半胱氨酸蛋白酶抑制剂C的临床应用

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。