Tóm tắt

1. Enzyme ALT (alanine transaminase) được thấy chủ yếu ở gan trong khi AST (aspartate transaminase) được thấy cả ở gan và ở các cơ quan khác như cơ, tim, thận, não, hồng cầu,… Trong tế bào nhu mô gan, ALT chỉ có trong bào tương (dịch bào) trong khi AST có cả ở trong bào tương (20%) và cả trong các ty thể (80%).

2. Sử dụng: tỷ số AST/ALT được sử dụng để phân biệt các nguyên nhân khác nhau của tổn thương gan, để phân biệt tổn thương gan với tổn thương cơ hoặc tim, và để dự đoán tiến trình của các bệnh này.

3. Chỉ định: tỷ số AST/ALT được chỉ định khi một người có các dấu hiệu và triệu chứng của tổn thương gan, cơ hoặc tim để phân biệt các nguyên nhân khác nhau của tổn thương gan, để phân biệt tổn thương gan với tổn thương cơ hoặc tim, và để dự đoán tiến trình của các bệnh này.

4. Giá trị tham chiếu: ở người khỏe mạnh, tỷ lệ AST/ALT là khoảng 0,8 đến 1,0, từ 1,5 đến 2,0 ở trẻ em và lớn hơn 2,0 ở trẻ sơ sinh.

5. Ý nghĩa lâm sàng của tỷ số AST/ALT:

- Tỷ số AST/ALT tăng > 1,0 có thể được thấy trong: bệnh gan do rượu, xơ gan, bệnh Wilson, ứ mật, viêm gan tự miễn, bệnh tắc mạch ngoại biên, đột quỵ do thiếu máu cấp, tổn thương cơ.

- Tỷ số AST/ALT tăng < 1,0 có thể được thấy trong: viêm gan virus, bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu (NAFLD), viêm gan nhiễm mỡ không do rượu (NASH), nhiễm độc acetaminophen.

Clinical significance of AST/ALT ratio (de Ritis ratio)

Luat Nghiem Nguyen

MEDLATEC General Hospital

Abstract

1. ALT (alanine transaminase) is found predominantly in the liver, while AST (aspartate transaminase) is found in the liver and the other organs such as skeletal muscle, heart, kidneys, brain, RBCs, etc ... In liver parenchymal cells, ALT is only present in cytoplasm (cytosol), while AST is present in both cytoplasm (20%) and mitochondria (80%).

2. Use: the AST/ALT ratio is used to distinguish between different causes of liver damage, the liver injury from damage to muscle or heart, and to predict the progression of the diseases.

3. Indications: the AST/ALT ratio may be ordered when a person has signs and symptoms of the disorders of liver, muscle or heart that to distinguish between different causes of liver damage and the liver injury from damage to muscle or heart, and to predict the progression of the diseases.

4. Reference values: in healthy persons, the AST/ALT ratio (AAR or De Ritis ratio) is aproximately 0.8 - 1,0, is from 1.5 to 2.0 in children and is more than 2.0 in neonate.

5. Clinical significance of AST/ALT ratio:

5.1. AST/ALT ratio >1.0 can be seen in: alcoholic liver disease (ALD), cirrhosis, Wilson's disease, cholestasis, autoimmune hepatitis, peripheral arterial occlusive disease, acute ischemic stroke, muscular damage.

5.3. AST/ALT ratio <0.1 can be seen in: viral hepatitis, non-alcohol fatty liver disease (NAFLD), non-alcoholic steatohepatitis (NASH), acetaminophen poisoning.

*

Tỷ số hoạt độ các enzyme AST/ ALT (AAR hay De Ritis ratio) trong huyết thanh lần đầu tiên được mô tả bởi Fernando De Ritis vào năm 1957. Tuy nhiên, cho đến nay, tỷ số này vẫn tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trên thực tế lâm sàng. Các enzyme AST và ALT bình thường được giải phóng vào máu với một tỷ lệ hằng định ở những người khỏe mạnh, điều này thể hiện sự cân bằng giữa sự quay vòng bình thường của tế bào gan do sự chết theo chương trình (apoptosis) của tế bào và sự đào thải các enzyme này khỏi huyết tương.

1. Sinh học của AST và ALT

Enzyme ALT (alanine transaminase) được thấy chủ yếu ở gan trong khi AST (aspartate transaminase) chẳng những được thấy ở gan mà còn được thấy ở các cơ quan khác như cơ, tim, thận, não, hồng cầu, … Về sự khu trú của AST và ALT trong tế bào gan, trong khi ALT chỉ có trong phần bào tương (cytoplasm), còn gọi là dịch bào (cytosol) của tế bào gan thì AST có cả ở trong bào tương (20%) và ở trong các ty thể (80%) của tế bào gan. Cả hai enzyme này đều có vai trò quan trọng trong việc gắn kết giữa chuyển hóa carbohydrate và acid amine ở các tế bào, đặc biệt là ở gan và cơ.

ALT có thời gian bán hủy trong huyết tương (half-life), còn được ký hiệu là T1/2, là 47 giờ, còn AST dịch bào (cytosolic AST, cAST) có thời gian bán hủy là 17 giờ và AST ty thể (mitochondrial AST; mAST) có thời gian bán hủy là 87 giờ. Sự khác nhau về thời gian bán hủy của ALT và các isoenzyme của AST dẫn đến sự thay đổi tỷ số AST/ALT trong tiến trình diễn biến của bệnh, điều này có thể giúp người thầy thuốc tiên lượng bệnh.

Sự giải phóng các enzyme AST và ALT từ tế bào gan vào huyết thanh: trong trường hợp tổn thương màng tế bào, AST và ALT trong bào tương của tế bào gan được giải phóng vào huyết thanh làm hoạt độ hai enzym này tăng lên trong huyết tương. Khi có sự hoại tử tế bào, ty thể bị tổn thương, ngoài lượng AST bào tương (cAST), một lượng lớn hơn AST ty thể (mAST) được giải phóng vào huyết tương, điều này làm nồng độ AST tăng chiếm ưu thế, dẫn đến tỷ số AST/ALT>1,0.

Một điều cần chú ý nữa là do hàm lượng các enzyme AST và ALT khác nhau ở các mô gan, cơ, tim, …, nên trong một số bệnh lý khác nhau, sự tăng chiếm ưu thế của một trong hai enzyme này trong huyết tương sẽ khác nhau. AST tăng chiếm ưu thế trong bệnh gan do rượu, xơ gan, bệnh gan ứ đồng (Wilson), tổn thương cơ, tập luyện quá sức, tan máu, …, điều này làm tỷ số AST/ALT tăng. Trong khi đó, ALT tăng chiếm ưu thế trong viêm gan do virus cấp, mạn, viêm gan nhiễm mỡ, gan ứ sắt (hemochromatosis), ngộ độc thuốc, …, điều này làm tỷ số AST/ALT giảm <1,0.

2. Sử dụng

Tỷ số AST/ALT, chỉ số de ritis được sử dụng để phân biệt các nguyên nhân khác nhau của tổn thương gan, tổn thương gan với tổn thương cơ hoặc tim, và để dự đoán tiến trình của các bệnh này.

3. Chỉ định

Tỷ số AST/ALT được chỉ định khi một người có các dấu hiệu và triệu chứng của tổn thương gan, cơ hoặc tim để phân biệt các nguyên nhân khác nhau của tổn thương gan, viêm gan để phân biệt tổn thương gan với tổn thương cơ hoặc tim, và để dự đoán tiến trình của các bệnh này.

4. Giá trị bình thường của tỷ số AST/ALT

Bình thường, tỷ số AST/ALT là khoảng 0,8 đến 1,0, ở trẻ em là 1,5 đến <2,0 và ở trẻ sơ sinh là ≥2,0.

5. Ý nghĩa lâm sàng của tỷ số AST/ALT

Sự tăng hay giảm của tỷ số AST/ALT trong bệnh lý phụ thuộc vào sự tăng hay giảm của AST và ALT, nghĩa là phụ thuộc vào tỷ lệ AST và ALT trong mô bị bệnh, mức độ tổn thương màng tế bào hay hoại tử tế bào và giai đoạn bệnh.

Trong quá trình diễn biến của bệnh, mức độ tỷ số AST/ALT có thể thay đổi, điều này có thể giúp người thầy thuốc đánh giá diễn biến và tiên lượng bệnh.

Một số bệnh có sự thay đổi về hoạt độ AST và ALT huyết tương và tỷ số AST/ALT được nghiên cứu nhiều và ứng dụng trong thực tế lâm sàng cho đến nay gồm:

5.1. Các bệnh có tỷ số AST/ALT >1,0

5.1.1. Bệnh gan do rượu (alcoholic liver disease; ALD):

Ở bệnh gan do rượu nói chung, hoạt độ AST và ALT thường tăng và tỷ số AST/ALT thường >1,0. Trong một nghiên cứu trên bệnh nhân bị bệnh gan do rượu ở các mức độ khác nhau, gồm người đã cai rượu, người đang nghiện rượu và người bị xơ gan do rượu, Nyblom H và cộng sự, 2004 [6] thấy rằng, ở bệnh nhân bệnh gan do rượu, AST và ALT đều tăng, nhưng AST tăng chiếm ưu thế hơn, dẫn đến tỷ số AST/ALT >1,0, kết quả được chỉ ra ở Bảng 1.

Bảng 1. Hoạt độ AST, ALT và tỷ số AST/ALT ở bệnh nhân cai rượu, nghiện rượu và xơ gan do rượu (Nyblom H, 2004 [6]).

Trong nhiều nghiên cứu khác, người ta thấy rằng, ở người nghiện rượu, tỷ số AST/ALT là từ 1,5 đến <2, còn ở người xơ gan do rượu, tỷ số này ≥2,0.

5.1.2. Xơ gan (cirrhosis):

Ở bệnh nhân xơ gan do nhiều nguyên nhân khác nhau, hoạt độ AST và ALT thường tăng và tỷ số AST/ALT thường >1,0. Tỷ số AST/ALT ở bệnh nhân xơ gan không do rượu (non-alcoholic cirrhosis) thường >2,0. Tỷ số AST/ALT ở bệnh nhân xơ gan không do rượu, do rượu và thời gian xơ gan do rượu, được Rekha M và cộng sự, 2011 [9] chỉ ra ở Bảng 2.

Bảng 2. So sánh tỷ số AST/ALT ở các bệnh nhân xơ gan không do rượu và xơ gan do rượu (Rekha M, 2011 [9]).

Như vậy, ở bệnh nhân xơ gan nói chung và xơ gan do rượu, tỷ số AST/ALT đều >2,0, xơ gan do rượu cang lâu, tỷ số này càng cao, nhưng nói chung ít khi vượt quá 3,0.

5.1.3. Bệnh Wilson (Wilson's disease):

Bệnh Wilson là bệnh ứ đồng (Cu) trong gan do giảm hoạt độ protein enzynme chuyển hóa đồng ceruloplasmin, điều này dẫn đến tổn thương gan, làm cho hoạt độ AST tăng chiếm ưu thế so với ALT, làm tăng tỷ số AST/ALT >2,0 và cũng làm tăng nồng độ Cu trong máu (Bảng 3).

Bảng 3. Hoạt độ AST, ALT, tỷ số AST/ALT và mức độ đồng (Cu) huyết thanh ở bệnh nhân bị bệnh Wilson (Korman JD, 2008 [5]).

5.1.4. Bệnh ứ mật (cholestasis)

Bệnh ứ mật thường làm tổn thương các tế bào nhu mô gan, làm tăng hoạt độ AST và ALT trong huyết tương, trong đó AST tăng ưu thế hơn ALT, dẫn đến tỷ số AST/ALT>1,0 (Bảng 4).

Bảng 4. Hoạt độ AST, ALT trung bình và tỷ số AST/ALT ở các bệnh nhân ứ mật (Parmar KS, 2016 [7]).

5.1.5. Bệnh viêm gan tự miễn (autoimmune hepatitis)

Trong bệnh viêm gan tự miễn, các tế bào nhu mô gan bị tổn thương, làm tăng hoạt độ AST nhiều hơn ALT, dẫn đến tỷ số AST/ALT>1,0 (Bảng 5).

Bảng 5. Hoạt độ AST, ALT trung bình và tỷ số AST/ALT ở các bệnh nhân viêm gan tự miễn type 1 (Ferrari R, 2004 [2])

5.1.6. Bệnh tắc động mạch ngoại biên (peripheral arterial occlusive disease):

Bệnh tắc động mạch ngoại biên làm các mô ngoại biên không được cung cấp chất dinh dưỡng và oxy một các đầy đủ, điều này có thể dẫn đến hoại tử tế bào, đặc biệt là các tế bào cơ, AST tăng chiếm ưu thế so với ALT, làm cho tỷ số AST/ALT >1,0. Theo Rief P và cộng sự, 2016 [10], ở bệnh nhân bị thiếu máu cục bộ chi nặng (critical limb ischemia), tỷ số AST/ALT được phân bố theo mức độ như sau: 0,8-1,0 (20,7%), 1,2-1,4 (27,2%) và 1,6-2,1 (35,5). Với giá trị cắt của tỷ số AST/ALT là 1,67, các tác giả thu được kết quả về sự phân bố tỷ lệ bệnh nhân ở các mức độ nặng của thiếu máu cục bộ chi như được chỉ ra ở bảng 6.

Bảng 6. Số bệnh nhân thiếu máu cục bộ chi nặng (%) ở các mức độ tỷ số AST/ALT<1,67 và >1,67 (Rief P và cộng sự, 2016 [10])

Như vậy, ở bệnh nhân tắc động mạch ngoại biên, dẫn đến thiếu máu cục bộ chi, tỷ số AST/ALT thường >1,0.

5.1.7. Bệnh đột quỵ do thiếu máu cục bộ cấp (acute ischemic stroke)

Ở bệnh nhân đột quỵ do thiếu máu cục bộ cấp, hoạt độ AST và ALT đều tăng, tỷ số AST/ALT thường >1,0 và tăng theo giai đoạn bệnh (Bảng 7).

Bảng 7. Hoạt độ AST, ALT trung bình và tỷ số AST/ALT ở các bệnh nhân đột quỵ do thiếu máu cấp tiên lượng tốt và tiên lượng kém (Gao F, 2017 [3]).

Ghi chú: mRS: modified Rankin Scare = thang điểm Rankin cải tiến để đánh giá tiên lượng đột quỵ.

Như vậy, ở bệnh nhân đột quỵ do thiếu máu cục bộ cấp, tỷ số AST/ALT thường >1,0, nếu tỷ số này tăng, tiên lượng bệnh sẽ kém hơn.

5.1.8. Bệnh tổn thương cơ (muscular damage):

Do cơ có tỷ lệ và tổng lượng AST cao hơn ALT rất nhiều nên trong một số bệnh gây tổn thương cơ như thể dục quá mức, viêm đa cơ hoặc co giật trong động kinh, các enzyme AST và ALT được giải phóng từ cơ vào máu, hoạt độ AST huyết tương tăng chiếm ưu thế so với ALT, tỷ số AST/ALT sẽ >1,0. Trong một nghiên cứu trên hoạt độ AST và ALT huyết tương ở 14 nam vận động viên chạy Marathon với các chặng 25, 50, 75 và 100 km, Jastrzebski Z và cộng sự, 2015 [4] thấy rằng, AST huyết tương tăng dần tăng trong khi ALT tăng chậm hơn, điều này làm cho tỷ số AST/ALT tăng dần và sau 24 giờ nghỉ ngơi, mặc dù AST và ALT chưa giảm, nhưng tỷ số AST/ALT có xu hướng giảm (Bảng 8).

Bảng 8. Hoạt độ trung bình của AST, ALT, tỷ số AST/ALT ở vận động viên chạy Marathon (Jastrzebski Z, 2015 [4])

5.2. Các bệnh có tỷ số AST/ALT <1,0:

Các bệnh viêm gan do virus, bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu (NAFLD), viêm gan nhiễm mỡ không do rượu (NASH) và nhiễm độc gan do acetaminophen (acetaminophen poisoning) thường có ALT tăng chiếm ưu thế so với AST nên tỷ số AST/ALT thường <1,0.

5.2.1. Viêm gan virus (viral hepatitis):

Trong viêm gan virus cấp (viêm gan B và C), tỷ số AST/ALT thường < 1,0 và điển hình là từ 0,5 đến 0,7. Nếu viên gan cấp không thuyên giảm, tỷ lệ AST/ALT sẽ tăng dần, từ 1,5 đến 2,0 trong tiên lượng kém (worsening) và >2,0 trong viêm gan tối cấp (fulminant hepatitis).

Trong viêm gan B mạn, người ta thấy rằng khi chưa xơ gan, tỷ số AST/ALT thường <1,0, nhưng có thể tăng nhẹ >1,0 khi có sự tiến triển thành xơ hóa gan tiến triển (advanced fibrosis) hoặc xơ gan (cirrhosis).

Trong viêm gan C mạn, tỷ số AST/ALT trung bình của các bệnh nhân xơ gan (n=470 là cao hơn của các bệnh nhân không xơ gan (n=92), 1,06 ± 0,06 so với 0,60 ± 0,09 một cách rất rõ rệt (P<0,001), với độ nhạy là 53,2%, độ đặc hiệu và giá trị dự đoán (+) tính là 100% và giá trị dự đoán dương tính là 80,7%.

Bảng 9. Tỷ số AST/ALT, độ nhạy, độ đặc hiệu, giá trị dự đoán (+) tính và giá trị dự đoán (-) tính ở các bệnh nhân viêm gan C mạn xơ gan và không xơ gan (Sheth SG, 1998 [11]).

Như vậy, trong viêm gan virus C mạn, tỷ số AST/ALT thường <1,0, nhưng có thể tăng nhẹ >1,0 khi có sự tiến triển thành xơ hóa gan hoặc xơ gan.

5.2.2. Bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu (non-alcohol fatty liver disease: NAFLD):

Trong bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu (NAFLD), hoạt độ AST và ALT có xu hướng tăng nhẹ so với đối chứng khỏe mạnh, tỷ số AST/ALT cũng <1,0, trong khi ở bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu (AFLD), hoạt độ AST và ALT tăng cao hơn và tỷ số AST/ALT >1,0 (Bảng 10).

Bảng 10. Hoạt độ AST, ALT và tỷ số AST/ALT ở các bệnh nhân gan nhiễm mỡ không do rượu (NAFLD) và gan nhiễm mỡ do rượu (AFLD) (Ramesh KD, 2016 [8]).

5.2.3. Viêm gan nhiễm mỡ không do rượu (non-alcoholic steatohepatitis: NASH):

Trong một nghiên cứu trên 70 bệnh nhân bị viêm gan nhiễm mỡ không do rượu, Sorbi D, 1999 [12] thấy rằng các bệnh nhân bị viêm gan nhiễm mỡ không do rượu có hoạt độ AST trung bình là 66 U/L, ALT là 91 U/L và tỷ lệ AST/ALT là 0,9 (0,3-2,8). Tỷ lê AST/ALT tăng vượt qua 1,0 phụ thuộc vào mức độ xơ gan kèm theo (Bảng 11).

Bảng 11. Tỷ số AST/ALT ở các mức độ xơ hóa gan ở bệnh nhân viêm gan nhiễm mỡ không do rượu (NASH) (Sorbi D, 1999 [12]).

5.2.4. Nhiễm độc acetaminophen (acetaminophen poisoning):

Nghiên cứu trên 190 bệnh nhân nhiễm độc thuốc giảm đau acetaminophen (paracetamol) gồm 142 bệnh nhân đến bệnh viện kịp thời và 48 bệnh nhân đến muộn, Algin A và cộng sự, 2017 [1] cho thấy, hoạt độ AST, ALT và tỷ số AST/ALT thay đổi theo thời gian nhiễm độc acetaminophen (Bảng 12).

Bảng 12. Hoạt độ AST, ALT trung bình và tỷ số AST/ALT ở các bệnh nhân nhiễm độc acetaminophen vào viện kịp thời và bệnh nhân đến muộn (Algin A, 2017 [1])

Ở đây, trong giai đoạn sớm của nhiễm độc acetaminophen, hoạt độ AST và ALT chưa tăng, tỷ số AST/ALT chưa thay đổi, sau đó, do tổn thương gan lan tỏa, ALT tăng nhanh hơn AST, tỷ số AST/ALT giảm xuống <1,0.

Tóm lại, tỷ số AST/ALT có thể được tính rất dễ dàng từ AST và ALT, là các enzyme thường được sử dụng hàng ngày trong lâm sàng. Mặc dù tỷ số này được phát hiện đã từ lâu nhưng theo thời gian, nó vẫn được các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu và vẫn có ý nghĩa rất quan trọng trong việc giúp người thầy thuốc phân biệt các nguyên nhân của tổn thương gan, phân biệt tổn thương gan với tổn thương của cơ hoặc tim, và giúp tiên lượng các bệnh này.

Tài liệu tham khảo

1. Algin A, Erdogan MO. The investigation of blood drug levels and course of acetaminophen poisoning due to application time. Biomedical Research 2017; 28(15): 6682-6686.

2. Ferrari R, Pappas G, Agostinelli D, et al. Type 1 autoimmune hepatitis: patterns of clinical presentation and differential diagnosis of the ‘acute' type. An International Journal of medicine 2004; 97(7): 407-412.

3. Gao F, Chen C, Lu J, et al. De Ritis ratio (AST/ALT) as an independent predictor of poor outcome in patients with acute ischemic stroke. Neuropsychiatr Dis Treat 2017 Jun; 13: 1551-1557.

4. Jastrzebski Z, Zychowska m, Radziminski, et al. Damage to Liver and Skeletal Muscles in Marathon Runners During a 100 km Run With Regard to Age and Running Speed. Journal of Human Kinetics 2015; 45: 93-102.

5. Korman JD, Volenberg I, Balko J, et al. Screening for Wilson Disease in Acute Liver Failure: A Comparison of Currently Available Diagnostic Tests. Hepathology 2008 Oct; 48(4): 1167-1174.

6. Nyblom H, Berggren U, Balldin J, Olsson R. High AST/ALT ratio may indicate advanced alcoholic liver disease rather than heavy drinking. Alcohohol Alcohol 2004 Jul-Aug; 39(4): 336-339.

7. Parmar KS, Singh GK, Gupta GP, Pathak T, Nayak S. Evaluation of De Ritis ratio in liver-associated diseases. Int J Med Sci Public Health 2016; 5(9): 1783-1788.

8. Ramesh, Krishnaswamy D, Indumati V, et al. Comparison of lipid profile and de-ritis ratio in ultrasound diagnosed non-alcoholic and alcoholic fatty liver disease. Int J Clinical Biochem and Research 2016; 3(4): 438-441.

9. Rekha M, Jayaprakash murthy DS, Poormina RT, Dattatreya K. Evaluation of Deritis ratio, alkaline phosphatase and Bilirubin in liver diseases. J Pharm Sci Res 2011; 3(3): 1096-1102.

10. Rief P, Pichler M, Roggam R, et al. The AST/ALT (De-Ritis) ratio, a novel marker for critical limb ischemia in peripheral arterial occlusive disease patients. Medicine (Baltimore) 2016 Jun; 95(24): e3843.

11. Sheth SG, Flamm SL, Gordon FD, Chopra S. AST/ALT ratio predicts cirrhosis in patients with chronic hepatitis C virus infection. Am J Gastroenterol 1998; 93(1): 44-48.

12. Sorbi D, Boynton J, Lindor KD. The ratio of aspartate aminotransferase to alanine aminotransferase: potential value in differentiating nonalcoholic steatohepatitis from alcoholic liver disease. Am J Gastroenterol 1999; 94: 1018-1022.