明确高敏心脏肌钙蛋白检测 第99百分位

当今，美国并没有FDA批准的高敏心脏肌钙蛋白检测。教育对于高敏肌钙蛋白检测的发展至关重要。如果你在医院或医疗中心工作，可以考虑收集基于当前所用检测的循证文献供临床医生学习。意大利的一位教授曾经说过，高敏肌钙蛋白检测就像是宇宙的中心，将成为ACS诊断和风险分层的重要工具。

我有幸参加了很多指南的制定工作。对于不太了解这个领域的人来说，第三次全球心肌梗死统一定义是可以用来教育员工、住院医师、心脏病学家、急诊医学医生的教学工具。从实验室的角度看，我们采用第99百分位值作为临界值。

图1：与心脏肌钙蛋白升高有关的临床疾病种类

心肌梗死是指持续缺血引起心肌细胞死亡。根据血液心脏肌钙蛋白升高（高于第99百分位值）可检测出心肌损伤但是不一定发现潜在的升高机制。肌钙蛋白不仅是心肌梗死的标志物，还是所有心肌损伤的标志物。通常我们现在使用的肌钙蛋白检测不能发现所有损伤，因为分析灵敏度较低。根据第三次全球心肌梗死统一定义（图1），各种临床疾病，例如肾衰、心衰、心动过速或心动过缓、心脏或非心脏手术，可能与以心脏肌钙蛋白升高为标志的细胞死亡导致的心肌损伤有关。然而，如果临床表现急性心肌缺血伴随心脏肌钙蛋白升高和/或下降，这些疾病也可能与心肌梗死有关。肌钙蛋白检测在非ACS人群中也有积极作用。

56岁，女，临床症状暗示缺血性胸痛，符合ACS标准，EKG基本正常。实验室使用当代肌钙蛋白检测（基于整数的报告系统，第99百分位值是30 ng/L），得出患者就诊后第一份样品的肌钙蛋白结果是38 ng/L。由于肌钙蛋白结果高于第99百分位值外加ACS症状，急诊考虑急性心肌梗死并给予氯吡格雷治疗。然后患者被转移到快速转运室（RTU）以评估可能的ACS。

在0h、3h、6h、9h用当代检测对患者进行系列检测，结果见表1。根据第三次全球心肌梗死统一定义，心脏肌钙蛋白升高到第99百分位值以上并随着时间变化呈现下降模式，以及暗示缺血的临床症状，判断该病例为急性心肌梗死。然而，采用基于整体第99百分位值（23 ng/L）的高敏肌钙蛋白检测，所有肌钙蛋白结果均正常，独立判断排除了心肌梗死。如果采用性别特异性的第99百分位值（女性，15 ng/L），则所有肌钙蛋白结果均升高，但是没有发现连续升高或下降模式。虽然独立判断排除了心肌梗死，却确定为非ACS心肌损伤（表2、3）。

在测试的22名对象中，大概有10名对象的肌钙蛋白结果与图2所示测试对象B的结果分布相似。与当代灵敏度检测相比，采用高敏肌钙蛋白检测获得的结果曲线比较平坦。

图2：测试对象的功效曲线图

不同科室的同事关心的问题不同。急诊医学需要在30分钟周转时间（TAT）内获得确定结果，希望用1份血样的结果就能排除心肌梗死。在这种情况下，医疗中心需要采用高敏POC检测。与急诊重视灵敏度不同，心脏病学要求的是特异性。心脏病学的问题是有没有只测量心肌梗死的心脏肌钙蛋白检测，避免肌钙蛋白的检测结果升高但不是心肌梗死的情况。他们还担心高敏肌钙蛋白检测会导致更多患者就诊或入院。而实验室人员则不理解为什么同一个厂商的不同检测，第99百分位值不同，临床灵敏度和特异性也不同。虽然过去有文件指出实验室检测在第99百分位值时CV必须达到10%，但是现在普遍认为，只要具有基于证据的背景，20% CV或以下的所有检测都被认为是临床上有用的系统。FDA批准用于临床的高敏检测是不是应该采用性别特异性的第99百分位值也是实验室考虑的问题。

图3：心脏肌钙蛋白在HCMC ACS分诊过程中的作用

从我的角度来看，ED实验室对于为患者提供分析检测会感到很大压力。在过去15年我们确实用过一个POC设备，但是现在更换了仪器，什么仪器决定我们使用什么检测。每年我们ED大概做8,000例肌钙蛋白检测，其中2000-2500例入院后排除了心脏病。

我们发现，如果周转时间在40分钟或以下，我们就能减少患者在急诊室的停留时间（LOS），快速转出患者。这一直是我们的目标，在95%的情况下我们的周转时间都在40分钟。现在我们不使用POC设备而是真正的仪器，血浆样品检测时间慢了下来，但是临床医生希望检测结果与患者入院时相符。

使用某些POC检测的缺点之一在于，它们是好的检测，只是分析灵敏度不高。一项小型但非常具有代表性的研究显示，在200名急诊患者中，26名患者（13%）经POC-iSTAT检测第一份样品为阴性，但经中心实验室Architect cTnI检测为阳性。我们必须确保，如果使用POC系统，必须确保临床医生了解由于分析灵敏度问题，急诊结果与实验室结果可能不同。我们不能仅依靠数字来判断。

图4：了解检测及其局限性

在Instrumentation Laboratory公司的赞助下，我们做了一项研究，结果如图5所示。5个不同的检测，其中大多数为POC检测，每个检测结果都不相同，我们无法混合搭配检测。例如，淡蓝色检测与紫色检测相比，0h、3h和6h的系列检测结果完全不同。

图5：POC cTnI检测的连续动力学&诊断学

至于高敏肌钙蛋白检测，虽然某些肌钙蛋白I工作组对二级参考物质做了很多有益工作，但是肌钙蛋白检测好像永远无法标准化，仍没有“国际标准化比率（INR）”或“一致化因子”。如何确定第99百分位值非常重要，由此产生了高敏肌钙蛋白的性别特异性临界值。AACC工作组的一群专家基于证据提出满足以下标准才叫高敏检测：50%以上正常群体的测量结果大于包装说明书的检测限（LOD），以及第99百分位值的CV小于等于10%等。国际性的问题是肌钙蛋白检测结果需要报告为ng/L的整数。

市场上的大多数肌钙蛋白I检测采用了不同的抗体，这也是不能实现标准化的原因，没有一级参考物质。除非每个厂商选择相同的抗体来测量5、6或7种不同的肌钙蛋白亚型，否则不会获得相同的结果。虽然目前肌钙蛋白T检测很少，但是我认为在接下来的几年内，肌钙蛋白T检测会增加。然而，不同的捕捉或检测抗体也会导致肌钙蛋白T检测同样缺乏标准化。

虽然包装说明书指出一个检测的不精密度有多可靠，但是通常包装说明书不是最好的指导。以Ortho Vitros ECI ES为例，说明书上说该检测在第99百分位值的CV是10%，但是经过我们使用多台仪器，多次校准和多批产品，发现第99百分位值的CV大概在25-30%。因此，在真实世界里临床实践通常不能重现包装说明书里面的不精密度（CV%）。我们需要获得自己的数据，了解自己的不确定度。在第99百分位值获得良好的质控物质并不容易，销售这方面质控物质的公司较少，多年来我们不得不自己制备质控物质。

世界范围内临床上使用的两个高敏肌钙蛋白检测，Abbott Architect和Roche E170/E2010，其结果始终在第99百分位值的参考范围内，严格小于10%。然而，同一家医疗中心不可使用不同的肌钙蛋白检测，即使是高敏检测，肌钙蛋白的剖面图也会不一样。

我们实验室是比较早和密切关注正常范围的，如何确定正常范围的相关内容详见“全球需要确定心脏肌钙蛋白第99百分位值的正常范围”等文献。

我认为需要建立一个专家意见组来建立确定正常范围的统一方式。几个月前我们向FDA提出了我的想法，但是FDA并不是医生，他们并没有认可。然而，我们专家组感受非常强烈，尤其是在看待性别问题上。至少从各年龄段的男性或女性分别获得300份样品，评估每个人的血清、血浆或全血标本。有些工作者可能会问我们是否应该使用替代生物标志物例如eGFR、NT-proBNP净化数据集，以便获得真正的正常范围。为什么选择NT-proBNP，因为我们发现BNP不能长期保持稳定，NT-proBNP更具代表性。健康调查显然很重要，我们可以根据需要筛选心血管疾病历史和当前服用药物来确定正常范围。

大家可能听过年龄效应。在我60岁的时候（男、白人），我用研究实验室的所有5个检测测量了我的血液样品。其中2个是高敏检测。Vitros的检测限是12 ng/L，所以我的测试结果从以前的小于12 ng/L变成现在的13 ng/L。由于灵敏度问题，POC检测没有给出具体数字。在此之前，我没有获得过数字结果，所以老化起到了重要作用（表4）。

表4：随着年龄增长肌钙蛋白结果的变化

不同检测的结果之间存在实质性差异，如何统一检测结果？我们对假定健康人群包含252名女性和273名男性进行了研究。研究结果发表在临床化学杂志上。如图6所示，我们在一个图上比较所有检测结果。红色代表高于每个试验检测限的可测量肌钙蛋白浓度百分比，蓝色是第99百分位的肌钙蛋白值。从左到右分别是高敏检测，当代检测和POC检测。在当代检测和POC检测系统中，大多数检测的结果分布在各处，缺少标准化；很少试验能测量10%以上的正常人群。但是，在所有高敏肌钙蛋白检测中，肌钙蛋白I检测的可测量百分比都在80%以上，肌钙蛋白T检测就没有那么好了，其可测量百分比大概在30%。这就是我们必须密切注视的地方。我认为AACC BACD亚组在未来一年将开始确定正常参考范围的研究。

图6：通过19个心脏肌钙蛋白检测比较假定健康人群的第99百分位值（圆点）与可测量的肌钙蛋白浓度百分比（方块）

最大的高敏cTnI正常范围研究之一发现与我们类似的结果，女性临界值为15.6 pg/mL，男性临界值为34.2 pg/mL（图7）。至于cTnT检测，2010年James L. Januzzi等人在临床化学上发表了一篇文章，“ACS和心衰的生物标志物：是否应该分别解释男性和女性的测量结果？”。虽然Roche没有在包装说明书中给出男性和女性临界值，该研究显示男性临界值为14.5ng/L，女性临界值为10 ng/L（图8）。每个研究的结果都存在差异。

图7：根据性别分类的高敏cTnI第99百分位值

图8：参考人群的高敏cTnT浓度分布

2014年Gore等人在JACC上发表了3个群体研究按照性别、年龄和种族分类的hs-cTnT第99百分位值。研究对象包括各年龄段，以65-74岁年龄组的黑人和非黑人男性为例，ARIC组的第99百分位值分别是37ng/L与30ng/L，与我们从Roche包装说明书中获得的hs-cTnT 14 ng/l对应的百分位值差别很大。

我们需要考虑的另一个因素是生物学变异。在现在的临床实践中，甚至无法测定当代灵敏度检测的生物学变异，因为它们不能可靠地测量正常个体的肌钙蛋白浓度。我们分别用Abbott、Bechman、Siemens、Singulex、Roche E170和E2010仪器测量样品。对于肌钙蛋白I, 正常范围的生物学变异是从46%到69.3%。这意味着我们可能看到正常范围内的变化。我不确定为什么会这样，但是变化必须超出生物学范围，Roche的CV就可能高达90%。

表6：hs-cTnI 检测的短期分析变异和生物学变异

回到我最初提到的一个问题，能不能依靠1份样品就排除MI并让患者回家？ Hoeller 和Mueller等人2013年在心脏杂志上发表的研究表明6%-23%被判定为AMI的病例就诊时具有正常的肌钙蛋白水平（采用4种不同的高敏检测）。就诊时的正常高敏肌钙蛋白水平不能作为单一参数排除AMI。该数据突出了hs-cTnI检测之间缺乏标准化，导致检测灵敏度和第99百分位的NPV具有实质性差异。如果要比较不同的检测，绝对需要利用相同的参考人群来测定第99百分位值。

表5：按照性别、年龄和种族分类的hs-cTnT第99百分位值

在一项回顾性分析中，310名患者由于ACS症状通过ER入院。比较高敏和当代检测发现很多病例分类错误。利用高敏检测诊断，心肌梗死患者少了24%。我们以为不精密度不会影响结果，其实不然，这个小的数据集暗示可能有方法改变我们在临床上看到的结果。女性是主要受影响的群体，肌钙蛋白临界值低，ROC曲线面积是0.763，就像一开始介绍的案例。

表7：利用高敏cTnI检测提高诊断准确度

过多的cTnI测试申请/申请组合被认为不是确诊/排除MI必须的。如图9所示，在MI患者组，患者确诊后48%（107/222）的测试申请都是多余的。在初始申请之后（0h,3h,6h,9h）增加了52组申请。每名患者平均7.16个cTnI值。在所有cTnI测定值中，23%来自第2组和第3组申请（没有道理）。非MI患者组，在排除MI诊断后40%（150/378）的测试申请是多余的。在初始申请之后（0h,3h,6h,9h）增加了63组申请。每名患者平均6.0个cTnI值。在所有cTnI测定值中，18%来自第2组和第3组申请（没有道理）。

图9：cTnI在监护病房的使用情况

回到质量问题，如下表8是来自我们单位的真实数据。我们有3台仪器，从表中可以看出质控物质之间存在很大的变异性。即使是用BioRad Dilution作为质控品，CV%可以低至12.8%或高至20.3%。我的主管决定，每次质控结果不好，我们就重新校准。虽然成本很高，但是我们成功地将结果控制在质控范围内。在短短一段时间内，我们重新校准了11/60次。再看研究用试验的质控数据，CV%总是保持在7%以下。

表8：ARCHITECT质控不精密度数据

总而言之，教育（提供同行评审文献）是关键！就像之前提到的测试申请过多一样，判断起来真的很困难。分析方法的质量对于定义高敏肌钙蛋白检测至关重要，比如测量正常对象的不精密度和能力。不精密度似乎会影响MI判定。肌钙蛋白的正常范围需要根据性别来定义。世界上的其他国家已经跨出了这一步，但是在美国还没有获得FDA的批准。未来有可能还要根据年龄和种族来定义正常范围，这也会影响MI诊断。检测的周转时间（TAT）/吞吐量对于满足临床需要是重要的。

来源：2014AACC

编译：王小茜