Kardiomarkery – od AST k hypersenzitivním troponinům Jaroslav Racek a Daniel Rajdl Ústav klinické biochemie a hematologie LF UK a FN v Plzni
Z historie kardiomarkerů (1) 60. léta
• Aspartátaminotransferáza (AST) • Laktátdehydrogenáza (LD) – později izoenzymy, resp. LD1 (H4) – pozdní marker
70. léta
• Kreatinkináza (CK) – přidán izoenzym CK-MB, měření katalytické koncentrace
násobek horní ref. meze
Průběh starých kardiomarkerů po IM CK
AST LD
1
3
5
dny 7
9
11
Z historie kardiomarkerů (2) Později se objevily: • Izoenzym CK-MB mass (hmotnostní koncentrace) - analyticky správnější než měření aktivity - není kardiospecifický
• Myoglobin - velmi rychlý nástup (za 2 – 4 h), rychlá normalizace - dána renální eliminací - nespecifický (stejná koncentrace v kosterním svalu) - vzestup u selhání ledvin (pokles GF)
Z historie kardiomarkerů (3) V r. 1982 objeven:
• kardiální troponin T, později troponin I – trvalo řadu let, než vznikla prvá souprava pro stanovení cTnT, později četné soupravy pro stanovení cTnI – kardiální troponiny se postupně staly suverénními biomarkery při detekci poškození myokardu, zejména ischemického původu
Méně obvyklé kardiomarkery (1) Některé další testované kardiomarkery:
• Ischemií modifikovaný albumin (IMA)
- velmi rychlý nástup, normalizace do 12 h
- nespecifický - nejasně definovaná struktura i kalibrátor
• Fatty acid binding protein, srdeční izoforma (H-FABP) - průběh jako myoglobin (vzestup za 2 h, za 12-24 h normalizace) - koncentrace v kosterním svalu 20x nižší než v myokardu
Méně obvyklé kardiomarkery (2) Některé další testované kardiomarkery:
• Lehké řetězce myosinu izotyp 1 - nástup hodiny po vzniku bolesti - přetrvávají více než týden
• Glykogenfosforyláza, izoenzym BB - rychlý nástup - specifická pro myokard
Co jsou to troponiny? • Strukturní bílkoviny příčně pruhovaného svalstva • Tvořeny třemi složkami, troponinem C, I a T • Troponin-tropomyosinový komplex kontroluje kontrakci příčně pruhovaného svalstva
• Troponin C (Mr = 18 kD) je vazebný protein pro Ca2+ • Troponin I (Mr = 26 kD) je kalcium-dependentní inhibitor interakce aktinu s myosinem
• Troponin T (Mr = 39 kD) váže troponin C a I na tropomyosin
Funkce troponinového komplexu
http://home.apu.edu/~jsimons/Bio101/Actin_Myosin.png
Jak fungují troponiny
při regulaci svalové kontrakce?
http://zoology111.pbworks.com/w/page/8550480/Organ%20System%3A%20Muscular
Kardiální troponiny • Troponiny se nacházejí v příčně pruhovaném svalstvu
• TnC má stejnou strukturu v kosterním svalu a myokardu, zatímco TnT a TnI se liší – pomocí protilátky zaměřené proti vhodné části molekuly se dá specificky stanovit kardiální troponin T či I (cTnT, cTnI)
Násobky horního referenčního limitu
Typický průběh po IM
X X X Referenční rozmezí
Dny od začátku AIM Modifikováno dle: C.J. Halfman: Serum Markers for Myocardial Infarction; http://pro2services.com/Lectures/Fall/CardEnz/cardenz.htm
Vývoj metod stanovení cTn Stanovení cTnT: jeden výrobce (patent) Stanovení cTnI: řada výrobců (více než 10)
• Postupné zvyšování analytické specifičnosti (nové typy protilátky)
• Zkracování doby odezvy (TAT) • Zvyšování analytické citlivosti
Historie použití troponinů „Univerzální“ definice AIM Redefinice AIM
cTnI
NACB
NACB ESC ACC
1992
1999
2007
ESC ACC cTnT 1989
2000
?
Kardiální troponiny • 100 % orgánová specifičnost - myokard
TnC
c
• vysoká citlivost
c
TnT
TnI
- nekróza 1 [n|m]g myokardu Tropomyosin Aktin
cytoplazma (5%)
nekróza
ischémie apoptóza
myofibrily
30
60
min
Cut-off hodnota – 99. percentil Horní referenční mez – 97,5 percentil Cut-off hodnota u troponinu: 99. percentil 99. percentil dolní referenční mez
referenční interval
horní referenční mez 97,5 percentil
200 zdravých osob
CV (%)
Funkční citlivost
99. percentil 99. percentil
koncentrace
Dělení metod stanovení troponinu podle celkové nepřesnosti:
Hodnocení testu Splňuje doporučení
Celková chyba (CV)
Klinicky použitelný
> 10 až ≤ 20 %
(Guidelines acceptable) (Clinically usable)
Nepřijatelný (Not acceptable)
≤ 10 %
> 20 %
Dále hodnotí hs-metody stanovení cTn podle % měřitelných hodnot pod 99. percentilem (nejhorší: < 50 %, nejlepší: ≥ 95 %) Apple FS. Clin Chem 55(7), 2009: 1303-6
99. percentil v ČR % klinických laboratoří užívajících 99. percentil jako cut-off hodnotu (r. 2009 – 2010) Systém
Užití 99. percentilu
Abbott AxSYM
10 – 21 %
Abbott Architect
33 – 42 %
Roche Elecsys, Modular
61 – 66 %
Beckman Access
70 – 83 %
Mitsubishi Pathfast
100 %
Užití zastaralé cut-off hodnoty % klinických laboratoří, užívajících ještě v r. 2010 cut-off hodnotu podle definice AIM z r. 1979 Systém/cut-off
% laboratoří
Roche/0,1 μg/l
11 %
Abbott AxSYM/0,4 μg/l
20 %
Abbott Architect/0,3 μg/l
42 %
Friedecký B et al. Klin Biochem Metab 18(4), 2010: 184-189
Diagnóza NSTEMI (non-STEMI) (Non-ST Elevation Myocardial Infarction) umožněna právě díky kardiálnímu troponinu
• jasné klinické známky • na ekg není elevace ST úseku • pozitivní hodnota kardiálního troponinu T či I do 24 h po vzniku klinických příznaků
Akutní koronární syndrom (ACS) klinické podezření
EKG elevace ST ano
elevace ST ne
kardiální troponin pozitivní
STEMI
non-STEMI
Q IM
Non-Q IM
negativní
nestabilní AP
Další diagnostické kritérium: • Vzestup či pokles koncentrace cTn o > 20 % (krátkodobá změna, mezi dvěma náběry): > 20 % (3 SD) cut-off = 99. percentil CV 10 %
Při přijetí
6-9 h
(12-24 h)
„Univerzální definice“ AIM (2007) 1.
2.
3.
98.
nejmenší
99. 100. největší
> 20 % (3 SD)
cut-off = 99. percentil RP CV 10 %
Při přijetí
(+ myoglobin)
klinické známky +
6-9 h
(12-24 h)
cTn > cut-off
Výpočet kritické diference = rozdíl dvou po sobě jdoucích vyšetření, který znamená významnou změnu CD (%) = 2,77 x √(CVi2 + CVa2) CVi = intraindividulání biologická variabilita – pro cTn je asi 10 % CVa = analytická variabilita (variační koeficient v %) – požadavek pro 99. percentil je 10 %
CD = 39 %
Výpočet kritické diference =pro rozdíl dvou po ěsobě jdoucích vyšetření, který CV 20 % (ješt klinicky akceptovatelné): znamená významnou změnu
CD = 62x √(CV % i2 + CVa2) CD (%) = 2,77
CVi = intraindividulání biologická variabilita – pro cTn je V doporučení je přitom jako významná změna asi 10 % uváděn vzestup či pokles cTn o 20 % !!! CVa = analytická variabilita (variační koeficient v %) – požadavek pro 99. percentil je 10 %
Skutečné kritické diference = rozdíl dvou po soběintraindividulání jdoucích vyšetření, který(6 h) Testována krátkodobá variabilita znamená změnu kritickou řesnost (imprecision); a analytické nepvýznamnou diferenci představuje CD (%) =pro 2,77 x √(CV 2 + CV 2) i
a
CVcTnI: variabilitao– 32 pro % cTn je i = intraindividulání vzestup obiologická 46 %, pokles asi 10 % CV = analytická (variační koeficient v %) – WuaAHB et al. Clin Chemvariabilita 55(1), 2009: 52-8 požadavek pro 99. percentil je 10 %
cTnT: vzestup o 58 %, pokles o 57,5 %
Vasile VC et al. Clin Chem 56(7), 2010: 1086-90
Další příčiny vzestupu cTn • • • • • • • • • • •
Arytmie s rychlou odpovědí komor Těžká anémie, hypotenze Otrava oxidem uhelnatým Plicní embolie Městnavá srdeční slabost Myokarditida Kardiomyopatie Trauma srdce (i při invazivních a kardiochirurgických výkonech) Kardiotoxické léky (např. cytostatika) Sepse Intracerebrální hemoragie nebo ischemie
„Vysoce senzitivní“ (hs) troponiny • Dle analytické senzitivity a přesnosti – mez detekce v ng/l („normální“ v µg/l) ng/l (10-9)
2 CV < 10%
5 6
10 CV < 20% cTnI (Architect, Abbott) cTnI (Access, Beckman-Coulter) cTnT (Elecsys, Roche)
vysoce senzitivní
senzitivní
standardní
„Problémy“ hs troponinů (1) • Měřitelné koncentrace (skoro) u každého – rozdíly: věk, pohlaví, komorbidity – vliv fyzické zátěže – potíže s výběrem vhodné populace pro určení CV = 8 % 99. percentilu ng/l
1
1
1
8
14
16
1
1
1
7
7
7
1.
2.
3.
98.
99.
100.
nejmenší
největší
CV = 16 %
Senzitivita a specifičnost při změně cut-off
„Problémy“ hs troponinů (2) • Snížení cut-off hodnoty – zvýšení diagnostické senzitivity (↑ SP) – snížení diagnostické specifičnosti (↑ FP) Vysoká
prevalence
o 28 SP více o 4 FP více
senzitivita specifičnost
Nízká
o 9 SP více o 23 FP více senzitivita
specifičnost
hs-cTn a diagnóza AIM • 3 „velké“ studie; hs-cTn při přijetí lepší než myoglobin nebo konvenční troponin Při přijetí (AUC)
myoglobin
konv. troponin
hs-cTn
Keller et al. (2009, n = 1818)
0,82
0,85
0,96
Reichlin et al. (2009, n = 718)
0,79
0,76
0,92-0,96
?
0,74
0,79
Januzzi (2010, n = 377)
hs-Tn a včasná diagnostika ACS AUC - srovnání hs a „klasického“ cTn:
Reichlin T et al. N Engl J Med 361(9), 2009: 858-867
Naše data AIM - metodika • 64 pacientů
Příčina bolesti 100%
– přijatých pro bolest na hrudi – cTnI < 0,1 µg/l – u 57 (89 %) AIM
• laboratorní parametry – myoglobin
IT, AU 2700, Beckman-Coulter
STEMI 80% non-STEMI 60% IM 2. typu 40% NAP
– cTnI
CMIA, Architect i2000, Abbott
– hs-cTnT
20% Neischemická
ECLIA, Cobas e411, Roche 0%
Naše data AIM – porovnání markerů • rozhodovací meze – myoglobin
• m: 92 µg/l • ž: 76 µg/l
– cTnI: 0,04 µg/l – hs-cTnT: 14 ng/l
• hs-cTnT odhalí více AIM – o 14 % vs. myoglobin – o 21 % vs. cTnI
• nejsou data pro dg. specifičnost
Dg. senzitivita (při přijetí) myoglobin
cTnI
hs-cTnT 81%
74% 61%
hs-cTn a prognóza • chronicky zvýšená koncentrace hs-cTn (i pod 99. percentil) = špatná prognóza – chronické srdeční selhání – chronická renální insuficience – po akutním infarktu myokardu – „zdraví“
• chybí však léčebné algoritmy (tj. jak změnit léčbu)
Prognostický význam hs-cTn - příklad Saunders JT et al. Circulation 123, 2011: 1367-76 9698 osob z běžné populace (54-74 let) Osoby s koncentrací cTnT > 14 ng/l měly zvýšené riziko (hazard ratio, 99% CI):
• koronárního onemocnění srdce (CHD): 2,29 (1,81-2,89) • CHD s fatálním koncem: 7,59 (3,78-15,25) • Srdečního selhání: 5,95 (4,47-7,92) • Úmrtí z jakékoliv příčiny: 3,96 (3,21-4,88)
Naše data – prognóza u CHRI
• kardiální troponiny – cTnI (cut-off 10 ng/l)
CMIA, Architect, Abbott
– cTnT a hs-cTnT
(cut-off 40 resp. 10 ng/l)
ECLIA, Cobas, Roche
1.0 0.8 0.6 0.4
• celková mortalita
cTnI p < 0,05 cTnT NS hs-cTnT p < 0,005
0.2
– chronická HD – cTnI < 0,1 µg/l – doba sledování 4,5 r.
pravděpodobnost přežití
• 86 pacientů
Kaplan-Maierovy křivky přežití
0
10
20
30
měsíce
40
50
Závěry hs-cTn mají místo v časné diagnostice akutního IM a predikují přežití u CHF, CRI a akutního IM, ale i v obecné populaci Umožňují používat pro dg. akutního IM 99. percentil a 10 % CV Chybí spolehlivá referenční rozmezí pro dobře definované skupiny (věk, pohlaví, komorbidity) V populacích s nízkou prevalencí choroby nemusí být snižování cut-off přínosem
Doporučená literatura Apple FS. Clin Chem 55(7), 2009: 1303-6 Daubert MA., Jeramias A. Vasc Health Risk Manag 6, 2010: 691-9 Friedecký B et al. Klin Biochem Metab 18(4), 2010: 184-9 Gianoni A et al. Clin Chem Lab Med 47(10), 2009: 1167-77 Reichlin T et al. N Engl J Med 361(9) 2009: 858-67 Wu AHB et al. Clin Chem, 55(1) 2009: 52-8 Markery poškození myokardu (2008, ČSKB/ČKS): http://www.cskb.cz/cskb.php?pg=doporuceni--kardialnimarkery Universal definition of myocardial infarction (2007; (ESC/ACCF/ AHA/WHF): http://www.escardio.org/guidelines-surveys/escguidelines/Pages/universal-definition-myocardialinfarction.aspx
Děkuji za pozornost
[email protected]
