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---评价早期肾功能损害的重要指标
半胱氨酸蛋白酶抑制剂C(CystatinC)
           (广东虹业抗体科技有限公司倾情奉献) 
一、CystatinC的生物学特征
1961年Clausen于脑脊液中发现一种物质,因它与哺乳动物胱蛋白A和胱蛋白B的结构及活性相似,当时被称为胱蛋白C。1985年cystatinC首次被报道可作为评估GFR的指标,称为半胱氨酸蛋白酶抑制剂C(中译文胱抑素C)。  
CystatinC是一种非糖基化的碱性蛋白质,由120个氨基酸组成,×103,,特点为位于羧基端附近有2个二硫键。人的cystatinC基因片段位于20号染色体上,其基因序列在大多数组织中能稳定表达。cystatinC是半胱氨酸蛋白酶抑制剂超家族2中的一员。半胱氨酸蛋白酶包括木瓜蛋白酶家族中的组织蛋白酶(主要存在于溶酶体中)和Ca2+激活蛋白酶家族中的Ca2+激活蛋白(主要存在于细胞质内)。它们在细胞内肽类和蛋白质代谢特别是胶原代谢中起重要作用。这些肽切酶是肽键内切酶,其作用取决于酶活化位点上的氨基酸残端半胱氨酸的巯基。
半胱氨酸蛋白酶抑制剂是一种限制性超家族蛋白质,分为三大超家族:超家族1为thestefins,包括胱蛋白A和B两个成员,主要分布在细胞内;超家族2为半胱氨酸抑制剂家族,含有胱蛋白C、D、S、SV和SA五个成员;超家族3为激肽原家族,含两个成员:低相对分子质量和高相对分子质量激肽原,主要分布在细胞外和血管内。通过基因结构和启动子
使之降低。
Cr(肌酐) Scr是肌酸的代谢产物,经肾脏排泄,肾小管有少量分泌。GFR下降至正常1P3时,Scr才明显上升。Scr还受肌肉量、肉食摄入量及体内代谢水平的影响,儿童、老年人、消瘦者中,测值偏低,不能真实反映GFR。
Ccr较BUN和Scr敏感,当Ccr降至正常80%以下,BUN和Scr仍可在正常范围,但是同样也受多种因素的影响,并且测定技术操作繁琐,重复性差,误差大,不宜普查。
低相对分子质量蛋白质 β2-MG,RBP等能反映早期肾功能变化,当GFR<80mLPmin时,β2-MG已升高。但易受病理状态影响,且血浓度不稳定,在感染、炎症、恶性肿瘤、肝病时,其生成速度加快,影响其真实性。
菊粉和放射性核素物质 菊粉和放射性核素物质,影响因素较少,被认为是测定GFR的金指标。但是,菊粉清除率操作复杂,仅在实验研究中应用。测定放射性核素物质的清除率,价格昂贵,具放射性。某些患者如孕妇不适用,限制其临床应用。
总之,从临床应用角度出发,有必要寻找一种既符合评估清除率标记物特点,又经济适用,能在临床推广的物质来监测早期受损的肾功能,及时反映肾功能的变化,指导临床治疗。作为评估清除率的标记物应具以下特点:①稳定的生成率。②稳定的血浓度,不受其他病理变化的影响,不与蛋白质结合。③肾小球自由滤过,不被重吸收或分泌。近年来,国外研究指出,半胱氨酸蛋白酶抑制剂C(cystatinC)具有上述特点,是评估肾功能的一种敏感性好、特异性高的指标。
三、 CystatinC的临床应用展望
CystatinC在体内产生速率稳定,影响因素极少,是反映早期肾小球滤过功能受损的一个更理想、更可靠的指标,测定cystatinC来指导诊断及治疗,具有重大的临床意义。
1、血CystC在评价肾功能中的应用
肾小球滤过率(GFR)是评价肾功能的重要指标。通常采用各种外源性或内源性的标志物来测定GFR。外源性方法是通过连续或一次性静脉注射可在血浆和(或)尿中测定其浓度的标志物来测定,这些物质包括菊粉、碘酞酸盐、对氨马尿酸、51铬2乙二***四乙酸(51Cr2EDTA)、99锝2三***五乙酸(99Tc2DTPA)和碘酞六醇等,测定结果被认为是评价GFR的金标准,但由于操作繁琐,不能作为常规检查。内源性的标志物包括肌酐、尿素和低分子量的蛋白质如β2-微球蛋白、α1-微球蛋白及视黄醇结合蛋白等。目前常规使用血肌酐和尿素氮水平及内生肌酐清除率(Ccr)作为评估GFR的参数,它们的测定方法相对固定,可迅速获取结果,但一些肾性和非肾性的因素可干扰这些结果,如表所示: (由于软件原因此处不能显示,详细请查阅附件,致歉)
CystC的特点:分子量小,携带正电荷,可自由通透肾小球基底膜;被近曲小管重吸收及完全代谢,无肾小管的分泌;在组织中产生的速率恒定;排出只受肾小球滤过率的影响,而不受其他因素如性别、年龄、饮食、炎症、感染、血脂、肝脏疾病等的干扰。1985年后,血浆或血清中CystC的测定被逐渐用来作为GFR的评估参数。随着检测方法的改进,血CystC的测定被逐渐重视。大量研究证实CystC是优于血肌酐(Scr)的内源性标记物。S
cr是临床最常用的测定GFR的指标,虽然与GFR的相关性较差,在肾功能显著下降后才有升高,严格意义上只是一个衡量GFR的粗浅指标,但其测定方法简便经济,被广泛采用。近年研究发现血清CystC与GFR的相关性较Scr与GFR的相关性更显著。表3列举了不同作者在研究中得到的二者相关性的数值。
尽管相关系数(r)是一个非常不敏感的指标,但上述不同样本中CystC与GFR的相关性均明显高于Scr与GFR的相关性。有些作者使用敏感的ROC曲线分析也得出相同结果。同时血CystC判定肾功能减退的敏感性优于血肌酐。在206例不同类型肾脏病患者
中采用Cr2EDTA测定作为GFR金标准,证实GFR下降时,血CystC的升高发生早于Scr的升高;Tian等也发现在轻度GFR减低的患者血CystC的改变较血肌酐的改变出现迅速。最新Elisabeth等研究51例不同肾脏病导致的轻度肾功能损伤及10例有高血压和少量蛋白尿但无肾功能不全证据的患者,用I2ICI作为金标准测定GFR,发现血CystC的水平在肾功能下降至GFR88ml/min/,而血肌酐水平在GFR下降至75ml/min/;10例患者虽然尚无肾损害的依据,但其CystC的水平升高与对照亦有显著性差异。因此血CystC是较血肌酐更敏感的诊断指标,尤其是在血肌酐的盲区。经研究发现,附表说明:
血清胱抑素C和血肌肝反映GFR的比较
GFR     血肌肝    血cystatinC
89-71ml/min      全部正常   45%-70%正常
70-61ml/min      50%左右正常      90%以上异常
61-51ml/min      24%左右正常      100%异常
2、在肾移植中的应用
在肾移植术中,移植肾的GFR可作为观察急、慢性排斥反应及免疫抑制剂的肾毒性指标之一,靠缓慢升高的Scr来检测GFR,不能及时、准确反映移植肾功能。因此,cystatinC可作为肾移植中肾功能的监测指标。
3、在糖尿病中的应用
随着社会生活水平提高,糖尿病人数不断增加,1/3患者发展为肾衰竭及需要肾透析。目前DN已成为全球范围内最常见的慢性肾功能不全的原因之一,所以,需要一个敏感、可靠的GFR检测指标来评价糖尿病患者的肾功能。通过GFR及微量白蛋白尿的评估可早期发现DM患者的肾脏改变。虽然目前微量白蛋白尿在临床应用广泛,但昼夜排泄量不同,运动、尿路感染、高血压、心功能不全及急性发热均能影响其结果。更重要的是微量白蛋白尿是反映DN发生的较晚期的标志,因此寻找DN的早期标志物或DN发生发展的筛查指标是目前临床重要课题。Mojiminyi等认为,如果将微蛋白尿认为是检出糖尿病肾病的“金指标”,那么,与之相比,cystatinC检出糖尿病肾病的灵敏度为40%,特异性为100%。所以,血cystatinC是一个比较敏感和实用的指标。在刚患糖尿病而无证据有肾病患者中,定期开展血清cystatinC检测以观察其与糖尿血管病变的关系,是必要的和可能的。
4、在高血压病中的应用
据估计,我国约有高血压患者超过一亿人,其中40%以上的高血压病患者到中、晚期可并发高血压肾病。据临床观察研究发现:高血压致肾损害分为三个阶段:其中第一阶段肾小球基本正常,肾内压增加;第二阶段肾小管高压性损伤(α-微球蛋白等)随后出现肾小球早期损伤,血CystatinC升高;第三阶段肾小球硬化,肾小管萎缩(主要为肾小球损伤的证据)CystatinC升高。所以,临床定期监测高血压病患者的血清cystatinC水平对高血压病所导致的早期肾功能损伤的观察与早期预防、诊断和治疗具有很重要的临床意义。
5、尿cystatinC检测肾小管功能
CystatinC是一种低相对分子质量蛋白质,肾小球自由滤过,然后在近曲小管上皮分解代谢而不是重吸收或分泌,不能用计算清除率的公式计算cystatinC清除率,但无论从理论上还是实践的临床研究发现来讲,尿cystatinC浓度应该可作为评价肾小管功能不全的指标之一。
6、CystC在儿科疾病中的应用
在儿童中血肌酐的浓度是随着年龄的增长逐步上升的,直到成年才达到稳定,因此运用Scr评定儿童肾功能有一定困难。近年来有学者在测定258位没有肾脏疾病的正常儿童血CystC时发现:出生后1~3天内血CystC的浓度非常高,~,在生后4个月内迅速下降,1岁左右其浓度逐渐稳定,~。在69例1~16岁的儿童,以51Cr2EDTA作为评定GFR的金标准,CystC与GFR的相关性(r=)明显好于血肌酐与GFR的相关性(r=)。Harmoinen等报告的58例早产儿、50例足月儿及299例生后8天至16岁的儿童测定CystC,未发现性别差异;~,~;~,1~~
mg/L;~。提示同***相比血CystC作为GFR的衡量标准同样适用于儿童且有其独到之处。
7、CystC与老年人
有关老年肾功能的报道甚少,但都提示60岁以上的老年人GFR减退,因老年人肌肉萎缩,肌组织减少,内源性肌酐产生减少,因此老年人的Scr不能反映其GFR的变化。研究发现50岁以上老年人血循环中CystC的水平逐渐上升。Fliser等选取12例血压正常的青年男性(平均年龄25±2岁)和41例血压正常及增高的老年男性(平均年龄67±6岁),菊粉清除率显示后者GFR明显低于前者,二者的血肌酐水平无差异,而血CystC水平老年组明显高于青年组,提示至少在肌酐水平为正常范围的老年病例中血CystC是一个相当好的反映肾功能下降的指标。
8、CysC在化疗中的应用
对化疗病人来说,很可能会导致肾功能的损害,因为化疗药物对肾小管有一定的损伤。因此对进行化疗药物治疗的病人应及时关注其肾脏功能的状况,以适当调整药物剂量。据报道,通过对接受顺***氨柏(cisplatin)进
行化疗的肿瘤病人研究表明,CysC与GFR的相关性比SCr好(r==)。许多研究都比较一致地认为对化疗病人检测CysC比检测SCr更有意义。   
9、血清胱抑素C与急性心衰
芬兰的教授最新研究表明,在急性心力衰竭的患者中,血CystatinC对心衰患者预后的预测要高于其他指标(如:胆钠素,BNP,肌钙蛋白T),可以成为反映急性心力衰竭预后的一个敏感指标。该教授对622名有心衰老年人的研究中表明:血CystatinC越高,死亡越高,将胱抑素C分为三个浓度组(附表说明):
滴度急性心衰患者6个月的死亡率(%)
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四、CystatinC检测方法学的发展
CysC分子量较小,其测定方法主要基于免疫反应的原理。Lofberg等首先采用单向免疫扩散法(RID)及酶免疫测定法对CysC进行检测,但从检验要求来看,这两种方法操作复杂,定量不准。此后,不断有较简单、灵敏的放射、荧光方法及各种酶免疫测定的方法(RIA、FIA、EIA),定量重复性和稳定性不好。难以用自动化仪器检测,导致了CysC在临床诊断上难以被广泛应用。九十年代有关研究人员把检测方法选定在胶乳免疫测定上,胶乳免疫测定是一种均相测定方法,容易在自动化仪器上操作。1994年,KyhseAndersen等报道了一种颗粒增强透射免疫比浊法(PETIA),采用CysC特异抗体包被胶乳粒子作自动均相免疫分析,操作简单,检测速度快,使CysC检测可在自动生化分析仪上进行,为临床开展CysC检测提供了极大方便。