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1、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 (cystatinC)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、丫-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
2、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 cys tatin 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又称丫-微量蛋 白(丫-t race)或后丫-球蛋白(pos t-丫 -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. 26X 1 03)，与木瓜蛋白酶、 二肽酶、组织
3、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，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，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。cystatin C在合成过程中先形成具有26个氨基酸的前体蛋白，
4、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。表明一些刺激能够促进CystC生成，例如：地塞米松能促进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TGFB (转化生长因子B)刺激能增加Cyst C mRNA的生成。 用砷
5、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，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io，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 C12-13 o大量文献报道,Cyst C与肌酐相比有很多生理优点，氨基酸，
6、而不再入循环中Bi。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cys tatin 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cys tat inC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Lot berg等17用酶免疫法定量生物体中 cys tat inc水平，但此方法费时，整个检测过程长达16h，且检测限为300
7、tt g/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 cystatinC,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cys tatin 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
8、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57min，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cys tat in有条件成为常规检测项目。1997年，Finney等 进行了乳胶增强免疫散射浊度法（PENIA ）检测血清cys tafin C的研究。检测时间 为6min，批可检测75个样本，检测范围为0. 237. 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33%和45%，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（W8. Og/L）、胆 红素
9、（W488mol/L）、甘油三酯（W23mmoUL）、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cys tatin 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
10、稳定的，不随年龄的增长而变化。Filler等20报道 儿童（812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（99TCDTPA）、51铬-乙二胺四乙酸（51
11、CrEDTA）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b2-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 素影响。cys tatin 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cys tat inC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， cys tat inC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，
12、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cys tat inC的唯一器官且肾小管不分泌cys tat inC，因 此，血清cys tat inC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，CysC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cys tat inC水平则明显增加。cys tatin 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
13、 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cys tat inC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cystatinC，发现 肾小管疾病患者尿cys tatin C浓度明显升高，与对照组存在显著差(4.31土 3.85ms/L vs 0.0960.044ms/L； P0.0001)，与肾小球疾病组也存在显著差异 (4.313.8
14、5ms/L vs 0.1060.133ms/L； P0.0001)，从而证明了尿 cys tat inC 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%, GFR88 ml/min时，血清cystatin C浓度便开始明 显升高，提示：cys ta
15、tin 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 cys tat inC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cys tatin 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。因此能对糖尿病肾病早期肾损伤作出评价显得尤为重要。 Pedemoine等26研究了糖尿病肾病患者的血清cys tatin C、血清肌酐及内生肌
16、酐 清除率在诊断中的价值，并与放射性核素物质清除率相比较，发现三者与放射性 核素物质清除率均有明显的相关性，并绘制了 ROC曲线分析其敏感度和特异性， cystatin C的敏感度(86.8%)虽不及内生肌酐清除率(96.2%),但优于血肌酐 (77.4%)。微蛋白尿检测是诊断糖尿病肾病的“金标准”，测定尿微量清蛋白与 血cys tatin C相比，前者检出糖尿病肾病的敏感度为40%，特异度为100%。因 此，cystatin C可作为反映糖尿病肾病早期肾损伤的指标。2. 5cystatin C在肝肾综合征方面的应用肝肾综合征又称功能性肾衰 竭，是肝硬化的严重并发症，发展迅速，目前无有效治疗。因此，对肝肾综合征 患者肾损伤进行早期诊断及监测有助于延缓疾病的发展，提高患者的生活质量。 在肝肾综合征患者中，随着肾功能的损害，GFR逐渐降低，而血清肌酐受多种因 素影响测定值偏低，从
