胱抑素C的临床应用及研究进展
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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
1 CysC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 filtration rate),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]。在CysC与慢性肾脏病( Chronic kidney disease,CKD) 患者肾功能分期与睡眠呼吸障碍( SDB) 的相关性探究中发现,CKD5期患者血清 CystC水平均高于CKD1~2 期与CKD3~4期,多数CKD患者伴有SDB,且随肾功能降低、血清CysC的增加,则SDB患病风险增加,生命质量及睡眠质量下降[2]。CysC对肾移植术后发生肾功能延迟恢复(delayed graft function,DGF)的预测同样也有价值,还可以预测长期受体死亡和移植物丢失的风险,CysC 也作为 DGF 的独立预测因子,在肾功能恢复延迟组肾移植术后3 天的CysC水平较高,差异有统计学意义(P<0.05)且CysC 预测肾功能恢复延迟的最优截点值为 3.62 mg/L,预测结果准确性高[3]。在妊娠高血压疾病(hypertensive disorders in pregnancy,HDP)和新生儿窒息的疾病中,由于早期临床上缺乏特异性表现,其早期肾损害往往被忽视,这就赋予了早期诊断和治疗的重要意义。研究证明血清 CysC变化情况,能提高早期诊断肾脏损伤的准确度,可有效预测 HDP 和新生儿窒息中肾脏的损伤。因此,CysC不仅在肾脏疾病中作为特异性的标记物有重要作用,实现肾脏疾病的早期发现和早期干预也有着重要意义。
3 CysC与心血管病
心脑血管疾病是一种严重威胁人类健康的常见病,随着社会的发展,生活水平的不断提高,病发率及致死率不断增高。CysC属于半胱氨酸蛋白酶抑制剂家族重要成员之一,主要功能是抑制半胱氨酸蛋白酶生成,调控半胱氨酸蛋白酶活性,间接参与炎症反应,在冠心病与脑血管疾病的发生、发展密切相关[4]。CysC可能通过炎症作用,影响炎症介质的释放,此过程中产生大量的氧自由基,刺激血管壁基质结构,介导动脉粥样硬化的形成,从而抑制机体内源性半胱氨酸蛋白酶来影响胱抑素C表达,因此CysC水平异常在心脑血管疾病及血管重建的过程中具有重要作用[5]。胱抑素C目前已被证实在冠心病患者血清CysC异常升高,与冠状动脉狭窄支数密切相关,可作为评估冠心病病情严重程度的辅助性指标,并且有研究表示相对无狭窄组,轻度狭窄组及中重度狭窄组血清 CysC变量系数均具有显著性[6],随访中还发现ACS患者中,包括st段抬高和非st段抬高心肌梗死,CysC是死亡或死亡合并心肌梗死的独立预测因子[7]。在心力衰竭的患者中发现,CysC水平的升高与心力衰竭严重程度及心室重构相关并与较高的死亡率独立相关 ,可作为心力衰竭患者评估心功能并进行危险分层的指标,同时可作为临床治疗及预后的参考依据。在最近的研究中,NT-proBNP/CysC1.53比值被用来预测心功能不全,这可能更好地反映个体差异,可用于临床环境中该人群心衰的早期检测[8]。也有研究者提出,在缺血性脑卒中患者CMBs(脑微出血)和陈旧性脑梗患者发生MI中,血清CysC水平的升高可能是早期发现两种疾病重要的生化标志物[9]。因此,较高的CysC水平能预示着心血管事件和并发症的发生或复发。心脑血管疾病的早期无明显症状,起病较急性。大多数患者危及生命。因此,准确诊断和评价患者的冠状动脉病变程度具有重要意义。
4 CysC与糖尿病
糖尿病(diabetes mellitus,DM)是一类由多种病因共同作用导致的以血糖持续性升高为特征的代谢性疾病,而糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)则是最常见的微血管并发症之一。据调查,20%~40%的糖尿病患者可进展为糖尿病肾病,诱发终末期肾脏疾病,导致糖尿病患者死亡率上升,严重影响患者生命健康安全[10]。糖尿病肾病早期症状不明显,且病程进展缓慢,容易被忽视,如果发展到持续性的蛋白尿,则肾损伤无法逆转。血清CysC在糖尿病肾病早期即可升高,其敏感性高于肌酐;在老年糖尿病肾病患者中发现,DN(糖尿病肾病组)组患者的CysC水平(3.77±0.47) mg/L,明显高于DM(糖尿病组) 组的(1.89±0.36) mg/L和对照组的(0.54±0.15) mg/L,差异均有统计学意义(P<0.05);经Spearman相关性分析结果显示,CysC与糖尿病肾病密切相关(P<0.05)[10]。由于CysC可通过抑制半胱氨酸酶活性,加剧炎症反应,并通过诱导肝脏内质网应激使肝脏细胞中胰岛素信号传导通路减弱,诱导胰岛素抵抗发生发展,进而促使2型糖尿病(Diabetes mellitus type 2, T2DM)患者并发生非酒精性脂肪肝病(nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD)及肝纤维化[11]。在妊娠期糖尿病GDM中也证实联合检测血清GSP、Hcy及CysC水平与不良妊娠结局密切相关(均P<0. 05),实验中三者水平明显升高[12]。研究表明血清中 CysC的升高在一定程度上与GDM进展以及孕产妇和新生儿并发症密切相关,对孕妇先兆子痫的发生及其造成的肾损害有预测价值,而 CysC、Hcy 水平的降低对改善母婴结局最优[12]。因此,血清CysC的异常对监测糖尿病并发症有重要意义。 4.CysC与甲状腺疾病
Graves病是一种内分泌疾病,据报道,20%~25% 的Graves病患者会发展为突眼性的甲状腺肿,严重影响着患者生存质量[13]。研究者证实,甲状腺疾病患者自身甲状腺素的水平与CysC水平呈正相关,这可能与血清转化生长因子β-1浓度升高、3,3',5-三碘-L-甲状腺氨酸( T3 )直接刺激机体释放大量CysC入血有关,从而加重患者病情[13]。在肾功能正常的情况下,甲亢患者血清CysC水平升高不是肾损伤所致,而与基础代谢率和氧耗增加有关[14]。曾有文献中Meta分析显示甲亢患者血清CysC水平显著高于对照组,而甲减患者血清CysC水平显著低于对照组[14]。近年来也有研究发现联合检测血清CysC、 MMP-9、CYR61 对判断发展为突眼性的甲状腺肿活动性的临床价值更高[13]。虽然目前血清CysC水平与甲状腺疾病的关系仍存在争议,但不可否认,血清CysC仍可作为辅助诊断和监测治疗的有效标记物。
5.CysC与其他疾病
多项研究表明,血清中CysC浓度的变化与Alzheimer病、前列腺骨转移和多发性骨髓瘤等的疾病有关。CysC是第一个被发现与累积的Aβ共同定位的半胱氨酸氨基转移酶[15]。CysC通过抑制溶酶体途径的半胱氨酸蛋白酶,通过诱导细胞自噬,或抑制Aβ聚集发挥保护作用[15]。在遗传学的研究中也表明,CysC基因多态性与Alzheimer病之间存在关联,这可能是由于CysC分泌减少所致[15]。近年有学者研究表明血清 CysC 与前列腺恶性肿瘤预后也有密切联系,相关文献认为血清 CysC表达水平低的患者总生存期高于 CysC 表达水平高的患者,这提示血清 CysC 可以作为一种理想的肿瘤预后生物标志物[16]。另有报道,检测81例多发性骨髓瘤(multiple myeloma,MM)患者的血清CysC、β2-MG水平均显著高于对照组(P<0.05);并且发现血清CysC、β2-MG诊断MM的截断值分别为>1.07mg/L、>1.5mg/L,证实原始、幼稚浆细胞型发生率的血清CysC、β2-MG水平为Ⅲ期>Ⅱ期>Ⅰ期(P<0.05)[17]。
6.展望 血清CysC不仅是肾功能的可靠标记物,在一些生理和病理过程中也发挥着重要作用,因而在疾病的预防、早期诊断,治疗方案的选择、预后的判断和并发症的预防具有重要意义。这些初步报告显然值得进一步关注和进行更全面的研究,以验证这种新的标记物在肾脏疾病及以外疾病的有效性。
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