臨床生物化學/肌酸激酶（CK）及其同工酶

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臨床生物化學

診斷酶學
- 臨床診斷中常用的血清酶類及其同工酶
  - 肌酸激酶（CK）及其同工酶
  - 乳酸脫氫酶（LD）及其同工酶
  - 氨基轉移酶（ALT，AST）及其同工酶
  - 鹼性磷酸酶（ALP）
  - γ-谷氨醯基轉移酶及其同工酶
  - 澱粉酶（AMY）及其同工酶
  - 酸性磷酸酶（ACP）及其同工酶

以前臨床常習慣將此酶稱為肌酸磷酸激酶（CPK），此名稱不確切，目前國外已摒棄不用。此反應逆向反應速度約為正向反應速度6倍，與大多數激酶一樣，Mg²⁺為它的輔基，需雙硫鍵維持酶的分子結構。測定酶活性時必須加入巰基化合物，N-乙醯半胱氨酸（NAC）是目前最常用的激活劑。

CK作用生成的磷酸肌酸含高能磷酸鍵，是肌肉收縮時能量的直接來源，在3種肌組織和腦組織中含量最高。

CK是由兩種不同亞基（M和B）組成的二聚體，這樣正常人體組織常含3種同工酶，按電泳速率快慢順序分別為：CK-BB（CK₁），CK-MB（CK₂）和CK-MM（CK₃）。

除細胞質外，在心肌、骨骼肌和腦等組織細胞的粒線體內還存在另一種結構不同的CK，它也是二聚體，常簡寫為CK-MiMi，電泳時速度最慢，故命名為CK₄。

【組織分布】

CK主要存在於骨骼肌、心肌、腦組織中，此外還存在於一些含平滑肌的器官如胃腸道，子宮內。而在肝、紅細胞中含量極微或者沒有。

骨骼肌無論在每克組織含量（328U/G濕重）還是絕對含量上都大大超過其它組織和器官。其中主要為CK-MM，不含CK-BB，僅有少量CK-MB（＜3％）。心肌中CK雖只有骨骼肌的1/10（313U/G濕重），但CK-MB佔CK總量的14％-42％，這在人體中是絕無僅有的。腦組織以及其中含平滑肌器官中的CK則幾乎全部是CK-BB，它同時也是人胚胎中CK的主要存在形式。

【生理變異】

年齡、性別和種族對CK含量都有一定影響。

新生兒CK常為正常成年人的2-3倍。可能與分娩時骨骼肌損傷和缺氧有關，過6-10周可逐步下降接近成年人值。

CK含量和肌肉運動密切相關，其量和人體肌肉總量有關，男性參考值高於女性可能與這點有聯繫。國外調查，白種男性CK均值只為黑種人的66％，可能與種族有關，但也不排除兩個人種之間體力勞動的差別。

【標本的採集、處理和貯存】

雖然紅細胞中不含CK，但含有大量腺苷酸激酶（AK），目前常用的測CK的酶偶聯法的反應體系中含有ADP。AK催化下列反應：

生成的ATP在指示酶6-磷酸葡萄糖脫氫酶作用下，可使NAD⁺生成NADH，340nm處吸光度升高，引起CK人為地升高。為去除AK的干擾，不少試劑盒中加入AK的抑制劑二腺苷-5-磷酸（DAPP）和AMP。但也有些試劑中未加入DAPP，此時溶血標本將產生明顯干擾。

除肝素外，其它常用抗凝劑都能抑制CK活性。如不能及時測定，可將血清放冰箱貯存，－20℃中可長期保存。

【參考值範圍】

成年男性參考上限為180U/L（37℃），女性為130U/L（37℃）。

正常血清中用電泳法查不到CK-BB，CK-MB不超過5％，如用免疫法測CK同工酶，依方法不同結果有異，可參考有關文獻。

【臨床應用】

CK及其同工酶是目前世界上臨床測定次數最多的酶，80年代初期統計分別達一億次和一千萬次。這是因為CK在骨骼肌、心肌和腦疾患時常明顯升高，如同時測定同工酶還有助於疾病的鑒別診斷。表7-4是各種疾病時CK的變化。

此酶測定主要用於早期診斷AMI和判斷溶栓治療的療效以及判斷疾病預後，特別在無Q波型AMI，此時心電圖無Q波變化，常需其它檢查來協助臨床醫師診斷和鑒別診斷AMI。目前有些國外學者認為在診斷AMI不需要同時作許多酶，只要單測CK一項即可。這是因為：

⑴心肌細胞含有大量CK：按每克組織含酶量計算，CK超過天冬氨酸轉氨酶（AST，即穀草轉氨酶）和乳酸脫氫酶（LD）等。所以當發生AMI、心肌細胞壞死時，釋放出來的CK量超過其它酶。

⑵CK由於分子量不大，而且大量存在於胞質中，所以在各種酶中最早進入血液：一般在AMI後4-8小時就可能超過參考值上限。LD由於分子量大（約為125000），故增高明顯遲於其它酶。同樣粒線體中的酶，如粒線體AST在血中濃度升高明顯推遲。

表7-4 總CK和CK同工酶在疾病時的變化

疾病	總CK	CK同工酶
	急性心肌梗死（AMI）	常用酶中CK增高最早（4-8h），24h達峰值，2-3d恢復正常，中度升高，常在3000U/L以下	診斷AMI「金標準」（＞6％），增高稍早於總CK（？），2-3天恢復正常
	心肌炎（病毒性，風濕性）	急性期輕度升高，可達5倍正常上限	CK-MB可增高
增	心導管，冠狀動脈造影	可有中度升高	一般無變化
	運動試驗）	可輕度升高	CK-MB正常
	肌肉損傷（挫傷、手術，肌注藥物、癲癇、酒精和毒素中毒，過度運動）	升高程度和損傷程度有關，嚴重病例可達10000U/L以上，肌注藥物引起CK升高，一般不超過正常上限2倍，持續不超過一天	主要為CK-MM升高，CK-MB絕對值雖可升高，但百分比＜6％
	肌萎縮（Duchenne和Becker型）	有症状患者CK可達50倍正常上限，女性攜帶者CK可為3-6倍正常上限，可查CK以篩選攜帶者	有些患者也可出現CK-MB升高
	多發性肌炎與肌炎	CK明顯增高	主要為CK-MM
高	神經性肌肉疾患	CK正常	無變化
	腦血管意外（腦出血，腦血栓）	部分患者血中和CSF中CK升高	CK-BB可增高
	惡性腫瘤		約10％病例CK-BB升高
	甲狀腺功能低下	可高達50倍正常上限	主要累及CK-MM
	Reye症候群	明顯升高可在達70倍正常上限	主要為CK-MM
降	臥床患者	程度不等地下降	主要為CK-MM
	甲狀腺功能亢進	程度不等地下降	主要為CK-MM
低	激素治療	個別患者可下降	主要為CK-MM
變	Ⅰ型巨CK血症		電泳位於CK-MB和CK-MM之間可能是CK和IgA，或IgG複合物
異	Ⅱ型巨CK血症		電泳位於CK-MM後面，為粒線體CK和其聚合體

（3）由於CK主要存在於肌肉組織中，其它臟器如肝、腎、血細胞中含量極微：在診斷AMI時，其特異性遠比一般代謝酶如LD、AST等為高，特別是溶血標本對CK測定結果影響較小。

近年來國內外使用動態法測定酶活性，大大提高了CK測定的準確性和重複性，並且可以在很短時間（約5分鐘）測定完畢，特別適合於急診患者。但CK測定的局限性也很明顯，由於CK大量存在於3種肌肉組織中，尤其是骨骼肌中CK含量不論按濃度含量或按全身總量計算都大大超過心肌。因此骨骼肌局部或全身疾病都很容易引起血中總CK活性升高。血CK的極度增高主要見於全身疾病。曾有一例橫紋肌溶解症患者，血中CK含量高達100000U/L，而在AMI時，就是大面積梗死，血中CK含量也很少超過3000U/L。肌注某些藥物也可能引起CK一過性升高，但一般不超過正常上限值的2倍，持續時間不超過1天。因此國外有些醫院將CK參考值上限的2倍作為診斷AMI的判斷值，以減少假陽性。儘管CK測定診斷AMI的靈敏度很高，但特異性卻明顯偏低，其假陽性率達15％-30％。CK在體內的半壽期明顯比其它酶短，心肌組織一次梗死後，CK急劇升高並很快恢復正常（48-72小時），這樣在亞急性心肌梗死時CK可能正常，但其它酶如AST，特別是LD很可能居高不下。

以往對CK診斷AMI常強調下列幾點：①AMI發病後8小時內查血CK不高，不應輕易除外AMI診斷，並以此結果作為基礎值，和以後測定值作比較，任何懷疑AMI者應儘早抽血送檢；②發病後24小時CK測定結果臨床意義最大，因為此時正當CK的峰值時間，如不超過正常值上限可排除AMI診斷；③發病後48小時內應多次測CK活性，如不出現一個典型升高和下降的過程，應懷疑AMI的診斷。

近年文獻指出，某些AMI患者血中CK可以不超過正常值，特別是不超過參考值上限的2倍，這些病例又多見於無Q波心肌梗死。長期以來認為CK峰值高低對AMI預後判斷有一定價值。

CK-MB由於大量存在於心肌組織中，其它組織和器官中含量很少，所以CK-MB是目前診斷AMI的一個極其可靠的生化指標，特異性可達95％乃至更高。一般認為其靈敏度比CK總活性稍差，但也有文獻報導，約有12.5％AMI患者總CK不高，但CK-MB超過正常。

CK-MB測定方法和試劑盒很多，同一標本不同實驗室往往結果不同。從測定原理來分，可分為測酶活性與酶質量兩大類方法。第一類方法先用物理、化學和免疫等各種手段將CK-MB和其它同工酶分開，然後根據酶的催化活性測CK-MB濃度，用活性單位/升（U/L）或百分比報告結果。測酶質量方法則是利用CK-MB的抗原性，根據抗原抗體反應測CK-MB酶蛋白濃度，單位為μg/L。兩者結果有時不一致，因為如酶變性失活但仍保留抗原性，此時用測酶活性的方法結果不高，但用測質量方法可以增高。80年代早期德國學者根據此結果認為AMI患者血中存在著滅活的CK。但最近用改進方法測CK-MB，發現兩法差異不大。國內普遍使用測酶活性方法，目前較多使用電泳方法分離CK-MB。電泳法特點是準確可靠，當出現一些異常同工酶如巨CKⅠ、巨CKⅡ等，從電泳圖譜上很容易發現，並可通過光密度計進行定量測定，不會將CK-BB和各種異常同工酶誤認為是CK-MB而誤診。其主要缺點是靈敏度較差。

近年來國內一些單位用免疫抑制法測CK-MB，其原理為抗M亞單位的抗血清可以和CK-MM及CK-MB中的M亞單位形成抗原抗體複合物，從而完全抑制M亞單位的酶活性，因為正常血清中幾乎無CK-BB，故將此值乘以2可以認為大致代表CK-MB的活性。此法簡單迅速，缺點是特異性差，如患者血清中還存在著CK-BB或者異常CK時，都將出現假陽性。故可作為過篩試驗，如有疑問時用電泳法核實。另外此法正常值明顯高於其它方法。如Sclavo公司試劑盒的正常值為18U/L，而電泳等其它方法都是＜5U/L。有人認為這是因為CK-MM還可以進一步分為若干亞型，一般抗MM血清對MM₃抑制較好，但對MM₁抑制較差，而正常情況下血中MM亞型的存在以MM₁為主，故導致正常值明顯偏高。AMI第一天血中以MM₃為主，但第二天以後則以MM₁為主，因此使用此類方法診斷AMI和解釋結果時應謹慎。

國外從80年代初建立了多種測CK-MB酶質量的方法。應用最多的是美國Hybriteeh公司的ELISA方法，正常人在5μg/L以下，此法結果和電泳法相關良好。缺點是測定時間長達半天，只適合成批標本。近兩年來應用單克隆技術製備出特異性極高的只和CK-MB作用的抗血清，並已有多種試劑盒供應。最近Deerson以CK-MB≥10μg/L以及CK-MB指數≥3.0（μg/UCK×100）為AMI診斷標準。CK-MB單株抗體方法簡單，特異性高，是目前重點發展的方法，近來有人認為此法有助於不穩定型心絞痛的診斷，可惜國內應用不多。

CK-MB的局限性在於骨骼肌損傷時也可能釋放出一定量的CK-MB。雖一般認為骨骼肌含有的CK-MB在總CK中不超過5％，但也有例外。Evans報導1例橫紋肌肉瘤的CK-MB高達274U/L，佔總CK的28％。因此當CK-MB增高時，臨床也應考慮有無非心肌來源的可能性。

骨骼肌中有大量CK，所以CK明顯升高（3000U/L）大都見於肌肉疾病。此時CK測定用於鑒別肌萎縮病因，如Duchenne型和Becker型肌萎縮患者，常在臨床前期血中CK就可中度和高度增加。該病是伴性遺傳，在75％女性Duchenne型肌萎縮攜帶者和50％女性Becker型肌萎縮攜帶者血中也可查到CK升高。此外各種原因（病毒，細菌和寄生蟲）引起的肌肉感染性疾病都能引起CK升高。但由於神經疾病引起的肌萎縮症，CK常不增高。

腦中雖含有較大量CK，腦血管意義時有大量CK釋放入組織間隙，但由於血腦屏障存在，只能在部分病例中查到血中和腦脊液中CK升高，以及出現CK-BB，但陽性率不高，這妨礙了CK在這方面的臨床應用。

人胚胎期主要為CK-BB，有人根據「癌胚」理論，提出CK-BB可作為腫瘤標記物，可惜的是陽性率不高，只佔惡性腫瘤的10％左右。