| 評價早期腎功能損害的重要指標 半胱氨酸蛋白酶抑制劑C （Cystatin C） 一、Cystatin C的生物學(xué)特征 1961 年Clausen 于腦脊液中發(fā)現(xiàn)一種物質(zhì),因它與哺乳動物胱蛋白A 和胱蛋白B 的結(jié)構(gòu)及活性相似,當時被稱為胱蛋白C 。1985 年cystatin C 首次被報道可作為評估GFR 的指標,稱為半胱氨酸蛋白酶抑制劑C （中譯文胱抑素C）。 Cystatin C 是一種非糖基化的堿性蛋白質(zhì),由120 個氨基酸組成,相對分子質(zhì)量是13. 36 ×103 ,等電點為9. 3 ,特點為位于羧基端附近有2 個二硫鍵。人的cystatin C基因片段位于20 號染色體上,其基因序列在大多數(shù)組織中能穩(wěn)定表達。cystatin C是半胱氨酸蛋白酶抑制劑超家族2 中的一員。半胱氨酸蛋白酶包括木瓜蛋白酶家族中的組織蛋白酶(主要存在于溶酶體中) 和Ca2 + 激活蛋白酶家族中的Ca2 + 激活蛋白(主要存在于細胞質(zhì)內(nèi)) 。它們在細胞內(nèi)肽類和蛋白質(zhì)代謝特別是膠原代謝中起重要作用。這些肽切酶是肽鍵內(nèi)切酶,其作用取決于酶活化位點上的氨基酸殘端半胱氨酸的巰基。 半胱氨酸蛋白酶抑制劑是一種限制性超家族蛋白質(zhì),分為三大超家族:超家族1 為the stefins ,包括胱蛋白A 和B 兩個成員,主要分布在細胞內(nèi);超家族2 為半胱氨酸抑制劑家族,含有胱蛋白C、D、S、SV 和SA 五個成員;超家族3 為激肽原家族,含兩個成員:低相對分子質(zhì)量和高相對分子質(zhì)量激肽原,主要分布在細胞外和血管內(nèi)。通過基因結(jié)構(gòu)和啟動子研究,人體所有有核細胞均可產(chǎn)生cystatin C ,生成速度穩(wěn)定、不受炎癥、膽紅素、溶血、甘油三酯的影響,且與性別、年齡、肌肉量無關(guān)。它主要分布于細胞外液,精液中濃度最高,其次,腦脊液濃度相對高于血中濃度,唾液、胸水中均含cystatin C;另外,某些細胞如神經(jīng)細胞、甲狀腺細胞、胰島細胞內(nèi)也有發(fā)現(xiàn)。相對分子質(zhì)量低,等電點高,二者使cystatin C 能被腎小球自由濾過,然后在近曲小管上皮細胞內(nèi)分解代謝,不被腎小管重吸收和分泌。 總之,cystatin C在體內(nèi)的代謝特點: 腎臟是唯一的排泄器官，在近端腎小管上皮細胞被完全分解,不再重返血流，也不被腎小管上皮細胞分泌；能自由通過腎小球濾過膜；生成速度和血濃度穩(wěn)定,不受其他病理變化影響。表明它是測定GFR 的一種理想指標。 二、 目前臨床測定GFR常用指標的比較分析 目前,臨床用來評價腎小球濾過功能的指標可分為外源性和內(nèi)源性兩大類。前者包括菊粉和一些放射性核物質(zhì),后者包括肌酐(Cr) 、尿素氮(BUN) 、尿酸(UA) 和β2 微球蛋白(β2-MG) 、視黃醇結(jié)合蛋白(RBP) 等低相對分子質(zhì)量蛋白質(zhì)。它們都有各自的局限性,現(xiàn)分述如下。 2. 1 BUN（尿素氮） BUN 是蛋白質(zhì)代謝產(chǎn)生的氨在肝臟經(jīng)鳥氨酸循環(huán)生成的終產(chǎn)物,經(jīng)腎小球濾過,大部分隨尿排出,小部分被腎小管重吸收入血。由于腎臟代償功能強,60 %～70 %腎單位功能受損時,BUN 才高于正常,敏感性差,所以,不能作為腎功能早期受損的指標。BUN 還受機體蛋白攝入量、分解水平、腎血流等因素影響,某些藥物亦影響其測定值,氨基水楊酸、四環(huán)素、磺胺使之升高,VitC、左旋多巴、鏈霉素使之降低。 2. 2 Cr（肌酐） Scr 是肌酸的代謝產(chǎn)物,經(jīng)腎臟排泄,腎小管有少量分泌。GFR 下降至正常1P3 時,Scr 才明顯上升。Scr 還受肌肉量、肉食攝入量及體內(nèi)代謝水平的影響,兒童、老年人、消瘦者中,測值偏低,不能真實反映GFR。 Ccr 較BUN 和Scr 敏感,當Ccr 降至正常80 %以下,BUN和Scr 仍可在正常范圍,但是同樣也受多種因素的影響,并且測定技術(shù)操作繁瑣,重復(fù)性差,誤差大,不宜普查。 2. 3 低相對分子質(zhì)量蛋白質(zhì) β2-MG,RBP 等能反映早期腎功能變化,當GFR < 80mLPmin 時,β2-MG已升高。但易受病理狀態(tài)影響,且血濃度不穩(wěn)定,在感染、炎癥、惡性腫瘤、肝病時,其生成速度加快,影響其真實性。 2. 4 菊粉和放射性核素物質(zhì) 菊粉和放射性核素物質(zhì),影響因素較少,被認為是測定GFR 的金指標。但是,菊粉清除率操作復(fù)雜,僅在實驗研究中應(yīng)用。測定放射性核素物質(zhì)的清除率,價格昂貴,具放射性。某些患者如孕婦不適用,限制其臨床應(yīng)用。 總之,從臨床應(yīng)用角度出發(fā),有必要尋找一種既符合評估清除率標記物特點,又經(jīng)濟適用,能在臨床推廣的物質(zhì)來監(jiān)測早期受損的腎功能,及時反映腎功能的變化,指導(dǎo)臨床治療。作為評估清除率的標記物應(yīng)具以下特點: ①穩(wěn)定的生成率。②穩(wěn)定的血濃度,不受其他病理變化的影響,不與蛋白質(zhì)結(jié)合。③腎小球自由濾過,不被重吸收或分泌。近年來,國外研究指出,半胱氨酸蛋白酶抑制劑C(cystatin C) 具有上述特點,是評估腎功能的一種敏感性好、特異性高的指標。 三、 Cystatin C的臨床應(yīng)用展望 Cystatin C在體內(nèi)產(chǎn)生速率穩(wěn)定,影響因素極少,是反映早期腎小球濾過功能受損的一個更理想、更可靠的指標,測定cystatin C來指導(dǎo)診斷及治療,具有重大的臨床意義。 1、血Cyst C 在評價腎功能中的應(yīng)用 腎小球濾過率( GFR) 是評價腎功能的重要指標。通常采用各種外源性或內(nèi)源性的標志物來測定GFR。外源性方法是通過連續(xù)或一次性靜脈注射可在血漿和(或) 尿中測定其濃度的標志物來測定,這些物質(zhì)包括菊粉、碘酞酸鹽、對氨馬尿酸、51鉻2乙二胺四乙酸( 51Cr2EDTA) 、99锝2三胺五乙酸(99 Tc2DTPA ) 和碘酞六醇等,測定結(jié)果被認為是評價GFR 的金標準,但由于操作繁瑣,不能作為常規(guī)檢查。內(nèi)源性的標志物包括肌酐、尿素和低分子量的蛋白質(zhì)如β2－微球蛋白、α1－微球蛋白及視黃醇結(jié)合蛋白等。目前常規(guī)使用血肌酐和尿素氮水平及內(nèi)生肌酐清除率(Ccr) 作為評估GFR 的參數(shù),它們的測定方法相對固定,可迅速獲取結(jié)果,但一些腎性和非腎性的因素可干擾這些結(jié)果, 如表所示 : （由于軟件原因此處不能顯示，詳細請查閱附件，致歉） Cyst C 的特點:分子量小,攜帶正電荷,可自由通透腎小球基底膜;被近曲小管重吸收及完全代謝,無腎小管的分泌;在組織中產(chǎn)生的速率恒定;排出只受腎小球濾過率的影響,而不受其他因素如性別、年齡、飲食、炎癥、感染、血脂、肝臟疾病等的干擾。1985 年后,血漿或血清中Cyst C 的測定被逐漸用來作為GFR 的評估參數(shù)。隨著檢測方法的改進，血Cyst C 的測定被逐漸重視。大量研究證實Cyst C 是優(yōu)于血肌酐(Scr) 的內(nèi)源性標記物。Scr 是臨床最常用的測定GFR 的指標,雖然與GFR 的相關(guān)性較差,在腎功能顯著下降后才有升高,嚴格意義上只是一個衡量GFR 的粗淺指標,但其測定方法簡便經(jīng)濟,被廣泛采用。近年研究發(fā)現(xiàn)血清Cyst C 與GFR 的相關(guān)性較Scr 與GFR 的相關(guān)性更顯著。表3 列舉了不同作者在研究中得到的二者相關(guān)性的數(shù)值。 盡管相關(guān)系數(shù)( r) 是一個非常不敏感的指標,但上述不同樣本中Cyst C 與GFR 的相關(guān)性均明顯高于Scr與GFR 的相關(guān)性。有些作者使用敏感的ROC 曲線分析也得出相同結(jié)果。同時血Cyst C 判定腎功能減退的敏感性優(yōu)于血肌酐。在206 例不同類型腎臟病患者 中采用Cr2EDTA 測定作為GFR 金標準,證實GFR下降時,血Cyst C 的升高發(fā)生早于Scr 的升高; Tian 等也發(fā)現(xiàn)在輕度GFR 減低的患者血Cyst C 的改變較血肌酐的改變出現(xiàn)迅速。最新Elisabeth 等研究51 例不同腎臟病導(dǎo)致的輕度腎功能損傷及10 例有高血壓和少量蛋白尿但無腎功能不全證據(jù)的患者,用I2ICI 作為金標準測定GFR ,發(fā)現(xiàn)血Cyst C 的水平在腎功能下降至GFR 88ml/ min/ 1. 73 m2 時即明顯升高,而血肌酐水平在GFR 下降至75ml/ min/ 1. 73 m2 時才開始升高;10 例患者雖然尚無腎損害的依據(jù),但其Cyst C 的水平升高與對照亦有顯著性差異。因此血Cyst C 是較血肌酐更敏感的診斷指標,尤其是在血肌酐的盲區(qū)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，附表說明： 血清胱抑素C和血肌肝反映GFR的比較 GFR 血肌肝 血cystatin C 89-71ml/min 全部正?！ ?nbsp; 45%-70%正常 70-61ml/min 50%左右正常 90%以上異常 61-51ml/min 24%左右正常 100%異常 2、在腎移植中的應(yīng)用 在腎移植術(shù)中,移植腎的GFR 可作為觀察急、慢性排斥反應(yīng)及免疫抑制劑的腎毒性指標之一,靠緩慢升高的Scr 來檢測GFR ,不能及時、準確反映移植腎功能。因此,cystatin C可作為腎移植中腎功能的監(jiān)測指標。 3、在糖尿病中的應(yīng)用 隨著社會生活水平提高,糖尿病人數(shù)不斷增加,1/3 患者發(fā)展為腎衰竭及需要腎透析。目前DN已成為全球范圍內(nèi)最常見的慢性腎功能不全的原因之一，所以,需要一個敏感、可靠的GFR 檢測指標來評價糖尿病患者的腎功能。通過GFR 及微量白蛋白尿的評估可早期發(fā)現(xiàn)DM 患者的腎臟改變。雖然目前微量白蛋白尿在臨床應(yīng)用廣泛,但晝夜排泄量不同,運動、尿路感染、高血壓、心功能不全及急性發(fā)熱均能影響其結(jié)果。更重要的是微量白蛋白尿是反映DN 發(fā)生的較晚期的標志,因此尋找DN 的早期標志物或DN 發(fā)生發(fā)展的篩查指標是目前臨床重要課題。Mojiminyi 等認為,如果將微蛋白尿認為是檢出糖尿病腎病的“金指標”,那么,與之相比,cystatin C 檢出糖尿病腎病的靈敏度為40 % ,特異性為100 % 。所以,血cystatin C是一個比較敏感和實用的指標。在剛患糖尿病而無證據(jù)有腎病患者中,定期開展血清cystatin C檢測以觀察其與糖尿血管病變的關(guān)系,是必要的和可能的。 4、在高血壓病中的應(yīng)用 據(jù)估計，我國約有高血壓患者超過一億人，其中40%以上的高血壓病患者到中、晚期可并發(fā)高血壓腎病。據(jù)臨床觀察研究發(fā)現(xiàn)：高血壓致腎損害分為三個階段:其中第一階段腎小球基本正常,腎內(nèi)壓增加；第二階段腎小管高壓性損傷(α-微球蛋白等)隨后出現(xiàn)腎小球早期損傷, 血Cystatin C升高；第三階段腎小球硬化,腎小管萎縮(主要為腎小球損傷的證據(jù)) Cystatin C升高。所以，臨床定期監(jiān)測高血壓病患者的血清cystatin C水平對高血壓病所導(dǎo)致的早期腎功能損傷的觀察與早期預(yù)防、診斷和治療具有很重要的臨床意義。 5、尿cystatin C檢測腎小管功能 Cystatin C 是一種低相對分子質(zhì)量蛋白質(zhì),腎小球自由濾過,然后在近曲小管上皮分解代謝而不是重吸收或分泌,不能用計算清除率的公式計算cystatin C清除率,但無論從理論上還是實踐的臨床研究發(fā)現(xiàn)來講,尿cystatin C濃度應(yīng)該可作為評價腎小管功能不全的指標之一。 6、Cyst C 在兒科疾病中的應(yīng)用 在兒童中血肌酐的濃度是隨著年齡的增長逐步上升的,直到成年才達到穩(wěn)定,因此運用Scr 評定兒童腎功能有一定困難。近年來有學(xué)者在測定258 位沒有腎臟疾病的正常兒童血Cyst C 時發(fā)現(xiàn):出生后1～3 天內(nèi)血Cyst C 的濃度非常高,可達1. 64～2. 59mg/ L ,在生后4 個月內(nèi)迅速下降,1 歲左右其濃度逐漸穩(wěn)定,大約是0. 7～1. 38mg/ L 。在69 例1～16 歲的兒童,以51Cr2EDTA 作為評定GFR 的金標準,Cyst C 與GFR 的相關(guān)性( r = 0. 83) 明顯好于血肌酐與GFR 的相關(guān)性( r= 0. 67) 。Harmoinen 等報告的58 例早產(chǎn)兒、50 例足月兒及299 例生后8 天至16 歲的兒童測定Cyst C ,未發(fā)現(xiàn)性別差異;早產(chǎn)兒Cyst C 波動于1. 34～2. 57mg/L ,足月兒為1. 36～2. 23 mg/ L ;1 歲以內(nèi)0. 75～1. 87mg/ L ,1～3 歲0. 68～1. 6 mg/ L ;作者發(fā)現(xiàn)3 歲以上兒童Cyst C 趨于穩(wěn)定為0. 51～1. 31 mg/ L 。提示同成人相比血Cyst C 作為GFR 的衡量標準同樣適用于兒童且有其獨到之處。 7、Cyst C 與老年人 有關(guān)老年腎功能的報道甚少,但都提示60 歲以上的老年人GFR 減退,因老年人肌肉萎縮,肌組織減少,內(nèi)源性肌酐產(chǎn)生減少,因此老年人的Scr 不能反映其GFR 的變化。研究發(fā)現(xiàn)50 歲以上老年人血循環(huán)中Cyst C 的水平逐漸上升。Fliser 等選取12 例血壓正常的青年男性(平均年齡25 ±2 歲) 和41 例血壓正常及增高的老年男性(平均年齡67 ±6 歲) ,菊粉清除率顯示后者GFR 明顯低于前者,二者的血肌酐水平無差異,而血Cyst C 水平老年組明顯高于青年組,提示至少在肌酐水平為正常范圍的老年病例中血Cyst C 是一個相當好的反映腎功能下降的指標 。 8、Cys C 在化療中的應(yīng)用 對化療病人來說，很可能會導(dǎo)致腎功能的損害，因為化療藥物對腎小管有一定的損傷。 因此對進行化療藥物治療的病人應(yīng)及時關(guān)注其腎臟功能的狀況，以適當調(diào)整藥物劑量。 據(jù)報道，通過對接受順氯氨柏(cisplatin) 進行化療的腫瘤病人研究表明，Cys C 與GFR 的相關(guān)性比SCr 好(r = 0. 84 及r = 0. 74) 。 許多研究都比較一致地認為對化療病人檢測Cys C 比檢測SCr 更有意義。 9、血清胱抑素C與急性心衰 芬蘭的教授最新研究表明,在急性心力衰竭的患者中,血Cystatin C對心衰患者預(yù)后的預(yù)測要高于其他指標(如:膽鈉素,BNP,肌鈣蛋白T) ，可以成為反映急性心力衰竭預(yù)后的一個敏感指標。該教授對622名有心衰老年人的研究中表明:血Cystatin C越高,死亡越高,將胱抑素C分為三個濃度組（附表說明）： 滴度急性心衰患者6個月的死亡率(%) 滴度1級3.2% 滴度2級15.1% 滴度3級25.9% 四、Cystatin C檢測方法學(xué)的發(fā)展 Cys C 分子量較小，其測定方法主要基于免疫反應(yīng)的原理。 Lofberg 等首先采用單向免疫擴散法(RID) 及酶免疫測定法對Cys C 進行檢測，但從檢驗要求來看，這兩種方法操作復(fù)雜，定量不準。此后，不斷有較簡單、靈敏的放射、熒光方法及各種酶免疫測定的方法(RIA、FIA、EIA) 報道. 但以上各種檢測方法均屬于非均相檢測方法，定量重復(fù)性和穩(wěn)定性不好。難以用自動化儀器檢測，導(dǎo)致了Cys C 在臨床診斷上難以被廣泛應(yīng)用。九十年代有關(guān)研究人員把檢測方法選定在膠乳免疫測定上，膠乳免疫測定是一種均相測定方法，容易在自動化儀器上操作。 1994 年，Kyhse Andersen 等報道了一種顆粒增強透射免疫比濁法(PETIA) ，采用Cys C 特異抗體包被膠乳粒子作自動均相免疫分析，操作簡單，檢測速度快，使Cys C 檢測可在自動生化分析儀上進行，為臨床開展Cys C 檢測提供了極大方便。 |
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