高敏心肌肌钙蛋白T的性别特异性绝对Delta阈值与急性心肌梗死诊断评估

【摘要】目的 健康人群高敏心肌肌钙蛋白（hs-cTn）浓度的性别差异促使我们建立了针对hs-cTn测定的性别特异性参考上限。本研究评估了hs-cTnT性别特异性delta（即浓度变化）阈值在不同急诊科（ED）人群中判定急性心肌梗死（AMI）的检测性能。方法 这项回顾性研究由2个队列组成（队列1推导和队列2验证），队列1由18056名ED患者组成，在美国医疗中心用0h/3h算法连续检测hs-cTnT，队列2由1137名ED患者组成，在加拿大医疗中心进行0h/3h采样。主要结果是AMI诊断，根据约登指数和特异度估计值（即≥90%）得出性别特异性的delta并在队列2中进行验证。结果 在队列1中，42%的患者0h hs-cTnT高于性别特异性第99百分位。在非AMI患者中，男性0h hs-cTnT（中位数17ng/L）和绝对Delta（中位数2ng/L）高于女性（0h中位数11ng/L，P＜0.0001；Delta中位数1ng/L，P＜0.0001)，但在AMI患者中则不然。对于AMI的判定，基于90%的性别特异性Delta阈值（男性14ng/L，女性11ng/L）表现最佳，男性和女性的诊断准确性均为91%。验证数据集中证实了产生高特异性估计值的性别特异性delta阈值。结论 性别特异性绝对delta阈值可用于判定AMI，并且在不同研究人群中均稳健。

【关键词】心肌肌钙蛋白；AMI；急性冠状动脉综合征；高敏心肌肌钙蛋白测定

心肌梗死（MI）的通用定义规定，诊断急性MI（AMI）需要检测心脏生物标志物的升高和/或下降，最好是高敏心肌肌钙蛋白（hs-cTn），至少有1个值高于参考上限（URL）的第99百分位数，超出可接受范围（即delta阈值）的变化模式可鉴别急性和慢性hs-cTn升高。2015年欧洲心脏病学会（ESC）指南建议使用0h/3h算法，该算法未列出这一时间段的特定绝对delta阈值，2020年ESC指南在0h/1h和0h/2h算法的基础上进一步推广了0h/1h和0h/2h算法，但仍未提供AMI诊断的绝对delta阈值，性别特异性URL诊断AMI，在评估0h/3h连续采样时的最佳绝对delta阈值以及性别特异性delta阈值是否改善可能患有AMI患者诊断仍存在一些问题。女性AMI的临床表现往往不典型，使症状的识别变得复杂，并且在推测为健康的人群中，女性的hs-cTn浓度显著低于男性，这些观察结果促使我们用性别特异性临界值检测心肌损伤。目前的建议是使用hs-cTn的性别特异性第99百分位数URLs检测心肌损伤并帮助诊断MI，同时研究了使用性别特异性单一检测排除AMI。使用性别特异性第99百分位数对AMI进行重新分类的研究在其效用方面产生了不同的信息，然而，文献中一个重要的数据空白是没有在这种情况下解释性别特异性delta阈值，因为目前的算法和出版物使用的是男性和女性共同delta值，本研究的目的是评估和验证性别特异性hs-cTnT delta阈值在急性心肌梗死诊断中的应用。

一、研究对象与方法

这项回顾性研究由罗切斯特大学机构审查委员会批准用于推导队列（队列1），汉密尔顿综合研究伦理委员会批准用于验证队列（队列2）。

1. 队列1：罗切斯特大学医学中心于2018年5月实施0-h/3-h hs-cTnT算法，在这项研究中，从临床实验室信息系统中检索了2018年5月1日至2019年10月30日（18个月期间）在Strong Memorial医院急诊科接受连续hs-cTnT检测的所有患者，仅纳入成年患者（≥18岁）。获得每位患者每次就诊时（0h）及最早的连续检测（3h）的结果，进一步的后续检测和相应的结果（如，6h、9h）不包括在最终数据集中，在急诊室的现场情况下，一小部分患者的第一个结果和最早的后续结果之间的时间间隔偏离3h（参见结果部分）。排除时间间隔超过10h的病例，由于标本完整性差而导致的不可报告结果。

从罗切斯特大学医学中心心脏病学系的胸痛-心肌梗死登记处获得急性心肌梗死的诊断，登记处记录了Strong Memorial医院诊断为I型AMI的所有受试者，符合机构指南，它独立于本研究进行，以提供有关可能患有急性冠状动脉综合征的患者护理和预后反馈，登记处与ED hs-cTnT数据库需要患者姓名，出生日期和hs-cTnT检测日期完全匹配。因此，最终数据集中只包括指标AMI（即没有住院AMI患者），登记系统纳入的所有患者在出院时均有符合条件的诊断并由1名以上心脏科医师评估。登记系统的排除标准包括从外部机构到达医院的时间间隔超过24h的转运患者、到达医院24h之后发生非ST段抬高型心肌梗死（NSTEMI）和II型AMI。AMI的诊断标准要求检测动态心肌肌钙蛋白，其值至少高于第99百分位URL，并且至少具有以下1项：急性心肌缺血症状；新的或推测新的与AMI相符的显著ST段抬高 [ST段抬高型心肌梗死（STEMI）] 或新的缺血性心电图改变（NSTEMI）；出现病理性Q波；新发存活心肌丢失或局部室壁运动异常的影像学证据和/或通过血管造影（包括冠状动脉内成像）确定冠状动脉内血栓或斑块破裂/侵蚀。对于队列1，采用了性别特异性第99百分位数URL，并未严格应用动态变化的delta阈值，通常使用与心肌梗死通用定义一致的20%，需要时在6h和9h或更长时间进行进一步的后续测试以帮助诊断。

2.队列2：队列2的详细信息之前已发布（NCT01994577）。简而言之，在汉密尔顿市，如果急诊科医师开出了心肌肌钙蛋白，则前瞻性纳入有提示急性冠脉综合征症状的成人患者。排除外院转入的患者；症状为非急性冠脉综合征或在发病一个月内有胸部创伤、心脏手术史；一个月内确诊的肺栓塞或心肌梗死（STEMI或NSTEMI）；已知的活动性癌症或非心源性致命疾病；脓毒症；心室颤动或持续性室性心动过速或STEMI。用乙二胺四乙酸二钾真空采血管收集两份样本，离心检测血浆，检测cTnI和hs-cTnT，一位急诊医生领导一个判定小组，成员对hs-cTnT的结果不知情。AMI的诊断基于cTnI（mg/L）检测（Abbott ARCHITECT i2000s），cTnI浓度＞0.03mg/L（＞99百分位数URL）和上升/下降模式（delta 0.03mg/L，浓度＜0.10mg/L或浓度0.10mg/L时比例变化20%）或新的ST段抬高或急诊就诊后7天内出现新的ST段抬高或压低，提示缺血，新发左束支传导阻滞，冠状动脉介入治疗或急性MI的病理结果，两个样本之间的中位时间 [四分位距（IQR）] 为3.03h（2.97-3.17）。

3. 实验室检测方法：两队列的检测均采用新鲜样本（即未冷冻的样本）。队列1中，使用Elecsys Troponin T Gen 5 STAT试剂在Roche Cobas 602上进行hs-cTnT检测，报告下限是FDA批准的6ng/L定量限，为了进行数据分析，报告为＜6ng/L的结果被替换为5ng/L，制造商包装说明书公布的第99百分位URL男性为22ng/L，女性为14ng/L，男性和女性均为19ng/L。实验室检测中，通过变异系数（CV）测定的不精密度在16ng/L时为2.6%，在98ng/L时为2.1%，队列2中hs-cTnT检测的详细信息之前已经发布。简而言之，在Roche Modular E170平台上检测hs-cTnT，约30ng/L时CV为2.3%，约2253ng/L时为2.1%，报告下限为3ng/L的空白限值，对于肌酐测定和估算肾小球滤过率，两队列中均使用了慢性肾脏病流行病学合作研究的肌酐方程，队列1使用罗氏Cobas 502/702测定肌酐，队列2使用雅培ARCHITECT分析仪测定肌酐。

4. 统计分析：由于数据偏斜，连续变量表示为中位数和第25和第75百分位数（IQR）。绝对Delta变化计算为0h和3h hs-cTnT结果之间的绝对差异，组间比较采用非参数Mann-Whitney U检验，双侧0.05显著水平。本研究还评估了2015年0h/3h ESC算法，以Delta绝对值除以0h hs-cTnT浓度计算变化百分比。采用ROC曲线分析不同Delta阈值诊断的灵敏度、特异性、阳性预测值（PPV）和阴性预测值（NPV），并计算约登指数。为了总结分类器总体阈值的性能，使用数值积分计算ROC曲线下面积（AUC），并使用大样本正态近似构建相关CIs。对于2015 ESC 0h/3h算法的性能，使用了性别特异性第99百分位数并重复ROC分析。从队列1获得最佳约登指数的男性、女性的Delta以及产生特异性≥90%的Delta，并在队列2中进行评估。最佳Delta阈值是根据Delta阈值的决策与真实诊断进行比较的准确率百分比确定的。使用计算环境R（R Development Core Team，2005）和GraphPad Prism 7进行统计分析。

二、研究结果

队列1，18056例成人ED就诊的0h和3h hs-cTnT结果（表1），其中9524例（52.7%）为男性，8532例（47.3%）为女性，确诊AMI 533例（2.9%，95% CI：2.7%-3.2%），其中NSTEMI 433例（81.2%，男291例，女142例），STEMI 100例（18.8%，男71例，女29例），85.2%的AMI患者进行了冠状动脉造影。0h/3h的采样方案得出以下估计值：58.2%的病例连续检测间隔时间在3h±15min内，90.4%在3h±1h内，98.5%的患者在6h内。

所有患者中超过40%（男性41.8%，女性42.3%）的0h hs-cTnT浓度高于性别特异性第99百分数。男性患者0h hs-cTnT浓度中位数为17ng/L（IQR 9-42ng/L），女性患者为11ng/L（IQR 5-26ng/L）（P＜0.0001）（图1，A）。在未诊断为AMI的患者中，中位浓度与在总体人群中观察到的浓度相同（性别间P＜0.0001）（图1，B），然而，在诊断为AMI的患者中，男性（中位数68.5ng/L，IQR 33-191ng/L）和女性（中位数64ng/L，IQR 26-194ng/L）的0h hs-cTnT浓度无差异（P=0.45）。由于NSTEMI构成了大多数AMI病例（80.4%），单独分析了NSTEMI组也观察到0h hs-cTnT浓度在性别之间没有差异（P=0.09）（图1，C和D）。

图1. 采用非参数Mann-Whitney U检验比较所有患者（A）、非AMI患者（B）、AMI患者（C）和NSTEMI患者（D）中男性和女性的0h hs-cTnT结果

确定性别特异性delta发现，男性的绝对delta值高于非AMI组的女性（图2），在整个人群中，男性的绝对delta值中位数为2ng/L（IQR 1-5ng/L），女性的绝对delta值中位数为1ng/L（IQR 1-3ng/L）（P＜0.0001），在未诊断AMI的患者中也是如此（P＜0.0001）。MI患者中，不同性别的delta中位数差异无统计学意义（男性中位数75.5ng/L，IQR 23-304ng/L vs 女性中位数71ng/L，IQR 24-190ng/L，P=0.18），在NSTEMI患者中，delta中位数较低，也没有观察到性别差异（男性中位数56ng/L，IQR 20-169.5ng/L，女性中位数53.5ng/L，IQR 18.5-134ng/L，P=0.46）。

图2. 通过非参数Mann-Whitney U检验比较所有患者（A）、无AMI患者（B）、AMI患者（C）和NSTEMI患者（D）中男性和女性之间的绝对delta hs-cTnT变化

AMI患者的0h hs-cTnT升高到第99百分位以上时，Delta值并未增加，整个队列中的2个值的散点图未能显示出STEMI或NSTEMI患者之间存在明显的正相关性（图3），然而，STEMI患者delta值高于NSTEMI患者，仅当0h hs-cTnT浓度高于约300ng/L时，两组才表现出delta值与0h hs-cTnT浓度之间的弱正相关性，男性和女性患者的这一趋势保持不变（图3，C）。

图3. 所有患者的绝对δ变化与0h-hs-cTnT浓度之间的线性关系（A），AMI患者的对数关系采用局部加权散点图平滑曲线，95%CIs按STEMI和NSTEMI分组（B）和男性和女性（C）

绝对delta阈值优于百分比delta阈值，基于男性和女性的绝对delta值的ROC分析分别得出男性的AUC（95%CI）为0.948（0.932-0.964），女性为0.953（0.930-0.975）。对于百分比变化，男性的AUC（95%CI）为0.877（0.857-0.896），女性为0.875（0.848-0.902）（图4）。对于队列1中ESC 0h/3h算法的性能，男性的AUC（95%CI）为0.858（0.834-0.883），女性为0.851（0.815-0.887）。

如表2所示，基于ROC的男性delta阈值为10ng/L（约登指数0.7915），敏感度为91.7%（95%CI：88.9%-94.6%），特异性为87.4%（95%CI：86.8%-88.1%），PPV为23.6%，NPV为99.6%。相比之下，在女性中，基于ROC的delta阈值为7ng/L（约登指数0.7923），灵敏度为92.4%（95%CI：88.4%-96.4%），特异性为86.8%（95%CI：86.1%-87.6%），PPV为13.5%，NPV为99.8%。ESC 0h/3h算法在男性和女性中的灵敏度分别为79.8%（95%CI：74.0%-83.4%）和80.1%（95%CI：72.9-86.2%），特异性分别为91.6%（95%CI：91.0%-92.1%）和90.1%（95%CI：88.4%-96.4%）。当特异性≥90%（即置信区间下限≥90.0%）时，男性和女性的delta阈值分别为14ng/L和11ng/L，其敏感度分别为87.0%（95%CI：83.6%-90.5%）和85.4%（95%CI：80.1%-90.7%）。对所有患者（男性和女性合并）进行ROC分析，其AUC为0.951（95%CI：0.938-0.964），基于ROC的一般绝对delta阈值为7ng/L（约登指数为0.7916），与基于ROC的女性delta阈值相吻合（表2）。对于90%的特异度估计，一般delta阈值为12ng/L，灵敏度为87.8%（95%CI：85.0%-90.6%）。采用性别特异的第99百分位数时，队列1中有3例男性患者诊断为AMI，其0h和3h hs-cTnT均未超过第99百分位数（0h hs-cTnT范围为9-14ng/L，3h hs-cTnT范围为16-22ng/L），然而，这些男性患者在急诊科较晚时间点的hs-cTnT浓度均＞22ng/L。

不同绝对delta阈值产生的诊断一致性与真实诊断的进一步比较见补充表1，性别特异性delta阈值的总体诊断准确性高于一般delta阈值，尤其在男性患者中。基于ROC的delta阈值（男性≥10ng/L，女性≥7ng/L）的诊断一致性为87%，基于90%特异性delta阈值（男性≥14ng/L，女性 ≥11ng/L）在男性和女性中均达到91%的诊断一致性。相比之下，基于ROC的一般delta阈值（≥7 ng/L）的诊断一致性为85%（男性为83%，女性为87%），基于90%特异性的一般delta阈值（≥12 ng/L）产生了90%的诊断一致性（男性为89%，女性为91%）。在队列2中评估从队列1导出的性别特异性绝对delta阈值（参见补充表2），在队列2中，进行男性和女性分别和联合阈值分析，在女性和所有患者中通过约登指数（0.55）再现了ROC推导的Delta阈值7ng/L，在女性中，敏感度为60.0%（95%CI：44.8%-75.2%），特异性为94.8%（95%CI：92.7%-96.9%），PPV为51.1%，NPV为96.3%。在男性患者中，需要更高的绝对delta值（9ng/L，约登指数0.54）才能达到相似的94.9%特异性（95%CI：92.7%-97.2%），灵敏度58.7%（95%CI：44.5%-72.9%），特异性PPV为58.7%，NPV为94.9%。队列1中以90%特异度为基准的delta阈值，队列2中女性为11ng/L时，敏感度为52.5%（95%CI：37.0%-68.0%），特异性为98.6%（95%CI：97.6%-99.7%），PPV为77.8%，NPV为95.8%，男性14ng/L的灵敏度为50.0%（95%CI：35.6%-64.5%），特异性为98.4%（95%CI：97.1%-99.7%），PPV为79.3%，NPV为94.1%。

三、讨论与分析

本研究探讨了不同性别AMI（I型）判定的delta阈值，本研究的结果可能有助于医院使用0h/3h hs-cTnT检测方案，因为现在提供了性别特异性的绝对delta值，从而进一步加强了性别特异性AMI的分类。目前的性别特异性hs-cTn临界值是基于性别特异性第99百分位数，健康人群中男性的hs-cTn浓度显著高于女性，在大型急诊患者人群中，男性非AMI患者的0h hs-cTnT和delta变化绝对值显著高于女性非AMI患者，表明性别特异性的delta阈值可能提高特异性，尤其是在男性人群中。急诊患者初始hs-cTnT高于第99百分位URL（队列1、2中近40%的人群）的高发病率强调了hs-cTn动态变化对鉴别急性和慢性心脏病的重要性。本研究的结果与之前的报告一致，表明绝对delta值优于百分比delta值，Youden指数和90%特异度基准的delta cut-off值均比ESC 0h/3h算法具有更高的灵敏度。性别特异性delta阈值较一般delta阈值具有更高的特异度和诊断准确性，尤其在男性中，以特异度为90%的delta阈值（男性≥14ng/L，女性≥11ng/L）在男性和女性中均具有最高的诊断准确性（91%），队列2证实性别特异性delta阈值在男性中具有较高的特异性。在队列2中，男性14ng/L和女性11ng/L的特异性＞90%，PPV＞75%，这两个指标都被建议作为hs-cTn算法的AMI规则性能标准。研究还表明，患者选择影响hs-cTn检测算法的特异性估计值，考虑到这两个研究人群的不同数量、组成以及不同的纳入标准，从两个队列中得出的相同的最佳性别特异性delta阈值证明了这些阈值的稳健性。目前用于预测AMI诊断的算法包括计算心肌梗死风险概率以管理疑似心肌梗死患者，该算法基于连续hs-cTn检测值的delta变化，然而，它未纳入性别差异，使用该算法评估的研究也未使用性别特异性第99百分位数来识别心肌损伤，其他临床风险评分的计算，如全球急性冠状动脉事件注册危险评分，也没有考虑hs-cTn的动态变化或性别差异。

局限性：队列1包括接受了连续hs-cTnT检测并且有晕厥、创伤和心律失常等急性冠脉综合征非典型症状的ED患者，这可能部分解释了在该队列中观察到的低PPV，此外，队列1仅包括I型AMI，这可能进一步导致其PPV低于队列2和Mueller等的研究（后者未区分I型和II型AMI）。在我们的AMI患者中，血管造影率为85.2%，这与在ED人群中进行的其他研究相当，对于没有血管造影的患者，我们不能排除一些II型MI或不稳定型心绞痛患者被诊断为I型AMI的可能性，反之亦然。此外，可能有少数I型AMI患者未被诊断并被纳入登记系统，这种情况可能发生在患者做出最终诊断前要求转到另一家医院或患者没有选择接受任何治疗的情况下。总之，这些特征可能导致对AMI发生率和hs-cTnT检测敏感性的轻微低估，然而，考虑到队列1的受试者人数众多（18,056），这些变化对本文报告的结果的影响可以忽略不计。

结论：性别特异性绝对delta阈值可提高特异性和诊断准确性，尤其是在男性患者中。男性≥14ng/L和女性≥11ng/L的Delta阈值是使用hs-cTnT 0h/3h算法判定AMI的最佳值。需要进一步研究来评估性别特异性阈值是否影响男性和女性AMI患者的预后。

翻译自：《Clinical Chemistry》，Volume 68，Issue 3，March 2022