞结构面积仅占总面积的8％，但其中高尔基复合体膜面积为总高尔基复合体面积的15％，质膜占27％，溶酶体的膜更多为30％。这从另一方面说明肝细胞中膜结构主要集中于线粒体和内质网。

由于线粒体几乎全存在于肝细胞中，所以检测代表线粒体酶的变化往往能较准确地反映出肝细胞病变程度，尤其是坏死性变化。因为线粒体有两层膜，一般病变并不能促使线粒体中的酶释放入血。谷氨酸脱氢酶（GLDH）和异柠檬酸脱氢酶（以NADP为辅酶）是最能反映肝细胞线粒体苹果酸脱氢酶（m-MDH）的方法，在判断肝细胞病变估计肝病患者预后方面具有一定的价值。

还有人探讨了过氧化物体中的酶，如过氧化氢酶，与内质多有关的酶，如阿司匹林酯酶变化对肝病的诊断价值，但尚看不出有任何明显的临床意义。

（二）肝细胞的不均一性

近年来通过组织化学定性研究，显微分光光度计定量测定、电子显微镜观察等各种手段和技术已经知道，肝脏中不仅存在着肝细胞和非肝细胞的不同，不同的肝细胞也存在着差异，不仅表现在代谢功能上，还表现在细胞结构上。

现常以汇管区肝小叶动静脉终末分枝为中轴进行划分肝小叶，由内向外分为Ⅰ，Ⅱ和Ⅲ带。

不同区带的肝细胞血液供应有差别。氧含量很高的肝动脉血和富含营养物质的肝门静脉血由汇管区的小叶间动脉和静脉进入肝小叶的血窦，依次同过Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ带，最后到达中央静脉，所以Ⅰ带的肝细胞氧和营养物质供应最充分。但另一方面通过血液进入肝脏的有毒物质和致病因子也先到达Ⅰ带。这些特点不可能不对各区带的肝细胞产生影响。在电子显微镜下Ⅰ带存在着大而均一的线粒体，Ⅲ带的线粒体少而大小不一。测定Ⅰ带线粒体剖面积，其平均值为0.43μm，嵴突长度的平均值微7.5μm约为Ⅲ带的2倍，其值分别为0.2μm²和0.3μm²。

这促使科学家们去研究不同区带细胞中酶的分布情况。表7-9是综合各学者报告的结果。

表7-9 肝小叶不同区带酶分布情况

主要存在于Ⅰ带的酶	均匀分布的酶	主要存在于Ⅲ带的酶
细胞色素氧化酶	磷酸甘油脱氢酶	谷氨酸脱氢酶
琥珀酸脱氢酶	苹果酸酶	丙酮酸激酶
乳酸脱氢酶	单胺氧化酶	异柠檬酸脱氢酶（NADP）
苹果酸脱氢酶	葡萄糖激酶	乙醇脱氢酶
天冬氨酸氨基转移酶	已糖激酶	3-羟丁酸辅酶A脱氢酶
丙氨酸氨基转移酶	已糖二磷酸激酶	NADH-四唑还原酶
糖原合成酶	磷酸甘油醛脱氢酶	NADP-四唑还原酶
糖原磷酸化酶
磷酸葡萄糖异构酶
葡萄糖-6-磷酸酶
磷酸烯醇丙酮酸激酶

Pett和Wmmer还进一步报告了各个酶在Ⅰ带和Ⅲ带浓度间的比值。琥珀酸脱氢酶比值为0.91，苹果酸脱氢酶为1.68，乳酸脱氢酶为1.32，异柠檬脱氢酶为0.52，谷氨酸脱氢酶为0.55，NADH四唑还原酶为0.58，磷酸甘油氧化酶为1.0。

不同病因引起肝的病理变化不尽相同，如右心衰竭时，Ⅲ带供血情况最差，此处肝细胞往往大量坏死，ICD和GLDH大量释放入血。肝炎则往往是肝脏弥漫性病变或者Ⅰ带肝细胞病变更严重些，所以ICD和GLDH变化较小。临床医师注意到右心衰竭时血中氨基转移酶也往往明显增高，如能同时测一下ICD和GLDH活性，往往有助于急性肝炎的鉴别诊断。有学者提出如ICD/AST比值≤1.5则主要是肝细胞坏死，反之如比值≥1.5，则是Ⅲ带肝细胞坏死。

（三）肝血窦的解剖特点

肝血窦缺乏完整的内皮细胞层，肝细胞通过狄氏腔直接和血液相接触，已知狄氏腔有广大的表面积高达600m²，为人肺表面积的7倍，因此即使轻微的肝细胞病变，细胞中的酶也很容易释放到肝血液中，并很快分布到全身，以致末梢血中酶浓度迅速并明显增高。人体其它器官例如肌肉、肾脏中虽也含有大量酶，如肾脏中谷氨酰基转移酶（GGTP）含量甚至是肝组织的25倍，但这些器官病变时，细胞中的酶不可能直接释放入血液，而是先释放入组织液或肾小管中，以后通过毛细管内皮（已知骨骼肌中毛细管通透性很低）或者淋巴系统才能进入血液中。所以这些器官病变时血中酶活力增高较慢也不太明显。升高的酶分子量往往较小，因为大分子的酶通不过毛细血管壁。这些限制因素对肝脏是不存在的，所以肝病时酶活性不仅升得高而且升得快。近年来学者们还注意到肝病时血中往往能查到一些大分子的酶或者酶复合体，研究最多的是高分子碱性磷酸酶。国内外都有文献报道肝病时碱性磷酸酶阳性率很高，梗阻性黄疸时几乎可达100％，这些高分子酶复合体在其它疾病时往往少见。