临床酶学利用对血液和其他体液中酶活性的测量来诊断疾病、监测疾病进展和评估治疗反应。常用的诊断技术包括ELISA、Western印迹和SDS-PAGE。当细胞受损时,细胞内酶泄漏到血液中,测量这些酶提供有价值的诊断信息。
诊断酶学原理
在血浆中检测到的酶要么源自血浆特异性功能(如凝血因子),要么源自细胞泄漏。组织损伤将细胞酶释放到循环中,酶升高的模式反映受影响的器官。酶升高的幅度和时间过程提供关于损伤程度和持续时间的信息。同工酶(同一酶的不同分子形式)可以提供更大的组织特异性。
心脏标志物
心肌肌钙蛋白是心肌梗死的首选标志物,但传统酶标志物在临床上仍然有用。肌酸激酶以三种同工酶形式存在:CK-MM(骨骼肌)、CK-MB(心肌)和CK-BB(脑)。CK-MB在心脏病发作后4至6小时内升高,24小时达峰,72小时内恢复正常。CK-MB与总CK的比率有助于区分心脏和骨骼肌损伤。
乳酸脱氢酶有五种由H和M亚基形成的同工酶。LDH1(H₄)在心脏中占优势,而LDH5(M₄)在肝脏和骨骼肌中更丰富。在心肌梗死中,LDH1超过LDH2,产生翻转模式。LDH比CK-MB上升慢但保持升高时间更长,使其对迟发患者有用。
肝脏酶
肝酶测试有助于诊断和监测肝病。丙氨酸氨基转移酶对肝脏高度特异,从受损肝细胞中释放。显著升高(通常超过参考上限10倍以上)是急性病毒性肝炎或药物性肝损伤的典型表现。天冬氨酸氨基转移酶存在于肝脏、心脏、骨骼肌和红细胞中,特异性较低。AST与ALT的比率有助于区分肝病原因。比率高于2提示酒精性肝病,而比率低于1是病毒性肝炎的典型表现。
碱性磷酸酶在胆汁淤积性肝病(如胆管梗阻)中升高。γ-谷氨酰转移酶在胆汁淤积中也升高,对酒精性肝损伤特别敏感。GGT可以确认碱性磷酸酶升高的肝脏来源。
胰腺酶
淀粉酶和脂肪酶是诊断胰腺炎的主要测量酶。血清淀粉酶在发病后6至12小时内升高,持续升高3至5天。然而,淀粉酶在其他疾病中也可能升高,包括唾液腺疾病、肾功能衰竭和肠梗阻。脂肪酶对胰腺炎更具特异性且比淀粉酶保持升高时间更长,使其成为首选的诊断标志物。
骨酶
碱性磷酸酶由成骨细胞产生,在骨转换增加的疾病中升高,包括佩吉特骨病、骨折愈合和骨转移。骨特异性碱性磷酸酶比总碱性磷酸酶对骨病具有更高的特异性。
酶测定方法
临床酶测定测量催化活性或酶质量。活性测量使用分光光度法监测底物消耗或产物生成的速率,通常与在340 nm监测的NADH产生或消耗耦合。现代测定在每小时可处理数百个样本的自动分析仪上进行。结果以每升国际单位表示,一个国际单位在指定条件下每分钟催化一微摩尔底物的转化。
分析前注意事项
几个因素影响酶测量。溶血释放红细胞内的酶,虚假升高LDH和AST结果。样本储存可影响酶稳定性,一些酶在室温下迅速丧失活性。昼夜节律变化、运动和药物也可影响酶水平。每个实验室必须为每种酶建立参考区间,考虑年龄、性别和人群差异。