CN101040187A - 体外排除急性冠状动脉综合征的诊断方法 - Google Patents

体外排除急性冠状动脉综合征的诊断方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于体外排除急性冠状动脉综合征(ACS)的诊断方法，根据该方法，将定量在样品中选自肌钙蛋白、CK－MB和肌红蛋白的至少一种心脏标记物的浓度与定量D－二聚体的浓度相联合；还涉及用于定量至少一种所述心脏标记物的浓度的试剂和用于定量D－二聚体的浓度的试剂在排除急性冠状动脉综合征的体外诊断中的用途。

Description

体外排除急性冠状动脉综合征的诊断方法
本发明涉及在存在胸痛并怀疑有风险的患者中体外排除急性冠状动脉综合征(ACS)(通常称为心肌梗死(MI))的诊断方法，根据所述方法，将基于样品来定量选自肌钙蛋白、CK-MB和肌红蛋白的至少一种心脏标记物的浓度与定量D-二聚体的浓度相联合。
心肌梗死最通常是由于冠状动脉的突发闭塞性血栓形成而引起的，导致心肌或多或少广泛的区域的缺血性坏死。这种由于血栓引起的急性冠状动脉闭塞最通常与粥样斑裂开或破裂相关。
心肌梗死是在短期或中期具有重大死亡风险的疾病，并构成发病率在全世界仍然很高的绝对的心脏急症。心肌梗死最通常表现为在夜间或休息时，在胸骨后于胸部突然出现的剧烈疼痛。这种疼痛类似于心绞痛。在实践中，必须尽快将患急性胸痛的患者转移至急救中心或ED(Emergency Department)，在其中患者在入院后进行一系列检查和分析，包括患者的病史研究、心电图和心脏标记物(如肌钙蛋白和/或CK-MB和/或肌红蛋白)的含量测定。然而，心脏的酶、CK-MB和肌红蛋白的含量测定具有对病理状态无特异性的缺点，在提出诊断之前，执业医生需要进行其他专门检查，例如连续性心电图，成像技术如心脏多普勒回波描记术和冠状动脉造影术。不是所有的医院都能提供这些专门检查，并且很少是全天24小时的。对于肌钙蛋白的含量测定，由于在心肌梗死时，在肌钙蛋白浓度升高之前可能经过数小时，并且由于肌钙蛋白在血液中仅在胸痛开始6小时之后才可检测到，因此根据NACB的建议[“NACB Laboratory Medicine Practice Guidelines：Characteristics and Utilization of Biochemical Markers in ACSand Heart Failure，CLINICAL：ACUTE CORONARY SYNDROMES-Chapter1，2004”]，在第一次肌钙蛋白含量测定后4至6小时内需要再次进行肌钙蛋白含量测定，以从具有正常心电图的患者中排除心肌梗死。
因此，目前实在需要建立非常早期的策略，所述策略用于在他们进入急救中心时排除怀疑具有急性冠状动脉综合征的患者。新的策略使得能够限制产生额外费用的另外的酶含量测定和/或补充的检查，从而防止浪费时间、改善患者舒适度并任选地根据其病理状态将患者引入的正确的科室。事实上，诊断越早，对患者的处理就越好。在这种方法中，灵敏度和阴性预报值是最重要的参数。
在专利申请US 6,309,888中提出了通过以下研究来区分冠状动脉综合征的急性和非急性期：(1)第一标记物，如经丙二醛修饰的LDL，其超过预定水平的存在表明对存在ACS急性期的非常高的诊断精确度(即ROC或“观测者操作特征(Receiver OperatingCharacteristics)”曲线以下的面积为至少0.875)，其后(2)第二标记物，如氧化的LDL，其高于预定水平的存在表明对存在ACS的非常高的诊断精确度，(2’)或第三标记物，如肌钙蛋白I，其高于预定水平的存在表明对存在ACS急性期的高诊断精确度(即ROC或“观测者操作特征”曲线以下的面积为至少0.70)，(2”)或上文定义的第二和第三标记物。
令人吃惊地，申请人发现，基于来自存在胸痛的患者的液体样品，将定量选自肌钙蛋白、CK-MB和肌红蛋白的至少一种心脏标记物的浓度与定量D-二聚体的浓度相联合，使得能够以高灵敏度和高阴性预报值(可达约100％)排除急性冠状动脉综合征的诊断，这使得能够同时降低检查费用和时间，和加快澄清区别性诊断的步伐。
因此，本发明的涉及基于来自怀疑具有风险的患者的液体样品来排除急性冠状动脉综合征的体外诊断方法，根据所述方法：
-定量所述样品中选自肌钙蛋白、CK-MB和肌红蛋白的至少一种心脏标记物的浓度，
-定量所述样品中D-二聚体的浓度，
-将样品中所述心脏标记物的浓度与预定的阈浓度进行比较，
-将样品中D-二聚体的浓度与预定的D-二聚体阈浓度进行比较，和
-确定样品中所述心脏标记物的浓度和D-二聚体的浓度是否分别低于预定的所述心脏标记物阈浓度和预定的D-二聚体阈浓度；
应该理解，所述心脏标记物浓度的定量和D-二聚体浓度的定量可依次进行并且不依赖于顺序，或者同时进行，如基于定量肌钙蛋白浓度和定量D-二聚体浓度的实施例而在下文中更详细解释的。
根据本发明的方法，当心脏标记物和D-二聚体的浓度低于预定的阈浓度时，就可排除患者患有急性冠状动脉综合征。
在本发明的一个实施方案中，
-定量所述样品中肌钙蛋白的浓度，
-定量所述样品中D-二聚体的浓度，
-将样品中肌钙蛋白的浓度与预定的肌钙蛋白阈浓度进行比较，
-将样品中D-二聚体的浓度与预定的D-二聚体阈浓度进行比较，和
-确定样品中肌钙蛋白的浓度和D-二聚体的浓度是否分别低于预定的肌钙蛋白阈浓度和预定的D-二聚体阈浓度。
根据本发明的方法，可以基于来自存在胸痛的患者的液体样品来排除ACS诊断，其灵敏度和阴性预报值高于当患者在急救中心时心脏标记物(如肌钙蛋白)的单独的起始含量测定的性能水平。
事实上，目前尽管已经改善了新一代肌钙蛋白测试的性能水平，但灵敏度和阴性预报值并未达到邻近100％的值。
可以通过本领域技术人员已知的任何用于测定液体样品中标记物浓度的方法来进行所述心脏标记物和D-二聚体的浓度的定量。优选地，使用至少一种对所述心脏标记物或对D-二聚体具有特异性的抗体，或者至少一种对所述心脏标记物具有特异性的抗体片段，来进行这种定量。优选地，使用至少一种单克隆抗体，例如抗肌钙蛋白单克隆抗体。优选地，使用至少一种抗D-二聚体抗体或至少一种抗D-二聚体抗体片段来进行D-二聚体的定量。优选地，使用至少一种抗D-二聚体单克隆抗体。
特别地，术语“抗体片段”指天然抗体的F(ab)2、Fab、Fab’或sFv片段[Blazar等人，1997，Journal of Immunology 159：5821-5833，和Bird等人，1988，Science 242：423-426]。
在说明书的以下部分中以及在权利要求书中，“抗体”这一通称用于不加区分地表示单克隆抗体、单特异性多克隆抗体或抗体片段。
在本发明方法的一个实施方案中，定量样品中心脏标记物(优选肌钙蛋白)的浓度，然后定量样品中D-二聚体的浓度。
在本发明方法的第二个实施方案中，定量样品中D-二聚体的浓度，然后定量样品中心脏标记物(如肌钙蛋白)的浓度。
在本发明方法的第三个实施方案中，同时定量样品中心脏标记物(如肌钙蛋白)的浓度和D-二聚体的浓度。在此实施方案中，(i)可以将相应于上文所给出的定义的至少一种抗心脏标记物抗体(例如抗肌钙蛋白抗体)和至少一种抗D-二聚体抗体固定在同一固相上，所述固相可以由管、细带或锥形漏斗构成(参见如由申请人销售的VIDASHIV DUO(参考号30 114)测试原则)，或者(ii)将至少一种抗心脏标记物抗体(例如抗肌钙蛋白)固定在一固相上，将至少一种抗D-二聚体抗体固定在另一固相上，所述抗体相应于上文给出的定义，并且所述固相可以由管、细带、锥形漏斗或颗粒构成。
本发明还涉及用于定量液体样品中选自肌钙蛋白、CK-MB和肌红蛋白的至少一种心脏标记物浓度的试剂以及用于定量液体样品中D-二聚体浓度的试剂的用途，所述试剂用于排除急性冠状动脉综合征的体外诊断。
在本发明的一个实施方案中，所述用于定量所述心脏标记物浓度的试剂为至少一种相应于前面所给出的定义的抗体，和所述用于定量D-二聚体浓度的试剂为至少一种相应于前面所给出的定义的抗体。优选地，试剂之一为抗肌钙蛋白抗体，另一试剂为抗D-二聚体抗体。
液体样品为可能含有所述心脏标记物和所述D-二聚体的人体的任何液体样品。优选地，其选自血清、血浆和血液。
肌钙蛋白是横纹肌的蛋白质组分之一。它由参与肌肉收缩的三个亚基I、T和C形成。肌钙蛋白I和肌钙蛋白T使得能够区分心肌坏死和骨骼肌损伤。肌钙蛋白的三种亚型之一，肌钙蛋白Ic，显示无交叉反应的心脏特异性。在本发明的方法中，定量肌钙蛋白T的浓度或肌钙蛋白I的浓度，优选定量肌钙蛋白Ic的浓度。
肌酸激酶(CK)是由称为M和B的两个亚基组成的二聚体，这两个亚基相组合而给出三种同工酶：CK-BB、CK-MB和CK-MM。这三种同工酶位于细胞质中，每种的分子量约为82,000道尔顿。正常成人血清中的CK主要由同工酶CK-MM组成，仅有痕量的CK-MB。以在大多数CK含量测定中的检测极限，血清中一般不存在同工酶CK-BB。在血清中检测到显著量的CK-MB通常指示具有ACS。然而，在患有除ACS以外的病症的患者血清中也发现了CK-MB。
肌红蛋白是来自肌细胞血红素的低分子量蛋白质。它构成了不可逆的细胞坏死的标记物，其血清水平在梗死开始后在早期升高。其非常短的半衰期使得其能够密切反映梗死的进展。在正常受试者群体中，血肌红蛋白水平(myoglobinémie)为6至85ng/ml。诊断阈值设定在70和90ng/ml之间。在MI病程中，肌红蛋白在第2和第4小时之间出现，峰值在第9和第12小时之间出现。在峰值后7至20小时它仍可检测到。假阴性的比例取决于入院与胸痛开始之间的时间间隔，在第4小时以前为45％至67％。肌红蛋白存在于生物体的所有横纹肌中。因此，假阳性是由于心脏复苏、外部电震、肌内注射和某些肌病。升高一般相对不显著，这种情况经常使得能够鉴定它们。在肾机能不全的情况下和在引起肾小球滤过作用降低的任何状况(如进行性心机能不全)中肌红蛋白水平也升高。年龄、体重和性别对血肌红蛋白水平几乎没有影响。同样，锻炼后血肌红蛋白水平一般保持正常。
D-二聚体是纤维蛋白降解的产物，具有非常异质的组成的可溶性片段，由两种同时发生的现象而产生：
-在凝血酶与凝血因子XIIIa的作用之后，纤维蛋白原凝固成稳定的纤维蛋白，
-通过纤溶酶将纤维蛋白凝块消化成释放进血液循环的可溶性片段。凝块裂解的终产物是D-二聚体。
在血栓形成状态的所有标记物中，D-二聚体是能真正证明存在稳定的纤维蛋白的唯一标记物。
所述心脏标记物(特别是肌钙蛋白)和D-二聚体可以使用本领域技术人员所熟知的各种免疫测定原则来进行定量，例如ELISA、ELFA、乳胶凝集、比浊法、颗粒比浊法(turbidimétrie avec desparticules)、浊度法、颗粒浊度法(néphélométrie avec desparticules)或其他适当方法。这些原则和其他方法描述于例如“Laborund Diagnose”，L.Thomas(编者)，TH-Books VerlagsgesellschaftmbH，Frankfurt，1998，第60章；或者“Laboratory Techniques inBiochemistry and Molecular Biology，-An introduction toRadioimmunoassay and Related Techniques”T.Chard(编者)，Elsevier，Amsterdam，1987。
因此，基于选自ELISA、ELFA、比浊法、浊度法、颗粒比浊法、颗粒浊度法和乳胶凝集的测试，通过免疫测定法彼此独立地进行样品中所述心脏标记物(特别是肌钙蛋白)浓度的定量以及D-二聚体浓度的定量。
阈浓度值可以由本领域技术人员基于熟知的方法对心脏标记物(如肌钙蛋白)和D-二聚体各自进行定义。例如，对于D-二聚体可以应用以下方法：对于来自大量例如通过成像而被诊断为ACS阳性的患者的样品以及大量来自ACS阴性个体的样品测定D-二聚体浓度；基于各种不同的阈值对得到的结果进行评估，并保留使得能够排除ACS阴性而不排除ACS阳性的阈浓度值。阈浓度值可以根据用于D-二聚体含量测定的技术和试剂盒而变化。此方法也可应用于心脏标记物。
对于肌钙蛋白的具体情况，按照国际推荐来确定阈值，并且必须相应于参考对照群体的第99百分位数[“NACB Laboratory MedicinePractice Guidelines：Characteristics & Utilization ofBiochemical Markers in ACS and Heart Failure，CLINICAL：ACUTECORONARY SYNDROMES-第1章，2004”]。阈浓度值也可以根据用于肌钙蛋白含量测定的技术和试剂盒而变化。
本发明的优选但非限制性的实施方案是如上文所述用于在怀疑具有风险的患者中排除急性冠状动脉综合征的体外诊断的方法，其中采用0.1μg/l的阈浓度值，在诸如VIDAS仪器的装置上，使用夹心免疫酶方法来测试肌钙蛋白，优选肌钙蛋白Ic。
本发明的另一个优选但非限制性的实施方案是如上文所述用于在怀疑具有风险的患者中排除急性冠状动脉综合征的体外诊断的方法，其中采用250ng/ml的阈浓度值，在诸如VIDAS仪器的装置上，使用夹心免疫酶方法来测试D-二聚体。
通过在6个月中对于来自急救中心的119名胸痛患者所进行的前瞻性研究验证了如上文所述的用于排除ACS的体外诊断的方法。本发明的方法使得能够以非常高的灵敏度和非常高的阴性预报值来排除心肌坏死诊断，所述灵敏度和阴性预报值高于当患者在急救中心时单独的肌钙蛋白含量测定的性能水平。
下文更详细地并基于唯一的附图描述了本发明的方法，该唯一的附图显示了用于评估肌钙蛋白Ic和D-二聚体的组合用途并用于将患者诊断为排除在ACS之外的算法。这些详细内容无论如何不应理解为以任何方式限制了本发明。
实施例
材料和方法：
在急救中心中选择了存在胸痛的119名连续的患者(88男，31女)。在该研究中平均年龄为59岁，上下差距为13岁。对所有患者制作心电图。在VIDAS仪器(bioMérieux)上，在不同的时间，用VIDASD-Dimer New试剂盒(bioMérieux)和VIDASTroponin I(TNI)试剂盒(bioMérieux)来测试采集自这些患者的新鲜血浆样品。
在该研究中，时间T0相应于胸痛的出现，时间T1相应于患者到达急救中心时第一样品的采集，时间T2相应于T1加上6小时。根据新的国际推荐(正常群体的第99百分位数)，肌钙蛋白I的阈值设置为0.1μg/l以排除心肌梗死。确定D-二聚体的最佳阈值以排除心肌梗死。使用Analyse-It软件建立D-二聚体的ROC(“观测者操作特征”)曲线，以预测心肌梗死。用于排除心肌梗死的D-二聚体ROC曲线给出250ng/ml的最佳阈值(尤登指数(Index de Youden)：14.3％，灵敏度：88.5％，特异性：25.8％；曲线下面积0.60)。
在唯一的附图中描述了用于评估肌钙蛋白Ic和D-二聚体的组合使用的算法，其中DDi＝D-二聚体，TnI＝肌钙蛋白I，MI＝心肌梗死，UA＝不稳定型心绞痛，SA＝稳定型心绞痛。
从该图中可以看出，如果在时间T1处肌钙蛋白Ic的浓度高于0.1μg/l并且如果在时间T1处D-二聚体的浓度低于250ng/ml，则不能排除心肌梗死。如果在时间T1处肌钙蛋白Ic的浓度低于0.1μg/l并且如果在时间T1处D-二聚体的浓度低于250ng/ml，则按照本发明方法可以排除心肌梗死。
灵敏度和特异性：
  D-二聚体(250ng/ml)   肌钙蛋白(0.1μg/l)   肌钙蛋白+D-二聚体   肌钙蛋白
  时间   T1   T1   T1   T2
  灵敏度   88.5％   46.2％   96.2％   96.2％
  特异性   25.8％   92.5％   25.8％   91.4％
讨论：
26名患者(22％)被诊断为MI阳性。在这些患者中，仅有一名在时间T1处具有阴性的肌钙蛋白和D-二聚体。然而，关于在T1处为肌钙蛋白和D-二聚体阴性的其他25名患者，他们的肌钙蛋白在T2处仍为阴性。使用上文定义的算法，一旦得到在时间T1处所进行的肌钙蛋白和D-二聚体含量测定的结果，就可在MI方面将群体的21％(25/119)从急救中心排除。
与仅使用肌钙蛋白得到的结果相比，与肌钙蛋白阴性结果相联合的D-二聚体阴性结果(＜250ng/m1)改善了在时间T1处的诊断灵敏度，从46.2％至96.2％。使用这两种测试的组合，在时间T1处获得的灵敏度与使用单独肌钙蛋白含量测定在时间T2处获得的灵敏度相等。
肌钙蛋白与D-二聚体的含量测定的联合是这样一种组合，其允许以非常高的灵敏度和阴性预报值，在急救中心中非常早地排除怀疑具有MI风险的患者。

Claims (15)

1.基于来自怀疑具有风险的患者的液体样品来排除急性冠状动脉综合征的体外诊断方法，根据所述方法：
-定量所述样品中选自肌钙蛋白、CK-MB和肌红蛋白的至少一种心脏标记物的浓度，
-定量所述样品中D-二聚体的浓度，
-将样品中所述心脏标记物的浓度与预定的阈浓度进行比较，
-将样品中D-二聚体的浓度与预定的D-二聚体阈浓度进行比较，和
-确定样品中所述心脏标记物的浓度和D-二聚体的浓度是否分别低于预定的所述心脏标记物阈浓度和预定的D-二聚体阈浓度。
2.权利要求1的方法，根据所述方法：
-定量所述样品中肌钙蛋白的浓度，
-定量所述样品中D-二聚体的浓度，
-将样品中肌钙蛋白的浓度与预定的肌钙蛋白阈浓度进行比较，
-将样品中D-二聚体的浓度与预定的D-二聚体阈浓度进行比较，和
-确定样品中肌钙蛋白的浓度和D-二聚体的浓度是否分别低于预定的肌钙蛋白阈浓度和预定的D-二聚体阈浓度。
3.权利要求2的方法，根据所述方法：
-定量所述样品中肌钙蛋白的浓度，然后
-定量所述样品中D-二聚体的浓度，
-将样品中肌钙蛋白的浓度与预定的肌钙蛋白阈浓度进行比较，
-将样品中D-二聚体的浓度与预定的D-二聚体阈浓度进行比较，和
-确定样品中肌钙蛋白的浓度和D-二聚体的浓度是否分别低于预定的肌钙蛋白阈浓度和预定的D-二聚体阈浓度。
4.权利要求2的方法，根据所述方法：
-定量所述样品中D-二聚体的浓度，然后
-定量所述样品中肌钙蛋白的浓度，
-将样品中肌钙蛋白的浓度与预定的肌钙蛋白阈浓度进行比较，
-将样品中D-二聚体的浓度与预定的D-二聚体阈浓度进行比较，和
-确定样品中肌钙蛋白的浓度和D-二聚体的浓度是否分别低于预定的肌钙蛋白阈浓度和预定的D-二聚体阈浓度。
5.权利要求2的方法，根据所述方法：
-同时定量所述样品中肌钙蛋白的浓度和D-二聚体的浓度，
-将样品中肌钙蛋白的浓度与预定的肌钙蛋白阈浓度进行比较，
-将样品中D-二聚体的浓度与预定的D-二聚体阈浓度进行比较，和
-确定样品中肌钙蛋白的浓度和D-二聚体的浓度是否分别低于预定的肌钙蛋白阈浓度和预定的D-二聚体阈浓度。
6.权利要求1或权利要求2的方法，其中所述液体样品选自血清、血浆和血液。
7.权利要求1的方法，其中通过免疫测定法彼此独立地进行样品中所述心脏标记物浓度的定量和D-二聚体浓度的定量。
8.权利要求2的方法，其中通过免疫测定法彼此独立地进行样品中肌钙蛋白浓度的定量和D-二聚体浓度的定量。
9.权利要求7的方法，其中基于选自ELISA、ELFA、比浊法、浊度法、颗粒比浊法、颗粒浊度法和乳胶凝集的测试，彼此独立地进行样品中所述心脏标记物浓度的定量和D-二聚体浓度的定量。
10.权利要求8的方法，其中基于选自ELISA、ELFA、比浊法、浊度法、颗粒比浊法、颗粒浊度法和乳胶凝集的测试，彼此独立地进行样品中肌钙蛋白浓度的定量和D-二聚体浓度的定量。
11.用于定量液体样品中选自肌钙蛋白、CK-MB和肌红蛋白的至少一种心脏标记物浓度的试剂以及用于定量液体样品中D-二聚体浓度的试剂在排除急性冠状动脉综合征的体外诊断中的用途。
12.权利要求11的用途，其中所述用途为用于定量液体样品中肌钙蛋白浓度的试剂以及用于定量液体样品中D-二聚体浓度的试剂在排除急性冠状动脉综合征的体外诊断中的用途。
13.权利要求11的用途，其中所述试剂之一为至少一种心脏标记物的至少一种抗体，所述试剂中另一为至少一种抗D-二聚体抗体。
14.权利要求12的用途，其中所述试剂之一为至少一种抗肌钙蛋白抗体，所述试剂中另一为至少一种抗D-二聚体抗体。
15.权利要求11至14中任一项的用途，其中所述液体样品选自血清、血浆和血液。
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