臨床生物化學/肝臟疾病的酶學診斷
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從1995年卡門（Karmen）等發現急性肝炎患者在黃疸前期，血清中轉氨酶（ALT，AST）活性就已明顯增高以來，用於診斷肝臟疾病的酶不下幾十種。在我國ALT是應用最廣泛的酶，其次是鹼性磷酸酶（ALP）、γ-谷氨醯基轉移酶（GGTP），其它有精氨酸代琥珀酸裂解酶（ASAL）、醯苷脫氨酶（ADA）、5』-核苷酸酶、甘露醇脫氫酶等。總的說來這些酶都能比較確切反映肝膽系統的炎症或壞死性病變，在我國對反映肝臟合成功能方面的酶試驗重視較差。公認假性膽鹼脂酶（CHE）能反映肝臟蛋白合成能力。還有文獻報告卵磷膽固醇醯基轉移酶（LACT）也能反肝細胞酶和蛋白的合成能力，但目前此酶所用方法不實用。
1975年德國內科協會年會提出ALT、GGTP和CHE三種酶作為肝臟疾病時的酶過篩試驗。三種酶分別反映肝臟的不同病理過程：ALT增高往往說明肝實質細胞的損傷；GGTP增高可以說明膽汁淤積和對肝的「誘導作用」；測定CHE可以檢查肝臟的蛋白合成功能。當時德國選用這三種酶是建立在大量的臨床觀察的基礎上，他們統計了10年內13000名肝臟疾病患者的檢查結果，發現GGTP增高占病例的95％，GPT為83％，CHE有變化的為74％，其中63％活性下降，11％上升。其餘酶陽性率的順序為AST71％，ALP60％，GLDH47％和LDH34％。如同時測定GGTP、GPT和CHE三種酶可查出99％的肝膽疾病患者。
急性肝炎恢復期患者約有半數ALT是最後一個恢復正常的生化指標，另半數則是GGTP。另有文獻報導在肝炎時ADA恢復正常遲於ALT。
大多數中毒病例如果累及肝臟，GGTP靈敏度往往高於轉氨酶，尤其是酒精性脂肪肝。血中ALT活性正常而GGTP增高還見於膽石症、膽囊炎、藥物的誘導作用以及肝臟慢性淤血等。
很早就知道CHE下降是判斷肝臟疾病預後一個很好的指標。而在脂肪肝時隨ALT和GGTP的增高，CHE也可能增高。
根據一個酶試驗的結果就進行鑒別診斷和判斷預後決非易事。所以後來一些學者企圖通過比較不同酶變化的結果來提高酶試驗應用的價值。DeRitis首先提出AST/ALT比值的診斷意義，ALT主要存在於細胞質中，AST則有一半位於粒線體中，另外ALT在血中半壽期明顯高於AST3倍，所以在典型急性肝炎患者血ALT活性不僅升得高並且持續時間長，在急性肝炎時隨時間延長DeRitis比值逐步下降。在病程的第1、2、3和4周，其比值分別為0.7、0.5、0.3和0.2。在慢性活動性肝炎和肝硬化時，由於細胞進一步壞死，AST增高程度往往超過ALT，DeRitis比值大於1。肝硬化尤其酒精性肝硬化，此比值可達3.0。文獻上還曾介紹LD/AST、GGTP/AST等，但目前已少用。
國內外都有文獻報告GGTP和ALP同工酶測定有輔助診斷肝癌作用。LD同工酶試驗對肝病診斷也有一定價值。肝中LD以LD5為主，但在正常血中一般不超過10％，所以肝病時測總LD活力價值不大，其陽性率很低，但如測定LD同工酶，則LD5陽性率明顯升高，急性肝炎LD5增高患者中有半數LD總活力正常。慢性肝炎中此現象更明顯，72％病例LD不增高但LD5異常。一般都認為LD5增高是肝細胞壞死的一個很好指標，可用於判斷肝炎治療效果。重症肝炎時，如LD5持續增高常是需要換血療法的一個重要指標。
急性肝炎時測定粒線體穀草轉氨酶（m-AST）有助於了解肝病嚴重程度。Ideo等報告28例急性肝炎，血清m-AST/總AST為32.10（9.28U/L）。如果總AST升高明顯，而m-AST/總AST比值較低，說明病情較輕，反之，如果比值較高，常有重度粒線體破壞，見於肝壞死。國內有人認為測定m-AST可以在一定程度上取代肝活檢。
以往在解釋為何肝病時血清酶變化明顯時，往往簡單地認為是因為肝臟是人體的代謝庫，含有多種高濃度的酶，肝細胞病變時細胞膜通透性增加或者細胞壞死，細胞內酶釋放入血以致血清中酶活性升高。這顯然不能很好解釋複雜的臨床現象，例如不同的病因（病毒、毒品、淤血等）可以引起類似的肝細胞病變，但酶的變化規律並不相同。這與下列三個因素有關。
（一）肝組織結構和血清酶活性變化
肝有兩大類型細胞（肝細胞和非肝細胞），通過近年來定量組織學的研究發現，每立方厘米肝細胞中非肝細胞（枯否細胞、內皮細胞和貯脂細胞）約為0.92億，肝細胞含量在1.5億到1.7億間，非肝細胞的數數為肝細胞的1/2。非肝細胞體積小於肝細胞，其總體積為肝細胞體積的10％。一般認為量為肝細肝細胞代謝比其它非肝細胞更為活躍，酶含量高於非肝細胞，但已有文獻報導按每克蛋白質計算，非肝細胞所含的已糖激酶和葡萄糖-6-磷酸脫氫酶活力高於肝細胞。所以在研究肝臟疾病酶變化規律時，不能只看到肝細胞病變而忽視其它細胞特別是枯否細胞的病變。目前對這方面的研究是很不夠的，特別缺乏非肝細胞病變和血清酶變化間關係的文章。值得一提的是腺苷脫氫酶（ADA），急性肝炎時血中此酶一般是中度增高，但是傳染性單核細胞增多症時知中ADA增高非常明顯，此現象還見於腸傷寒。這些都提示血中ADA活性變化可能和單核吞噬細胞系統病變有關。Neef將肝功能試驗分類時，也提出ADA可以反映肝臟間質細胞的反應。還有文獻報導肝硬化時N-乙醯-氨基葡萄糖苷酶（ANG）活性增高，此酶主要存在於溶酶體，所以不能排除肝硬化時非肝細胞病變引起ANG增高。
肝細胞與非肝細胞在細胞的亞細胞器方面差異較大。例如肝臟中的粒線體都集中在肝細胞中，非肝細胞中的粒線體只佔總數的1.2％。另一方面非肝細胞中含大量的溶酶體，可佔總數的43％。膜結構主要存在於肝細胞中，非肝細胞結構面積僅佔總面積的8％，但其中高爾基複合體膜面積為總高爾基複合體面積的15％，質膜佔27％，溶酶體的膜更多為30％。這從另一方面說明肝細胞中膜結構主要集中於粒線體和內質網。
由於粒線體幾乎全存在於肝細胞中，所以檢測代表粒線體酶的變化往往能較準確地反映出肝細胞病變程度，尤其是壞死性變化。因為粒線體有兩層膜，一般病變並不能促使粒線體中的酶釋放入血。谷氨酸脫氫酶（GLDH）和異檸檬酸脫氫酶（以NADP為輔酶）是最能反映肝細胞粒線體蘋果酸脫氫酶（m-MDH）的方法，在判斷肝細胞病變估計肝病患者預後方面具有一定的價值。
還有人探討了過氧化物體中的酶，如過氧化氫酶，與內質多有關的酶，如阿司匹林酯酶變化對肝病的診斷價值，但尚看不出有任何明顯的臨床意義。
（二）肝細胞的不均一性
近年來通過組織化學定性研究，顯微分光光度計定量測定、電子顯微鏡觀察等各種手段和技術已經知道，肝臟中不僅存在著肝細胞和非肝細胞的不同，不同的肝細胞也存在著差異，不僅表現在代謝功能上，還表現在細胞結構上。
現常以匯管區肝小葉動靜脈終末分枝為中軸進行劃分肝小葉，由內向外分為Ⅰ，Ⅱ和Ⅲ帶。
不同區帶的肝細胞血液供應有差別。氧含量很高的肝動脈血和富含營養物質的肝門靜脈血由匯管區的小葉間動脈和靜脈進入肝小葉的血竇，依次同過Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ帶，最後到達中央靜脈，所以Ⅰ帶的肝細胞氧和營養物質供應最充分。但另一方面通過血液進入肝臟的有毒物質和致病因子也先到達Ⅰ帶。這些特點不可能不對各區帶的肝細胞產生影響。在電子顯微鏡下Ⅰ帶存在著大而均一的粒線體，Ⅲ帶的粒線體少而大小不一。測定Ⅰ帶粒線體剖面積，其平均值為0.43μm，嵴突長度的平均值微7.5μm約為Ⅲ帶的2倍，其值分別為0.2μm2和0.3μm2。
這促使科學家們去研究不同區帶細胞中酶的分布情況。表7-9是綜合各學者報告的結果。
表7-9 肝小葉不同區帶酶分布情況
| 主要存在於Ⅰ帶的酶 | 均勻分布的酶 | 主要存在於Ⅲ帶的酶 |
| 細胞色素氧化酶 | 磷酸甘油脫氫酶 | 谷氨酸脫氫酶 |
| 琥珀酸脫氫酶 | 蘋果酸酶 | 丙酮酸激酶 |
| 乳酸脫氫酶 | 單胺氧化酶 | 異檸檬酸脫氫酶（NADP） |
| 蘋果酸脫氫酶 | 葡萄糖激酶 | 乙醇脫氫酶 |
| 天冬氨酸氨基轉移酶 | 已糖激酶 | 3-羥丁酸輔酶A脫氫酶 |
| 丙氨酸氨基轉移酶 | 已糖二磷酸激酶 | NADH-四唑還原酶 |
| 糖原合成酶 | 磷酸甘油醛脫氫酶 | NADP-四唑還原酶 |
| 糖原磷酸化酶 | ||
| 磷酸葡萄糖異構酶 | ||
| 葡萄糖-6-磷酸酶 | ||
| 磷酸烯醇丙酮酸激酶 |
Pett和Wmmer還進一步報告了各個酶在Ⅰ帶和Ⅲ帶濃度間的比值。琥珀酸脫氫酶比值為0.91，蘋果酸脫氫酶為1.68，乳酸脫氫酶為1.32，異檸檬脫氫酶為0.52，谷氨酸脫氫酶為0.55，NADH四唑還原酶為0.58，磷酸甘油氧化酶為1.0。
不同病因引起肝的病理變化不盡相同，如右心衰竭時，Ⅲ帶供血情況最差，此處肝細胞往往大量壞死，ICD和GLDH大量釋放入血。肝炎則往往是肝臟瀰漫性病變或者Ⅰ帶肝細胞病變更嚴重些，所以ICD和GLDH變化較小。臨床醫師注意到右心衰竭時血中氨基轉移酶也往往明顯增高，如能同時測一下ICD和GLDH活性，往往有助於急性肝炎的鑒別診斷。有學者提出如ICD/AST比值≤1.5則主要是肝細胞壞死，反之如比值≥1.5，則是Ⅲ帶肝細胞壞死。
（三）肝血竇的解剖特點
肝血竇缺乏完整的內皮細胞層，肝細胞通過狄氏腔直接和血液相接觸，已知狄氏腔有廣大的表面積高達600m2，為人肺表面積的7倍，因此即使輕微的肝細胞病變，細胞中的酶也很容易釋放到肝血液中，並很快分布到全身，以致末梢血中酶濃度迅速並明顯增高。人體其它器官例如肌肉、腎臟中雖也含有大量酶，如腎臟中谷氨醯基轉移酶（GGTP）含量甚至是肝組織的25倍，但這些器官病變時，細胞中的酶不可能直接釋放入血液，而是先釋放入組織液或腎小管中，以後通過毛細管內皮（已知骨骼肌中毛細管通透性很低）或者淋巴系統才能進入血液中。所以這些器官病變時血中酶活力增高較慢也不太明顯。升高的酶分子量往往較小，因為大分子的酶通不過毛細血管壁。這些限制因素對肝臟是不存在的，所以肝病時酶活性不僅升得高而且升得快。近年來學者們還注意到肝病時血中往往能查到一些大分子的酶或者酶複合體，研究最多的是高分子鹼性磷酸酶。國內外都有文獻報導肝病時鹼性磷酸酶陽性率很高，梗阻性黃疸時幾乎可達100％，這些高分子酶複合體在其它疾病時往往少見。
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