胱抑素C與腦血管疾病相關(guān)性研究進(jìn)展

劉 波，劉瑞珍

胱抑素C（Cystatin C，Cys C）參與了機(jī)體許多生理和病理過(guò)程，以往研究發(fā)現(xiàn)它是反映腎小球?yàn)V過(guò)率變化的內(nèi)源性標(biāo)志物，而新近研究報(bào)道，Cys C與腦血管疾病的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)，本文就該方面的研進(jìn)展作一綜述。

1 Cys C分子生物學(xué)特性及其概述

Cys C是半胱氨基酸蛋白酶抑制劑超家族的重要成員之一，分子量為13 k D，包含120個(gè)氨基酸殘基和2個(gè)二硫鍵的二糖化多肽鏈，等位點(diǎn)9.3，在體液內(nèi)帶正電荷，是一些半胱氨酸蛋白酶如組織蛋白酶B、H、L、S、彈性蛋白酶和木瓜酶最有力的內(nèi)在抑制劑。人類(lèi)Cys C基因片段位于20號(hào)染色體，屬“管家基因”，幾乎表達(dá)于所有有核細(xì)胞，無(wú)組織特異性，廣泛存在于各種體液中，以腦脊液含量最高，為2%～5%，原因可能是顱內(nèi)脈絡(luò)叢大量分泌所致［1］。Cys C屬分泌蛋白，沒(méi)有明顯的24 h晝夜節(jié)律變化，其濃度不受年齡、性別、飲食、炎癥、血脂、血糖、類(lèi)風(fēng)濕因子、酮體等因素影響［2，3］，故其基因突變、濃度升高或降低直接與疾病發(fā)生有關(guān)［4］。

Cys C確切的生物學(xué)功能還了解不多，但最近研究發(fā)現(xiàn)［1］，Cys C作為人體內(nèi)重要的胱抑素超家族之一，通過(guò)調(diào)節(jié)半胱氨酸蛋白酶、基質(zhì)金屬蛋白酶等生物酶的活性，維護(hù)細(xì)胞外基質(zhì)產(chǎn)生和降解的動(dòng)態(tài)平衡，影響中性粒細(xì)胞遷移，參與炎癥過(guò)程；同時(shí)炎癥介質(zhì)的刺激促使血管平滑肌細(xì)胞分泌組織蛋白酶S及K等，使得這類(lèi)具有促?gòu)椥越M織離解特征的半胱氨酸蛋白酶在動(dòng)脈彈力蛋白損傷處過(guò)度表達(dá)，而Cys C在體內(nèi)可以強(qiáng)烈的抑制某些半胱氨酸蛋白酶，尤其抑制組織蛋白酶［5］。此外對(duì)于細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)換，骨膠原的降解，蛋白質(zhì)前體的分離有重要作用，特別是在膠原代謝中，能使一些前激素的蛋白質(zhì)水解，釋放于靶組織中發(fā)揮各自的生物學(xué)作用。

2 Cys C與腦血管疾病

腦血管疾病是指在腦血管壁病變或血流障礙基礎(chǔ)上發(fā)生的局限性或全面性腦功能障礙。腦血管疾病的患病率、復(fù)發(fā)率、致殘率、死亡率很高，是導(dǎo)致全球人口死亡的三大疾病之一，嚴(yán)重危害人類(lèi)健康［6］。國(guó)外研究［7］，Cys C表達(dá)失衡是動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生與發(fā)展的重要因素之一，它可能參與了心腦血管疾病的病理過(guò)程，與神經(jīng)細(xì)胞失調(diào)和神經(jīng)元損傷有關(guān)。

2.1 Cys C與動(dòng)脈粥樣硬化 Skuhova等［8］對(duì)載脂蛋白E基因缺失的小鼠進(jìn)行12周的致動(dòng)脈粥樣硬化模型飼養(yǎng)的研究，直接證實(shí)了Cys C在實(shí)驗(yàn)性動(dòng)脈粥樣硬化形成期間可以減少血管壁細(xì)胞外基質(zhì)降解而導(dǎo)致血管壁重構(gòu)，而動(dòng)脈粥樣硬化實(shí)質(zhì)就是血管重構(gòu)。Bengtsson等［9］研究發(fā)現(xiàn)Cys C與動(dòng)脈粥樣斑塊的消退及其穩(wěn)定性有關(guān)，提示Cys C參與動(dòng)脈粥樣硬化的形成。

PRIME研究證實(shí)當(dāng)血管壁損傷時(shí)炎性細(xì)胞因子增加，炎性反應(yīng)介質(zhì)的刺激促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞分泌組織蛋白酶S及K等，使得這類(lèi)具有促?gòu)椥越M織解離特性的半胱氨酸蛋白酶在動(dòng)脈彈力蛋白損傷處過(guò)度表達(dá)［10］。而Cys C可以強(qiáng)烈的抑制某些半胱氨酸蛋白酶，在血管壁蛋白酶與抗蛋白酶活動(dòng)的平衡中起著非常重要作用，而動(dòng)脈粥樣硬化都有組織蛋白酶的活躍表達(dá)，使相應(yīng)的Cys C上調(diào)［11］。進(jìn)一步關(guān)于Cys C基因多態(tài)性與動(dòng)脈粥樣硬化程度的研究發(fā)現(xiàn)，Cys C單基因突變（82G／Cand78T／G）人群與Cys C的低水平表達(dá)明顯相關(guān)，同時(shí)與該組人群動(dòng)脈粥樣硬化的程度明顯增加，進(jìn)一步表明Cys C的缺失以及蛋白水解酶與其抑制劑在血管壁的失平衡是導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展的一個(gè)重要因素［6］。

2.2 Cys C與缺血性腦血管病 缺血性腦血管病是多種病因、不同發(fā)病機(jī)制、多種病理類(lèi)型疾病的總稱(chēng)，雖然Cys C和缺血性腦血管病之間的關(guān)系還沒(méi)有一個(gè)定論，但一些關(guān)于Cys C與缺血性腦血管病臨床亞型的研究具有一定的臨床意義。

2.2.1 Cys C與急性腦梗死 陳小奇等［12］對(duì)100例腦梗死患者和138例非腦血管病患者進(jìn)行血清Cys C對(duì)照，結(jié)果顯示，腦梗死組與對(duì)照組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但對(duì)腦梗死組按照Cys C水平分組，發(fā)現(xiàn)隨著血漿Cys C水平的增高，發(fā)生腦梗死的可能性增大。林紅霞等［13］研究Cys C在不同年齡段腦梗死患者中的水平差異性，結(jié)果顯示，不同年齡組腦梗死患者早期血清Cys C水平均有不同程度增高，且癥狀越嚴(yán)重，Cys C升高越明顯。并且認(rèn)為急性腦梗死患者血清Cys C升高有以下幾個(gè)因素：①腦脊液Cys C水平約為血清中的5.5倍，急性腦梗死腦脊液中Cys C可能經(jīng)過(guò)已發(fā)生病理改變的血腦屏障進(jìn)入血液循環(huán)中，使血清中Cys C升高［14］；②急性腦梗死時(shí)，機(jī)體處于應(yīng)激狀態(tài)，出現(xiàn)一系列應(yīng)激反應(yīng)，引起丘腦-垂體-腎上腺軸功能變化，神經(jīng)、內(nèi)分泌機(jī)制紊亂，導(dǎo)致抗利尿激素、腎素-血管緊張素分泌合成亢進(jìn)，使腎血流量減少，腎小球?yàn)V過(guò)率下降，Cys C減少，導(dǎo)致血清Cys C升高［15］；③急性腦梗死患者存在不同程度的腎血流灌注障礙［16］，使得腎小球?yàn)V過(guò)率功能受損，導(dǎo)致Cys C在體內(nèi)蓄積及腎臟結(jié)構(gòu)的完整性受損，以致Cys C代謝調(diào)節(jié)障礙，引起Cys C在體內(nèi)的增高。

2.2.2 Cys C與亞臨床型腦梗死 亞臨床型腦梗死即無(wú)臨床癥狀但影像學(xué)可見(jiàn)梗死灶，根據(jù)Seliger等［17］在多中心臨床調(diào)查的結(jié)果顯示，Cys C和亞臨床腦梗死有密切關(guān)系，在校正了性別、高血壓、糖尿病等常見(jiàn)腦血管疾病危險(xiǎn)因素后這種關(guān)系仍然存在，是亞臨床腦梗死的強(qiáng)有力的預(yù)測(cè)指標(biāo)。

2.2.3 Cys C與短暫性腦缺血發(fā)作（TIA） 巴慶華等［18］分別測(cè)定101例短暫性腦缺血發(fā)作住院患者和64名同期健康體檢者血清Cys C，并進(jìn)行了多因素分析，結(jié)果顯示，TIA患者血清Cys C水平高于正常對(duì)照組，Cys C水平增高為T(mén)IA的危險(xiǎn)因素。短暫性腦缺血發(fā)作與腦梗死有相似的發(fā)病機(jī)制與危險(xiǎn)因素，故導(dǎo)致Cys C在血清升高的因素，TIA和腦梗死相同。

2.2.4 Cys C與進(jìn)展性腦卒中 進(jìn)展性腦卒中是指卒中發(fā)病后，神經(jīng)功能缺失輕微，但漸進(jìn)性加重，在48 h內(nèi)仍不斷進(jìn)展或呈階梯式加重，直至出現(xiàn)較嚴(yán)重的神經(jīng)功能缺損，其致殘率、死亡率較高，是影響患者預(yù)后的重要原因之一［19］。國(guó)內(nèi)有學(xué)者研究了進(jìn)展性卒中與Cys C的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)Cys C在進(jìn)展性卒中的患者血清隨時(shí)間的延長(zhǎng)持續(xù)升高，尤以患病24 h后升高明顯，而隨著時(shí)間推移，升高幅度減小［20］，提示Cys C與進(jìn)展性卒中關(guān)系密切。吳鋼等［21］研究了122例腦梗死患者血清Cys C水平變化，腦梗死組與Cys C密切相關(guān)，并對(duì)腦梗死進(jìn)行進(jìn)展性與非進(jìn)展性分組對(duì)照，結(jié)果顯示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示Cys C可作為進(jìn)展性卒中的一個(gè)預(yù)測(cè)指標(biāo)。

2.2.5 Cys C與復(fù)發(fā)性腦梗死 王敏娟等［22］對(duì)44例復(fù)發(fā)性腦梗死患者和63例初發(fā)性腦梗死患者進(jìn)行了多因素分析，結(jié)果顯示，復(fù)發(fā)性腦梗死患者高Cys C血癥的發(fā)生率增高，且復(fù)發(fā)性腦梗死患者血清Cys C水平較初發(fā)性腦梗死患者高。認(rèn)為與以下相關(guān)因素有關(guān)：復(fù)發(fā)性腦梗死患者血腦屏障的破壞程度較初發(fā)者嚴(yán)重，導(dǎo)致Cys C從腦脊液中漏出增高；復(fù)發(fā)性腦梗死患者因高血壓、糖尿病的高患病率以及衰老退化導(dǎo)致腎損傷較重，腎小球?yàn)V過(guò)率下降，Cys C濾過(guò)減少。

2.3 Cys C與出血性腦血管病

2.3.1 Cys C與遺傳性淀粉樣變腦出血 1984年，Levy等［23］發(fā)現(xiàn)Cys C基因第二外顯子發(fā)生突變，使68位點(diǎn)處發(fā)生突變（A／G），導(dǎo)致一種家族性大腦皮層淀粉樣變腦血管病，可導(dǎo)致腦動(dòng)脈血管破裂、腦出血等嚴(yán)重后果，而這類(lèi)人年輕時(shí)就發(fā)生致命的腦出血。目前認(rèn)為，遺傳性淀粉樣變性腦出血機(jī)制是變異的Cys C蛋白沉積在血管壁上并對(duì)血管造成損傷，免疫組化證實(shí)，病變血管的平滑肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞，纖維膠原減少，淀粉樣物質(zhì)、Ⅳ型膠原和層蛋白堆積，造成血管脆性增加，血管壁對(duì)血流和壓力變化的反應(yīng)能力變?nèi)?；最后，血管壁局部斷裂，形成微?dòng)脈瘤、纖維素樣壞死，從而導(dǎo)致腦出血［24］，所以，Cys C基因變異是淀粉樣變性遺傳性腦出血的一個(gè)始動(dòng)因素。

2.3.2 Cys C與高血壓性腦出血 有學(xué)者認(rèn)為［25］，高血壓性腦出血可能是因?yàn)镃ys C分泌失衡所致；在高血壓病、高脂血癥等各種損傷因素的作用下，首先是內(nèi)皮細(xì)胞損傷，繼而平滑肌細(xì)胞發(fā)生增殖、遷移等變化，血管開(kāi)始重構(gòu)，最后形成動(dòng)脈粥樣硬化斑塊或動(dòng)脈瘤，這個(gè)過(guò)程會(huì)涉及組織蛋白的降解與合成，必然會(huì)有組織蛋白酶的活躍表達(dá)，但是作為組織蛋白酶抑制物Cys C的下調(diào)加速了這個(gè)過(guò)程。

王小亞等［26］對(duì)46例高血壓腦出血手術(shù)患者和43例非腦血管病患者進(jìn)行了血清、腦脊液Cys C動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，結(jié)果顯示，高血壓腦出血患者血清Cys C較對(duì)照組增高，而腦脊液Cys C較對(duì)照組降低，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的結(jié)果顯示，血清和腦脊液Cys C會(huì)隨著腦出血疾病的分期發(fā)生變化，提出腦脊液循環(huán)的高Cys C水平和血清的低Cys C可能是高血壓腦出血的一種保護(hù)因素。林偉華等［27］對(duì)4種腦血管病，包括腦梗死、腦出血、腦膜炎和腦腫瘤和健康體檢者進(jìn)行了血清和腦脊液Cys C測(cè)定，結(jié)果顯示，腦出血組合Cys C相關(guān)性最大，且腦出血患者病情越重，血清和腦脊液Cys C改變水平越大，認(rèn)為可能是Cys C通過(guò)本身參與血管損傷和本身升高引起的腎損傷兩個(gè)方面來(lái)增加腦出血的危險(xiǎn)［27］。此與呂家高等［28］研究結(jié)果一致。

2.4 Cys C與腦血管疾病治療 地塞米松可刺激Hela細(xì)胞分泌Cys C，而轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子B可促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞及鼠胚胎細(xì)胞分泌Cys C；而與之相反的是，脂多糖和r干擾素可在激活的單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞抑制Cys C的分泌。在動(dòng)脈硬化癥中，可以發(fā)現(xiàn)全身性的活性轉(zhuǎn)化因子活性減少，且損傷局部對(duì)有活性的轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子有依賴(lài)性，所以，通過(guò)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子的治療可以刺激Cys C的分泌，從而調(diào)節(jié)組織蛋白酶與Cys C的相互作用，并抑制動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展［29］。這是目前發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)Cys C而干預(yù)腦動(dòng)脈硬化，有望成為心腦血管疾病治療的新方法。

Cys C作為一種蛋白酶抑制劑，參與了腦血管疾病諸多的生理、病理過(guò)程，在未來(lái)，有可能成為腦血管疾病診斷、監(jiān)測(cè)、判斷預(yù)后等方面的分子指標(biāo)。至于Cys C對(duì)腦血管疾病的影響機(jī)制，還有待進(jìn)一步研究。

［1］ Mussap M，Plebani M.Biochemistry and clinical role of human cycstatin C［J］.Crit Rev Clin Lab Sci，2004，41（5-6）：467-550.

［2］ Randers E，Enenden EJ.Serum cystatin C as an endogenous marker of the renal functional review［J］.Clin Chem Lab Med，1999，37（4）：387-395.

［3］ Coll E，Botey A，Alvarez L，et al.Serum cystatin C as a new marker for non-invasive estimation of glomerular filtration rate and as a marker for early renal inpairment［J］.Am J Kidney Dis，2000，36（1）：39-34.

［4］ Reed CH.Diagnostic applications of cystatin C［J］.Br J Biomed Sci，2000，57：323-329.

［5］ Cheng XW，Kuzuya M，Sasaki T，et al.Increased expression of elastolytic cysteine proteases，cathepsins S and K，in the neointima of balloon-injured rat carotid arteries［J］.Am J Pathol，2004，164（1）：243-251.

［6］ 賈建平，崔麗英，王偉.神經(jīng)病學(xué)［M］.第6版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2006：171-173.

［7］ Eriksson P，Deguchi H，Samnegard A，et al.Human evidence that the cystatin C gene is implicated in focal progression of coronary artery disease［J］.Arterioscler Thromb Vasc Biol，2004，24：551-557.

［8］ Sukhova GK，Wang B，Libhy P，et al.Cystatin C deficiency increases lastic lamina degradation and aortic dilation in apolipoprotein E null mice［J］.Circ Res，2005，96（3）：368-375.

［9］ Bengtsson E，To F，Grubb A，et al.Absence of the protease inhibitor cystatin C in inflammatory cells results in larger plaque area in plaque regression of apoE-deficient mice［J］.Atherosclerosis，2005，180（1）：45-53.

［10］ Luc G，Bard JM，Lesueur C，et al.Plasma cystatin C and development of coronary heart disease：The PRIME Study［J］.Atherosclerosis，2006，85：375-380.

［11］ Shi GP，Sukhova GK，Grubb A，et al.Cystatin C deficiency in human atherosclerosis and aortic aneurysms［J］.J Clin Invest，1999，104：1191-1197.

［12］ 陳小奇，徐沙貝.血漿半胱氨酸蛋白酶抑制劑C水平與腦梗死的關(guān)系［J］.神經(jīng)損傷與功能重建，2009，4（2）：88-89.

［13］ 林紅霞，樊錦秀，陳琪.不同年齡段腦梗死患者半胱氨酸酶抑制劑C變化及臨床意義［J］.現(xiàn)代實(shí)用醫(yī)學(xué)，2008，20（9）：682-685.

［14］ 方軍，洪靈敏.急性腦出血患者和腦脊液CysC變化及臨床意義［J］.實(shí)驗(yàn)與檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)，2008，26（2）：137-138.

［15］ Hasegawa A，Naruse M，Hitoshi S，et al.Regulation of glial development by cystatin C［J］.Neuro Chem，2007，100：12-22.

［16］ 徐東，吳志興.急性腦血管病患者腎血流灌注研究［J］.中華神經(jīng)內(nèi)科雜志，1999，32（4）：222-274.

［17］ Seliger SL，Longstreth WT，Katz R，et al.Cystatin C and subclinical brain infarction［J］.J Am Soc Nephrol，2005，16：3721-3727.

［18］ 巴慶華，滕軍放.短暫性腦缺血發(fā)作患者血漿Hcy和血清CysC水平分析［J］.鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版），2011，46（5）：751-753.

［19］ 穆雪梅.進(jìn)展性腦卒中的病因及治療進(jìn)展［J］.醫(yī)學(xué)理論與實(shí)踐，2007，20（1）：25-26.

［20］ 高春香，畢向鋒.Cys-C、MMP-9水平與進(jìn)展性卒中的關(guān)系及其臨床意義［J］.山東醫(yī)藥，2008，48（41）：69-70.

［21］ 吳鋼，潘麗雅.急性腦梗死患者血清CysC水平變化的臨床意義［J］.臨床和實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志，2010，9（15）：1149-1151.

［22］ 王敏娟，李亞軍.復(fù)發(fā)性腦梗死與頸動(dòng)脈粥樣硬化、血漿Hcy及Cys-C的關(guān)系［J］.陜西醫(yī)學(xué)雜志，2010，39（7）：859-860.

［23］ Levy E，Lopez-Otin C，Ghiso J，et al.Stroke in Ice langdic cysteine proteases in atherosclerosis［J］.Arterioscler Thromb Vasc Biol，2004，24：1359-1366.

［24］ Tian J.Relationships in Alzheimer’s disease between the extent of Abeta deposition in cerebral blood vessel walls，as cerebral amyloid angiopathy，and the amount of cerebrovascular smooth muscle cells and collagen［J］.Neuropathol Appl Neurobiol，2006，32（3）：332-340.

［25］ 徐運(yùn)啟.CysC與腦血管性疾病的關(guān)系［J］.中外醫(yī)療，2010，1（3）：187-188.

［26］ 王小亞，劉建新.高血壓腦出血患者血清和腦脊液CysC動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的意義［J］.國(guó)際檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志，2011，32（16）：1895-1896.

［27］ 林偉華，陳華英.血清和腦脊液CysC檢測(cè)在4種腦疾病患者中的臨床意義［J］.國(guó)際檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志，2010，31（11）：1295-1296.

［28］ 呂家高，倪黎，嚴(yán)江濤，等.血漿胱氨酸蛋白酶抑制劑C水平與腦出血關(guān)系的病例對(duì)照研究［J］.中華老年心腦血管病雜志，2006，8（9）：610-612.

［29］ 顧萬(wàn)建，張春兵.CysC在心腦血管病中的研究進(jìn)展［J］.國(guó)際檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志，2007，28（12）：1120-1123.