Kemiska markörer för hjärtsjukdom. Eva Landberg Klinisk Kemi

Transkript

1 Kemiska markörer för hjärtsjukdom Eva Landberg Klinisk Kemi 1

2 Var femte patient som söker på en akutmedicinsk mottagning gör det på grund av bröstsmärta. Av dessa beräknas ca 45% ha kardiellt utlösta besvär ca 15% har muskuloskeletalt relaterade symtom ca 40% har andra bakomliggande orsaker. Som allmän regel kan sägas att patienter med ihållande bröstsmärtor >15 min bör söka akut läkarhjälp. Viktigt snabb handläggning!! Patienten ska snabbt bli slussad till hjärtavdelning med möjlighet till elektronisk arytmiövervakning Vid större infarkter räddas liv och hjärtmuskel genom snabb intervention (inom 2 timmar) : PCI eller trombolys 2

3 EKG vid akut hjärtinfarkt Ca 40 % av de patienter som kommer till akuten med bröstsmärtor förenliga med härtinfarkt och som senare visar sig ha hjärtinfarkt, har EKG som inte entydigt visar hjärtinfarkt (d.v.s. ST-höjningar) Att tänka på vid val av markör, antikropp och design av assay Specifikt för hjärtmuskel Specifikt för hjärtsjukdom Liten interferens från andra proteiner (gäller främst immunokemiska analyser) Utsöndrings- och omsättningsförlopp i blodbanan Äldre och nyare markörer LD ASAT CK Myoglobin CKMB Troponin T/I kardiospecificitet 3

4 Laurells Klinisk Kemi, 2003 Tidsfönster Analyt Tidigast förhöjd Maximum Normaliserad Myoglobin 1 h 4-6 h h CK-MB 2 h h 2-3 d Troponin T 1-2 h h 4-10 d CK-MB CK = Kreatinkinas Katalyserar reaktionen: Kreatinfosfat + ADP ATP + Kreatin (ph: 6,7) Refosforylering av ADP Dimer (två subenheter) ca 40 kda per enhet Finns i cytosolen ofta associerat till de myofibrillära strukturerna Högst CK aktivitet i skelettmuskel, hjärna och hjärtmuskulatur. 4

5 CK ISOENZYMER DISTRIBUTION I OLIKA VÄVNADER Struktur Vävnad BB Hjärna/Lunga/GI/Urinblåsa MB Hjärta/Skelettmuskel (3-5 %) MM Hjärta/Skelettmuskel Användning av CK-MB Använd alltid multipla mätningar över tid som kan ge information om sjukdomsutvecklingen Frisättning av CK-MB från skelettmuskulatur varar vanligen i flera dagar i motsats till CK-MB ökningen vid hjärtinfarkt som varar i någon dag Andra skador på myokardiet än CK-MB kan också leda till ökningar, t ex. myokardit, trauma, kateteriseringar, hjärtkirurgi och shock CK-MB Ej helt kardiospecifik, finns även i skelettmuskulatur Sämre diagnostisk sensitivitet tidigt i infarktförloppet jämfört med troponiner och myoglobin 5

6 Myoglobin Hjärtmuskelceller och skelettmuskelfibrer (fr a typ I). Liknar funktionellt och strukturellt hemoglobin Finns i cytoplasma Ett O 2 bindnings site Funktion: Lagring av syre och underlättad syrediffusion in i cellen Myoglobin consists of a backbone and heme-binding domain Ordway, G. A. et al. J Exp Biol 2004;207: Myoglobin vid hjärtsjukdom Snabb release (1-2 h) Försvinner snabbt ur cirkulationen normaliserat inom h efter HI Ospecifik markör Stiger även vid skellettmuskelskador och inflammation i skelettmuskel Specificiteten relativt hög på hjärtintensiven, men dålig på allmän intensivvårdsavd och postoperativt 6

7 Troponiner CONTRACTILE REGULATORY COMPLEX Tn-C Tn-T Tn-I Actin Tropomyosin TnT (40 kda) binder troponin-komplexet till tropomyosinsträngen TnC (18 kda) binder kalcium och initierar kontraktion TnI (22 kda) inhiberar kontraktion i viloläge MI98 Troponiner TnC - en isoform TnT och TnI - tre isoformer i adult vävnad 1) kardiell (ctnt/i) 2) skelettmuskel snabba fibrer 3) skelettmuskel långsamma fibrer Frisättning vid infarktutveckling cytosolisk pool (snabb) nedbrytning av myofibrillerna (långsam) Biologisk halveringstid 2 timmar Troponin T Fyra isoformer i human hjärtmuskel, endast en normalt i adult hjärtmuskel Re-expression av fetala former kan förekomma både i hjärtmuskel och skelettmuskel (problem 1:a gen. Ak) Få immunoassays, alla med samma typer av monoklonala antikroppar. 7

8 Troponin I En isoform i hjärtmuskelceller, finns ej fetalt Minst 10 olika immunoassays med olika kardiospecifika antikroppar Svårigheter att standardisera metoderna. Olika assays har olika beslutsgränser för hjärtinfarkt. Laurells Klinisk Kemi, 2003 Riktlinjer Definition Diagnos hjärtinfarkt (RIKS-HIA) Myokardmarkörstegring (helst troponin) över beslutsgränsen för aktuell metod och där upprepade (minst 2 med minst 6 timmars intervall) bestämningar visar ett stigande eller sjunkande förlopp* tillsammans med minst ett av följande: Typiska symptom. Bröstsmärta av ischemisk karaktär under mer än 15 minuter eller lungödem utan annan rimlig förklaring EKG förändringar: Utveckling av patologisk Q-våg i minst 2 avledningar (duration >0,03 sek och >25% av R-vågs amplitud) eller ischemiska STförändringar *vid värden nära beslutsgränsen bör ökningen eller sänkningen vara >50 % mellan lägsta och högsta värdet Typiska symptom och ST-höjning och avsaknad av möjligheter till fortsatt diagnostik Myokardnekros eller koronartrombos vid obduktion med en ålder motsvarande symptom 8

9 Hur är beslutsgränserna satta? Rekommendation ACC, ESC OBS! Olika för olika metoder 1 Som lägst vid 99:e percentilen hos friska kontroller 2 Nivå där metoden har tillräckligt god precision (Variationskoefficient mindre än 10 %) 9

10 Analysprincip Troponin T Elecsys (Roche) Ru= ruteniumkomplex, B= biotin Detektion: Kemoluminiscent emission då spänning appliceras. OBS! Förhöjda Troponiner är inte liktydigt med hjärtinfarkt däremot alltid markör för hjärtmuskelskada Exempel när troponiner kan vara förhöjda: Myokardit, sepsis, lungemboli, trauma Framtida biomarkörer Varför behövs nya markörer? Symtom ofta atypiska 1-2 % av pat. med HI missbedöms och skickas hem Ett stort antal pat. läggs in för övervakning utan att man finner tecken på kardiovaskulär sjd. Prevention att tidigt hitta riskpat. för intervention 10

11 Kandidatmarkörer Myeloperoxidas MMP-9 scd40l PAPP-A Cholin Ischemimodifierat albumin Obundna fria fettsyror (FFAs) Glycogen fosforylas isoenzym BB Placenta growth factor (PIGF) PMN - inflammation, lipidoxidation EC matrix - inflammation, angiogenes Trombocyter - inflammation endotel Aterosklerotiska plaque - tidig markör? Fosfolipider plaque, ischemi Minskad metall-bindande kapacitet ischemi, rule out? Adipocyter + katekolaminer ischemi, tidig markör? Katalyserar glycogenolys jmf CK-MB, Irreversibel myocardskada? Trombocyter kemotaktisk för monocyter initiering inflammation, tillväxtstimulering Riskmarkörer för hjärtinfarkt Skillnad riskmarkör riskfaktor Om en riskmarkör visar ett statistiskt samband tydande på kausalsamband (involverad i den ateromatösa processen) är den även en riskfaktor. Kardiovaskulära riskmarkörer Kolesterol HDL LDL ApoB/ApoA-1 CRP Albuminuri (låggradig) Homocystein Troponiner 11

12 Lipoproteinpartikel Upptag av exogent fett Fett från kosten emulsifieras (bildar miceller) m h a av gallsyror Pankreatiska lipaser samt gastriskt lipas samverkar för hydrolys av triglycerider Efter upptag i enterocyten esterifieras kolesterol och retinol samt de fria fettsyrorna omvandlas till triglycerider och packas tillsammans med fosfolipider och apolipoproteiner i s k Kylomikroner. Kylomikroner Stora Triglyceridrika ApoB-48 ApoCII och ApoE adderas i blodbanan Ger plasma ett mjölkaktigt utseende Transport via lymfsystemet till blodbanan Interagerar med LPL (ApoCII) Snabb omsättning i blodbanan (max 2-4 h efter måltid) 12

13 Levern Upptag av chylomikronremnants (receptor för ApoE) Omvandling av FFA (från fettväv) till triglycerider samt nysyntes från kolhydrater (lipogenes) Syntes: VLDL (ApoB-100) HDL (bildas även i tarm och i blodbanan) Upptag: LDL via LDL-receptorn HDL VLDL transporterar triglycerider och kolesterol till vävnaderna (LPL på endotelcellerna spjälkar triglycerider) Från levern TG C apob TG C apob C VLDL IDL large buoyant LDL C apob apob small dense LDL Upptag av LDL i cellerna LDL-receptorn finns i de flesta celler (rikligt i lever, binjurar och gonader) Syntes av LDL-receptorer påverkas av thyreoideahormoner och östrogen. Laurells Klinisk Kemi,

14 LDL och dess roll vid ateroskleros Biologiskt modifierat LDL speciellt ateromatöst Binder till scavenger-receptorer som är mindre selektiva. oxiderat LDL- stress, rökning glykerat LDL -hyperglykemi, karbamylerat LDL-uremi Scavenger-receptorn ej kopplad till några cellulära reglermekanismer HDL Små, diskoida (om nybildade) Innehåller fosfolipid, oförestrat kolesterol, ApoA-I och LCAT ApoA-I kofaktor till LCAT Funktion: metabolisering av överflödiga ytkomponenter i lipoproteiner och cellmembran Lysolecitin samt kolestrolester bildas 14

15 HDL HDL 3 omvandlas till HDL 2 (större) Upptag: 1. lever via SR-BI receptorn 2. Överföring av kolesterolestrar till VLDL och chylomikroner i blodbanan m h a CETP Utsöndring: Små HDL partiklar ( remnants ) kan utsöndras och brytas ner i njuren Hyperlipidemi 25 % av vuxna svenskar har ogynnsamt höga blodfettnivåer miljö miljö+arv arv Kolesterol LDL HDL ftriglycerider Referensområde (31-50 år) 3,3-6,9 1,4-4,7 K:1,0-2,7 M:0,8-2,1 0,45-2,6 Målvärden (sek. prevention) < 5,0 mmol/l < 2,5 mmol/l > 1,0 mmol/l <2,0 mmol/l 15

16 Hur mäter vi LDL-kolesterol? 1) Friedewalds formel: LDL=Kolesterol-HDL-(0,45 x TG) 2) Direktmetoder för bestämning av LDL Ifrågasatta vad gäller tillförlitlighet Fasteprov krävs! Apolipoprotein B Två former, apob-48 (chylo) och apob-100 (VLDL, LDL). Båda sambestäms. ApoB-100 normalt dominerande form (ca 98 % av apob) Koncentrationen apob avspeglar antalet LDL-partiklar bättre än halten LDL. Aterogen balans 16

17 AMORIS Hjärtinfarkt med dödlig utgång Risk ratio Men p< p< p<0.001 Women p<0.05 p< Apolipoprotein B/Apolipoprotein A-I Walldius G, Jungner I, Holme I, Aastveit A, Kolar W, Steiner E. Lancet 2001; 358: Hjärtsvikt Ökande kliniskt problem Hög dödlighet - värre än cancer Svårtolkad symtombild Svårt diagnostisera i tidigt skede Med ekokardiografi, bekräftas endast hjärtsvikt hos varannan patient BNP Frisätts vid ökad spänning i kammarväggarna Minskar reabsorbtion av natrium i njurarna 17

18 Frisättning främst från upplagrat prohormon Snabb konc. ökning i blod vid ökad belastning på hjärtat. T1/2: 2-5 min. Frisättning förutsätter ökad bildningshastighet av prohormonet. Mindre variationer av koncentrationen Högre stabilitet efter provtagning T1/2: 22 min. Biosyntes cardiomyocyt pre-probnp (134 aminosyror) probnp (108 aminosyror) signalpeptid (26 aminosyror) NT-proBNP (1-76) BNP 32 (fysiologiskt aktiv form) blod NT-proBNP/BNP Högt negativt prediktivt värde -låga värden utesluter hjärtsvikt hos obehandlad patient Behandlingsutvärdering- förhöjda värden hos behandlad patient kan vara ett tecken på att behandlingen inte är optimal. Prognosmarkör- förhöjda värden medför ökad risk för hjärtkomplikationer och död 18

19 Beslutsmodell, fritt efter de europeiska riktlinjerna Hjärtsvikt? NT-proBNP förhöjt normalt Hjärtsvikt osannolikt Ekokardiografi normalt nedsatt hjärtfunktion Hjärtsvikt möjlig Riskpatient Diagnos hjärtsvikt Prognos och optimerad behandling NT-proBNP Högrisk-grupp bland patienter med bröstsmärta utan ST-höjningar. Mortalitet % > 0.01 ug/l < 0.01 ug/l Troponin T < NT-proBNP (ng/l) > 1653 (T. Jernberg et al. JACC 2002; 40:437-45) 19