胱抑素C臨床檢驗及在腎臟疾病應用中的研究進展

劉海燕 李偉娜 肖波 王華新

胱抑素C臨床檢驗及在腎臟疾病應用中的研究進展

劉海燕 李偉娜 肖波 王華新

胱抑素C;臨床檢驗;慢性腎臟疾病;急性腎損傷;腎小球濾過率

胱抑素C(cystatin C，CysC)是一種非糖化蛋白，由122個氨基酸組成，相對分子量130 kd，產生于人體所有有核細胞，不受年齡、性別、飲食、肌肉量和運動的影響，生成量非常穩定，僅在使用大劑量糖皮質激素或甲狀腺功能異常時影響CysC的產生。CysC可以自由通過腎小球濾過膜的機械屏障與電荷屏障，并幾乎全部在近曲小管重吸收，不被腎小管分泌。臨床檢測CysC已實現自動化、標準化，檢驗結果具有可比性，因此被認為是目前反映腎小球濾過功能的最佳、最有效的標志物，對評價GFR的敏感性和特異性可達88% ～98%和96% ～99%［1］。近年來國內外對CysC在臨床中應用研究較多，以下就此作一綜述。

1 CysC在臨床檢驗中研究進展

1.1 檢驗方法及參考品研究進展 檢測CysC的方法可概括為均相法和非均相法。因非均相法具有耗時長、線性范圍窄、難以自動化等缺點，而被均相法替代。目前，檢測CysC的均相法主要包括顆粒增強透射免疫比濁法(particle-enhanced turbidimertry immunoassay，PETIA)、顆粒增強散射比濁法(particle-enhanced nepholemetry immunoassay，PENIA)。PETIA 法可實現自動化、高通量、檢測周期短等優點而更被廣泛應用，以Roch和丹麥DAKO公司為代表;以Siemens公司為代表PENIA法因其準確度高、線性范圍寬、不精密度低等特點而常被作為比對方法進行性能評價。

自2010年CysC參考品ERM-DA471上市后，使得CysC檢測結果在不同檢測方法間的一致性得到提高。2013年，我國采用以構建好的Pet32a-CysC菌體進行大腸埃希菌表達方法，經細胞破碎、離心、純化酶切Trx-CysC融合蛋白，制備出純化的重組人 SysC抗原［2］。該國標物具有較好的免疫活性，均勻性和穩定性。2～8℃密閉保存可穩定6個月，常溫和37℃密閉保存可穩定至30 d，開瓶后2～8℃可穩定30 d，在包括PETIA法和PENIA法等10個常規測試系統上檢測結果具有互換性，因而完全可以在臨床檢驗中應用。

1.2 檢驗方法學性能驗證進展 Li等［3］應用CLSI評價文件 EP6-A、EP9-A2、EP15-A2、EP17-A對 Siemens BNII、Roch(Cobas c501)、Genzyme(Cobas c501)進行了LoB、LoD、LoQ、不精密度、回收率、線性范圍性能驗證，并對 Roch(Cobas c501)、Genzyme(Cobas c501)與Siemens BNII對比分析。見表1。

表1 Siemens、Roch及Genzyme檢測方法性能比較

LoB、LoD、LoQ評價結果均低于各公司聲明的檢測低限，但遠低于參考區間的下限，而不影響臨床應用。不精密度中Genzyme顯示結果變異較大，超出聲明書中的1.3% ～2.4%;回收率試驗中Roch在低值血清回收率過高。Genzyme、Roch與Siemens BNII一致性分析回歸公式中顯示，Genzyme產生正偏倚，產生的原因是缺乏統一參考物質。

Voskoboey等［4］對 Roch公司 Gentian AS透射比濁法和Simens散射比濁法檢測CysC在應用ERMDA471參考品前后結果進行對比。結果顯示，Simens散射比濁法在應用校準品前約20%結果高于校準后，并且檢測結果明顯高于Roch公司透射比濁法檢測結果。也有報道，PENIA法與PETIA法檢測CysC存在較為明顯的偏差，PETIA法檢測結果偏高(可達20%左右)，尤其在高值時更加明顯［5］。

國秀芝等［6］參考CLSI系列評價文件對國內上海景源、北京利德曼、北京九強公司生產的PETIA方法cysC試劑盒進行性能驗證，并與Siemens BNII對比試驗。見表2。

上海景源、北京利德曼、北京九強三種國產試劑與Siemens BNII對比分析線性相關性好，但存在明顯偏差(bias%)分別為27.6%、32.7%、24.5%。與SiemensBNII一致性分析 Kappa值分別為 0.615、1.000、0.824。膽紅素(≤684 μmol/L)對三種試劑均無干擾;血紅蛋白≥6.78 g/L對上海景源試劑檢測低濃度CysC產生負干擾，血紅蛋白≥9.70 g/L對北京利德曼試劑檢測低濃度CysC產生正干擾;上海景源試劑抗乳糜血能力不強，當乳糜濃度達到1 860 FTU時，對低濃度CysC產生負干擾。類風濕因子、高免疫球蛋白無影響。

表2 國產3種試劑性能比較

2 基于CysC的GFR評估公式在CKD疾病中應用進展

2.1 基于CysC的GFR評估公式研究現狀 美國第三次健康營養調查數據(NHANESIII)顯示，美國20歲以上人群CKD患病率高達11%;由王海燕教授牽頭組織的首次中國慢性腎臟病調查結果顯示，我國18歲以上成年人群中CKD患病率為10.8%［7］。GFR是CKD病情判斷、預后及治療最重要的參考指標。從1976年Cockcroft-Gault評估公式、1999年MDRD公式及2006年改良MDRD公式，以及2009年CKD-EPICr公式，到2012年CKD-EPICysC和 CKD-EPICr-CysC公式，公式內容越來越趨于簡單、實用，應用范圍越來越廣泛，對CKD預后估算結果越來越準確。但基于CysC的評估公式在研究進展過程中，呈現出了公式多樣化、內容差異大等復雜局面。出現這種狀況的原因:(1)CysC檢測方法未標準化:CysC檢測方法主要包括PETIA和PENIA兩種方法，但兩種方法間檢測結果存在一定偏倚，如上所述，PENIA法檢測結果明顯高于PETIA法，尤其在高值時更明顯;因而，在應用評估公式時，應保持檢測方法一致性。Grubb 公式［8］、Larsson 公式［9］、Rule 公式［10］以及 Stevens LA 公式［11］等，eGFR 估算結果差異很大，很重要原因是在2012年前沒有CysC參考品，各家公司參考本公司的標準，因而檢測結果沒有可比性。聯合血清肌酐的eGFR公式，因肌酐檢測方法由過去的Jaffe法發展到現在的酶法，也是造成差異大的原因之一。肌酐和CysC單位多采用mg/dl和mg/L，2007年中國eGFR課題組建立的公式中肌酐單位為μmol/L，在使用時應引起注意。(2)評估公式所參考方法不統一:目前，直接檢測GFR的參考方法(rGFR)主要有:碘海醇清除率、碘酚酸鹽清除率、99mTC-DTPA清除率、51Cr-EDTA清除率及菊粉清除率等。碘海醇清除率應用HPLC檢測碘海醇，99mTC-DTPA和51Cr-EDTA應用核素顯影技術，菊粉清除率應用化學分光光度計檢測，不同的檢測方法檢測性能如靈敏度、特異性和精密度等差異很大，檢測結果也沒有可比性［12］，由此所推導的eGFR公式可比性差。(3)參考人群多樣化:GFR評估公式的創建者參考的人群多樣化。如Grubb公式參考人群包括成人和兒童腎病患者，Rule公式參考人群包括健康成人、CDC和腎移植患者，而CKD-EPICysC公式和CKD-EPICr-CysC公式參考了不同人群。大部分公式參考白種人、非洲裔美國人和西班牙語系人［11］。全球腎臟疾病預后改善組織(KDOQI)建議各國應建立適合于本國和不同人種的評估GFR公式。(4)變量參數不一致:公式中除檢測項目(CysC和Cr)參數外，如Cockcroft-Gault GFR公式還包括年齡、體重，IDMS-MDRD公式、CKD-EPI公式、CKD-EPICysC和CKD-EPICr-CysC公式變量參數包括性別、年齡、種族。Grubb公式、Larsson公式、Rule公式以及Stevens LA公式等，公式內容簡單，涉及參數僅包括CysC。

2.2 基于CysC的GFR評估公式性能驗證進展

2.2.1 診斷準確性驗證:最近，國內外多項驗證研究表明CKD-EPICr-Cys評估公式較比CKD-EPICr和CKD-EPICysC評估GFR準確度和精密度更高(公式見表3)［13，14］。與rGFR 相比，CKD-EPICr、CKD-EPICysC和 CKD-EPICr-CysCP30分別為 87.2%、85.9%和 91.5%，偏差分別為3.7 ml·min-1·1.73 m-2、3.4 ml·min-1·1.73 m-2、3.9 ml·min-1·1.73 m-2。見表 3。

基于CysC評估公式與GFR存在線性關系，包括CKD G2 期 GFR 在 60 ～90 ml·min-1·1.73 m-2［15］。2012年KDOQI發布的臨床指南中建議，應用基于肌酐的評估公式可行初步評估，再以 CKD-EPICys、CKD-EPICr-CysC和rGFR進行確證。當eGFRCr結果在45 ～59 ml·min-1·1.73 m-2時，應檢測 CysC，若 eGFRCr-Cys＜60 ml·min-1·1.73 m-2時 CDK 診斷成立，若 eGFRCr-Cys＞ 60 ml·min-1·1.73 m-2時可排除CKD。

Zhu等［16］通過小樣本(n=788)驗證6個重要GFR評估公式在中國人群適用性，結果顯示，在60歲以下人群CKD-EPICr-CysC準確性比較高，當GFR正常時與rGFR對比符合率75%、GFR中度異常時為56.1%，CKD-EPICr和 CKD-EPICys則分別為86.3%、38% 和64.7%、53.8%;在60歲以上人群中CKD-EPICr-CysC在GFR正常時與rGFR符合率僅為20%、GFR輕中度異常符合率為51.8%、中度以下異常時符合率達93%。同時，驗證了中國eGFR協作組［17］建立的評估公式，評價結果顯示該公式在中國人群中的應用仍有許多誤差，準確性有待提高。但尚未見多中心、大樣本對評估公式在中國人適用性驗證的報告。

表3 CKD-EPICr-Cys和 CKD-EPICys公式

Inker等［12］驗證結果認為，CDK-EPI三個評估公式在評估GFR的臨床診斷價值基本相同，只有在肌酐檢測不適宜情況下，才需要采用基于CysC評估公式。

2.2.2 評估預后:在預測全因死亡(all course mortality)、心血管疾病、終末期腎病(ESRD)、高血壓、心力衰竭等方面，CKD-EPICr-Cys、CKD-EPICysC公式較比 CKDEPICr公式更準確。Shiipak等［18］薈萃分析了GFR評估公式在90 750例普通人群和2 960例CKD患者評估全因死亡、心血管死亡和ESRD風險的16篇文獻，分析認為，CDK-EPIcysC和CKD-EPICr-CysC預測全因死亡、心血管死亡和ESRD比CDK-EPIcr預測風險率(HR)分別提高 0.21、0.13，0.16、0.11，0.03、0.07，CKDEPICr-CysC預測風險能力處于其他兩種公式之間，基于CysC評估公式在預測ESRD與CDK-EPICr的能力基本相同;但有人采用三種公式評估16 279例ACS患者死亡和心肌梗死風險，ROC-AUC值沒有差異(0.6743、0.6745、0.6731)，甚至提出CysC不是判斷預后或風險評估的優勢指標［19］。

2.2.3 腎病分期:KDOQI指南以GFR值為標準將CKD分為5期，G3期又分為3a和3b期，指南中以GFR 60 ml·min-1·1.73 m-2作為診斷CKD臨界點。Shiipak等［18］薈萃分析中顯示，3種EPI-CKD評估公式在腎病分期中存在明顯的差異。CDK-EPICr估算GFR后用CKD-EPICysC重新分期，CDK-EPICr在CKD G1～G5期高估率達10% ～32%，而 CKD-EPICysC高估率達17%～47%，CKD-EPICr-CysC評估介于兩者之間，但與CKD-EPICysC接近。因此建議，采用基于 CysC評估GFR時應以85 ml·min-1·1.73 m-2作為診斷 CKD臨界點。國內學者評價結果顯示，CKD-EPICysC公式在CDK G1、G3期GFR明顯降低，導致低估腎臟濾過功能，CKD-EPICr-CysC在G5期GFR明顯增高，導致高估;在CKD五個病程分期中，CKD-EPICr-CysC優于其他公式，與rGFR一致性最高，但表現不佳，Kappa值僅為0.348 ～ 0.463［14，20，21］。

2.2.4 兒童和老年人人群的適用性驗證:Deng等［22］應用14個適宜于兒童的GFR評估公式對年齡平均在12.6歲(0.7～20歲)，包括少數特殊病例(如單腎、腎移植、身體矮小)進行適用性進行驗證，在14個評估公式中僅有3個公式最能符合要求，這3個公式是Schwartz(2009)、Schwartz(2012)和 Chehade公式(見表 4)，參數包括年齡、性別、身高、血清肌酐濃度、血清Cys C濃度和血清尿素濃度。3個公式與rGFR相關性(r)分別為0.87、0.88、0.79，偏差分別為 -2.5 ml·min-1·1.73 m-2、-2.3 ml·min-1·1.73 m-2、0.7 ml·min-1·/1.73 m-2，P15分別為58.0%、61.7%、58.3%，P30分別為79.0%、82.7%、77.8%。在單腎、腎移植、身體矮小患者中也表現出較為滿意的評估結果。見表4。

Van Pottelbergh 等［23，24］評價 MDRD、CKD-EPICr、CKD-EPICysC、CKD-EPICr-CysC和 BIS(柏林公式)eGFR 公式在老年人中的應用。Van Pottelbergh等［23］對539例80歲以上老年人進行了近3年的追蹤隨訪，5種公式在預測心血管死亡、住院指數具有顯著相關性，除了CKD-EPICysC公式外，其他公式與心血管事件相關性差，CKD-EPICysC和CKD-EPICr-CysC對預測死亡和心血管事件分別提升25%、18%和7%、9%的準確性。Lopes等［24］通過對95例年齡在85歲以上老年人進行橫斷面分析，CKD-EPICr和CKD-EPICr-CysC與rGFR偏差最小，CKD-EPICr-CysC與 BIS公式準確性 P30分別為 85%、83%;CKD-EPICysC、CKD-EPICr-CysC和 BIS公式 ROCAUC值分別為0.87、0.88和0.88。

表4 3個適用于兒童的eGFR公式

2.3 在急性腎損傷(AKI)中的應用 AKI是由多種病因導致GFR急速下降為特征的一種綜合征。2%的住院患者可發生AKI，AKI更多見于ICU監護患者(36% ～60%)和敗血癥患者(50%)，一旦發生AKI病死率達50% ～80%。KDIOQ對AKI臨床應用指南指出，CysC因其比肌酐所特有的在體內穩定的產生和代謝可作為AKI的早期診斷標記物。

2.3.1 在ICU中應用:Herrero-Morin等［25］檢測25例GFR低于80 ml·min-1·1.73 m-2在ICU的兒童血清CysC和肌酐，CysC和肌酐對診斷AKI的AUC值分別為0.85、0.63;Herget-Rosenthal等［26］對 44 例進展為AKI患者血清CysC和肌酐檢測，CysC濃度增高50%比肌酐濃度提早(1.5±0.6)d。Zhang等［27］對13項研究進行Meta分析，血清CysC對診斷AKI的AUC值0.86～0.96，尿液中 CysC的 AUC值為 0.64。但對CysC 診斷價值仍有很多爭議，如 Royakkers 等［28，29］觀察ICU患者進展為AKI前1 d和前2 d，血清和尿液中CysC診斷價值分別為0.62、0.46和0.72、0.49，并且認為血清肌酐對AKI的診斷價值比血清CysC毫不遜色，檢測CysC在預測腎臟替代治療、腎臟功能修復、死亡等方面價值不大。

2.3.2 在心臟疾病中應用:Shlipak等［30］報道1 147例心臟手術患者進展為AKI過程中，CysC在預測準確性明顯高于肌酐和GFR;而Spalipak等［31］以術后肌酐或CysC升高35%為AKI閾值，觀察的150名心臟手術后AKI患者中僅有23%CysC超過閾值，有35%肌酐超過閾值，認為CysC對診斷AKI的靈敏度不及肌酐。

KDIOQ AKI Work Group［32］以 24 h CysC 濃度增加20%為閾值，能檢測出21.2%造影劑誘導AKI患者，其陰性預測值(NPV)為100%，陽性預測值(PPV)為39%。Ribichini等［33］比較肌酐和CysC在行冠脈造影和介入治療后發生造影劑性腎病的診斷價值。166例患者測定基礎、冠脈造影和介入治療后12 h、24 h、48 h肌酐和CysC濃度，以肌酐和CysC變化量來評價診斷靈敏度和診斷特異度。結果顯示，肌酐變化量可最早在12 h預測造影劑性腎病，AUC值0.8，診斷靈敏度為43%，特異度為93%;CysC診斷價值不如肌酐，CysC在12 h預測造影劑性腎病，AUC值0.49，診斷靈敏度為46.7%，特異度為48.5%。

CysC因其具有的生物學特性，在臨床中的應用越來越廣泛。在臨床檢驗中，檢測CysC方法學性能可滿足臨床需要。由于在創立評估GFR公式中應用所參照的參考方法、參考人群、CysC和肌酐的檢測方法、疾病譜等不同，出現了公式多樣化、評估結果不一致的現狀。CKD-EPI公布的基于 CysC的兩個公式(CKDEPICysC、CKD-EPICr-CysC)在評估成年人CKD的GFR準確性、評估CKD患者預后及CKD分期方面優于其他公式，尤其CKD-EPICr-CysC公式。而對兒童CKD的GFR評估采用Schwartz等公式比其他評估公式準確性更高。CysC在AKI中應用爭議較大，許多研究表明，肌酐、CysC對AKI診斷價值基本相同。國內建立的基于CysC評估GFR公式的適用性有待于大規模、多中心驗證。

1 Westhuyzen J.Review:cystatin C:a promising marker and predictor of impaired renal fnction.Annals of Clinical and Laboratory Science，2006，36:387-394.

2 康娟，王軍，李彥超，等.胱抑素C國家標準物質的研制.中華檢驗醫學雜志，2013，36:942-946.

3 Li J，Dunn W，Breaud A，et al.Analytical performance of 4 automated assay for measurement of Cys C.Clin Chem，2010，56:1336-1339.

4 Voskoboey NV，Larson TS，Rule AD，et al.Importance of cystatin C assay standardization.Clin Chem，2011，57:1209-1310.

5 國秀芝，吳潔，侯立安，等.五種可溯源胱抑素C檢測系統結果的一致性評價.中華檢驗醫學雜志，2014，37:362-367

6 國秀芝，邱玲，劉荔，等.三種應用于自動化生化分析儀的半胱氨酸蛋白酶抑制劑C試劑的分析性能驗證.中華檢驗醫學雜志，2011，34:561-567.

7 Zhang L，Wang F，Wang L，et al.Prevalence of chronic kidney disease in china:a cross-sectional survey.Lancet，2012，379:815-822.

8 Grubb A，Bjrk J，Lindstrm V，et al.A cystatin C-based formular without anthropometric variables estimates glomerular fiftration rate better than clearance using the Cockcroft-Gault formular.Scand J Lab Invest，2005，65:153-162.

9 Larsson A，Malm J，Grubb A，et al.Calculation og glomerular filtration rate expressed in ml/min from plasma cystatin C values in mg/L.Scand J Lab Invest，2004，64:25-30.

10 Rule AD，Bergstralli EJ，Slezak JM，et al.Glomerular filtration rate estimated by cystatin C among clinical presentations.Kidney Int，2006，69:399-405.

11 Inker LA，Schmid CH，Tighiouart H，et al.Estimating glomerular filtration rate from serum creatinine and cystatin.N Engl Med，2012，367:20-29.

12 Ferguson MA，Waikar SS.Established and emerging markers of kidney function.Clin Chem，2012，58:680-689.

13 Levey AS，Inker LA，Coresh J.GFR estimation:from physiology to public health.Am J Kidney Dis，2014，63:820-834.

14 國秀芝，秦巖，鄭可，等.基于血肌酐和胱抑素C的四個CKD-EPI方程對我國慢性腎臟病患者的適用性研究.中華檢驗醫學雜志，2012，35:798-804.

15 Shlipak MG，Mattes MD，Pealta CA.Update on cystatin C:incorporation into clinical practice.Am J Kidney Dis，2013:62:595-603.

16 Zhu Y，Ye XH，Zhu B，et al.Comparisons between the 2012 Nnew CKDEPI(chronic kidney disease epidemiologycollaboration)equations and other four approved equations.PLOS One，2014，9:e84688.

17 Ma YC，Zuo L，Chen JH，et al.Modified glomerular filtraotion rate estimating equation for Chinese patients with chronic kidney dieases.Kidney International，2007，72:1535-1542.

18 Shiipak MG，Matsushita K，rnl J，et al.Cystatin C versus creatinine in determining risk based on kidney function.N Engl J Med，2013，369:9320943.

19 kerblom A，Wallentin L，Larsson A，et al.Cystatin C-and creatininebased estimates of renal function anf their value forrisk prediction in patients with acute coronary syndrome:results from the PLATelet inhibition and patient outcomes(PLATO)study.Clin Chem，2013，59:1369-1375.

20 Wei L，Xiaoshuang Y，Xiaohua P，et al.Reference intervals for serum cystatin C and factors influencing cystatin C levels other than renal function in the elderly.PLoS ONE，2014，9:e8086066.

21 劉紅春，蘇利沙，趙占正，等.血清胱抑素C評估慢性腎臟病患者腎小球濾過率的應用研究.中華檢驗醫學雜志，2014，37:184-188.

22 Deng F，Finer G，Haymond S，et al.Applicability of estimating glomerular filtration rate equation in pediatric patients:comparison with a measured glomerular fiftration rate by iohexol clearance.Transl Res，2014，347-348.

23 van Pottelbergh G，Vase B，Adriaensen W，et al.The glomerular filtration rate estimated by new and old equation as a predictor of important outcomes in elderly.BMC Medicine，2014，12:27.

24 Lopes MB，Araújo LQ，Passos MT，et al.Estimationog glomerular fifltration rate from serum creatinine and cystatin C in octogenarians and nonagenarians.BMC Nephrology，2013，14:265.

25 Herrero-Morin JD，Malaga S，Fernndez N，et al.Cystatin C and bata2-microglobulin:markers of glomerular filtration in critically ill children.Critical Care，2007，11:r59.

26 Herget-Rosenthal S，Marggraf G，Hüsing J，et al.Early detection of acute renal failure by serum cystatin C.Kidney International，2004，66:1115-1122.

27 Zhang Z，Lu B，Sheng X，et al.Cystatin C in prediction of acute kidney injury:a systemic review and meta-analysis.Am J Kidney Dis，2011，58:356-365.

28 Royakkers AA，Korevaat JC，Van Suijlen JD，et al.Serum cystatin C are poor biomarkers for acute kidney injury and rental replacement therapy.Intensive Care Med，2011，37:493-501.

29 Cruz DN，DE Geus HR，Bagshaw SM.Biomarker srategies to predict need for renal replacement therapy in acute kidney injury.Semin Dial，2011，24:124-131.

30 Shlipak MG，Coca SG，Wang Z，et al.Presurgial serum cystatin C and risk of acute kidney injury after cardiac surgery.Am J Kidney Dis，2011，58:366-373.

31 Spalipak A，Parikh CR，Sint K，et al.Serum cystatin versus creatininebased definitions of acute kidney injury following cardiac surgery;a prospective cohort study.Am J Kidney Dis，2012，60:922-929.

32 KDIGO AKI Work Group.KDIGO clinical practice guideline for acute kidney injury.Kidney Int，2012，2:1-138.

33 Ribichini F，Gambaro G，Graziani MS，et al.Comparison of serum creatinine and cystatin C for early diagnosis of contrast-induced nephropathy after coronary angiography and interventions.Clin Chem，2012，58:458-464.

R 692

A

1002-7386(2015)21-3311-05

10．3969/j．issn．1002-7386．2015．21．040

071000 河北省保定市第五醫院(劉海燕、李偉娜、肖波);河北省黃驊開發區博愛醫院(王華新)

2015-05-09)