血清cystatin C對腎功能的評價

潘風軍 徐金升 劉杰

血清cystatin C對腎功能的評價

潘風軍 徐金升 劉杰

腎功能;cystatin C;肌酐

腎功能分為腎小球濾過功能和腎小管重吸收和濃縮稀釋功能以及內分泌功能。狹義的腎功能指腎小球濾過功能。腎小球濾過功能最直接的評估參數是腎小球濾過率(GFR)。GFR是指單位時間內經腎小球濾出的血漿量，它不能直接測定，實際工作中，必須借助某物質的腎清除率來反映。目前臨床上常用血尿素氮和肌酐(SCr)作為評判腎功能標志物，盡管應用較廣，但有諸多不足，并不準確、可靠，促使研究者尋求新的更可靠、簡便快捷的GFR標志物。目前發現血清半胱氨酸蛋白酶抑制劑C(cystatin C)是比較理想的反映GFR的標志物。

1 Cystatin C的生物學特性

1961年Clausen從腦脊液中發現一種物質，稱為胱蛋白C［1］。1985年cystatin C第一次作為評估GFR的指標，稱做半胱氨酸蛋白酶抑制劑 C［2］。Cystatin C又稱 r-微量(r-trace)蛋白，是廣泛存在的一類重要的蛋白。是一種低分子量的非糖基堿性分泌型蛋白，分子量為13 359 D，位于人類第20號染色體，氨基酸序列在組織中穩定表達，幾乎所有的機體有核細胞均能產生，無組織學特異性。

Cystatin C主要分布于細胞外液，腦脊液中含量較高，約占2%～4%，是血液中的5.5倍。機體內產生速率恒定，不受炎癥、感染、腫瘤、性別、飲食、體表面積、肌肉量、年齡等因素的影響。Cystatin C作用是抑制半胱氨酸蛋白酶的活性。同時也可能有抗病毒和原蟲感染的作用，還可影響中性粒細胞的遷移，作用炎癥及一些神經性疾病的過程。

1.1 Cystatin C的優點 Cystatin C作為一種新的測定GFR的內源性標志物的優點:(1)其編碼基因屬管家基因，能持續、恒定的轉錄與表達，不存在組織特異性，產生穩定。(2)分子量較小、帶有正電荷，并且能夠自由通過腎小球濾過膜，還可以在近曲小管完全被吸收分解代謝，不再循環到血液中去。清除循環中cystatin C的唯一器官是腎臟，腎小管不再分泌cystatin C，其濃度主要由腎小球濾過率來決定，性別、年齡、炎性反應、腫瘤、肌肉活動、飲食攝入等因素不影響其濃度變化，可作為評價GFR的理想指標。(3)Cystatin C的靈敏度高，與GFR相關性好。許多研究表明腎功能輕度損害時，肌酐變化不顯著，但此時血清cystatin C的濃度卻明顯變化增高。

1.2 Cystatin C的影響因素 Cystatin C濃度持續穩定是作為GFR標志物的基礎和優勢，一般情況下干擾因素很少。亞臨床甲減或甲亢患者的血清cystatin C濃度可能下降或上升，但治療后可恢復正常。其他影響cystatin C濃度的因素:免疫抑制劑誘導發生的代謝改變、腎小管間質病變造成cystatin C回漏到血循環中以及cystatin C抗體結合蛋白增多影響濾過等，但需要進一步的試驗數據支持。由于尿中cystatin C水平很低，因而不能通過cystatin C清除率來評判腎功能，cystatin C水平可直接反映GFR，評判腎功能。

1.3 Cystatin C測定的方法學

1.3.1 單向免疫擴散法(RID):利用抗原與相應抗體在凝膠中擴散時接觸形成沉淀或沉淀環為原理，按照沉淀的改變來計算cystatin C的含量。這種檢測操作復雜、需要時間較長，并且人為因素影響較大，結果靈敏度差，檢測限差而使用較少。

1.3.2 放射免疫測定法(RIA):檢測原理是利用標記抗原與待測抗原競爭有限抗體，或特異性結合點的抗原量來測定其含量。這種方法檢測方法優點是結果準確、靈敏度好、檢測限低、試劑成本低等。缺點是檢測時間長并且操作不方便，同時試劑具有半衰期而不利于保存且存在放射性污染等。

1.3.3 熒光免疫測定法(FIA):這種方法的原理是在固相支持物上包被已知抗體或抗原用以捕捉待測抗原或抗體，再用熒光標記抗體進行檢測，通過熒光分光光度計測量熒光強度，推算待測物質的濃度。與其他方法比較此方法測定結果準確、快速、靈敏度好、檢測限低(1 μg/L)的優點。缺點是檢測需要貴重儀器，檢測試劑成本較高。

1.3.4 酶聯免疫測定法(ELISA):這種檢測方法是我國學者馮建芳等1955年利用從腎功能衰竭患者尿中提純cystatin C，應用酶聯免疫技術制得多克隆抗體建立的，其特異性高、靈敏度好，能較理想測定cystatin C水平。檢測原理是將待測抗原或抗體通過吸附特異性抗體或抗原促使固定于支持物表面，再用酶標抗體或抗原的酶在液相中催化底物顯色，來測定待測抗原或抗體的含量。其優點是檢測試劑成本較低，不需要貴重或特殊的檢測儀器，已被廣泛應用。

1.3.5 顆粒計數免疫測定法:該方法優點是檢測速度快、變異系數小、誤差小、易于實現自動化，缺點是檢測限太高，而限制了它的推廣。

1.3.6 顆粒增強透射免疫比濁法(PETIA):檢測原理是利用碳二亞胺反應將抗cystatin C IgG共價結合到Intex顆粒上，與抗原結合形成的免疫復合物被聚已二醇-6000沉淀，形成的濃度用340波長比濁，與同樣方法處理系列標準液，并與之比較計算出標本中cystatin C的濃度。測定時間短(5 min)，可作為常規檢測。并且批內和批間CV%分別為0.9%和2.2%，回收率為98%，當血膽紅素＜150 μmol/L、TG＜8.5 mmol/L時檢測結果恒定。

1.3.7 顆粒增強散射免疫比濁法(PENIA):該檢測方法原理是將總源抗人cystatin C多克隆抗體標記在聚苯已烯膠乳顆粒上，采用膠乳顆粒增強的免疫散射比濁度法來測定。批內CV＜3.1%，批間CV＜4.5%，并且當血紅蛋白＜8.0 g/L，類風濕因子＜2 000 kU/L骨髓瘤異常蛋白＜41 g/L等情況下檢測結果均不受干擾。上述兩種方法已經在臨床廣泛應用。

1.4 血清cystatin C正常參考范圍 目前國內外許多學者對血清cytatin C的正常參考值范圍做了大量研究，認為其主要影響因素在于檢測方法，特別是對參考標準曲線的制定，而測定結果與年齡、肌肉量等無關。

可能是由于測定方法不同導致所測定的血清濃度的參考范圍存在差異，另外有可能因cystatin C試劑標準品的來源不同所致，現應用的標準品有三類:(1)從人尿中經過純化的cystatin C;(2)純化的人類cystatin C，并用重組cystatin C定值;(3)重組cystatin C，并溶于馬血清。因此應通過制定統一的標準品，來進行測定方法比較及參考范圍的建立。

如果從檢測靈敏度而言，RID法最差，而 ELISA，RIA及FIA法均優于PETIA及PENIA法，但是RIA存在放射性污染，FIA法需要昂貴的儀器，以及RIA，FIA，ELISA法測定時間較長，且不能實現自動化，從而不適用于臨床大批量檢測應用。PETIA及PENIA法雖然檢測靈敏度差些，但仍可達到150 μg/L左右，遠低于健康人Cystatin C濃度的下限，不影響臨床檢測需要。并且這兩種方法基本上不受血紅蛋白、膽紅素、類風濕因子、三酰甘油的影響，回收率高，批內及批間變異系數小，可自動化檢測，所以常規臨床檢測血清cystatin C可首選PETIA或PENIA法。

2 血清cystatin C在臨床評價腎功能方面的應用

臨床上常采用測定SCr來判斷GFR，但研究中發現其檢測濃度受年齡、性別、飲食和肌肉含量的影響，并且腎小管可以少量分泌，會高估GFR。Cystatin C以恒定速率釋放入血，完全從腎小球濾過，幾乎完全被腎小管上皮細胞吸收，然后分解代謝，無腎小管重新分泌，只經腎臟排除，并且不受性別、飲食、炎癥和體重等因素的影響，理論上是良好地反映GFR的內源性標志物，國外Hoek等［3］認為血清cystatin C比肌酐更敏感準確地反應腎小球濾過率，至少與各種公式推算的GFR相當。很多臨床研究證明cystatin C是一個比較接近理想的內源性指標，其特異性、敏感性及準確度均較好于肌酐和肌酐清除率。并且在一些特殊的人群中監測腎功能具有顯著的優勢，越來越受到各方面的重視。

2.1 Cystatin C在兒童GFR測定的應用 核素標記外源性物質方法檢查在測定兒童GFR中有與其創傷性多不易被接受。同時由于兒童體表面積小、肌肉含量少，因此其SCr值比較低，在年齡＜4歲的兒童中SCr不能準確反映GFR。出生后新生兒血清cystatin C值濃度約是成人的2倍，＞1歲兒童與成人的血清cystatin C濃度接近，且保持相對穩定的水平［4］。所以血清cystatin C是1歲以上兒童更為理想的GFR檢測標志物，受到臨床兒科醫生廣泛關注。

2.2 Cystatin C在糖尿病患者中的應用 糖尿病腎病是糖尿病的主要并發癥，早期無明顯臨床表現，發展較慢，而一旦進入臨床蛋白尿期(糖尿病腎病3期)病情進展迅速，預后較差。因此在糖尿病腎病腎損傷的早期就作出準確的評價顯得極其重要。有學者等針對糖尿病腎病患者的血清cystatin C、血清肌酐及Cockroft公式計算的內生肌酐清除率在腎損害診斷中的價值進行研究，并確立放射性核素物質清除率為金指標，相比較發現三者與放射性核素物質清除率均有良好的相關性，通過繪制ROC曲線分析各個指標的敏感度和特異性，cystatin C的敏感度(86.8%)不及 Cockroft公式(96.2%)，但優于血 SCr(77.4%)［5］。因此，cystatin C是反映糖尿病腎病早期腎損傷理想檢測指標。

2.3 Cystatin C在化療患者中的應用化療過程中必須有一個靈敏反映腎功能變化的指標。主要監測腎功能兩方面:一是監測化療藥物造成的腎小管損傷;二是當患者腎小球率過濾下降時，機體對化療藥物及其代謝產物的耐受性降低，及時調整藥物。例如化療時如果GFR＜60 ml/min時，應用順鉑就應該減成半量。血肌酐濃度一般在 GFR(Ccr)低于70～80 ml·min-1·1.73 m-2時才會升高，所以SCr不能作為化療患者早期監測腎功能指標。

2.4 Cystatin C在肝硬化患者中的應用 肝硬化患者由于營養障礙消瘦，肌肉萎縮以及腎小管分泌肌酐增加等原因，當腎功能異常GFR已經下降時，SCr仍可在正常范圍。Woitas等［5］比較了44例肝硬化無明顯腎功能障礙患者的cystatin C、SCr和inulin清除率關系，相關性分別為r=0.661和0.279，可見cystatin C和GFR具有更好的相關性。當GFR＜90 ml/min肝硬化患者中，86%cystatin C值升高，28%SCr升高兩者比較，差異有統計學意義(P＜0.05)。

2.5 Cystatin C在腎移植患者中的應用 腎移植術后排斥反應是腎移植患者監測的重要指標。腎移植患者的隨診和腎功能監測甚為重要，進行GFR監測可作為衡量急慢性排斥及對免疫抑制藥物的腎毒性觀察指標之一，準確反映腎移植患者腎功能已不能單純依靠肌酐清除率作為監測指標。Paskalev等［6］報道，腎移植患者病情處于穩定期，無并發癥者，肌酐清除率與cystatin C無明顯差別。在有炎性反應或急性排斥期時，肌酐清除率則變異很大，而血清cystatin C可用來對GFR作出準確評估。Le Bricon等［7］研究顯示，在腎移植3個月后用cystatin C測定的GFR與放射性核素物質(51Cr-EDTA)測定的GFR比較，數值低于后者。但24 h肌酐清除率測定GFR比51Cr-EDTA測得的GFR偏高，約出現25%的假陰性，這可能是由于肌酐存在腎小管分泌的原因導致。而血清cystatin C測定GFR易出現假陽性，無假陰性。從臨床意義上選擇 cystatin C測定GFR能夠早期診斷腎損傷，避免延誤治療。

2.6 Cystatin C在胎兒腎臟疾病中的應用 由于SCr可透過胎盤，由母體清除，故胎兒GFR不能通過測定血清SCr來評估。但cystatin C不能自由透過胎盤，它由胎兒腎小球濾過，經腎小管重吸收后完全降解，可作為評估胎兒GFR的指標。Uller等［8］研究發現，cystatin C在評價胎兒腎衰竭的程度中發揮重要作用。重度腎功能衰竭患兒胎尿cystatin C明顯高于輕中度腎功能衰竭者，同時輕度與中度腎衰竭之間差異有統計學意義。在鑒別胎兒重度腎衰竭方面超聲、胎尿鈉、β2-微球蛋白及cystatin C具有相同的敏感性和特異性。可是在鑒別出生后嬰兒腎功能方面cystatin C較前者具有明顯的優越性。血清SCr目前常作為反映出生后嬰兒腎功能指標，胎尿cystatin C與出生后1年幼兒的血清肌酐具有相關性，相關系數(ρ=0.66)，因此，胎尿cystatin C也可作為出生后嬰兒腎功能的評價指標。另外，當胎兒存在腎小管損害時，可引起cystatin C重吸收和代謝改變，由此導致胎尿cystatin C升高，故胎尿cystatin C也可作為胎兒腎小管損害的標志物。由于胎兒血cystatin C不能自由透過胎盤屏障，出生后胎兒血清cystatin C濃度增高的程度可以作為反映腎小球濾過能力成熟程度的指標。總之，cystatin C在胎兒腎臟疾病的診斷中具有一定的意義。

Cystatin C用來評估腎功能的意義是顯而易見的，測定cystatin C提高了腎功能損害的監測，對于發現高血壓、糖尿病、腎移植、腫瘤化療患者等出現早期腎功能損害是非常有價值的，cystatin C也能比較客觀地反映老年人、兒童以及營養不良等消瘦患者的腎功能。Cystatin C作為早期腎功能障礙的優越性被廣泛接受。但是，大家仍然關心它的循環濃度是否存在非腎的影響，如在惡性腫瘤患者中增加的細胞凋亡和再生是否與存在于每個有核細胞中的這種蛋白質的濃度有關。確認cystatin C作為一種理想的GFR的內生標記物需進一步的論證和臨床應用研究。

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R 446.11

A

1002-7386(2011)09-1395-04

10．3969/j．issn．1002-7386．2011．09．068

056002 河北省邯鄲市第一醫院腎內科(潘風軍、劉杰);河北醫科大學第四醫院腎內科(徐金升)

2011-01-06)

·調查研究·預防醫學·