Прескочи към главното съдържание на страницата

Архив


БРОЙ 6 2015

Цистатин С – нов надежден маркер за оценка на бъбречната функция

виж като PDF
Текст A
д-р Ирена Генчева1, доц. д-р Аделаида Русева1
1Клинична лаборатория, УМБАЛ „Д-р Георги Странски”, гр. Плевен


Резюме

Непрекъснатото нарастване на броя на пациентите с хронична бъбречна недостатъчност (ХБН), вследствие хипертония и захарен диабет, се превръща в световен здравен проблем. Поради социалната значимост на това заболяване е важно да бъде установен най-ранният, достъпен и надежден маркер за хронична бъбречна увреда. Редица проучвания доказват, чесерумният цистатин Cе по-добър показател за гломерулна филтрация (GFR) от серумния креатинин. Концентрацията на серумния цистатин С е постоянна и се определя главно чрез гломерулна филтрация, което го прави ендогенен маркер на GFR. Напълно автоматизирани тестове, на принципа на турбидиметрия или нефелометрия, са внедрени в клиничната лаборатория. Определени са референтни интервали за цистатин C при възрастни и деца над една година.

Хроничната бъбречна болест е световен здравен проблем засягащ повече от 50 милиона души. С непрекъснатото увеличаване на броя на лицата, страдащи от метаболитен синдром и захарен диабет, честотата на ХБН, постоянно се повишава. В САЩ тази честота се е удвоила през последните десет години и продължава да нараства. Най-честите причини за хронична бъбречна недостатъчност са съответно най-честите хронични двустранни нефропатии: хронични гломерулонефрити, хроничен пиелонефрит, бъбречна поликистозна болест, сателитни нефропатии, хипертонична болест и др. През последните 20 години етиологичното значение на захарния диабет нарасна неимоверно и диабетната нефропатия понастоящем е най-честата причина за хронична бъбречна недостатъчност в много страни по света. В България също се наблюдава тенденция към повишаване броя на пациентите с хронична бъбречна недостатъчност, като това се свързва с действието на рисковите фактори: захарен диабет и хипертония. Терминалната ХБН се превръща в едно от социално-значимите заболявания за страната ни. Ето защо е важно да бъде установен най-ранният, достъпен и надежден маркер за хронична бъбречна увреда[1].

Понастоящем, най-важният показател на бъбречната функция за изчистване на кръвта от различни вещества е скоростта на глумерулната филтрация. Познаването й е от решаващо значение за предотвратяване и управление на хроничната бъбречна недостатъчност[2,3]. В клиничните лаборатории вече е въведен като лабораторен тест измерването на гломерулна филтрация(GFR), като мярка на бъбречната функция.

Точното определяне на GFR изисква употребата на инвазивни процедури, базирани на инжектиране на екзогенни вещества, като инулин, 125 йоталамат, йохексол, 51Cr - EDTA или 99mTc - DTPA. Такива процедури са трудоемки и скъпи.

Често в рутинната практика се използва 24-часовият уринен креатининов клирънс за откриване на бъбречна дисфункция, но изследването е неточно и неудобно за пациента[4,5,6].

Традиционно лабораторна информация за GFR се получава чрез измерване на серумния креатинин. Концентрацията на креатинин в кръвта се влияе от редица фактори, включително възраст, пол и раса.

GFR регулира концентрацията на серумния креатинин от тези влияния и осигурява начин за докладване на бъбречната функция при физиологични условия[7].

Нивата на креатинина могат да бъдат оценени с помощта на колориметрична реакция Jaffe, чрез ензимни методи, високоефективна течна хроматография (HPLC), както и чрез златния стандарт - изотопно разреждане масспектрометрия (IDMS). Въпреки известните интерференции, влияещи на анализа, като билирубин, кетони и протеин, методът Jaffe остава най-често използваният метод за определяне на серумен креатинин, поради удобство и ефективност на разходите. С този метод, в присъствието на интерфериращи фактори, серумният креатинин може да бъде измерен фалшиво по-висок с около 15-25%. Установено е, че поради ниската чувствителност на теста за серумния креатинин, половината от пациентите с етап 3 ХБН (GFR от 30-59 mL/min/1.73 m2)(Табл. 1) не могат да бъдат идентифицирани[8,9,10].

 Таблица 1

ХБН етапи

GFR нива (mL/min/1.73 m2)

Етап 1

≥ 90

Етап 2

60-89

Етап 3

30-59

Етап 4

15-29

Етап 5

<15

С цел преодоляването на недостатъците на серумния креатинин са създадени формули за изчисляване на GFR, като най-използвани в рутинната практика са формулата на Кокрофт–Гаулт и модифицирана от диетата при бъбречни заболявания (MDRD) формула. Втората е въведена в опит да се преодолеят недостатъците на серумния креатинин, но все още има много ограничения[4,5,6].

Въпреки че GFR формулите с креатинин се използват все повече в ежедневната клинична практика, тяхната точност е спорна. Уравнението на MDRD първоначално е било потвърдено при пациенти с ХБЗ, но не е валидирано при пациенти с диабет[5].

Ето защо за по-точна оценка на гломерулната филтрация, се предлага цистатин С, като алтернативен и надежден маркер на бъбречната функция. Потенциалната полза от серумния цистатин C ще се изразява в способността му да открива началото на бъбречна недостатъчност, т.е. на етап 2 ХБН (GFR ниво от 60 до 90 ml/min/1.73 m2)(Табл. 1). Ето защо ние направихме преглед на базата данни за потенциалната клинична полезност на цистатин C като маркер на бъбречната функция.

Цистатин С е 13 kDa протеин, инхибитор на цистеин протеиназа (Фиг. 1). Цистатин С свободно се филтрира в гломерулите, резорбира се и напълно се катаболизира от проксималните бъбречни каналчета. Неговата концентрация в кръвта е постоянна. Това го прави идеален маркер за скорост на гломерулна филтрация[1].

Концентрация на цистатин C не е зависима от пола, мускулната маса, злокачествени новообразувания, производството му е постоянно и затова плазмената му концентрация е зависима само от GFR. Той е по- добър маркер от серумния креатинин в откриване на ранното бъбречно увреждане. Цистатин C е силен предиктор за дългосрочни клинични резултати при пациенти със сърдечно-съдови заболявания. Въпреки че има предимства в откриване на ранното бъбречно увреждане, счита се, че определянето на цистатин C, съчетано с изследването на серумния креатинин, значително подобрява клиничното вземане на решения[1].

Фиг. 1: Цистатин С

Оценявайки GFR чрез серумния креатинин (SCR) и виждайки неговата ограничена стойност, изследователите са разработили нови уравнения на базата на серумния цистатин C (Cys C). Сравнявана е ефективността на серумния Cys C и Cys C базирани GFR уравнения със серумния Scr и Scr базирани GFR уравнения. Голям брой проучвания са в подкрепа на по- голямата надеждност на Cys C над Scr за оценка на GFR, но съществуват и такива, които не показват категорично превъзходство на Cys C над Scr. В съответствие с това са необходими допълнителни изследвания, които да валидират Cys C базираните GFR уравнения[6,11,13].

Правени са редица сравнения на серумното ниво на цистатин C с други маркери на GFR (серумен креатинин и креатининов клирънс) и са анализирани различията между тях въз основа на йоталамат, белязан с йод 125 (125I - йоталамат) клирънс (125I - ICL), използван като златен стандарт за GFR. Установено е, че при контролни лица с нормална бъбречна функция тестът за серумно ниво на цистатин C показва по-голяма чувствителност в сравнение с нивото на серумния креатинин. Серумният цистатин C показа най-голям дял на повишени стойности при пациенти с нарушена бъбречна функция в сравнение с нивото на серумния креатинин. Доказано е, че серумните нива на цистатин C започват да се увеличават над нормалните стойности, когато GFR е 88 mL/min/1.73 m2, докато нивото на серумния креатинин започва да се увеличава, когато GFR е 75 mL/min/1.73 m2. Тези данни показват, че измерването на серумния цистатин С може да бъде полезно за оценката на GFR, особено за откриване на леки намаления в GFR и следователно може да бъде важно за откриване на ранна бъбречна увреда при различни бъбречни заболявания, за които началото на лечението е от решаващо значение[12,13].

Проучвани са пациенти с диабет, внимателно подбрани с оглед изключване на бъбречни заболявания чрез ехографско изследване, микробиологично изследване на урина, микроскопски анализ на урината и бъбречна биопсия. Измерени са серумният креатинин, серумният цистатин C, GFR е оценена от плазмен клирънс на 51Cr –EDTA, както и по формулата на Cockcroft и Gault. Чрез сравняване на информативната стойност на тези показатели проучването доказва, че цистатин C може да се разглежда като алтернатива и по-точен серумен маркер от серумния креатинин или формулата на Cockroft и Gault[14].

 

Диагностична точност и ефективност на Cystatin C

Редица изследвания сравняват нивата на цистатин C или уравнения, използващи цистатин C, с методи - златен стандарт. Повечето проучвания са установили, че промяната в концентрацията на цистатин C корелира с промяната в концентрацията на серумния креатинин, при откриването на намалена GFR. Newman и сътр. правят извода, че в допълнение към по-добрия коефициент на GFR от серумния креатинин, цистатин С е по-чувствителен маркер на малки промени в GFR[15]. Мета-анализ на базата на 46 проучвания чрез анализ на ROC кривата показва, че цистатин С превъзхожда креатинина за откриване на намалена GFR[6]. Roos и сътр. съобщават за систематичен преглед чрез сравняване на диагностичната точност на цистатин С и серумния креатинин, който включва проучвания, които оценяват точността на цистатин С за всички степени на бъбречна увреда[16]. Тези данни сочат, че цистатин С е надежден маркер на GFR при пациенти с леко до умерено нарушена бъбречна функция и че с изследване на цистатин C има по-голям шанс за откриване на истинско бъбречно увреждане в сравнение със серумния креатинин. Larson и сътр. също съобщават, че цистатин С има по-добри възможности за откриване на бъбречна увреда от йохексоловия клирънс в GFR диапазона 10-20 ml/min, което съответства на цистатин С стойности на 2.5-4.4 mg/l[6,15,16].

 

Принципи на лабораторните тестове за оценка на Cystatin C

Разработен е ензимен имуноанализ тип сандвич за определяне цистатин С в серум, използвайки заешки антитела и лиофилизиран протеин като стандарт[17]. Понастоящем измерванията на цистатин C се извършват основно на принципа на имунотурбидиметрия (PETIA - particle-enhanced turbidimetric immunoassay). Този метод е адаптиран към различни автоматизирани анализатори и се базира на турбидиметрично измерване през фиксиран интервал от време[18]. В практиката се използва и нефелометричен имуноанализ (PENIA - particle-enhanced nephelometric immunoassay)[19].И двата принципа за определяне на цистатин С включват по-бързо време за изпълнение, липса на интерференции от други вещества и по-висока точност. Има съобщения, че и двата метода на анализ се повлияват по-малко от факторите, които влияят на серумния креатинин, включително хемолиза, липемия и иктер. Докладвано е, че методът PENIA е по-чувствителен от метода PETIA и трябва да се разглежда като метод на избор при измерване на цистатин C. Основното ограничение за определяне на цистатин C с имунологичен тест лежи в стандартизацията. Необходимо е да съществува пълна справочна система, включваща съгласувано определение на измерваната величина, първичен референтен метод, първични и вторични референтни материали, външна система за оценка на качеството за цистатин C, да се съпоставят резултатите и производителността[17,18,19].

 

Референтни стойности

Референтните граници за Cystatin C са публикувани както за възрастни, така и за деца. Повечето проучвания показват несъществена разлика между серумните концентрации на цистатин C при мъже и жени, поради което не е необходимо изработване на референтни граници, специфични за двата пола. Серумните концентрации на Cystatin C се оказват по-високи по време на първата година от живота. Налице е значително и прогресивно намаляване на цистатин C през първата седмица от живота и по-малко намаление - през първия месец. Определени са общи референтни граници за възрастта от 1 до 50 години. По-голямата част от клиничните изследвания за значението на серумния цистатин С като маркер на промени в GFR са измерени с методите PENIA или метода PETIA. Определените с турбидиметричен метод референтни стойности са с 20-30% по-високи от тези, определени с нефелометрия[20,21,22,23].

            

Заключение

В заключение можем да кажем, че цистатин C има превъзходство над серумния креатинин като маркер за бъбречна увреда. Въпреки това, цистатин C все още не е въведен в рутинната лабораторна практика и остава засега в повечето случаи само изследователски инструмент. Цената инадеждността на измерванията на цистатин C срещу удобството и ниската цена на серумните тестове за креатинин позволяват серумният креатинин да бъде все още широко използван в рутинната практика за сметка на точността. Въвеждането на цистатин С като маркер за бъбречна функция ще зависи от стандартизацията на методите за определянето му и от създаването на база данни, която да потвърди, че измерването му подобрява клиничното вземане на решения. Въпреки по-голямата диагностична точност на цистатин C в сравнение със серумния креатинин за откриване на ранна бъбречна увреда, а също и възможността за прогнозиране на дългосрочни резултати, има нужда от още доказателства в подкрепа на това, че използването на цистатин С е по-ефективно, отколкото използването на серумния креатинин или ГФ.

            

 

Книгопис:          

1. Else Randers / Erland J. Erlandsen Serum Cystatin C as an Endogenous Marker of the Renal Function.
Citation Information: Clinical Chemistry and Laboratory Medicine. Volume 37, Issue 4, Pages 389–395, ISSN (Print) 1434-6621, DOI: 10.1515/CCLM.1999.064, June 2005.
2. Dharnidharka VR, Kwon C, Stevens G. Serum cystatin C is superior to serum creatinine as a marker of kidney function: a meta-analysis. Am J Kidney Dis. 2002;40:221–6.
3. Zahran A. · El-Husseini A. · Shoker Can Cystatin C Replace Creatinine to Estimate Glomerular Filtration Rate? A. Am J Nephrol 2007;27:197–205 (DOI: 10.1159/000100907)
4. Harmoinen A, Lehtimaki T, Korpela M, Turjanmaa V, Saha H. Diagnostic accuracies of plasma creatinine, cystatin C, and glomerular filtration rate calculated by the Cockcroft-Gault and Levey (MDRD) formulas. Clin Chem 2003;49(7):1223-5.
5. Levey AS, Coresh J, Greene T, Stevens LA, Zhang YL, Hendriksen S, et al. Using standardized serum creatinine values in the Modification of Diet in Renal Disease Study equation for estimating glomerular filtration rate. Ann Intern Med. 2006;145:247–54.
6. Froissart M, Rossert J, Jacquot C, Paillard M, Houillier P. Predictive performance of the Modification of Diet in Renal Disease and Cockcroft-Gault equations for estimating renal function. J Am Soc Nephrol. 2005;16:763–73
7. www.ACB.org.uk
8. Myers GL, Miller WG, Coresh J, Fleming J, Greenberg N, Greene T, et al. Recommendations for improving serum creatinine measurement: a report from the Laboratory Working Group of the National Kidney Disease Education Program. Clin Chem. 2006;52:5–18.
9. Swedko PJ, Clark HD, Paramsothy K, Akbari A. Serum creatinine is an inadequate screening test for renal failure in elderly patients. Arch Intern Med. 2003;163:356–60.
10. National Kidney Foundation Chronic Kidney Disease Guidelines. [(Accessed 4 January 2008)]. http://www.kidney.org/professionals/KDOQI/guidelines_ckd/toc.htm
11. Larsson A, Malm J, Grubb A, Hansson LO. Calculation of glomerular filtration rate expressed in mL/min from plasma cystatin C values in mg/L. Scand J Clin Lab Invest. 2004;64:25–30
12. Elisabeth Coll, MD, Albert Botey, MD,Luisa Alvarez, MD, Esteban Poch, MD, Llorenç Quintó, MD, Ana Saurina, MD, Manel Vera, MD, Carlos Piera, MD, Alejandro Darnell, MD; Serum cystatin C as a new marker for noninvasive estimation of glomerular filtration rate and as a marker for early renal impairment 10. Perrone RD, Madias NE, Levey AS. Serum creatinine as an index of renal function: new insights into old concepts. Clin Chem. 1992;38:1933–53.
13. Filler G, Lepage N. Should the Schwartz formula for estimation of GFR be replaced by cystatin C formula? Pediatr Nephrol. 2003;18:981–5.
14. Thierry Le Bricon , Eric Thervet2, Marc Froissart3, Mourad Benlakehal1, Bernard Bousquet1, Christophe Legendre2 and Danielle Erlich4; Plasma Cystatin C Is Superior to 24-h Creatinine Clearance and Plasma Creatinine for Estimation of Glomerular Filtration Rate 3 Months after Kidney Transplantation
15. Newman DJ, Thakkar H, Edwards RG, Wilkie M, White T, Grubb AO, et al. Serum cystatin C measured by automated immunoassay: a more sensitive marker of changes in GFR than serum creatinine. Kidney Int. 1995;47:312–8
16. Roos JF, Doust J, Tett SE, Kilpatrick CM. Diagnostic accuracy of cystatin C compared to serum creatinine for the estimation of renal dysfunction in adults and children - a meta-analysis. Clin Biochem. 2007;40:383–91
17. Pergande M, Jung K. Sandwich enzyme immunoassay of cystatin C in serum with commercially available antibodies. Clin Chem. 1993;39:1885–90.
18. Kyhse-Andersen J, Schmidt C, Nordin G, Andersson B, Nilsson-Ehle P, Lindström V, et al. Serum cystatin C, determined by a rapid, automated particle-enhanced turbidimetric method, is a better marker than serum creatinine for glomerular filtration rate. Clin Chem. 1994;40:1921–6
19. Erlandsen EJ, Randers E, Kristensen JH. Evaluation of the Dade Behring N Latex Cystatin C assay on the Dade Behring Nephelometer II System. Scand J Clin Lab Invest. 1999;59:1–8
20. Finney H, Newman DJ, Price CP. Adult reference ranges for serum cystatin C, creatinine and predicted creatinine clearance. Ann Clin Biochem. 2000;37:49–59.
21. Uhlmann E, Hock KG, Issitt C, Sneeringer MR, Cervelli DR, Gorman RT, et al. Reference intervals for plasma cystatin C in healthy volunteers and renal patients, as measured by the Dade Behring BN II System, and correlation with creatinine. Clin Chem. 2001;47:2031–3.
22. Finney H, Newman DJ, Thakkar H, Fell JM, Price CP. Reference ranges for plasma cystatin C and creatinine measurements in premature infants, neonates, and older children. Arch Dis Child. 2000;82:71–5.
23. Bökenkamp A, Domanetzki M, Zinck R, Schumann G, Brodehl J. Reference values for cystatin C serum concentrations in children. Pediatr Nephrol. 1998;12:125–9.