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血半胱氨酸蛋白酶抑制剂C的测定及临床应用进展

首席医学网      2010年08月26日 00:48:27 Thursday  
 
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作者:范广来 仲跻霞    作者单位:(江苏省淮安市妇幼保健院 江苏 淮安 223200)

【摘要】  半胱氨酸蛋白酶抑制剂C是由有核细胞产生的蛋白酶抑制剂,随着医学上对血清半胱氨酸蛋白酶抑制剂C的深入研究,发现其不仅在肾脏疾病方面有临床价值,而且在肝脏疾病、糖尿病、肿瘤等方面也具有一定的价值.本文旨在研究血清半胱氨酸蛋白酶抑制剂C的测定方法及临床应用。

【关键词】  半胱氨酸蛋白酶抑制剂C;测定方法;临床应用

 血半胱氨酸蛋白酶抑制剂C(Cystatin C 又名胱抑素C)是目前发现的对组织蛋白酶B抑制作用最强的物质,其生物学功能主要是调节半胱氨酸蛋白酶活性。因其分子量小,能自由通过肾小球滤过膜,几乎完全被肾小管重吸收且不被分泌,能很好的替代肌酐而成为一种新的反映GFR的理想标志物。随着科学家对胱抑素C的深入研究,发现其不仅在肾脏疾病方面有临床价值,而且还揭示了它与肝脏疾病、糖尿病、肿瘤等具有一定的相关性。现就其在临床疾病中的研究进展概述如下。

  1 血半胱氨酸蛋白酶抑制剂C的结构和特性

  1961年Clausen 于脑脊液中发现一种物质,因它与哺乳动物胱蛋白A 和胱蛋白B 的结构及活性相似,当时被称为胱蛋白C 。1985 年cystatin C 首次被报道可作为评估GFR 的指标,称为半胱氨酸蛋白酶抑制剂C 。其最重要的生理功能是调节半胱氨酸蛋白酶活性[1]。

  Cystatin C 是一种非糖基化的碱性蛋白质,由120 个氨基酸组成,相对分子质量是13.36×103 ,等电点为9.3,特点为位于羧基端附近有2 个二硫键。人的cystatin C基因片段位于20 号染色体上,其基因序列在大多数组织中能稳定表达。cystatin C是半胱氨酸蛋白酶抑制剂超家族2中的一员。半胱氨酸蛋白酶包括木瓜蛋白酶家族中的组织蛋白酶(主要存在于溶酶体中) 和Ca2+激活蛋白酶家族中的Ca2+激活蛋白(主要存在于细胞质内) 。它们在细胞内肽类和蛋白质代谢特别是胶原代谢中起重要作用。

  Cys C的测定方法很多,包括单向免疫扩散法、酶免疫测定法、时间分辨荧光免疫法、放射免疫法、乳胶颗粒增强免疫比浊法等。

  2 CystatinC的临床应用

  2.1 Cys C与肾移植:肾脏移植目前已成为治疗终末期肾病最有效的方法,因此肾脏移植手术后移植肾的功能监测成为临床工作之重点。2002年4月在德国马尔堡召开的国际专家会议上[3],与会专家一致认为,Cys C不受身高、性别、年龄、肌肉量的影响。王盛华等人的研究结果说明:健康人与非肾移植感染患者的Cys C浓度差异无统计学意义,故认为Cys C也不受感染因素影响。该研究还发现,Cys C在肾移植后诊断急性排斥反应时明显优于血清肌酐(serum creatinine,Scr),即Cys C比Scr提前(2.7±1.8)d升高;与排斥前比较,Cys C升高148.9%,远高于Scr的43.9%。Le Bricon等也曾报道,Cys C在排斥时比Scr升高得更早、更明显。

  王盛华等人还发现,肾移植术后Scr缓慢下降,1周左右转阴(低于判断值122umol/L)而Cys C术后3d内迅速下降,尤以第1天为著,可达69.2%,第2天91%的患者即转为阴性(低于判断值1.79mg/L),也有报道肾移植术后Cys C可立即下降(29.3±1.7)%。Cys C的这一优势在诊断加速性排斥反应时得以发挥优势效果,而Scr虽有升高,但处于术后下降的背景中,不易观察;而Cys C可立即由阴性转为阳性,变化明显。

  2.2 Cys C与肝脏疾病:Cys C与肝炎、肝硬化、肝癌: Cys C与肝脏疾病的关系少有报道。慢性肝病在发展成为肝硬化或肝癌的过程中,细胞外基质蛋白量的改变是一个非常显著的特征。肿瘤的生长和转移需要对周围基底膜和组织成分的降解。因此,细胞外基质合成与降解的失衡是肝硬化、肝纤维化,甚至肝癌发生的重要因素。有研究表明,基质金属蛋白酶/基质金属蛋白酶组织抑制物(MMPs和TIMPs)是肝病中细胞外基质合成与降解的失衡原因之一。除MMP系统外,其它蛋白酶解系统也参与肝纤维化的形成,例如组织蛋白酶活性升高。国内有相关报道,Cys C在肝脏疾病患者中显著升高,且慢性肝炎、肝硬化和肝癌均有不同幅度的升高变化,推断Cys C与肝病的严重程度相关。

  2.3 Cys C与糖尿病肾损害:糖尿病肾损害的主要病理改变为肾小球基底膜受损,而作为全部肾功能单位滤过率的总和,GFR是评价肾功能受损的一项好的指标,国内外很多研究都说明Cys C在评价肾损害比Scr要更为灵敏、特异。

  尿微量清蛋白对早期糖尿病肾病诊断有重要价值,但最近一些临床研究发现,伴微量清蛋白尿的糖尿病患者仅有30%-45%,在10年内进展到临床糖尿病肾病。有人对23例仅尿mAlb一项为阳性,46例仅Cys C为阳性和其阳性而同时伴尿mAlb为阳性而未进行治疗的糖尿病患者进行跟踪调查测定,6个月内复查上述指标两次,结果发现前者有7例病人两次测定结果转为阴性,后者仅有2例两次测定结果恢复正常,证实单用尿mAlb诊断早期糖尿病肾病存在一定比例的假阳性,而Cys C的特异性较强,血清Cys C联合尿mAlb测定可提高糖尿病早期肾损害诊断的正确率[4]。

  2.4 Cys C与妊娠高血压综合征:妊娠高血压综合征(简称妊高征)一直是产科的疑难杂症之一。国内有研究显示,血清UA、Cr在中重度妊高征患者中较正常未孕者明显增高(P<0.05)Urea只有到重度妊高征才有体现,健康晚孕者及不同程度妊高征患者血清Cys C与正常未孕者比较均显著身高(P<0.05),可见Cys C能更早期观察妊娠及妊高征时的肾功能变化。正常未孕者Urea水平较健康晚孕者有明显增高(P<0.05),这是由于随妊娠进展GRF增加,肾血浆流量增加,孕妇血液被稀释。有文献报道,只有到GRF降低到50%时,血浆中Cr含量才开始升高;在妊娠情况下,血清Cys C浓度能更好地替代血清Cr浓度及CCr;该试验也支持Cys C比Cr能更早提示肾功能的改变。血清Cys C在妊高征时表现为随病情加重呈升高趋势,Cys C的升高病理基础是由于高血压时肾脏小动脉痉挛、缺氧,肾小球发生明显的结构和功能的改变,肾小球内皮细胞明显增生,引起细胞间隙闭塞和肾小球滤过屏障的负电荷减少,妊高征的病情加重也同样加重了这些病理改变[5]。

  2.5 Cys C与格林-巴利综合征(Guillain Barre syndrome, GBS):格林-巴利综合征(Guillain Barre syndrome, GBS)是以周围神经和神经根的脱髓鞘及小血管周围淋巴细胞及巨噬细胞的炎性反应为病理特点的自身免疫性疾病。在发展中国家发病率比较高,其病因和发病机制尚不明确。大量的实验证明,GBS患者脑脊液中存在蛋白质的异常表达,这为我们研究GBS提供了一个独特的窗口。目前,国内外已开始将蛋白质组学技术应用于研究GBS患者脑脊液,从总体水平找到一些与GBS相关联的蛋白质[6],但是这些蛋白与GBS的关系尚未完全明确。

  有研究表明,Cystatin C可作为疼痛的脑脊液生物学标记物,持续的疼痛诱导神经系统Cystatin C的合成与释放]。然而,本实验GBS组中Cystatin C相对于对照组表达明显下调,可能与GBS的主要症状的瘫痪与麻痹影响有关。

  2.6 Cys C与心血管动脉粥样硬化(AS):目前基础研究证明动脉粥样硬化(AS)是一种慢性炎症过程,发病机制涉及细胞外基质降解与血管壁重构。

  有关专家应用免疫染色法与免疫杂交法发现动脉粥样斑块中cystatin C含量较正常血管减少,而组织蛋白酶S及K却过度表达,认为cystatin C的缺失以及蛋白水解酶与其抑制剂的失平衡可能是AS的发病机制之一。Sukhova等对ApoE-1-小鼠的实验研究结果也直接证明AS形成时cystatin蛋白酶/蛋白酶抑制剂失衡。经研究发现CHD患者血清cystatinC浓度明显低于对照组,表明了CHD患者存在低cystatin C血症,这一结果支持cystatin C的缺失可能是AS的发病机制之一的结论,表明cystatin C对CHD患者可能有一定的保护作用。

  3 Cys C的临床应用展望

  Cystatin C在体内产生速率稳定,影响因素极少, ,测定Cys C对疾病指导诊断及治疗,具有重大的临床意义Cys C在临床上的应用已经不再局限于评价GFR了,它在很多疾病中的关联也越来越明显了。虽然目前的研究结果中还存在着很多的推测,但是随着分子诊断学的发展,很多的难题定会得到解决。同时它将会广泛应用于临床其他指标的评价,其在疾病的发生、发展中势必会发挥越来越大的作用。

【参考文献】
   [1] 顾万建, 张春兵. 胱抑素C在心脑血管疾病中的研究进展[J]. 国际检验医学杂志, 2007, 28(12): 1120-1121

  [2] 许讯辉,邹建洲,丁小强,等.血清光抑素C:一个简便测定肾小球滤过率的标志物[J].中国临床医学,2001,8(3):240-241

  [3] Filler G , Bokenkamp A , Hofmann W , et al. Cystatin C as a marker of GFR-history , indications , and future research. Clin Biochem , 2005, 38:1-8

  [4] 邱谷, 黄桥林, 陈红梅, 等. 健康人群血清Cystatin C参考值调查及其对糖尿病肾损害诊断的作用[J]. 现代检验医学杂志, 2007, 22(7): 94-95

  [5] 俞夏美, 陈金红, 田根富. 半胱氨酸蛋白酶抑制剂C在妊娠高血压综合征中的意义[J]. 检验医学, 2008, 23(1):90-92

  [6] Lehmensiek V, Süssmuth S D, Brettschneider J, et al. Proteome analysis of cerebrospinal fluid in GuillainBarré syndrome (GBS) [J]. J Neuroimmunol, 2007, 185(1-2):190-194

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