血清鸟氨酸氨基甲酰转移酶(serum ornithine carbamyl transferase,OCT)催化氨基甲酰磷酸分子上的氨基甲酰基转移至鸟氨酸生成瓜氨酸,是氨在肝细胞内经鸟氨酸循环生成尿素的关键步骤,在体内具有重要生理功能。OCT是肝脏特异性酶,其他组织中含量极微。OCT主要存在于肝细胞线粒体,其分子量为260000。OCT最适pH为6.7~7.5。氯汞苯甲酸和2,3-二巯基丙醇可完全抑制此酶。
测定瓜氨酸法:0~8U/L。
OCT是肝细胞损伤的非常特异和敏感的指标。测定主要用于肝胆疾病的检查,如病毒性肝炎、胆结石、药物、或急性胰腺炎的所致急性肝炎、肝脓肿、肝癌、慢性肝内胆汁淤积等患者血清OCT升高。凡能引起继发性肝损害的疾病,如急性心衰、急性心肌梗死、手术或外伤引起的出血性休克等均可因肝淤血或肝血流不足而致患者OCT升高。
酒精中毒伴肝细胞坏死时血清OCT水平明显升高。血清谷氨酸脱氢酶与OCT比值是酒精性肝损害的敏感指标。
糖缺失性转铁蛋白(CDT)是一种由肝脏分泌的合成糖蛋白,转铁蛋白的编码基因在3号染色体上,位于3q21,分子量为79600,有多种异构体,由含有19个二硫键的单条多肽链组成。转铁蛋白具有在体内运输铁(Fe 3+ )的生理功能。转铁蛋白上的2条N-连接糖基化的寡糖,包含唾液酸化双触角寡糖(85%)和三触角寡糖(15%)。每个转铁蛋白分子的唾液酸残留数在4~6个末端三糖,其中4末端三糖的唾液酸残留是最常见的类型。转铁蛋白的糖基化变异能在不同条件下发生,酒精中毒患者糖链缺失2~4个末端三糖,包含带负电荷的唾液酸,出现不带电的N-乙酰-葡萄糖胺和半乳糖。这些去唾液酸转铁蛋白、单唾液酸转铁蛋白和双唾液酸转铁蛋白被称为CDT。严重酗酒者体内不正常转铁蛋白的形成机制尚未完全阐明,但可能与糖蛋白在高尔基器内的糖基化缺陷有关。
不同种方法被用来测定血清中的CDT,其中包括等电点聚焦、免疫印迹、毛细管电泳法、液体或阴离子交换色谱法、高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)、免疫测定技术及放射免疫分析(radioimmunoassay,RIA)。在样品分析时,CDT测试的结果最好用总转铁蛋白的百分比计算(%CDT),阈值超过1.7%或1.2%是一个合适的阳性判断标准去诊断持续大量饮酒。
CDT是转铁蛋白一种异构体。它存在于血清中,其在血清中的水平,可作为酗酒的生物标志。有报道,很低水平完全不含糖的转铁蛋白异构体(CFT),被认为是酒精中毒的有力指标。饮酒过量,血清中CDT的相对比例比总转铁蛋白(%CDT)高。CDT作为酗酒的生物标志物具有相当好的敏感性和特异性,CDT作为酒精滥用的一个生物学标志是在患有各种酒精相关性疾病的神经病患者的脑脊液中通过等电点聚焦的方法进行分析中偶然发现的。
持续大量饮酒(>60g/d)几周,肝脏的糖化转铁蛋白降低,这反映了四唾液酸成分降低和二唾液酸形式按比例地增加(两个残留)。在较小程度上的去唾液酸(无糖化作用)也会增加。
关于转铁蛋白糖基化减少的机制,被认为可能涉及酒精的直接影响及其自身的代谢产物乙醛以某种方式干扰了肝细胞内的生物合成。不像γ-谷氨酰转肽酶(GGT)和其他肝脏酶,血清中CDT升高是肝损害的一个标志,因此对于在肝功能发生紊乱之前发现因饮酒而引起的健康风险是有用的。
血清中CDT检测还可用于饮酒的筛查,特别是对每周只有几天或周末酗酒(>50~60g/d)的妇女和年轻人,CDT测定展示出了一个相当适度的敏感度。然而高特异性的CDT较其他生物标志物(如GGT)更适合检测正在接受治疗患者的疗效观察。彻底戒酒2~3个月以上,患者血清中CDT的水平才能恢复到正常水平。
社交饮酒者酗酒(60~80g/d)后2~3周CDT水平开始升高,较其他酶标志物(如GGT)早。停止饮酒后血清中CDT的半衰期约为15d。引起CDT升高的因素还包括缺铁、囊性纤维化、吸烟、肥胖、高血压等。
芳基硫酸酯酶(aryl sulfatase,ARS)催化芳香基硫酸酯水解,生成相应的酚类和硫酸盐。此酶相应的生理功能尚未肯定,可能与某些外源性物质在肝脏或其他组织转化为硫酸酯而解毒有关,也可能与硫酸酯的分泌代谢有关。
比色法0.5~5.0U/L、放射免疫法4~15ng/ml。
通常认为血清中ARS升高可能是炎症过程。大疱性类天疱疮患者血清ARS活性升高。急性酒精中毒,异丙醇中毒,砷中毒,急性肝炎,肺炎合并肺脓肿,肺梗死或支气管扩张时,血清ARS活性可升高30%~50%。柠檬酸盐和草酸盐对此酶有轻度抑制作用,妊娠期血中ARS活性高于正常。
酒精性脂肪肝、肝炎如无好转,继续酗酒,它的终末改变为肝纤维化与肝硬化。肝纤维化是肝硬化的前身,在肝内表现为结缔组织增生。它的实质是细胞外基质(extracellular matrix,ECM)成分在肝内的过度沉积。当肝细胞坏死后,它的残片被肝巨噬细胞所吞噬,激活释放出多种细胞因子,继而又激活贮脂细胞向肌纤维母细胞转化,产生各种细胞外基质成分。这些成分与其降解产物以及参与代谢的酶进入血液中,可作为肝纤维化血清标志物。细胞外基质成分有四类,其中主要是胶原蛋白,其他是糖蛋白、蛋白多糖和弹性蛋白。近年来,血清肝纤维化标志物的报道颇多,现就其中在临床上有实用价值的标志物作以简单介绍。
procollagen Ⅲ N terminal peptide(P-Ⅲ-P 或 P-ⅢN-P)系肝细胞及间质细胞分泌的Ⅲ型前胶原(procollagen Ⅲ)在细胞外基质中沉积前,经氨基肽酶裂解而产生的氨基端多肽。在此过程中P-Ⅲ-P与 procollagen Ⅲ呈等量分子浓度产生,并可进入血液循环。因此,测定血中P-Ⅲ-P水平可作为了解procollagen Ⅲ生成情况的指标。
目前采用放射免疫法(RIA法)检测。
均值为100ng/L(RIA-P-Ⅲ-P kit);>150ng/L为异常。
Rohde等首先从牛胎皮中提取PⅢP,建立测定血清PⅢP的放射免疫法(RIA),并证实肝纤维化时血清PⅢP含量明显升高。
血清P-Ⅲ-P检测可用于免疫抑制剂(如甲氨蝶呤)治疗慢性活动性肝炎的疗效监测,并可作为慢性肝炎的预后指标。
血清P-Ⅲ-P水平增高可反应procollagen Ⅲ合成增加,肝细胞炎症、坏死时,血中PⅢP也显著升高,其与慢性肝炎的组织学活动程度和纤维化程度显著正相关,连续检测P-Ⅲ-P对判断肝脏纤维化的转归和观察抗纤维化的疗效具有较大的价值。
对于原发性或转移性肝癌,血清P-Ⅲ-P水平均明显增高,故慢性肝炎患者出现血清P-Ⅲ-P水平持续异常,应警惕肝癌的可能性。
大量研究证实,P-Ⅲ-P同样是诊断酒精性肝硬化的一个敏感的指标。
正常肝脏中Ⅳ型胶原(collagen Ⅳ,CL-Ⅳ)主要分布在血管、胆管与淋巴管的基底膜,血窦内无明显沉积。其结构包括三螺旋中心区、氨基末端和羧基末端。与层粘连蛋白有高度亲和性。Ⅳ型胶原在合成代谢过程中不需取出末端肽而直接与层粘连蛋白共同沉积于窦周间隙导致血窦毛细血管化。因此血清中Ⅳ型胶原含量升高来自于基底膜的降解,反映了肝血窦基底膜的更新率加快。
目前主要采用ELISA法检测。
<140ng/ml。
CL-Ⅳ是目前临床主要用于观察肝纤维化程度的指标,在肝纤维化过度增生时,Ⅳ型胶原的合成和降解均处于较高水平。但由于其合成和沉积明显,故更能说明胶原生成增加。
CL-Ⅳ在富含血管基底膜成分的组织、器官发生纤维化时,如肾纤维化,全身结缔组织疾病时升高也很显著。
CL-Ⅳ/P-Ⅲ-P比值对于判定肝纤维化的预后有意义,比值增大表示纤维降解占优势,减小表示纤维沉积占优势,预后不佳。如比值变化不大,但CL-Ⅳ和P-Ⅲ-P测定值均降低说明肝病稳定。
慢性活动性肝炎、肝硬化和原发性肝癌患者血清中CL-Ⅳ均有显著升高。
脯氨酰羟化酶(PH)是胶原纤维合成的关键酶,由α、β两个亚单位构成四聚体,能将胶原α-肽链上的脯氨酸羟化为羟脯氨酸。当脏器发生纤维化时,PH在该器官组织内的活性增加。
目前主要采用RIA法检测。
(39.5±11.87)μg/L。
肝脏纤维化时,肝脏胶原纤维合成亢进,血清中PH增高,因此测定血清中PH活性可作为肝纤维化的指标。
肝硬化及吸虫性肝纤维化患者的PH活性明显增高;原发性肝癌患者因大多伴有肝硬化,PH活性亦增高;而转移性肝癌、急性肝炎、轻型慢性肝炎患者PH活性大多正常。
慢性肝炎、肝硬化患者的PH活性进行性增高,提示肝细胞坏死及纤维化状态加重,若治疗后PH活性下降,提示治疗有效,疾病在康复过程中。
目前关于Ⅰ型胶原研究较少。正常肝组织与早期肝纤维化时肝组织中Ⅰ、Ⅲ型胶原含量比例比较接近,Ⅰ/Ⅲ型=(0.86±0.23),但逐渐发展到肝硬化时,Ⅰ型胶原含量随着增加,Ⅰ/Ⅲ型可增加至(2.38±1.05)。Ⅰ型胶原对胶原降解酶的敏感性较差,因此,其增加提示肝纤维化的可逆性亦较差。
各种肝病中急性肝炎、慢性迁延性肝炎和慢性活动性肝炎时血清Ⅰ型前胶原(PCI)无显著变化。肝硬化和肝癌合并肝硬化时,血清PCI有显著升高。血清PCI可用于判断预后。测定血清PCI对判断肝炎是否发展为肝硬化有临床意义。
目前测定血清Ⅰ型胶原的方法有:酶联法和RIA法。
血清中Ⅵ型胶原(serum collagen Ⅵ)主要来源于肝纤维组织的降解。
血清中Ⅵ型胶原可用酶联法测定。
正常肝组织中Ⅵ型胶原含量极微,主要存在于窦周间隙,肝硬化时其mRNA表达明显增加,因此合成沉积增加。慢性活动性肝炎或肝硬化血清Ⅵ型胶原都有显著升高。在各种肝脏疾病中血清Ⅵ型胶原与PⅢP、CⅣ-7s(Ⅳ型胶原氨基末端肽7S片段)和CⅣ-NCI(Ⅳ型胶原非胶原区I)均无相关性。目前关于Ⅵ型胶原的研究较少。
金属蛋白酶(metalloprotease,MMP)包括胶原酶、明胶酶以及蛋白多糖酶等,在降解细胞外基质过程中起到重要作用。MMP在内皮细胞中合成,很快释放至血中,可作为胶原降解的一种指标,由于血清中存在抑制其活性的因子,直接测定MMP结果并不可靠。
最近有报道可测定血清金属蛋白酶的组织抑制因子(TIMP)。TIMP是一种唾液酸糖蛋白,分子量280000,可以特异地抑制MMP,肝纤维化时TIMP可明显升高。酒精性肝病,在肝硬化前期仅有小静脉周围纤维化时,血清TIMP即有明显升高,而血清PⅢP无明显差异。
层粘连蛋白(laminin,Ln)又称板层素,分子量为850kD,是由一条400kD的α链和两条200kD左右的β链通过二硫键相互连接而成的一种糖蛋白。主要由肝细胞、上皮细胞、贮脂细胞和内皮细胞合成。是细胞与基质黏着的介质,与CL-Ⅳ、硫酸乙酰肝素共同构成基底膜,分布在汇管区、中央静脉的血管和胆管基底膜上。肝脏纤维化发展过程中Ln CL-Ⅳ和CL-Ⅳ结合,形成连续基底膜,引起血窦毛细血管化,影响组织与血液之间营养和代谢物质的转换,导致肝细胞功能障碍,也可能是产生门静脉高压的主要基础之一。
目前主要采用ELISA法检测。
(109.96±32.55)μg/L。
酒精性肝病的Ln升高,慢性活动性肝炎和肝硬化患者血清Ln水平明显高于慢性迁延性肝炎,对肝硬化患者诊断的敏感性、特异性和准确性都很高。慢性肝病患者中有门脉高压者高于无门脉高压者,肝癌患者Ln浓度也明显升高。
纤维连接素是一种糖蛋白,以两种形式存在。一种是血浆蛋白总量的0.5%~1.0%;另一种是细胞FN,主要分布于细胞表面。在肝性疾病不同时期,血浆FN含量变化较大,急性肝炎患者可明显升高,而肝纤维化尤其是晚期肝硬化伴腹水时明显减低。目前认为血浆FN对诊断肝纤维化的价值不大,但最近报道用酶联法测定血清β-亚单位FN受体,其含量与肝纤维化程度有密切正相关,可能是一种有前途的肝纤维化标志物。
透明质酸(hyaluronic acid,HA)是一种糖胺多糖,是双糖的多聚体,基本组成单位为β-葡萄糖醛酸与N-乙酰氨基葡萄糖。HA的分子量较大,在10 5 ~10 7 之间。由成纤维细胞和间质细胞合成,是结缔组织基质的主要成分。HA经淋巴系统入血,在血中的半衰期为2~5min。除少数滞留于脾、淋巴结、骨髓外,多数由肝内皮细胞摄取,并在溶酶体内被透明质酸酶水解为乙酸和乳酸。
主要采用ELISA法检测。
肝纤维化时,>50ng/ml;肝硬化时,>130ng/ml。
肝纤维化时,由于肝脏合成HA增加;门脉高压使通过肠道淋巴入血的HA增加;肝血窦内皮细胞摄取HA能力下降等均致使血中HA增高。因HA主要在肝内代谢,所以HA变化可以反映肝脏病变及肝脏纤维化的程度。
HA是肝脏纤维化的指标,也可反映肝脏损害的程度。可与P-Ⅲ-P联合应用,在肝硬化早期伴有活动性纤维化时,因肝损害不严重,此时P-Ⅲ-P增高,而HA不一定高。肝硬化晚期,由于肝血窦内皮细胞功能低下,HA明显增高,而P-Ⅲ-P等反映活动性肝脏纤维增生的指标可以不高。故两者联合测定,可准确地判断肝纤维化。
肾胚细胞瘤、成纤维细胞和网状细胞肉瘤、间皮瘤等HA浓度可升高。
结缔组织疾病,如全身性硬皮病、类风湿关节炎、自发性骨髓纤维化、结节病等患者HA浓度可升高。
遗传性疾病,如白内障-硬皮病-早老综合征(Werner综合征)和早衰综合征伴透明质酸的代谢障碍,此类患者血清中HA水平可达参考范围的10倍。
粗纤维调节素(undulin,UN)是一种新的基质糖蛋白,它与Ⅰ、Ⅱ型胶原有明显的亲和力。免疫电镜可见UN位于致密的、有横纹的、排列整齐的胶原纤维表面,其作用可能使胶原纤维定形并牢固化。
血清UN的测定可用酶联法。活动性肝纤维化血清UN可高出正常值达8倍,尤其在酒精性肝炎与原发性胆汁性肝硬化时UN升高明显,而与血清PⅢP、CⅥ、CⅣ-7s和CⅣ-NCI等不相关。
细胞 粘连蛋白(tenascin,TN)是近期发现的一种新的细胞外基质成分,它的分子结构是寡糖蛋白,其N端为六聚体,可与细胞或多种细胞外基质成分形成多体相互作用或联接。
在正常肝组织中主要分布于肝窦间隙,而在汇管区未发现。在慢性肝炎中可在碎屑样坏死的肝组织周围有TN明显沉积,与LN、FN以及Ⅳ型胶原不同,其分布较为局限。在肝细胞癌中主要分布在小叶间隔和包膜中,而未在肿瘤组织的血窦壁中发现。TN在血中可测得,但目前临床评价报道尚少。
1.血清锌的测定 锌是人体生长所必需的微量元素,主要以Zn 2+ 价形式存在于前列腺、精液、肝、肾、视网膜及肌肉中。血液中的锌约80%存在于红细胞中。它是构成许多金属酶的成分,如碳酸酐酶、碱性磷酸酶、RNA和DNA多聚酶、羧肽酶、乙醇脱氢酶等。其生理功能主要通过这些含锌金属酶而体现出来。
(1)测定方法及参考范围:原子吸收分光光度法11.6~23.0μmol/L、化学比色法9.0~ 20.7μmol/L。
(2)临床意义:青少年、婴儿、孕妇、癌症和烧伤患者是缺锌的高危人群,镰刀状红细胞贫血、胃肠道疾病、酗酒与缺锌有关。
血清锌降低常见于酒精中毒性肝硬化、肺癌、心肌梗死、慢性感染、营养不良、恶性贫血、肠吸收障碍、妊娠、肾病综合征和部分慢性肾衰竭患者等;儿童锌缺乏可导致嗜睡、发育迟缓、食欲低下、男性性腺发育不全和皮肤改变。
血清锌增高常见于工业污染引起的急性锌中毒。
2.血清镁测定 镁是人体中的一种微量元素,它不仅作为许多酶(如激酶)的重要组成成分,参与体内物质代谢,而且与激素对机体的代谢调节作用有关。肾脏是机体排泄镁的重要器官。
(1)测定方法和参考范围:甲基麝香草酚蓝比色法0.67~1.04mmol/L(成年人血清);原子吸收光谱法0.60~1.10mmol/L(成年人血清);0.50~0.90mmol/L(儿童血清);3.0~4.25mmol/L(成年人尿)。
(2)临床意义:血清镁增高见于:肾脏疾病,如急性或慢性肾衰竭、急性肾小球肾炎;内分泌疾病,如甲状腺功能减退、艾迪生病和糖尿病昏迷。多发性骨髓瘤等镁也增高。
血清镁降低常见于摄入量不足如长期禁食等;胃肠功能紊乱失镁过多如长期腹泻、小肠吸收不良综合征、严重呕吐等;内分泌疾病,如甲状腺功能亢进症、甲状旁腺功能亢进、糖尿病酸中毒、醛固酮增多症及长期应用皮质激素治疗等。
酒精中毒时尿镁离子下降,慢性酒精中毒时抑制镁的重吸收,血中镁离子降低,常出现低镁血症。
3.尿卟啉及其前体卟啉 是构成血红蛋白、肌红蛋白、过氧化物酶、细胞色素等的重要成分。卟啉尿是指尿液中排出过多的卟啉,或卟啉的前身物质如δ -氨基-γ-酮戊酸(δ-aminol evulinic acid)及 卟胆原(porphobilinogen)。正常人尿中含有少量的卟啉类化合物(ALA、PBG、粪卟啉CP),尿卟啉(uroporphyrin)定性试验为阴性。病理情况下,体内卟啉代谢紊乱,导致其合成异常,卟啉及其卟啉前身物质排泄异常,导致患者尿中排泄量增多。
各种类型的疾病尿液中排出的卟啉代谢的中间产物不同,酒精中毒时,尿液检查粪卟啉增多。
4.1,25(OH) 2 D 3 在酒精性肝损伤时,由于维生素摄取不足,酒精作用于肠道而引起吸收障碍、肝中25-位羟化作用减低及分泌的减少等,导致血清中1,25(OH) 2 D 3 降低。
5.极低密度脂蛋白胆固醇(very low density lipoprotein cholesterol,VLDL)主要在肝脏合成。血浆半衰期为3~6h。脂蛋白电泳位于前β区域。含胆固醇酯约18%,胆固醇约6%,磷脂约18%,三酰甘油约50%,蛋白约8%。蛋白中的载脂蛋白主要为C、B100及E。VLDL是体内运输内源性脂肪的脂蛋白。VLDV代谢后经中间密度脂蛋白转变成为低密度脂蛋白。
(1)参考范围:0.21~0.78mmol/L。
(2)临床意义:VLDL增高,主要是甘油三酯(TG)增高,可见于胰腺炎、肥胖、未经控制的糖尿病、低甲状腺素血症、肾病综合征、尿毒症、系统性红斑狼疮以及禁食、妊娠等;酗酒可使VLDL增高。
由于糖是合成VLDL的主要原料之一,所以过量进食糖类食物易于诱发VLDL合成增加。本指标常与血清TG、胆固醇(CHO)以及其他脂蛋白同时测定分析以提高诊断价值。
6.脂蛋白(a)[determination of lipoproteins(a),Lp(a)] Lp(a)为常染色体显性遗传,其产生完全由基因决定。由肝脏合成,是一组结构复杂、与纤溶酶原有显著同源的糖蛋白,呈现分子量大小不一的多态性。半衰期约36h。代谢主要是在血管内进行。Lp(a)可以与纤溶酶原竞争结合纤维蛋白位点,从而抑制纤维蛋白水解作用。
(1)检测方法及参考范围:ELISA法10~140mmol/L。
(2)临床意义:Lp(a)浓度的增加普遍认为是动脉粥样硬化性心、脑血管病的重要的独立危险因素。对冠心病的转归有预测价值;在急性心肌梗死中,其浓度变化与病情演化关系密切。
其增高可见于急性心肌梗死,脑血管疾病,糖尿病,家族性高胆固醇血症,肾病综合征大量蛋白尿时,大动脉瘤,冠状动脉搭桥后再狭窄等。嗜酒过度,肝脏疾病,应用新霉素、烟酸等可降低Lp(a)在血浆中的浓度。
7.乳酸(lactic acid)乳酸是糖酵解途径的终产物,当机体缺氧时,细胞通过无氧代谢生成ATP。乳酸主要从骨骼肌、脑和红细胞中产生。血中乳酸的浓度主要取决于肝脏和肾脏的合成及其代谢速度。
(1)检测方法:目前乳酸测定主要采用乳酸脱氢酶法。
(2)参考范围:血浆乳酸0.6~2.2mmol/L;全血乳酸0.5~1.7mmol/L。
(3)临床意义:乳酸升高见于肾衰竭、呼吸衰竭、循环衰竭等缺氧和低灌注状态。剧烈运动可使血液乳酸迅速增高,恢复时将迅速降低。
酒精中毒可使血中乳酸增高。血液中酒精浓度过高时,MADH/NAD比值增加,影响依赖NAD的代谢反应,如糖异生作用障碍,出现严重低血糖、乳酸增高和酮体蓄积,发生代谢性酸中毒。建议同时测定血丙酮酸,以得到乳酸/丙酮酸的比值,该比值对酒精引起的酮症酸中毒程度的检测很有意义。
8.血清酶学变化 肝细胞含有较多的谷草转氨酶(AST),肝脏中的AST有两种同工酶,分别位于肝细胞浆水溶性部分(AST s )和肝细胞线粒体中(AST m )。各种肝病时,AST随着谷丙转氨酶(ALT)活性升高而上升,当肝细胞受到轻微损害AST m 较难释入血中,血清中AST大部分为AST s ,如肝细胞严重损害至线粒体受到破坏,AST m 大量释放入血,血清AST m 才会升高,故AST m 升高是肝细胞坏死的指征。酒精性肝病AST显著升高,可能因为酒精具有线粒体毒性及酒精抑制吡多醛活性,AST/ALT比值通常大于2。正常人血清总AST酶活性中,AST m 型仅占3%。酒精中毒者血清AST m 可达11%~13%。因此测定血清总AST及线粒体型AST(AST m )酶活性比GGT及谷氨酸脱氢酶对诊断酒精中毒更为敏感,也是乙醇所致肝损伤最敏感的指标。