胱抑素C在动脉粥样硬化发生发展中的研究新进展

胱抑素C在动脉粥样硬化发生发展中的研究新进展
陈敏(综述);齐国先(审校)
【摘要】Atherosclerosis, one of the most common and most important arteriosclerosis vascular disease, is harmful to human health.The remodeling of vascular wall which was characterized by degradation of the extracellular matrix of the arterial wall can result in atheroscle-
rosis.Cystatin C, a member of cystatin, can effectively inhibit extracellular cathepsin activity.In recent years, several studies have reported that the cystatin C participates in atherosclerosis pathophysiological process, and the serum level of cystatin C is correlated with the growth and prognosis
of atherosclerosis.%动脉粥样硬化是一种最常见、最重要的动脉硬化血管病，危害人类健康。

血管壁细胞外基质降解造成血管壁重构，伴随着动脉粥样硬化的发生发展。

胱抑素C属于半胱氨酸蛋白酶抑制剂，能有效抑制细胞外组织蛋白酶活性。

既往研究将胱抑素C作为评价肾功能损伤的一项敏感指标。

近年来多项研究报道
了胱抑素C参与动脉粥样硬化的病理生理过程，其在循环血液中的水平与动脉粥
样硬化的发生发展及预后相关。

【期刊名称】《心血管病学进展》
【年(卷),期】2015(000)004
【总页数】4页(P391-393,394)
【关键词】胱抑素C;动脉粥样硬化;心血管事件
【作者】陈敏(综述);齐国先(审校)
【作者单位】中国医科大学附属第一医院心内科，辽宁沈阳 110001;中国医科大学附属第一医院心内科，辽宁沈阳 110001
【正文语种】中文
【中图分类】R543.5
动脉粥样硬化是由多种病因作用于不同环节所致的血管疾病，是动脉硬化血管病中最常见、最重要的一种，以内皮功能障碍、血管炎症、脂质聚集、钙质沉着及血管壁重构为特点。

胱抑素C是半胱氨酸蛋白酶抑制剂2型超家族成员，通过调节半胱氨酸蛋白酶活性，影响细胞内外的蛋白水解。

以往研究将胱抑素C作为评价肾功能损伤的一项敏感指标，而新近研究发现胱抑素C还与动脉粥样硬化的发生发展及预后有关，现就该方面的研究进展进行综述
1 胱抑素C概述
1983年，Anastasi等［1］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，后被命名为胱抑素C。

胱抑素C是由120个氨基酸组成的碱性分泌性非糖基化蛋白质，等电点为9.3。

编码胱抑素C的基因属于管家基因，位于人类第20号染色体。

在哺乳类动物组织的有核细胞中，胱抑素C以恒定速度持续转录与表达，无组织学特异性，分泌到各种体液［2］，其中以脑脊液和混合性精浆液中含量最高，尿液中含量最低，较少受种族、药物使用、饮食、体育活动等因素影响。

胱抑素C 相对分子质量较小(134×103)，能够自由滤过正常的肾小球。

滤过的胱抑素C几乎完全被近曲小管上皮细胞重吸收并于细胞内分解代谢，不重新回到血液中，且不被肾小管上皮细胞分泌至管腔内。

因此，目前胱抑素C常作为一种理想且敏感的肾功能评价标志。

2 胱抑素C与动脉粥样硬化病变
动脉粥样硬化是一种炎症性血管病，在其形成过程中首先内皮细胞损伤造成内皮功能障碍及完整性破坏，单核细胞黏附并穿过内皮细胞成为巨噬细胞，平滑肌细胞从血管中层向内膜迁移、增殖，形成动脉粥样斑块。

在此过程中血管壁细胞外基质的损伤与重构扮演了重要角色。

而它重构的前提条件是特异性组织蛋白酶对细胞外基质的降解。

胱抑素C与组织蛋白酶都在内皮细胞、单核细胞和平滑肌细胞上表达。

血管壁中，胱抑素C与组织蛋白酶含量间水平的失衡在动脉粥样硬化发生发展及
预后中具有重要作用［3］。

Staun－Ram 等［4］对人类单核细胞的研究发现，组织蛋白酶在激活的单核细胞上表达增加。

干扰素－β可阻断单核细胞上组织蛋白酶B的增加，提高胱抑素C
的表达。

增加胱抑素C，单核细胞的浸润被抑制;用抗体中和胱抑素C后，单核细
胞的浸润增加。

循环血液中的单核细胞数量影响动脉粥样硬化病变大小，学者在轻度肾功能不全的人群中研究发现，血清胱抑素C水平与循环血液中的单核细胞数
量正相关，并提出血液中大量的单核细胞可能涉及胱抑素C参与心血管疾病的潜
在机制［5］。

颈动脉内膜厚度广泛用于心血管疾病的早期检测，在无临床症状的心血管疾病和慢性肾病患者中，血清胱抑素C与颈动脉内膜厚度和颈动脉斑块显
著相关［6］。

内脏脂肪与心血管代谢、炎症及免疫激活相关。

在人类免疫缺陷病毒感染者中，Longenecker等［7］发现调整了年龄、性别、种族后，高水平的血清胱抑素C仍与颈总动脉内膜中层厚度及心外膜脂肪组织体积相关。

早在1999年，有学者发现胱抑素C在无粥样硬化的正常动脉平滑肌细胞和内皮
细胞中表达丰富，而在粥样硬化局部病变中的水平较低［8］，半胱氨酸蛋白酶(组织蛋白酶 S、K、B、H 和 L)的表达增加［9］。

细胞外胱抑素C水平低与动脉粥
样硬化中的病理性蛋白酶活性相关，正常小鼠的细胞外胱抑素C主要由造血细胞
产生，其浓度部分依赖大量的巨噬细胞、树突细胞和活性氧水平［10］。

在基因
敲除小鼠研究中，Sukhova等［11］给予小鼠 12周高脂饮食后，发现与 apoE－/－小鼠相比，apoE－/－/cys C－/－小鼠的动脉粥样硬化病变处的弹性膜降解和平滑肌细胞数量均增加，即局部粥样硬化严重程度加重。

同样，Bengtsson等［12］在给予小鼠 25 周高脂饮食后，发现，apoE－/－/cys C－/－小鼠的瓣膜
下斑块面积比apoE－/－小鼠的更大，由此提出胱抑素C具有抗动脉粥样硬化作用。

3 胱抑素C与心血管事件
在无心血管疾病和肾病的稳定性胸痛患者中，研究者发现血清胱抑素C与冠状动
脉钙化水平及冠心病的出现独立相关［13］。

Urbonaviciene 等［14］在肾功能
正常的外周动脉疾病患者中发现，高水平的血清胱抑素C(＞1 mg/L)与较高的全因死亡率和心血管病病死率相关，且血清胱抑素C＞1 mg/L比胱抑素C≤1 mg/L的患者的全因死亡率、心血管病病死率风险增加更为显著。

肾功能正常的早期冠状动脉疾病(coronary artery disease，CAD)患者，即肾小球滤过率≥60
mL/(min·1.73 m2)且冠状动脉CT显示管腔狭窄＜50%，根据血清胱抑素C水平
分为4组:0.58～0.87 mg/L、0.88 ～ 0.99 mg/L、1.00 ～ 1.15 mg/L、≥1.16 mg/L，非钙化斑块存在的风险随血清胱抑素C四分位数的增加而增加，斑块钙化的血管支数及钙化积分与胱抑素C浓度显著相关。

研究者在此研究的基础上提出，不良心血管事件的发生可能与胱抑素C参与早期冠状动脉斑块的形成有关［15］。

Dandana等［16］在305例非慢性肾功能不全的冠心病患者中发现，胱抑素C
与CAD严重程度评分相关，且评分＞50的患者，其血清胱抑素C水平显著升高。

胱抑素C每升高0.1 mg/L，CAD风险增加34%。

在肌酐显著升高而胱抑素C不
高的冠心病患者中，胱抑素C水平与远期全因死亡率和心血管疾病病死率强烈相
关［17］。

稳定型心绞痛患者经皮冠状动脉介入术后4 h的血清胱抑素C升高，
其全因死亡率也显著升高［18］。

在确诊为冠心病的绝经后妇女中，Patel等［19］
发现胱抑素 C与预后不良相关，但未能够证明胱抑素C加速动脉粥样硬化进展。

对心血管疾病高风险人群的研究显示，较高水平的胱抑素C与心血管疾病、冠心病及脑卒中的发生强烈且独立相关［20］。

最近，Doganer等［21］对82例行冠状动脉造影检查的成年人研究发现，血清胱抑素C水平在无CAD者中比在CAD患者中更高;显著CAD(狭窄＞50%)，非显著CAD(狭窄＜50%)和造影正常者的血清胱抑素C水平分别为(677.11
±335.56)ng/mL、(1024.18 ±401.21)ng/mL 和(1338.96 ± 396.71)ng/mL(P ＜ 0.001)。

Doganer等［22］在病情稳定的CAD患者中研究发现，较低水平的血清胱抑素C与冠心病的严重程度增加有关。

血清胱抑素C水平在CAD组比在正常对照组显著降低(836.49 ±411.29)ng/mL vs(1334.86 ±93.45)ng/mL(P＜
0.001);而危急CAD组(狭窄≥50%)又比非危急CAD组(狭窄＜50%)、正常对照组显著降低(656.60±346.35)ng/mL、(1016.38 ±396.54)ng/mL、
(1334.86±393.45)ng/mL(P＜0.001);血清胱抑素 C 水平随冠状动脉病变血管数量的增加而降低，如无病变、1支病变、2支病变、3支病变及4支病变血管的血清胱抑素C分别为(1334.86 ±393.45)ng/mL、(801.67 ±418.70)ng/mL、(993.90 ± 457.34)ng/mL、(744.09 ± 354.53)ng/mL、(682.30 ±294.43)ng/mL(P＜0.001)。

除了血清胱抑素C与动脉粥样硬化紧密相关外，研究者们还注意到血清中细胞外囊泡里所包含的胱抑素C也与动脉粥样硬化相关。

de Hoog等［23］从471例怀疑为急性冠状动脉综合征的患者(其中30%确诊为急性冠状动脉综合征)血清中分离出细胞外囊泡，囊泡中的胱抑素C水平与急性冠状动脉综合征显著相关，且这种相关性存在性别差异，在男性患者中更为显著。

在另一项研究中，Kanhai等［24］发现血管疾病患者血浆囊泡中的胱抑素C水平，其标准差增加1则心肌梗死、血管病死率、血管事件及全因死亡率的风险均增加。

此外，新近研究发现，尿
液中胱抑素C水平升高也与心血管死亡风险有关。

高浓度的尿液胱抑素C(尿肌酐＞0.029 mg/mmol)与心血管死亡风险增加两倍相关［25］。

4 总结
目前，胱抑素C与组织蛋白酶在动脉粥样硬化局部组织及循环血液中存在的不平衡关系有多种可能的解释。

大多数研究倾向于:动脉粥样硬化局部病变组织中的胱抑素C在抑制组织蛋白酶对细胞外基质降解的过程中大量使用，水平降低，而细胞因子刺激细胞产生并释放胱抑素C入血液，使得循环血液中的胱抑素C水平升高，以补偿斑块中胱抑素C的减少［26］。

研究认为胱抑素C有动态的生理变化，其水平的升高可能发生在易损斑块出现之前的炎症过程中，或伴随发生心血管事件风险的增加而升高，随着斑块易损性降低及事件的恢复，胱抑素C再回复到基线水平［5］。

胱抑素C的出现为动脉粥样硬化的病理生理机制提供了新视角。

因此，胱抑素C有望成为防治心血管疾病的新靶点。

［参考文献］
［1］Anastasi A，Brown MA，Kembhavi AA，et al.Cystatin，a protein inhibitor of cysteine proteinases.Improved purification from egg white，characterization，and detection in chicken serum［J］.Biochem J，1983，211(1):129－138.
［2］Turk V，Stoka V，Turk D.Cystatins:biochemical and structural properties，and medical relevance［J］.Front Biosci，2008，13:5406－5420.
［3］Yetkin E，Waltenberger J.Cathepsin enzymes and cystatin C:do they play a role in positive arterial remodeling［J］.Stroke，2009，40(2):26－27. ［4］Staun－Ram E，Miller A.Cathepsins(S and B)and their inhibitor
cystatin C in immune cells:modulation by interferon－β and role played in cell migration［J］.J Neuroimmunol，2011，232(1－2):200－206.
［5］Ganda A，Magnusson M，Yvan－Charvet L，et d renal dysfunction and metabolites tied to low HDL cholesterol are associated with monocytosis and atherosclerosis［J］.Circulation，2013，127(9):988－996.
［6］Zhu Y，Zhang HP，Wang YC，et al.Serum cystatin C level is associated with carotid intima－media thickening and plaque［J］.Scand J Clin Lab Invest，2015，75(3):265－272.
［7］Longenecker CT，Hileman CO，Funderburg NT，et al.Rosuvastatin preserves renal function and lowers cystatin C in HIV－infected subjects on antiretroviral therapy:the SATURN－HIV trial［J］.Clin Infect Dis，2014，59(8):1148－1156.
［8］Shi GP，Sukhova GK，Grubb A，et al.Cystatin C deficiency in human atherosclerosis and aortic aneurysms［J］.J Clin Invest，1999，104(9):1191－1197.
［9］Li X，Liu Z，Cheng Z，et al.Cysteinyl cathepsins:multifunctional enzymes in cardiovascular disease［J］.Chonnam Med J，2012，48(2):77－85.
［10］Xu Y，Lindemann P，Vega－Ramos J，et al.Developmental regulation of synthesis and dimerization of the amyloidogenic protease inhibitor cystatin C in the hematopoietic system［J］.J Biol Chem，2014，289(14):9730－9740.
［11］Sukhova GK，Wang B，Libby P，et al.Cystatin C deficiency
increases elastic lamina degradation and aortic dilatation in apolipoprotein E－null mice［J］.Circ Res，2005，96(3):368－375.
［12］Bengtsson E，To F，Håkansson K，et ck of the cysteine protease inhibitor cystatin C promotes atherosclerosis in apolipoprotein E －deficient mice［J］.Arterioscler Thromb Vasc Biol，2005，25(10):2151－2156.
［13］Ruiz－Salas A，Cortés－Rodríguez M，Alegre－Bayo N，et
al.Relationship between cystatin C and coronary artery calcification in patients with intermediate cardiovascular risk［J］.Med Clin(Barc)，2014，143(12):535－538.
［14］Urbonaviciene G，Shi GP，Urbonavicius S，et al.Higher cystatin C level predicts long－term mortality in patients with peripheral arterial disease［J］.Atherosclerosis，2011，216(2):440－445.
［15］Imai A，Komatsu S，Ohara T，et al.Serum cystatin C is associated with early stage coronary atherosclerotic plaque morphology on multidetector computed tomography［J］.Atherosclerosis，2011，
218(2):350－355.
［16］Dandana A，Gammoudi I，Chalghoum A，et al.Clinical utility of serum cystatin C in predicting coronary artery disease in patients without chronic kidney disease［J］.J Clin Lab Anal，2014，28(3):191－197. ［17］Woitas RP，Kleber ME，Meinitzer A，et al.Cystatin C is independently associated with total and cardiovascular mortality in individuals undergoing coronary angiography.The Ludwigshafen Risk and Cardiovascular Health(LURIC)study［J］.Atherosclerosis，2013，229(2):541
－548.
［18］Bachorzewska－Gajewska H，Tomaszuk－Kazberuk A，Jarocka I，et al.Does neutrophil gelatinase－associated lipocalin have prognostic value in patients with stable angina undergoing elective PCI?A 3－year follow－up study［J］.Kidney Blood Press Res，2013，37(4－5):280－285.
［19］Patel D，Ahmad S，Silverman A，et al.Effect of cystatin C levels on angiographic atherosclerosis progression and events among postmenopausal women with angiographically decompensated coronary artery disease(from the Women’s Angiographic Vitamin and Estrogen ［WAVE］study)［J］.Am J Cardiol，2013，111(12):1681－1687.
［20］Lee M，Saver JL，Huang WH，et al.Impact of elevated cystatin C level on cardiovascular disease risk in predominantly high cardiovascular risk populations:a meta－analysis［J］.Circ Cardiovasc Qual Outcomes，2010，3(6):675－683.
［21］Doganer YC，Aydogan U，Aparci M，et parison of cystatin－C and pentraxin－3 in coronary atherosclerosis［J］.Coron Artery Dis，2014，25(7):589－594.
［22］Doganer YC，Aydogan U，Aydogdu A，et al.Relationship of cystatin C with coronary artery disease and its severity［J］.Coron Artery Dis，2013，24(2):119－126.
［23］de Hoog VC，Timmers L，Schoneveld AH，et al.Serum extracellular vesicle protein levels are associated with acute coronary syndrome ［J］.Eur Heart J Acute Cardiovasc Care，2013，2(1):53－60.
［24］Kanhai DA，Visseren FL，van der Graaf Y，et al.Microvesicle protein
levels are associated with increased risk for future vascular events and mortality in pa－tients with clinically manifest vascular disease［J］.Int J Cardiol，2013，168(3):2358－2363.
［25］Helmersson－Karlqvist J，Arnlöv J，Carlsson AC，et al.Increased urinary cystatin C indicated higher risk of cardiovascular death in a community cohort［J］.Atherosclerosis，2014，234(1):108－113.
［26］Gu FF，Lu SZ，Chen YD，et al.Relationship between plasma cathepsin S and cystatin C levels and coronary plaque morphology of mild to moderate lesions:an in vivo study using intravascular ultrasound ［J］.Chin Med J(Engl)，2009，122(23):2820－2826.。