半胱氨酸蛋白酶抑制剂C的临床应用
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胱抑素C临床意义自从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得良好标志物,由于其不受许多生理病理因素得影响,同肾小球滤过率(GFR)得其她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,有重要得临床意义。
一、肾功能评价与肾功能标志物临床评价肾脏疾病进展与严重程度,一般以肾功能为参考,肾功能一般以肾小球滤过率(GFR)反映。
它就是反映肾功能最重要得指标、GFR指在一定时间内通过肾小球得血浆量(定义为在单位时间内肾脏将若干容积血浆内得物质从体内清除,其单位一般为ml/min物质)。
它不能直接测定,必须借助某物质得肾清除率来反映。
根据GFR标志物来源,分外源性与内源性。
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(Cystatin C,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评判得“金标准”;但存在许多不足、首先这些物质费用昂贵;其次同位素标记得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、性别与体表面积得影响,尤其就是无法实现危急患者检测得及时性,从而限制其在临床得应用、2、内源性标志物就是在评价肾小球滤过功能实验中最常用得指标、理想内源性标志物应具备:⑴稳定得生成率;⑵稳定得血浓度,不受其她病理变化得影响,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。
目前常用得指标为血清肌酐(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,以及肾小管对肌酐得分泌等影响,使这些指标不能满足内源性标志物得要求。
血清半胱氨酸蛋白抑制剂C在急性肾损伤早期诊断中的应用价值目的通过血清半胱氨酸蛋白抑制剂C(cystatinC,CyC)的升高来早期判断急性肾损伤。
方法对急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)患者分别化验血肌酐(Scr)和4h尿肌酐,通过这两个数值计算出肌酐清除率(Ccr)与同日化验的CyC一一对应进行比较。
结果在Ccr轻度下降时,CyC已明显上升,后随着Ccr逐渐下降,CyC 也在逐渐上升。
结论CyC的检测能作为急性肾损伤的早期诊断方法,将利于早期防治,减少急性肾功能损伤发展。
标签:半胱氨酸蛋白抑制剂C;急性肾损伤;早期诊断AKI是指肾脏功能或结构方面的异常(包括血、尿、组织检测或影像学方面的肾损伤标志物异常),时限不超过3个月。
AKI的诊断标准为肾功能在48h内突然减退,表现为Scr升高,绝对值≥26.4μmol/L;或Scr较基础值升高≥50%;或尿量减少[尿量<0.5mL/(kg·h),时间超过6h],AKI的早期诊断和治疗是控制疾病发展的关键,对改善预后有积极意义[1]。
目前临床应用的诊断指标如肾小球滤过率(GFR)、Scr和尿量等在评估肾功能损伤时都不够敏感,不能及时反映肾功能受损程度[2]。
尤其对于AKI,在Scr正常时肾功能可能已受损,故探索一种更敏感、更早诊断AKI 的指标实属必要。
CyC生成速度稳定不受其他病理变化(如炎症、胆红素、溶血、甘油三酯)影响,且与性别、年龄、肌肉量无关;能被肾小球自由滤过,不被肾小管吸收和分泌[3]。
据报道,CyC改变早于Scr,且能早期较理想地反映GFR的变化,通过它的测定可以早期诊断AKI[4]。
1资料与方法1.1一般资料对象:2007年1~11月门诊和住院患者诊断为AKI(诊断符合急性肾损伤网络2005年阿姆斯特丹第一次会议制定标准)者20例,男14例,女6例,年龄24~72岁,平均(41.2±10.3)岁,其中急性间质性肾炎9例,休克2例,急性肾炎4例,重症感染3例,不明原因2例。
半胱氨酸蛋白酶抑制剂C的临床应用摘要:半胱氨酸蛋白酶抑制剂C(cystatin C)是半胱氨酸蛋白酶抑制剂超家族的成员之一,由机体所有有核细胞产生,产生速率稳定,可用于评价肾小球滤过率(GFR)。
它能敏感反映早期肾功能损害,可用于肾脏透析、糖尿病肾病、肾移植和肿瘤患者肾功能的监控。
关键词:半胱氨酸蛋白酶抑制剂;肾小球滤过率;肌酐半胱氨酸蛋白酶抑制剂C(cystatin C),又称为胱抑素C、γ-微球蛋白,属于半胱氨酸蛋白酶抑制剂超家族的成员之一,自从1985年以来,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。
本文对其临床应用作一综述。
1 cystatin C的生物学特性1.1 结构和基因半胱氨酸蛋白酶是一种淀粉生成酶,主要存在于小动脉壁,产生淀粉样物质。
而cystatin C是半胱氨酸蛋白酶的细胞外抑制剂,在cystatin 中含量最为丰富,并对细胞内蛋白的转换起作用。
cystatin C又称γ-微量蛋白( γ-trace)或后γ-球蛋白(post-γ-globulin),它是由120个氨基酸构成的非糖基化的碱性蛋白,相对分子质量低(13.26×1 03)[1],与木瓜蛋白酶、二肽酶、组织蛋白酶有很高的亲和力[2]。
编码cystatin C的基因位于染色体20pl1,长约4.3kb,包括3个外显子和2个内含子。
研究表明cystatin C基因属于管家基因[3],但是与含有CAAT盒的经典看家基因有所不同,它的启动子在转录区域没有CAAT盒,存在GGGCGG区带和富含AT序列[4],所含GATAAA位点与转录因子结合位点2D相似,同时也是转录因子AP一2(activator protein 一2,激活蛋白)和MEP一1(metal element protein一1金属组成蛋白一1)的结合位点[5]。
cystatin C在合成过程中先形成具有26个氨基酸的前体蛋白,进而形成包括120个氨基酸的一条多肽链,分子内由二硫键连接。
1.2 生成、分布和分泌由机体所有有核细胞产生,产生速率比肌酐稳定[4]。
人体内主要分布在细胞外液如:脑脊液、血液、精液、唾液、尿液、胸水、羊水、关节液、泪液等,在细胞内主要分布于神经细胞、甲状腺细胞、胰岛细胞等。
在脑脊液中浓度最高,尿液中最低,提示其合成部位主要在中枢神经系统[6]。
不少体外研究[7]。
表明一些刺激能够促进Cyst C生成,例如:地塞米松[8]能促进50%以上的Hela细胞(人宫颈癌传代细胞)分泌更多的Cyst C,而且成剂量依赖性。
小鼠胚胎细胞[7]受到TGFβ(转化生长因子β)刺激能增加Cyst C mRNA的生成。
用砷酸刺激牙槽巨噬细胞也能使Cyst C生成增加。
与之相反,用脂多糖激活的单核和巨噬细胞的Cyst C表达减少。
虽然不同组织中Cyst c表达的调节机制不同,但不能确认是mRNA稳定性改变的结果[9],大部分机制未明。
另有一些人提出Cyst C的合成不是持续稳定的[10],但是目前为止仍然没有足够的证据。
1.3 清除 Terlstad等报道[11]大鼠94%Cyst C从肾脏清除,肾外清除部分小于0.34ml/min,表明循环中Cyst C几乎完全从肾小球滤过。
在体外实验中,木瓜蛋白酶和中性弹性蛋白酶可以代谢和裂解Cyst C[12-13]。
大量文献报道,Cyst C与肌酐相比有很多生理优点,氨基酸,而不再入循环中[13-16]。
总的说来[14-16],在肾小管没有严重受损情况下,Cyst C是不会直接从血液中进入肾小管,这说明Cyst C是评价GFR的可靠的内源性标志物。
1.4 cystatin C的检测cystatin C合成持续稳定,无管内分泌,一些生理和病理因素对其无影响,仅受GFR的影响,这些特点表明cystatin C是能够反映GFR 的一个较理想的内源性滤过标志物。
但血液中cystatin C的浓度较低,需用灵敏性和特异性均高的方法进行检测。
1979年Lotberg等[17]用酶免疫法定量生物体中cystatin c水平,但此方法费时,整个检测过程长达16h,且检测限为300ttg/L,批内和批间变异系数为10%-12%。
后来也尝试用放射免疫法(RIA)和荧光免疫法(FIA)检测血清cystatin C水平,但仍较费时,RIA需用16-21h,FIA要用1-3h。
1993年,Rergande等[18]用市场上出售的抗体采用夹心酶免疫分析法检测血清cystatin C,整个检测过程用2h,但同临床需要尤其是急诊患者的要求仍相差很远,并且变异系数为3%-9%。
1994 1995年出现了全自动的乳胶增强免疫透射比浊分析法(PETIA)检测血清cystatin C水平,它的原理是通过与乳胶颗粒表面的抗体(抗原)结合发生直接凝集反应,然后通过测定透射光强度的改变而定量待测抗原(抗体)。
此方法能实现自动化,便于操作,检测过程5~7min,缩短了检测时间,能大批检测而满足临床的需要,并且批内变异系数和批间变异系数均<5%,从而使血清cystatin 有条件成为常规检测项目。
1997年,Finney等[19]进行了乳胶增强免疫散射浊度法(PENIA)检测血清cystafin C的研究。
检测时间为6min,一批可检测75个样本,检测范围为0.23~7.25mg/L,高于正常上限7倍,批内变异系数和批间变异系数分别<3.3%和<4.5%,在检测范围内呈线性(r =0.997),回收率为95%~109%(平均102%),血红蛋白(≤8.Og/L)、胆红素(≤488~mol/L)、甘油三酯(≤23mmoUL)、类风湿因子(≤2 000kIU/L)、异型蛋白(≤41g/L)均不产生干扰,并且所进行的方法学比较表明,PENIA能在较低的背景下检测到轻度的升高,较PETIA法灵敏,且较少受干扰因素的影响。
但是,实际上由于样本存在非特异性背景散射而需要把标本先稀释,标本体积为80 ,同PETIA法所用体积20ttL或5ttL相比要多出许多,这对儿科及特殊患者即仅有少量标本的患者不太适用[18]。
目前还没有公认的cystatin C参考值范围,各研究提供的参考值范围也是在有限的研究对象基础上建立的,但一致认为血清cystatin C浓度在1岁以后是稳定的,不随年龄的增长而变化。
Filler等[20]报道儿童(8—12岁)血清cystatin C 95%参考值范围0.18-1.38mg/L,同其他研究报道的成人参考值范围无大的差别。
各研究其参考值不同可能是由于实验使用的校准品不同所引起的。
2、cystatin C在肾损伤疾病中的应用2.1cystatin C在评价肾小球滤过率(GFR)方面的应用GFR是指单位时间肾脏完全清除某物质的血浆体积,是评价肾功能最主要的指标。
GFR的评估可通过对外源性或内源性标志物的测定来实现:外源性标志物包括菊粉、碘海醇(碘海群)和99锝-三胺五乙酸(99Tc—DTPA)、51铬-乙二胺四乙酸(51Cr—EDTA)等,它们被认为是评价GFR的金标准,但操作繁琐和价格昂贵,不能作为常规检查;临床上常用的内源性标志物主要为尿素氮(BUN)、肌酐(Scr)、肌酐清除率(Ccr)及β-微球蛋白等都有一定的局限性,并在不同程度受到一些肾性和非肾性的因2素影响。
cystatin C作为一种测定GFR的内源性标志物有着独特的优点,主要表现在下面几个方面:第一,编码cystatin C的基因属管家基因,能在几乎所有的有核细胞中持续、恒定的转录与表达,无组织特异性,故能稳定的产生[21]。
第二,cystatin C分子量小、带正电荷,能够自由通过肾小球滤过膜,并在近曲小管几乎被完全重吸收,重吸收后被完全分解代谢,不再重新回到血液循环中去[22]。
同时,肾脏是清除循环中cystatin C的唯一器官且肾小管不分泌cystatin C,因此,血清cystatin C浓度主要由GFR决定,且不受性别、年龄、炎症反应、肿瘤、肌肉活动、饮食摄入等因素影响,可作为理想的反映GFR指标。
第三,Cys C灵敏度高,与GFR相关性好。
有报道[23],肾功能严重受损者,血清肌酐明显升高,但当肾轻度病变时,血清肌酐变化不明显,而cystatin C水平则明显增加。
cystatin C是一个比较接近理想的内源性指标,其特异性、敏感性及准确度均较好于肌酐和肌酐清除率。
2.2cystatin C在肾小管疾病中的应用Cystatin C可从肾小球自由滤过,后被肾小管重吸收并几乎全部在肾小管分解代谢,仅极少量从尿中排泄。
因此,从理论上可以推测,若肾小管发生病变,其分解cystatin C能力减弱,势必会观察到尿中排出的cystatin C增加。
这个推测最近被Conti等[24]证实,分别测定52例肾小管疾病患者、47例肾小球疾病患者和60例正常对照尿中cystatin C,发现肾小管疾病患者尿cystatin C浓度明显升高,与对照组存在显著差(4.31±3.85ms/L vs 0.096±0.044ms/L;P<0.0001),与肾小球疾病组也存在显著差异(4.31±3.85ms/L vs 0.106±0.133ms/L;P<0.0001),从而证明了尿cystatin C浓度在诊断肾小管功能不全方面的重要意义。
2.3cystatin C在肾血管疾病(RVD)方面的应用Olivieri等[25]对65例RVD患者(其中10例双侧严重病变)和85例肾血管无病变或者狭窄<70%者共计150例患者的研究发现:当肾动脉狭窄>70%时常导致单侧GFR下降,但血清肌酐不会有明显变化,直到狭窄>80%或者已有50%肾单位受损后血清肌酐才开始升高。
但当肾动脉狭窄65%~70%,GFR<88 ml/min时,血清cystatin C浓度便开始明显升高,提示:cystatin C是缺血性肾病GFR下降较肌酐更敏感的指标,它可以解决肌酐的“盲区”;而且在行肾血管成形术后,由于肾血流改善可以使血清cystatin C浓度相应的减少,而肌酐浓度则尚未发现有此相应改变,因此,在肾血管疾病方面cystatin C可以更准确和敏感地反映GFR的变化。
2.4cystatin C在糖尿病肾病方面的应用糖尿病肾病是糖尿病的主要并发病,其早期无任何临床指征,进展缓慢,而糖尿病肾病一旦进入临床蛋白尿期则病情严重,发展迅速。