1886 s - Creatinine (Jaffe reaction) 1950 s 1960 s. Troponins

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2 1886 s - Creatinine (Jaffe reaction) 1950 s 1960 s AST CK 1970 s 1980 s 1990 s CK and LDH Isoenzymes CK-MB Mass Troponins

3 1961: Jorgen Clausen descrive la presenza nel liquor di una proteina cerebrospinal fluid-specific : la stessa proteina assume vari nomi, g- cerebrospinal fluid, post g- protein, gc-globulin, human g- trace, dat 1984: Barrett e Brzin, dopo che Grubb e Lofberg ne identificano l esatta sequenza aminoacidica, la rinomina Cystatin C

4 Le cistatine sono un gruppo di inibitori potenti, non-covalenti, e competitivi delle proteinasi cisteiniche lisosomiali. La Cistatina C è codificata dal gene CST3 ed è formata da un unica catena polipetidica nonglicosilata composta da 120 aminoacidi. Inibitore di catepsina B, H, L, S, di altre cistein peptidasi, modula alcune risposte immunitarie, ha attività antivirale e antibatterica, e la risposta a danni cerebrali.

5 Prodotta da tutte le cellule nucleate umane Il gene che codifica per la proteina è del tipo house-keeping, ad indicare una produzione stabile. Gli studi iniziali non hanno mai messo in relazione una correlazione fra livelli di Cistatina C e un particolare stato fisiopatologico, se si escludono malattie renali e situazioni che determinino alterazione del filtrato glomerulare. Tuttavia, è stato poi dimostrato che dosi massive di glucocorticoidi aumentano la produzione della proteina e che disfunzioni tiroidee possono determinare alterazioni dei livelli della stessa.

6 Studi nel ratto hanno dimostrato che la Cistatina C è liberamente filtrata nei glomeruli, dato che la clearance è 94% di quella con il marker di GFR 51 Cr-EDTA; Più del 99% della Cistatina C filtrata è degradata nelle cellule tubulari; Nel modello sperimentale la clearance della Cistatina C correla strettamente con quella del 51 Cr-EDTA.

7 Il reciproco della Cistatina C correla più strettamente con il gold standard per il GFR rispetto al reciproco della creatinina (Bokekamp A et al, 1998; Filler G et al, 1999) La Cistatina C come marker di GFR è indipendente dalla composizione corporea (Vinge et al. 1999; Bokekamp et al. 1998)

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9 Il primo metodo di determinazione della Cistatina C nei liquidi biologici fu sviluppato nel 1979 da Lofberg e Grubb e si basava su una tecnica SRID (enzymeamplied single radial immunodiffusion). Utilizzava un antisiero policlonale di coniglio Nel 1982 viene sviluppato un RIA con anticorpi monoclonali Successivamente, negli anni a partire dal 1994, vengono sviluppati metodi automatizzati PETIA (particleenhanced turbidimetric immunoassay) e PENIA (particleenhanced nephelometric immunoassay)

10 - Independent of age, sex and muscle mass (creatinine is age, sex and muscle dependent) - Constant production in all nucleated cells - Freely filtered at the glomerulus - Completely reabsorbed and catabolized by proximal tubules - No renal tubular secretion

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12 Factor Effect on creatinine - Older age decrease - Female sex decrease - Race African American increase Hispanics decrease Asian decrease -Body habitus Muscular increase Obesity no change -Chronic illness malnutrition, inflammation deconditioning(eg. cancer, cardiovascular disease) decrease -Neuromuscular disease decrease -Variation in muscular mass increase -Diet Vegetarian decrease Ingestion of cooked meat increase Coresh J. et al., J Am Soc Nephrol 2005

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14 Reflect creatinine limitations Pregnant women Extremes of body size Extremes of muscle mass (incl. muscle wasting) Extremes of nutritional status (meat ; vegan ) Ill hospitalized patients Serious comorbid conditions MDRD equation limitations elderly GFR >60 ml/min/1,73m2 Miller G, 2007

15 Cystatin C S- creatinine Chew JSC et al, 2008

16 Clinicians do not like to replace familiar markers with new tests unless proven extensively to influence clinical decision making; Despite superior diagnostic accuracy, little evidence exists that Cystatin C improves clinical decision making over creatinine; Potential confounding effects of steroid therapy and thyroid disease; Different reference ranges for different age groups and clinical decision points not well defined;

17 Lack of uniformity and standardization of available commercial assays; Cost and turnaround time of cystatin C measurement (TAT 20 times more than creatinine and 3 times the costs of an enzymatic assay of creatinine). Chew JSC et al. Clin Biochem Rev 2008

18 Vi è veramente un problema analitico, di scarsa standardizzazione ed armonizzazione nei risultati fra laboratori diversi? E vi è realmente un problema di costi e risposte dilazionate nel tempo?

19 Larger absolute differences in mean egfr between the two laboratories were found in the subgroup with CysC less than 1.41 mg/l as compared with the subgroup greater than 1.41 mg/l (9.5 versus 5.0 ml/min per 1.73 m(2). Significant differences in CysC measurement exist between laboratories using the same assay by the same manufacturer and these lead to clinically relevant differences in GFR estimation. This interlaboratory variability needs to be recognized when interpreting and comparing CysC and egfr results. White Ca et al Clin J Am Soc Nephrol 2011

20 Li J et al, Clin Chem 2010

21 Li J et al, Clin Chem 2010

22 Hansson LO, 2010

23 Shlipak M et al Clin Chem 2011

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25 (Lot ) Blirup-Jensen S et al, 2008

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27 A PETIA assay traceable with the certified reference material versus PENIA: CVs: from 0.65% to 1.3% at concentrations between 0.98 and 1.88 mg/l Bias: a 25% positive bias (95% CI 15-36%) Recovery: 98% of target value Voskoboev NV et al. Clin Chem 2011

28 Voskoboev NV et al. Clin Chem 2011

29 creatinin e GF R Cystatin C Bokenkamp A et al, 1998

30 Ross JF et al., Clin Biochem 40, 2007

31 Ross JF et al., Clin Biochem 40, 2007

32 Diagnostic Odd ratio (95% CI) Cistatina C ( ) Creatinina ( ) Ross JF Clin Biochem 2007

33 Estimated GFR<60, based on elevated creatinine, is reasonably specific for kidney dysfunction. We hypothesized that cystatin C could be particularly useful for detecting kidney dysfunction in persons with egfr>60 (no CKD). We proposed that elevated cystatin C levels in a non- CKD patient represent preclinical kidney disease. Shlipak et al. Ann Intern Med 2006

34 Perkins et al. J Am Soc Nephrol 2005

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37 Blufpand HN et al. Pediatr Blood Cancer 2011

38 La accuratezza diagnostica del GFR stimato con creatinina (formula di Schwartz) e Cistatina C (Filler) in pazienti oncologici di età pediatrica versus il gold standard (clearance dell inulina) è risultata superiore (82.4%) per la cistatina rispetto alla creatinina (72.1%). Nel gruppo di controllo, egfr-crea aveva un accuratezza superiore (84.3%) della cistatina (76%) La spiegazione data dagli autori è che la cistatina riesce a rilevare con maggiore accuratezza lievi riduzione della funzione renale. Blufpand HN et al. Peditr Blood Cancer 2011

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41 .the GFR-cys/GFR-Cr ratio exceeded 1.0 more often in CKD patients with high-stage renal disfunction. At present, the reasons that serum CysC concentration levels are not so high as expected in CKD patients with high-stage renal disfunction are unclear. The existence of non-renal clearance of CysC is indicated and the magnitude is about 20 ml/min/1.73 m 2 in humans. Uemura O et al. Clin Exp Nephrol 2011

42 Unlike serum creatinine, serum cystatin C did not increase in association with reduction of GFR in subjects with GFR below 15 ml/min/1.73 m 2 Apparent non-renal elimination of cystatin C contributed to the low performance of the marker. Horio M et al. Clin Exp Nephrol 2011

43 Horio M et al. Clin Exp Nephrol 2011

44 Horio M et al. Clin Exp Nephrol 2011

45 Recent research has reported Cystatin C to be less dependent on muscle mass than creatinine and as a result simpler GFR prediction equations were derived from Cystatin C compared to creatinine. These models proved to give a more accurate and precise measurement of GFR than creatinine based equations with less bias, irrespective of anthropometric data, especially in identifying patients with GFR below 60 ml/min/1.73 m 2

46 Sharma AP et al. Clin J Am Soc Nephrol 2011

47 Sharma AP et al. Clin J Am Soc Nephrol 2011

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49 The main finding of the study was that diagnostic accuracy of various cystatin C equations changed with GFR (both in classifying and prediction the measured GFR). The bias increased with the GFR but the reasons for variation remain poorly understood. Sharma AP et al. Clin J Am Soc Nephrol 2011

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51 I clinici possono non voler confermare la diagnosi di CKD in pazienti con GFR senza markers di danno se la probabilità è elevata per presenza di fattori di rischio o complicanze. La determinazione di Cistatina C non è universalmente disponibile In certi contesti, il costo della determinazione potrebbe essere considerato proibitivo

52 Nel sottogruppo con egfr creat ml/min/1.73m 2,la stima del GFR utilizzando assieme creatinina e cistatina consente di riclassificare correttamente come GFR> % di pazienti, rimuovendo l etichetta di renali o meglio di CKD, di riassicurare i soggetti e di focalizzare l attenzione sui veri malati.

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54 Shlipak MG et al. N Engl J Med 2013

55 Shlipak MG et al. N Engl J Med 2013

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57 Formulae always perform best in the range where most of the patients were recruited..

58 Formule ricavate utilizzando metodi tracciabili rispetto al metodo di riferimento Con studi di popolazione nei quali la concentrazione di Cistatina sia stata misurata con metodi tracciabili Solo l equazione sviluppata da CKD-EPI sembra corrispondere a questi presupposti.

59 5 *Significant adjusted hazard ratio 4 * Mortality 3 rate per year (%) 2 1 * * * * Creatinine Cystatin-C 0 1st 2nd 3rd 4th 5th Quintiles Shlipak MG et al. N Engl J Med 2005

60 Peralta CA et al. JAMA 2011; 305:

61 Peralta CA et al. JAMA 2011; 305:

62 Peralta CA et al. JAMA

63 Negli ultimi anni, la determinazione della Cistatina C è divenuta più accurata, standardizzata, automatizzata e meno costosa. Dal punto di vista clinico, la determinazione della Cistatina C non può sostituire la creatinina, e le formule correlate per la misura dell egfr, particolarmente negli stadi avanzati di insufficienza renale, ma può essere indicata in particolari casi. In particolare la Cistatina C può essere indicata nelle fasi iniziali di riduzione del filtrato, in età pediatrica, in pazienti con forti alterazioni della massa muscolare e nella valutazione di rapide variazioni della funzionalità renale.

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