谷氨酸脱氢酶 (GLDH) 检测:临床意义详解
一、什么是谷氨酸脱氢酶 (GLDH)?
- 本质: GLDH 是一种重要的线粒体酶,广泛存在于生物体内。
- 核心功能: 它催化谷氨酸的氧化脱氨反应,生成α-酮戊二酸和氨。这个反应在氨基酸代谢(尤其是谷氨酸代谢)和氨的清除过程中至关重要。同时,它也是连接氨基酸代谢与三羧酸循环的关键环节之一。
- 组织分布: 人体内GLDH活性最高的组织是肝脏,主要位于肝细胞的线粒体中。在肾脏、心肌、脑组织、胰腺和小肠等器官中也有分布,但活性远低于肝脏。
二、为何检测 GLDH?
GLDH 检测主要用于评估肝脏健康状况,尤其是在识别特定类型的肝损伤方面具有独特价值:
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肝细胞线粒体损伤的特异性标志物:
- 由于 GLDH 几乎只存在于肝细胞的线粒体中,当肝细胞受到严重损伤导致线粒体破坏时,GLDH 会大量释放入血。
- 这使得血清 GLDH 活性升高成为肝细胞线粒体损伤或广泛肝细胞坏死的一个高度特异性指标。
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区分肝损伤类型:
- 急性肝损伤: 在急性肝损伤(如病毒性肝炎、药物或毒素诱导的肝损伤、缺血性肝损伤)时,GLDH 通常显著升高。
- 酒精性肝损伤: GLDH 对酒精性肝损伤尤其敏感。酒精及其代谢产物乙醛对肝细胞线粒体有直接毒性作用,导致 GLDH 释放。其活性升高的程度与酒精摄入量相关,且往往比 ALT 和 AST 升高更显著、更早出现。
- 肝小叶中央区坏死: 许多肝毒性物质(如对乙酰氨基酚过量、四氯化碳)主要损害肝小叶中央区的肝细胞。由于该区域肝细胞富含线粒体,GLDH 在此类损伤中升高尤为明显。
- 区分肝细胞损伤与胆汁淤积: 与反映胆汁淤积的指标(如 ALP, GGT)不同,GLDH 主要反映肝实质细胞(特别是线粒体)的损伤。结合其他指标(如 ALT, AST, ALP)有助于判断肝损伤是以肝细胞损伤为主还是以胆汁淤积为主。
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评估肝损伤严重程度:
- 血清 GLDH 活性升高的幅度常常与肝细胞损伤(尤其是坏死)的严重程度相关。在暴发性肝衰竭等严重肝坏死病例中,GLDH 可极度升高。
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辅助诊断肝移植排斥反应: 在肝移植术后,监测 GLDH 水平有助于早期发现急性细胞性排斥反应或移植物功能不良,因为它能敏感反映移植肝的肝细胞损伤。
三、检测原理(简述)
GLDH 检测通常基于其催化谷氨酸脱氢的酶促反应。实验室常用的原理是:
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正向反应(常用):
L-谷氨酸 + H₂O + NAD⁺ → α-酮戊二酸 + NH₄⁺ + NADH + H⁺
- 通过监测反应中生成的 NADH 在特定波长(通常是 340 nm)处吸光度的增加速率,来计算 GLDH 的活性水平。NADH 的生成速率与 GLDH 活性成正比。
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逆向反应(较少用):
α-酮戊二酸 + NH₄⁺ + NADH + H⁺ → L-谷氨酸 + H₂O + NAD⁺
- 通过监测反应中消耗的 NADH 在 340 nm 处吸光度的降低速率来计算活性。
四、样本要求
- 样本类型: 血清。
- 采集与处理:
- 使用标准静脉穿刺术采集静脉血。
- 血液需在采血管中充分凝固(通常室温放置 30-60 分钟)。
- 离心分离血清: 以适当的转速(如 1000-2000 x g)离心 10-15 分钟,将血清与血细胞分离开。
- 及时检测或妥善保存: 分离出的血清应尽快进行检测。若不能立即检测,需冷藏(2-8°C)保存,通常可稳定数天;如需更长时间保存,应冷冻(-20°C 或更低),避免反复冻融。
五、结果解读
- 参考范围: GLDH 在健康人血清中的活性非常低(例如 < 7 U/L 或 < 5 U/L,具体范围因检测方法、实验室而异)。请务必参考检测报告单上提供的实验室特定参考范围。
- 升高:
- 肝细胞损伤: 显著升高强烈提示存在显著的肝细胞损伤,特别是累及线粒体或发生坏死的情况。
- 急性肝损伤: 病毒性肝炎(甲、乙、戊型等)、药物性肝损伤(尤其对乙酰氨基酚等引起中央区坏死的药物)、毒蕈中毒、缺血性肝炎等。
- 酒精性肝病: 急性酒精性肝炎、重度酒精滥用者,GLDH 升高常早于且幅度大于 ALT/AST。
- 严重肝坏死: 暴发性肝衰竭。
- 肝移植排斥反应。
- 肝肿瘤、肝脓肿等导致肝实质破坏的疾病(但通常不如急性损伤时升高显著)。
- 其他原因(较少见或轻度升高): 急性心肌梗死(心肌中也含有少量 GLDH)、严重肌肉损伤、溶血(红细胞内含有少量 GLDH)等。
- 肝细胞损伤: 显著升高强烈提示存在显著的肝细胞损伤,特别是累及线粒体或发生坏死的情况。
- 正常或轻度升高:
- 通常表示无明显肝细胞线粒体损伤或坏死。
- 在慢性肝病(如慢性病毒性肝炎、肝硬化病情稳定期)、单纯胆汁淤积性疾病(如胆总管结石、原发性胆汁性胆管炎)中,GLDH 可能正常或仅轻度升高。
六、优势与局限性
- 优势:
- 高度肝特异性(主要反映肝细胞线粒体)。
- 对酒精性肝损伤和肝小叶中央区坏死(如对乙酰氨基酚中毒)敏感性高。
- 有助于区分肝细胞损伤与胆汁淤积。
- 在评估急性肝损伤严重程度方面有价值。
- 局限性:
- 不是常规筛查项目: 在常规肝功能检查套餐(如 ALT, AST, ALP, GGT, Bilirubin)中通常不包括 GLDH。它更多地用于特定临床情况(如高度怀疑酒精性肝病、急性肝损伤需评估严重程度或类型、肝移植监测等)的辅助诊断。
- 敏感性不如 ALT/AST: 对于轻度或弥漫性的肝细胞损伤(如慢性肝炎),GLDH 的敏感性通常低于 ALT 和 AST。
- 半衰期相对较短: 其在血中的半衰期约为 16 小时,这意味着在急性损伤后,其升高可能不如 AST(半衰期较长)持续得久。
- 标准化问题: 不同实验室间采用的检测方法可能存在差异,结果的绝对值和参考范围可能不完全可比。
七、与其他肝酶的关系
- ALT (Alanine Aminotransferase): 主要存在于肝细胞胞浆中,是肝细胞损伤(特别是急性损伤)最常用和敏感的指标之一。两者同时升高提示肝细胞损伤。GLDH升高更显著时提示损伤累及线粒体或坏死更严重(尤其在酒精性或中央区坏死时)。
- AST (Aspartate Aminotransferase): 存在于胞浆和线粒体。线粒体型AST同工酶(mAST)与GLDH类似,也反映线粒体损伤。总AST升高伴有GLDH显著升高提示更严重的坏死性损伤。AST在心肌、肌肉中也有较高浓度。
- ALP (Alkaline Phosphatase) / GGT (γ-Glutamyl Transferase): 主要反映胆汁淤积或胆道系统疾病(如胆管梗阻、胆管炎)。当ALP/GGT显著升高而GLDH仅轻度升高或不升高时,提示病变可能以胆汁淤积为主。若GLDH也显著升高,则提示合并肝实质损伤。
- LDH (Lactate Dehydrogenase): 广泛存在于多种组织,特异性低。显著升高需排除溶血、心肌梗死、肌肉损伤等其他原因。肝损伤时LDH升高通常不如ALT或GLDH特异性强。
八、重要注意事项
- 药物影响: 某些药物(如抗癫痫药卡马西平、苯妥英钠,抗生素异烟肼,抗真菌药氟康唑,降脂药他汀类等)可能引起药物性肝损伤,导致GLDH升高。医生在解读结果时会考虑患者的用药史。
- 溶血干扰: 红细胞内含有少量的GLDH。严重的溶血会导致血清GLDH假性升高,影响结果准确性。因此,采集和运输血液样本时应避免溶血。
- 临床背景结合: GLDH结果的解读必须结合患者的具体临床表现、病史、其他实验室检查结果(尤其是全套肝功能指标)以及影像学检查进行综合分析。孤立地看待GLDH数值意义不大。
- 动态监测更有价值: 对于急性肝损伤患者,监测GLDH水平的变化趋势(升高、达峰、下降)有助于判断病情进展、治疗效果及预后。
结论:
谷氨酸脱氢酶 (GLDH) 是一种重要的肝脏线粒体酶,血清GLDH检测是评估肝脏健康,特别是诊断和鉴别诊断肝细胞损伤(尤其是涉及线粒体损伤或坏死)、酒精性肝病以及监测肝移植排斥反应的有力工具。其核心价值在于高度肝特异性(线粒体) 和在酒精性肝损伤及中央区肝坏死中的敏感性。虽然它不作为常规肝功能筛查项目,但在特定临床情境下,结合其他指标(ALT, AST, ALP, GGT, Bilirubin等)综合分析,能为医生提供关于肝损伤性质、定位和严重程度的宝贵信息,从而指导精准诊断和治疗决策。
参考文献 (示例格式,需替换为实际引用):
- Nathwani, R. A., & Kaplowitz, N. (2006). Medical Progress: Drug hepatotoxicity. Clinics in Liver Disease, 10(2), 207–217.
- O'Brien, P. J., Slaughter, M. R., Polley, S. R., & Kramer, K. (2002). Advantages of glutamate dehydrogenase as a blood biomarker of acute hepatic injury in rats. Laboratory Animals, 36(3), 313–321.
- Panteghini, M. (2007). Serum enzymes. Tietz Textbook of Clinical Chemistry and Molecular Diagnostics, 597-643.
- Pratt, D. S., & Kaplan, M. M. (2000). Evaluation of abnormal liver-enzyme results in asymptomatic patients. New England Journal of Medicine, 342(17), 1266–1271.
- Schmidt, E., & Schmidt, F. W. (1993). Progress in the enzyme diagnosis of liver disease: reality or illusion? Clinical Biochemistry, 26(3), 147–161. (尽管较老,但包含对GLDH特性的经典描述)。