血清胱抑素C测定的临床意义及方法学进展
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胱抑素C的临床应用及研究进展2楚雄彝族自治州人民医院 675000摘要:血清胱抑素C(cystatin C,CysC)因其具有稳定的内源性标志物特性,越来越受到研究人员和临床关注。
除了已成熟应用于肾脏功能损害评估外,研究发现其在心血管病、糖尿病、甲状腺疾病以及Alzheimer病等多种疾病的诊断、疗效监测及预后评估中,同样具有较好应用前景。
本文就CysC与上述疾病的临床应用及研究进展综述如下。
关键词:胱抑素C;临床应用;研究进展1CysC的生物学特征CysC由有核细胞恒速合成,它在人体组织和体液中广泛分布,是一种由人有核细胞产生的低分子的非糖基化蛋白。
CysC对包括组织蛋白酶家族在内的半胱氨酸肽酶具有主要的保护作用,在参与多种生理和病理生理过程,如抗原的加工和呈递,以及炎症和癌变过程[1]。
在调节细胞外蛋白分解中过程中,血清CysC浓度的异常可能提示有病理学意义。
CysC作为反映早期肾功能不全的敏感指标已得到普遍应用,近年来,在糖尿病肾病早期,高血压肾病,心血管疾病和甲状腺疾病等疾病中作为相关标记物不断得到深入研究。
2 CysC与肾脏疾病肾脏功能对机体内环境平衡十分重要,如肾功能损伤会对机体产生严重影响。
临床早期肾功能损害若能够及时进行治疗,可逆转发生细胞外基质增生、肾小球基底膜增厚等病理变化从而避免损伤肾小球血管。
如未能及早治疗会发展为终末期肾脏疾病。
CysC是肾功能辅助诊断理想的生物标志物,它恒速产生,自由过滤,并最终分解代谢。
患者肾功能损伤后CysC在血液中的含量会随肾小球滤过功能变化而变化。
在发展成肾衰竭时,血清CysC含量可高于正常水平的10倍。
最新研究表明,CysC不仅可以评估肾小球滤过率(GFR,glomerular filtrationrate),还可以预测肾损伤。
Herget-Rosenthal等人研究发现,血清 CysC作为一种有用的急性肾损伤检测标志物优于肌酐和肾小球滤过率来评估肾功能的有效性[1]。
血清胱抑素C—评估肾小球滤过率的敏感指标自从1985年以来,半胱氨酸蛋白酶抑制剂C(cystatin C)已被视为检测肾功能的良好标志物,由于其不受许多生理病理因素的影响,同肾小球滤过率(GFR)的其他标志物相比具有众多优越性。
cystatin C在一系列生理病理过程中也发挥着作用,有重要的临床意义。
一、肾功能评价和肾功能标志物临床评价肾脏疾病进展和严重程度,一般以肾功能为参考,肾功能一般以肾小球滤过率(GFR)反映。
它是反映肾功能最重要的指标。
GFR指在一定时间内通过肾小球的血浆量(定义为在单位时间内肾脏将若干容积血浆内的物质从体内清除,其单位一般为ml/min物质)。
它不能直接测定,必须借助某物质的肾清除率来反映。
根据GFR标志物来源,分外源性和内源性。
外源性标志物包括菊粉(inulin)、碘海醇(iohexol)、51Cr-EDTA、99mTc-DTPA等。
内源性标志物包括血清肌酐(Scr)、尿素(Urea)、β2-微球蛋白(β2-M)、β-痕迹蛋白(BTP)以及血清胱抑素C(CystatinC,Cys C)。
二、肾小球滤过率检测现状1、外源性标志物肾清除率测定方法被视为GFR评判的“金标准”;但存在许多不足。
首先这些物质费用昂贵;其次同位素标记的物质涉及放射暴露问题;另外标本采集、实验操作烦琐;碘海醇测定需要特殊仪器设备(射线荧光光谱仪);加之受年龄、性别和体表面积的影响,尤其是无法实现危急患者检测的及时性,从而限制其在临床的应用。
2、内源性标志物是在评价肾小球滤过功能实验中最常用的指标。
理想内源性标志物应具备:⑴稳定的生成率;⑵稳定的血浓度,不受其他病理变化的影响,不与蛋白结合;⑶肾小球自由滤过;⑷肾小管不分泌、不重吸收;⑸无肾外清除。
目前常用的指标为血清肌酐(Scr)、尿素(Urea)、内生肌酐清除率(Ccr),但由于受许多肾外因素,如年龄、性别、身高、肌肉量、膳食结构、机体疾病状况、药物等,以及肾小管对肌酐的分泌等影响,使这些指标不能满足内源性标志物的要求。
血清胱抑素C(cystatinc)检测的临床意义及应用发表时间:2013-11-06T14:08:50.217Z 来源:《医学与法学》2013年第2期供稿作者:邹鸿燕[导读] 循环中的胱抑素c仅经肾小球滤过而被清除,是一种反映肾小球滤过率变化的内源性标志物,并在近曲小管重吸收。
邹鸿燕山东淄博淄博市张店区中医院检验科255000【摘要】目的血清胱抑素C在临床检验中越来越受到重视,如何正确理解,解释它的临床意义及它在临床中的应用范围应引起大家的广泛注意,现作一浅要叙述。
【关键词】血清胱抑素C(cystatin c)临床意义(significance)1983年Anastasi等首次在鸡蛋清中分离纯化得到高纯度的半胱氨酸蛋白酶抑制剂(cysteine proteinase inhibitor,CPI)后被命名为胱抑素C.是一种半胱氨酸蛋白酶抑制剂,广泛存在于各种组织的有核细胞和体液中,可由机体所有有核细胞产生,产生率恒定。
循环中的胱抑素c仅经肾小球滤过而被清除,是一种反映肾小球滤过率变化的内源性标志物,并在近曲小管重吸收,但重吸收后被完全代谢分解,不返回血液,因此,其血中浓度由肾小球滤过决定,而不依赖任何外来因素,如性别、年龄饮食、体表面积、肌肉量等,也不受大多数药物以及炎症感染、肿瘤及肝功能等因素的影响,是一种反映肾小球滤过率变化的理想同源性标志物。
有研究表明:胱抑素c的诊断准确性明显优于血清肌酐,健康成人血清胱抑素C随着年龄的增长其平均水平呈上升趋势,从而推断胱抑素C在评估老年人肾功能时较肌酐更有意义。
cystatin C在一系列生理病理过程中也发挥着作用,有重要的临床意义。
正常情况下,Cys C在血清和血浆中的浓度为0.51~1.09mg/L(参考范围)。
当肾功能受损时,Cys C在血液中的浓度随肾小球滤过率变化而变化.肾衰时,肾小球滤过率下降,Cys C在血液中浓度可增加10多倍;若肾小球滤过率正常,而肾小管功能失常时,会阻碍Cys C在肾小管吸收并迅速分解,使尿中的浓度增加100多倍。
血清胱抑素C—评估肾小球滤过率的灵敏指标自从1985年以来,半胱氨酸蛋白酶抑制剂C(cystatin C)已被视为检测肾功能的良好标志物,由于其不受许多生理病理因素的阻碍,同肾小球滤过率(GFR)的其他标志物相较具有众多优越性。
cystatin C在一系列生理病理进程中也发挥着作用,有重要的临床意义。
一、肾功能评判和肾功能标志物临床评判肾脏疾病进展和严峻程度,一样以肾功能为参考,肾功能一样以肾小球滤过率(GFR)反映。
它是反映肾功能最重要的指标。
GFR指在一按时刻内通过肾小球的血浆量(概念为在单位时刻内肾脏将假设干容积血浆内的物质从体内清除,其单位一样为ml/min物质)。
它不能直接测定,必需借助某物质的肾清除率来反映。
依照GFR标志物来源,额外源性和内源性。
外源性标志物包括菊粉(inulin)、碘海醇(iohexol)、51Cr-EDTA、99mTc-DTPA等。
内源性标志物包括血清肌酐(Scr)、尿素(Urea)、β2-微球蛋白(β2-M)、β-痕迹蛋白(BTP)和血清胱抑素C(CystatinC,Cys C)。
二、肾小球滤过率检测现状一、外源性标志物肾清除率测定方式被视为GFR评判的“金标准”;但存在许多不足。
第一这些物质费用昂贵;第二同位素标记的物质涉及放射暴露问题;另外标本搜集、实验操作烦琐;碘海醇测定需要特殊仪器设备(射线荧光光谱仪);加上受年龄、性别和体表面积的影响,尤其是无法实现危急患者检测的及时性,从而限制其在临床的应用。
二、内源性标志物是在评判肾小球滤过功能实验中最经常使用的指标。
理想内源性标志物应具有:⑴稳固的生成率;⑵稳固的血浓度,不受其他病理转变的阻碍,不与蛋白结合;⑶肾小球自由滤过;⑷肾小管不分泌、不重吸收;⑸无肾外清除。
目前经常使用的指标为血清肌酐(Scr)、尿素(Urea)、内生肌酐清除率(Ccr),但由于受许多肾外因素,如年龄、性别、身高、肌肉量、膳食结构、机体疾病状况、药物等,和肾小管对肌酐的分泌等阻碍,使这些指标不能知足内源性标志物的要求。
浅谈血清胱抑素C的临床应用进展摘要:血清胱抑素C(CysC)可在体内以恒定速度产生,并存在于各种体液之中,尤以脑脊液和精浆中含量为高,尿液中最低,不受年龄、性别、体重、炎症等因素影响,胱抑素C与肾小球滤过率的线性关系优于尿素、肌酐和内生肌酐清除率,在各种疾病造成肾脏早期损害的诊断、治疗及预防方面的应用越来越广,并且在其他疾病的诊断、治疗和预防上也不断的得到应用。
关键词:胱抑素C;生物学特性;临床应用1、Cys C与(其他)肾功能检测项目组合(Scr,Urea,UA和/或Cys C),可显著提高检测的灵敏度和特异性。
适用于:① 对肾脏疾病的肾功能评价:Cys C的生物学特性使它成为基本满足理想内源性GFR标志物要求的内源性物质。
大量研究证实Cys C是优于血肌酐(Scr) 的内源性标记物。
儿科患者不易接受外源性GFR标志物,而肌酐清除率测定受体表面积、肌肉量等多种因素的影响;血肌酐值与肌肉量成正比,对于机体肌肉含量较少的儿童来说,肌酐很难准确的监测GFR轻微的变化;儿童出生数月Cys C水平与成人相当,Cys C是评价是儿童更为理想的GFR标志物。
② 在肾移植中的应用: Cys C可作为肾移植术后测定肾功能的内源性物质,其在发现早期肾功能损害方面具有更高的灵敏度和特异性,可作为衡量急、慢性排斥及免疫抑制药物肾毒性的观察指标之一[1]。
在对30例肾移植患者研究发现,发生急性排斥反应的患者胱抑素C与肌酐基本同步升高,但胱抑素C升高的幅度要比肌酐大。
在情况稳定的肾移植患者中,血清胱抑素C与肾小球菊粉清除率的相关性比肌酐与肾小球菊粉清除率的相关性大。
胱抑素C不但能快速的反映肾脏受损的情况,而且可以及时的反映肾功能的恢复情况,特别是移植肾功延迟的患者。
2 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。
CysC检出糖尿病肾病灵敏度为40% ,特异性为100%。
胱抑素C是一种低分子量蛋白质,可经肾小球自由滤过,在近曲小管被重吸收并完全降解,而肾脏是清除循环中胱抑素C的惟一器官,血清胱抑素C浓度主要由肾小球滤过率决定。
此外,血清胱抑素C检测不受年龄、性别、炎症、饮食、体重以及肝功能变化的影响。
由此可见,胱抑素C是一种理想的反映肾小球滤过率变化的内源性标志物。
肾小球受损时血中的Cys C升高比较显著,肾小球、肾小管均受损时,血、尿中的Cys C均升高比较显著,有利于临床医生判断肾小球、肾小管是否受损,以便及时采取相应的治疗措施。
血清胱抑素C测定的临床意义及方法学进展摘要在肾小球滤过功能试验中,血清肌酐、尿素及内生肌酐清除率是最常用的指标。
由于以上指标尚存诸多不足,故人们一直在寻找新的反映肾小球滤过率变化的指标。
胱抑素 c 是一种低分子量蛋白质,是半胱氨酸蛋白酶抑制物超家族的成员之一,可由机体所有有核细胞产生,产生率恒定。
循环中的胱抑素 c仅经肾小球滤过而被清除,是一种反映肾小球滤过率变化的理想的内源性标志物。
血清胱抑素 c浓度在作为肾功能试验时优于血清肌酐浓度。
至于胱抑素 c测定的方法学,已有快速、简便且可自动化的“颗粒加强免疫比浊法”的最新报道,使血清胱抑素 c测定的广泛临床应用成为可能。
关键词:胱抑素 c;肾功能试验; gFR;肌酐胱抑素 c( cystatin c)是一种低分子量蛋白质, grubb等首先报道其血清浓度与 gFR 密切相关,可作为肾小球滤过功能指标[1]。
近年来有关胱抑素 c测定的临床应用及方法报道日渐增多,本文就胱抑素 c的结构与功能,作为反映肾小球滤过功能的内源性标志物及方法学进展作一综述。
1胱抑素 c的结构与功能胱抑素 c,以前也被称为γ-微量蛋白及γ-后球蛋白,是一种低分子量、碱性非糖化蛋白质,分子量为13KDa,由120个氨基酸残基组成,是一种分泌性蛋白质。
细胞先合成一个带信号肽的前体蛋白,编码胱抑素 c的基因位于人类第20号染色体,大约为4.3Kb,包含3个外显子,基因上游45-50核苷酸处为“ tATA盒样”序列( aTAAAA)。
胱抑素 c基因5′-侧翼区 gC含量较高,转录起始位点上游400bp序列的 g+C>70%,富含 gC的“岛”也包括外显子1及内含子1、5′侧的一部分,整个富含gC“岛”约900bp, g+C含量为73%。
此区域 cpG/GpC比值接近于1,因此此区 cpG是非甲基化的。
在胱抑素 c基因5′侧翼1Kb 序列中发现了2个“ gC盒”( gGGCGG),此区也发现了增强子核心样序列( gTGGAAGG)。
由以上可见,胱抑素 c基因5′侧翼序列与“看家基因”的启动子区具有相同的特性,即缺乏典型的“ cAAT盒”、富含 gC、有与转录因子 spl结合的“ gC盒”。
故可将胱抑素 c 基因看作是“看家基因”( house-keeping gene),即此基因在所有组织恒定持续地转录及表达。
northernx印迹也发现胱抑素 c基因在所有的被观察的组织均表达,包括肾、肝、胰、肠、胃、肺及胎盘[2]。
由于胱抑素 c是一种分泌性蛋白质,故广泛地存在于各种体液中,如脑脊液、血液、唾液、精浆等。
至于胱抑素 c的确切生物学功能目前还了解不多,研究发现胱抑素 c是半胱氨酸蛋白酶抑制物超家族的成员之一,是目前发现的对组织蛋白酶 b抑制作用最强的抑制物,对木瓜蛋白酶、无花果蛋白酶、组织蛋白酶 h及 l也有抑制作用,故胱抑素 c的一个生理学功能可能是调节半胱氨酸蛋白酶的活性。
胱抑素 c基因突变可导致遗传性胱抑素c淀粉样血管病( hCCAA),可发生脑动脉血管破裂,这是目前发现的直接与胱抑素 c相关的临床疾病。
2胱抑素 c作为反映肾小球滤过功能的内源性标志物由于胱抑素 c基因属“看家基因”,能在几乎所有的有核细胞表达,无组织学特异性,故机体胱抑素 c产生率相当恒定。
因胱抑素 c是一种低分子量蛋白质,可经肾小球自由滤过,在近曲小管被重吸收并降解,肾脏是清除循环中胱抑素 c的唯一器官,所以血清胱抑素 c浓度主要由 gFR决定,由此可见胱抑素 c是一种理想的反映 gFR变化的内源性标志物。
grubb及 simonsen等[1]首先研究了血中低分子量蛋白质(β2-微球蛋白、视黄醇结合蛋白、胱抑素 c)浓度与 gFR(51 cr-EDTA清除率)的相关性,发现血清胱抑素 c、β2-微球蛋白及视黄醇结合蛋白浓度的倒数与 gFR的相关系数γ分别为0.75、0.70及0.39,血清肌酐浓度倒数与 gFR的相关系数γ为0.73。
可见胱抑素 c是低分子量蛋白质中与 gFR最相关的内源性标志物,甚至优于血清肌酐。
血清β2-微球蛋白浓度由于在炎症、肿瘤及免疫疾病时也可升高,故不是理想的 gFR内源性标志物,视黄醇结合蛋白的代谢十分复杂,且部分与前白蛋白结合,不能自由经肾小球滤过,故血清视黄醇结合蛋白浓度的倒数与 gFR 相关性最差,不能作为 gFR的内源性标志物。
胱抑素 c即使在炎症状态下,其产生率也不会改变,血清浓度受年龄、性别、疾病的病情变化的影响较小。
pergande等用99m tc-DTPA 清除率作为肾小球滤过功能的“金标准”(<1.36ml/s为肾小球滤过功能受损,分析了胱抑素 c、β2-微球蛋白及肌酐的血清浓度的诊断敏感性,结果发现它们诊断肾功能异常的敏感性分别为88.2%、64.7%及52.9[3,4]。
随后 newman报道[5]血清胱抑素 c、肌酐浓度诊断异常 gFR的敏感性分别为78.1%及57.1%,各自浓度倒数与 gFR(51 cr-EDTA清除率)的相关系数分别为:0.81、0.50。
kyhse andersen[6]及 filley[7]的最近临床应用也表明血清胱抑素 c浓度与 gFR的相关性优于血清肌酐浓度。
rOC( receiver operating Characteristic)作图分析发现,通过改变“分割限”( cutoff limit)使胱抑素 c的诊断敏感性下降至70%时,其诊断特异性仍可达75%;而通过改变血清肌酐浓度的“分割限”,使其诊断敏感性下降至50%时,才能获得100%的特异性,使敏感性增加至100%时,其特异性接近于零。
各自 rOC 曲线下面积相差显著( p<0.001),说明胱抑素 c的诊断准确性明显优于血清肌酐。
表1各种测定方法比较3血清胱抑素 c测定的方法学由于血清中胱抑素 c浓度较低,故其测定方法需较高的分析灵敏度及特异性。
lofberg 等首先用单向免疫扩散法( rID)及酶免疫测定法( eIA)对胱抑素 c含量进行测定,按照目前的标准,当时报道的这两种方法不仅费时,而且检测限也差(分别为300、30μg/L)。
随后,又有较简单且更灵敏的放射、荧光及各种酶免疫测定( rIA、 fIA及 eIA)的方法报道,以改善胱抑素 c测定的可靠性。
1993年 pergande等[3]报道了一种夹心酶免疫测定方法,其检测限虽然很低(0.9μ g/L),但测定时间仍较长,无法常规应用,更无法用于急诊测定。
以上各种测定方法均属非均相测定方法,很难自动化,因此限制了胱抑素 c的广泛临床应用。
胶乳免疫测定是一种均相测定方法,在胶乳颗粒上包被抗体,与抗原结合时颗粒发生凝集,此方法很容易自动化。
kabanda等于1994年报道的测定胱抑素 c的胶乳颗粒凝集法是一种颗粒计数免疫测定法[8]。
kyhse andersen等[6]于同年报道了一种颗粒增强透射免疫比浊法( particle-enhanced turbidimetric immunoassay, PETIA),使胱抑素 c 测定的时间缩短至5min左右,且可在自动生化分析仪上进行,使胱抑素 c测定的常规应用成为可能。
随后, newman等也报道了类似方法[9]。
1997年, finney等报道了一种能快速自动测定胱抑素 c的颗粒增强散射免疫比浊法( particle-enhanced nephelometric immunoassay, PENIA),其测定结果与 pETIA法相关性良好[10]。
各种胱抑素 c测定方法的比较见表1。
从表1可见,单纯就检测灵敏度而言, rID法最差,而 eIA、 rIA及 fIA法[11~14]均优于 pETIA及 pENIA法。
由于 rIA法存在放射性污染, fIA法需昂贵的仪器,以及 rIA、 fIA、eIA法测定时间长,且不能全自动化,无法用于临床大批量标本的测定。
pETIA及 pENIA 法虽然检测灵敏度差些,但仍可达150μ g/L左右,远远低于健康人血清胱抑素 c浓度的下限值,可满足临床需要;这两种测定方法基本上不受血红蛋白、胆红素、类风湿因子、甘油三酯的影响,回收率可达95%~109%,批内及批间变异系数均较小(<4.5%);加上这两种方法可全自动化,故在血清胱抑素 c测定的常规临床应用中可首选 pETIA或 pENIA法。
各位研究者所报道的血清胱抑素 c浓度的参考范围有一定的差异,这一方面是由测定方法不同所致,另一方面与所用胱抑素 c标准品的来源不同有关,现应用的胱抑素 c标准品有3种类型:①从人尿中纯化的胱抑素 c;②纯化的人类胱抑素 c,并用重组胱抑素 c 定值;③重组胱抑素 c,并溶于马血清。
pergande等用一种尿蛋白标准品,发现血清胱抑素 c浓度存在性别差异,其它研究者利用其它标准品时未发现性别差异。
因此,应制定有关标准品制备的统一标准,以便进行方法比较及参考范围的建立。
4小结在肾脏疾病治疗中已涌现出许多新方法,如抗炎药物、肾移植及透析等。
在应用这些方法的过程中,肾移植后排斥反应的监测及肾毒性药物肾毒性监测等。
均需一种快速、简单且能准确地反映 gFR变化的指标[15]。
无论从理论上还是实践中,血清胱抑素 c的测定均优于血清肌酐的测定,加上能自动化的检测的 pETIA及 pENIA方法的建立,已使胱抑素 c的广泛临床应用成为可能。
在今后的实践中,应注意测定方法的标准化问题;观察血清胱抑素 c 浓度在不同肾脏疾病状态下的变化规律;应在更大的人群内测定血清胱抑素 c浓度,以分析是否存在年龄及性别相关的差异;从而最终确定胱抑素 c的敏感性及特异性。