Сystatin C potential use in the diagnosis of various diseases

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

The prevalence of chronic kidney disease (CKD) is increasing worldwide. It leads to a high risk of cardiovascular disease, early disability and mortality. The severity of CKD is determined by the level of reduction in glomerular filtration rate (GFR). Modern formulas for calculating GFR based on serum creatinine give errors. The search for new informative methods of evaluation of GFR is an urgent task. A number of studies have shown the effectiveness of cystatin C determination in serum as a more sensitive indicator of GFR decline for early detection of renal pathology. The timely detection of diabetic nephropathy and the administration of nephroprotective and cardioprotective therapy is an important task in reducing the risk of cardiovascular disease and mortality. This review article discusses the possibility of using cystatin C as a marker of renal function decline, diagnosis of cardiovascular disease, and the development of preeclampsia.

About the authors

Olga B. Glavnova

Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology named after D.O. Ott

Author for correspondence.
Email: o.glavnova@mail.ru

MD, Endocrinologist

Russian Federation, Saint Petersburg

Mariya I. Yarmolinskaya

Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology named after D.O. Ott

Email: m.yarmolinskaya@gmail.com

MD, PhD, DSci (Medicine), Professor of the Russian Academy of Sciences, Head of the Department of Endocrinology of Reproduction, Head of the Diagnostics and Treatment of Endometriosis Center

Russian Federation, Saint Petersburg

Svetlana V. Suslova

Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology named after D.O. Ott

Email: sv07s@mail.ru

MD, Endocrinologist

Russian Federation, Saint Petersburg

Natalya V. Borovik

Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology named after D.O. Ott

Email: borovik1970@yandex.ru

MD, PhD, Endocrinologist

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Швецов М.Ю., Бобкова И.Н., Колина И.Б., Камышова Е.В. Хроническая болезнь почек и нефропротективная терапия: методическое руководство для врачей / Под ред. Е.М. Шилова. - М., 2012. [Shvetsov MY, Bobkova IN, Kolina IB, Kamyshova EV. Ed by E.M. Shilov. Khronicheskaya bolezn' pochek i nefroprotektivnaya terapiya: metodicheskoe rukovodstvo dlya vrachey. Moscow; 2012. (In Russ.)]
  2. Abboud O, Adler S, Bertram K. KDIGO 2012 Clinical Practice Guideline for the Evaluation and Managementof Chronic Kidney Disease. Kidney Int Suppl. 2013;3(1):1-150.
  3. Короленко Т.А., Филатова Т.Г., Черканова М.С., и др. Цистатины: регуляция цистеиновых протеаз и нарушения при опухолевых и воспалительных заболеваниях // Биомедицинская химия. - 2008. - T. 54. - № 2. - C. 210-217. [Korolenko TA, Filatova TG, Cherkanova MS, et al. Cystatins: cysteine proteases regulation and disturbances in tumors and inflammation. Biomed Khim. 2008;54(2):210-217. (In Russ.)]
  4. Короленко Т.А. Цистатины - биологическая роль и нарушения в патологии // Вестник РАМН. - 2008. - № 4. - C. 43-47. [Korolenko TA. Cystatins: biological role and changes in pathology. Vestn Ross Akad Med Nauk. 2008;(4):43-47. (In Russ.)]
  5. Mussap M, Plebani M. Biochemistry and clinical role of human cystatin C. Crit Rev Clin Lab Sci. 2004;41(5-6):467-550. doi: 10.1080/10408360490504934.
  6. Mares J, Stejskal D, Vavrouskova J, et al. Use of Cystatin C Determination in Clinical Diagnostics. Biomedical Papers. 2003;147(2):177-180. doi: 10.5507/bp.2003.025.
  7. Kronenberg F. Emerging risk factors and markers of chronic kidney disease progression. Nat Rev Nephrol. 2009;5(12):677-689. doi: 10.1038/nrneph.2009.173.
  8. Brown WM, Dziegielewska KM. Friends and relations of the cystatin superfamily - new members and their evolution. Protein Sci. 1997;6(1):5-12. doi: 10.1002/pro.5560060102.
  9. Hall A, Håkansson K, Mason RW, et al. Structural Basis for the Biological Specificity of Cystatin C. J Biol Chem. 1995;270(10):5115-5121. doi: 10.1074/jbc.270.10.5115.
  10. Hojs R, Bevc S, Ekart R, et al. Serum cystatin C-based equation compared to serum creatinine-based equations for estimation of glomerular filtration rate in patients with chronic kidney disease. Clin Nephrol. 2008;70(1):10-17.
  11. Shlipak MG. Cystatin C as a marker of glomerular filtration rate in chronic kidney disease: influence of body composition. Nat Clin Pract Nephrol. 2007;3(4):188-189. doi: 10.1038/ncpneph0404.
  12. Turk V. Cystatins: Biochemical and structural properties, and medical relevance. Front Biosci. 2008;(13):5406. doi: 10.2741/3089.
  13. Mussap M, Plebani M. Biochemistry and Clinical Role of Human Cystatin C. Crit Rev Clin Lab Sci. 2008;41(5-6):467-550. doi: 10.1080/10408360490504934.
  14. Abrahamson M, Dalbøge H, Olafsson I, et al. Efficient production of native, biologically active human cystatin C by Escherichia coli. FEBS Lett. 1988;236(1):14-18. doi: 10.1016/0014-5793(88)80276-x.
  15. Finney H, Newman DJ, Gruber W, et al. Initial evaluation of cystatin C measurement by particle-enhanced immunonephelometry on the Behring nephelometer systems (BNA, BN II). Clin Chem. 1997;43(6 Pt 1):1016-1022.
  16. Kato T, Heike T, Okawa K, et al. A neurosphere-derived factor, cystatin C, supports differentiation of ES cells into neural stem cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006;103(15):6019-6024. doi: 10.1073/pnas.0509789103.
  17. Дилакян Э.А., Цветкова И.В. Лизосомные цистеиновые протеиназы при неопластической трансформации // Биомедицинская химия. - 2005. - Т. 51. - № 5. - С. 485-500. [Dilakyan EA, Tsvetkova IV. Lysosomal cyteine proteinases at neoplastic transformation. Biomed Khim. 2005;51(5):485-500. (In Russ.)]
  18. Hall A, Håkansson K, Mason RW, et al. Structural Basis for the Biological Specificity of Cystatin C. J Biol Chem. 1995;270(10):5115-5121. doi: 10.1074/jbc.270.10.5115.
  19. Shlipak MG, Wassel Fyr CL, Chertow GM, et al. Cystatin C and mortality risk in the elderly: the health, aging, and body composition study. J Am Soc Nephrol. 2006;17(1):254-261. doi: 10.1681/ASN.2005050545.
  20. Randers E, Kristensen H, Erlandsen EJ, Danielsen S. Serum cystatin C as a marker of the renal function. Scand J Clin Lab Invest. 2009;58(7):585-592. doi: 10.1080/00365519850186210.
  21. Stevens LA, Schmid CH, Greene T, et al. Factors other than glomerular filtration rate affect serum cystatin C levels. Kidney Int. 2009;75(6):652-660. doi: 10.1038/ki.2008.638.
  22. Wasén E, Isoaho R, Mattila K, et al. Serum cystatin C in the aged: relationships with health status. Am J Kidney Dis. 2003;42(1):36-43. doi: 10.1016/s0272-6386(03)00406-2.
  23. Muntner P, Winston J, Uribarri J, et al. Overweight, obesity, and elevated serum cystatin C levels in adults in the United States. Am J Med. 2008;121(4):341-348. doi: 10.1016/j.amjmed.2008.01.003.
  24. Risch L, Herklotz R, Blumberg A, Huber AR. Effects of glucocorticoid immunosuppression on serum cystatin C concentrations in renal transplant patients. Clin Chem. 2001;47(11):2055-2059.
  25. Cimerman N, Brguljan PM, Krašovec M, et al. Serum cystatin C, a potent inhibitor of cysteine proteinases, is elevated in asthmatic patients. Clin Chim Acta. 2000;300(1-2):83-95. doi: 10.1016/s0009-8981(00)00298-9.
  26. Bjarnadottir M, Grubb A, Olafsson I. Promoter-mediated, dexamethasone-induced increase in cystatin C production by HeLa cells. Scand J Clin Lab Invest. 1995;55(7):617-623. doi: 10.3109/00365519509110261.
  27. Shlipak MG, Mattes MD, Peralta CA. Update on cystatin C: incorporation into clinical practice. Am J Kidney Dis. 2013;62(3):595-603. doi: 10.1053/j.ajkd.2013.03.027.
  28. Fliser D, Ritz E. Serum cystatin C concentration as a marker of renal dysfunction in the elderly. Am J Kidney Dis. 2001;37(1):79-83. doi: 10.1053/ajkd.2001.20628.
  29. Hojs R, Bevc S, Ekart R, et al. Serum cystatin C as an endogenous marker of renal function in patients with mild to moderate impairment of kidney function. Nephrol Dial Transplant. 2006;21(7):1855-1862. doi: 10.1093/ndt/gfl073.
  30. Cockcroft DW, Gault MH. Prediction of creatinine clearance from serum creatinine. Nephron. 1976;16(1):31-41. doi: 10.1159/000180580.
  31. Levey AS. A More Accurate Method to Estimate Glomerular Filtration Rate from Serum Creatinine: A New Prediction Equation. Ann Intern Med. 1999;130(6):461. doi: 10.7326/0003-4819-130-6-199903160-00002.
  32. Grubb A, Bjork J, Lindstrom V, et al. A cystatin C-based formula without anthropometric variables estimates glomerular filtration rate better than creatinine clearance using the Cockcroft-Gault formula. Scand J Clin Lab Invest. 2005;65(2):153-162. doi: 10.1080/00365510510013596.
  33. Schwartz GJ, Munoz A, Schneider MF, et al. New equations to estimate GFR in children with CKD. J Am Soc Nephrol. 2009;20(3):629-637. doi: 10.1681/ASN.2008030287.
  34. Akbari A, Clase CM, Acott P, et al. Canadian Society of Nephrology commentary on the KDIGO clinical practice guideline for CKD evaluation and management. Am J Kidney Dis. 2015;65(2):177-205. doi: 10.1053/j.ajkd.2014.10.013.
  35. Шестакова М.В., Шамхалова М.Ш., Ярек-Мартынова И.Я., и др. Сахарный диабет и хроническая болезнь почек: достижения, нерешенные проблемы и перспективы лечения // Сахарный диабет. - 2011. - Т. 14. - № 1. - С. 81-90. [Shestakova MV, Shamkhalova MS, Yarek-Martynova IY, et al. Diabetes mellitus and chronic kidney disease: achievements, unresolved problems, and prospects for therapy. Diabetes mellitus. 2011;14(1):81-90. (In Russ.)]. doi: 10.14341/2072-0351-6254.
  36. Zhou B, Zou H, Xu G. Clinical Utility of Serum Cystatin C in Predicting Diabetic Nephropathy Among Patients with Diabetes Mellitus: a Meta-Analysis. Kidney Blood Press Res. 2016;41(6):919-928. doi: 10.1159/000452593.
  37. Mussap M, Dalla Vestra M, Fioretto P, et al. Cystatin C is a more sensitive marker than creatinine for the estimation of GFR in type 2 diabetic patients. Kidney Int. 2002;61(4):1453-1461. doi: 10.1046/j.1523-1755.2002.00253.x.
  38. Капланян М.В., Ворохобина Н.В., Ряснянский В.Ю. Предикторы диабетической нефропатии у больных сахарным диабетом 1-го типа // Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова. - 2016. - Т. 8. - № 2. - С. 38-43. [Kaplanyan MV, Vorohobina NV, Ryasnyanskiy VY. The predictors of the diabetic nephropathy with 1 type diabetic patients. Herald of the Northwestern State Medical University named after I.I. Mechnikov. 2016;8(2):38-43. (In Russ.)]
  39. Takir M, Unal AD, Kostek O, et al. Cystatin-C and TGF-beta levels in patients with diabetic nephropathy. Nefrologia. 2016;36(6):653-659. doi: 10.1016/j.nefro.2016.06.011.
  40. Siddiqi Z, Karoli R, Kaul A, et al. Evaluation of neutrophil gelatinase-associated lipocalin and cystatin C as early markers of diabetic nephropathy. Ann Afr Med. 2017;16(3):101-106. doi: 10.4103/aam.aam_12_17.
  41. Pavkov ME, Knowler WC, Hanson RL, et al. Comparison of serum cystatin C, serum creatinine, measured GFR, and estimated GFR to assess the risk of kidney failure in American Indians with diabetic nephropathy. Am J Kidney Dis. 2013;62(1):33-41. doi: 10.1053/j.ajkd.2012.11.044.
  42. Machado JD, Camargo EG, Boff R, et al. Combined creatinine-cystatin C CKD-EPI equation significantly underestimates measured glomerular filtration rate in people with type 2 diabetes mellitus. Clin Biochem. 2018;53:43-48. doi: 10.1016/j.clinbiochem.2018.01.005.
  43. Zeng X-F, Lu D-X, Li J-M, et al. Performance of urinary neutrophil gelatinase-associated lipocalin, clusterin, and cystatin C in predicting diabetic kidney disease and diabetic microalbuminuria: a consecutive cohort study. BMC Nephrol. 2017;18(1). doi: 10.1186/s12882-017-0620-8.
  44. Kiyosue A, Hirata Y, Ando J, et al. Plasma Cystatin C Concentration Reflects the Severity of Coronary Artery Diseasein Patients without Chronic Kidney Disease. Circ J. 2010;74(11):2441-2447. doi: 10.1253/circj.CJ-10-0158.
  45. Sarnak MJ, Katz R, Stehman-Breen CO, et al. Cystatin C Concentration as a Risk Factor for Heart Failure in Older Adults. Ann Intern Med. 2005;142(7):497. doi: 10.7326/0003-4819-142-7-200504050-00008.
  46. Monteiro Junior Fd, Ferreira PA, Nunes JA, et al. Correlation between serum cystatin C and markers of subclinical atherosclerosis in hypertensive patients. Arq Bras Cardiol. 2012;99(4):899-906. doi: 10.1590/S0066-782X2012005000083.
  47. Ix JH, Shlipak MG, Chertow GM, et al. Cystatin C, left ventricular hypertrophy, and diastolic dysfunction: data from the Heart and Soul Study. J Card Fail. 2006;12(8):601-607. doi: 10.1016/j.cardfail.2006.07.005.
  48. Kristensen K, Larsson I, Hansson SR. Increased cystatin C expression in the pre-eclamptic placenta. Mol Hum Reprod. 2007;13(3):189-195. doi: 10.1093/molehr/gal111.
  49. Vieira MC, Poston L, Fyfe E, et al. Clinical and biochemical factors associated with preeclampsia in women with obesity. Obesity (Silver Spring). 2017;25(2):460-467. doi: 10.1002/oby.21715.
  50. Franceschini N, Qiu C, Barrow DA, Williams MA. Cystatin C and preeclampsia: a case control study. Ren Fail. 2008;30(1):89-95. doi: 10.1080/08860220701742229.
  51. Kos J, Lah TT. Cysteine proteinases and their endogenous inhibitors: target proteins for prognosis, diagnosis and therapy in cancer (review). Oncol Rep. 1998. doi: 10.3892/or.5.6.1349.
  52. Yoneda K, Iida H, Endo H. et al. Identification of Cystatin SN as a novel tumor marker for colorectal cancer. Int J Oncol. 2009;35(01). doi: 10.3892/ijo_00000310.
  53. Mulaomerovic A, Halilbasic A, Cickusic E, et al. Cystatin C as a potential marker for relapse in patients with non-Hodgkin B-cell lymphoma. Cancer Lett. 2007;248(2):192-197. doi: 10.1016/j.canlet.2006.07.004.
  54. Nishikawa H, Ozaki Y, Nakanishi T, et al. The role of cathepsin B and cystatin C in the mechanisms of invasion by ovarian cancer. Gynecol Oncol. 2004;92(3):881-886. doi: 10.1016/j.ygyno.2003.11.017.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2018 Glavnova O.B., Yarmolinskaya M.I., Suslova S.V., Borovik N.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».