徐 雁 鄒建洲 劉中華 蔣素華 徐少偉 沈 波 丁小強(qiáng)
(1上海市同濟(jì)醫(yī)院腎內(nèi)科 上海 200065;2復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院腎內(nèi)科 上海 200032)
維持性血液透析(maintenance hemodialysis,MHD)患者心血管疾病(cardiovascular disease,CVD)的患病率明顯高于正常人群,且有近50%死于CVD[1]。因此,早期診斷和有效防治CVD是改善透析患者生活質(zhì)量和生存率的重要因素。近十年來(lái),非傳統(tǒng)危險(xiǎn)因素如微炎癥狀態(tài)等在血透患者CVD發(fā)病中的作用越來(lái)越受到重視。核因子-κB(nuclear factor kappa B,NF-κB)是引起炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子,其與心血管疾病的關(guān)系日益得到重視[2]。但因其檢測(cè)繁瑣,長(zhǎng)期以來(lái)只用于科研。近年NF-κB的酶聯(lián)免疫吸附(enzyme-linked immunosorbant assay,ELISA)檢測(cè)方法的建立,使NF-κB高通量定量分析以及應(yīng)用于臨床炎癥狀態(tài)的敏感標(biāo)志物成為可能[3]。本文采用橫斷面研究,初步探討MHD患者外周血單個(gè)核細(xì)胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)NF-κB活性與CVD的關(guān)系,并與炎癥因子五聚素3(pentraxin 3,PTX3)和高敏C反應(yīng)蛋白(high sensitive C-reactive protein,hsCRP)作比較。
血透患者 2010年12月在復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院血液凈化中心MHD治療的患者32例。入選標(biāo)準(zhǔn):MHD 3個(gè)月以上;年齡>18歲。排除標(biāo)準(zhǔn):近1個(gè)月有發(fā)熱等感染征象、缺血性損傷及活動(dòng)性皮膚潰瘍等;白細(xì)胞計(jì)數(shù)>10000/μL或<4000/μL;血液系統(tǒng)疾病或腫瘤、惡病質(zhì)等;應(yīng)用靜脈鐵劑;近3個(gè)月內(nèi)曾有以下情況:消化道出血、輸血或任何原因住院;腹膜透析、腎移植轉(zhuǎn)為血透(hemodialysis,HD)者;不愿參與研究者。
CVD指既往確診心肌梗死、心絞痛、心力衰竭、腦出血、腦梗死等疾病或接受過(guò)血管重建術(shù)者(包括心臟血管和外周血管)。
健康對(duì)照組 本院體檢中心健康者12例,肝功能、腎功能、血常規(guī)、尿常規(guī)、心電圖、胸片、腹部彩色超聲波檢查正常,無(wú)肥胖、吸煙史等。
本研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn),所有受試對(duì)象均簽署知情同意書(shū)。
臨床資料 包括年齡、性別、吸煙史、糖尿病史、CVD病史及相關(guān)檢查、透析相關(guān)資料。體重指數(shù)(body mass index,BMI)=體重(kg)/身高(m)2。用單室尿素清除指數(shù)(single pool urea clearance index,spKt/V)評(píng)價(jià)透析充分性。
實(shí)驗(yàn)室檢查 常規(guī)方法檢測(cè)血紅蛋白、白細(xì)胞計(jì)數(shù)、血清肌酐、尿素氮、白蛋白、前白蛋白、三酰甘油、總膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇及hsCRP。采用電化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)肌鈣蛋白T(cardiac troponin T,cTnT)和氨基末端腦利鈉肽 前 體 (amino-terminal pro-B-natriuretic peptide,NT-proBNP)。
頸動(dòng)脈內(nèi)膜中層厚度(intima-media thickness,IMT)測(cè)量 血透結(jié)束后用Philips SD800超聲儀測(cè)定IMT,探頭頻率7.5MHz?;颊哐雠P位,選擇頸總動(dòng)脈遠(yuǎn)端近分叉部1cm,分叉部及頸內(nèi)動(dòng)脈起始部上方1cm處后壁進(jìn)行測(cè)量。從頸根部開(kāi)始向上逐段連續(xù)觀察頸總動(dòng)脈及分叉處的橫軸和縱軸實(shí)時(shí)二維圖像,取舒張末期圖像,測(cè)量從管腔內(nèi)膜內(nèi)表面至中膜外表面的垂直距離作為頸動(dòng)脈IMT。
PBMC的NF-κB活性測(cè)定 血液透析患者于周中短周期透析的透前空腹及透析結(jié)束前10min、健康對(duì)照組晨起空腹抽血10mL,置肝素抗凝管。取血后2h內(nèi)采用密度梯度離心法分離人PBMC,提取PBMC的核蛋白。采用ELISA法檢測(cè)核蛋白NF-κB活性,根據(jù)ELISA試劑盒(上海藍(lán)基生物公司,產(chǎn)品號(hào):E01N0011)說(shuō)明書(shū)操作。
血漿PTX3測(cè)定 乙二胺四乙酸抗凝管采集MHD患者周中短周期透析前空腹、透析結(jié)束前10 min及健康對(duì)照組晨起空腹外周靜脈血2mL,4℃離心后取血漿,采用ELISA法檢測(cè)PTX3。試劑盒購(gòu)自北京愛(ài)迪博公司,嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)操作。
統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 用SPSS17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。連續(xù)性變量先進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)。正態(tài)分布的連續(xù)變量采用表示;偏態(tài)分布的連續(xù)變量采用中位數(shù)(四分位數(shù)間距)表示。人口數(shù)據(jù)用構(gòu)成比表示。用多個(gè)獨(dú)立樣本非參數(shù)檢驗(yàn)、兩相關(guān)樣本非參數(shù)檢驗(yàn)、兩獨(dú)立樣本非參數(shù)檢驗(yàn)、單因素方差分析、配對(duì)樣本t檢驗(yàn)、χ2檢驗(yàn)比較組間差異。Pearson相關(guān)和線性回歸(逐步法)分析NF-κB活性與各指標(biāo)之間的相關(guān)性(偏態(tài)分布資料進(jìn)行自然對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換)。二分類Logistic回歸(向前條件法)分析NF-κB活性與CVD的關(guān)系。ROC曲線評(píng)估NF-κB活性、PTX3和hsCRP與CVD的相關(guān)性。所有P值均為雙側(cè)檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。所有可信區(qū)間為95%。
患者一般資料 共32例血液透析患者,其中男性18例,女性14例,年齡61.0(52.5~71.0)歲;健康對(duì)照組男性7例,女性5例,年齡60歲(51~70)歲。兩組的性別構(gòu)成和年齡差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。共19例(59.5%)患者合并CVD,其中心肌梗死3例(15.8%),心絞痛4例(21.1%),心力衰竭4 例(21.1%),腦梗死5例(26.3%),腦出血2例(10.5%),外周血管病1例(5.3%)。
血透患者透析前后PBMC的NF-κB活性、血漿PTX3和血清hsCRP變化 血透患者PBMC的NF-κB活性、血漿PTX3和血清hsCRP皆顯著高于健康對(duì)照組,單次透析后PBMC的NF-κB活性和血漿PTX3顯著升高,血清hsCRP較透析前略有升高,但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1)。
血透患者透析前PBMC的NF-κB活性與CVD的相關(guān)性分析 合并CVD患者PBMC的NF-κB活性顯著高于非CVD患者(表2)。二分類Logistic回歸分析結(jié)果顯示透析前PBMC的NF-κB活性升高(>1170.0ng/mg核蛋白)、年齡增長(zhǎng)及前白蛋白降低(<0.34g/L)為 CVD 的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(將CVD和非CVD患者兩組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的變量作為自變量引入Logistic回歸方程,前白蛋白、血清肌酐、hsCRP、PTX3、cTnT、NT-proBNP、IMT、NF-κB以中位數(shù)為界分為2組,表3)。
表1 血透患者單次透析前后及對(duì)照組PBMC的NF-κB活性、血清hsCRP及血漿PTX3比較Tab1 NF-κB activity of PBMC,serum hsCRP and plasma PTX3in pre-and post-h(huán)emodialysis patients and controls
表2 CVD與非CVD患者透析前PBMC的NF-κB活性及相關(guān)資料比較Tab2 NF-κB activity of pre-HD patients and other characteristics and laboratory parameters in CVD and non-CVD patients()
表2 CVD與非CVD患者透析前PBMC的NF-κB活性及相關(guān)資料比較Tab2 NF-κB activity of pre-HD patients and other characteristics and laboratory parameters in CVD and non-CVD patients()
BMI:Body mass index;SBP:Systolic blood pressure;spKt/V:Single pool urea clearance index;Scr:Serum creatinine;BUN:Blood urea nitrogen;TG:Triglyceride;Tch:Total cholesterol;LDL-C:Low density lipoprotein cholesterol;HDL-C:High density lipoprotein cholesterol;WBC:White blood cell count;hsCRP:High sensitivity C-reactive protein;PTX3:Pentraxin3;cTnT:Cardiac troponin T;NT-proBNP:Aminoterminal pro-B-natriuretic peptide;IMT:Intima-media thickness.△1 mmHg=0.133 kPa.
表3 血透患者CVD危險(xiǎn)因素的Logistic回歸分析Tab3 Binary Logistic regression analysis of independent risk factors of CVD in MHD patients
血透患者透析前PBMC的NF-κB活性的相關(guān)因素分析 17例(53.1%)MHD患者血清hsCRP升高(>3 mg/L)。Pearson相關(guān)分析顯示PBMC的 NF-κB活性與白細(xì)胞計(jì)數(shù)、hsCRP、PTX3、cTnT及IMT呈正相關(guān)(hsCRP、PTX3、cTnT及IMT進(jìn)性自然對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換,表4)。線性回歸分析顯示白細(xì)胞計(jì)數(shù)、hsCRP、PTX3及IMT與PBMC的 NF-κB活性獨(dú)立相關(guān)(將單變量分析與NF-κB相關(guān)的變量作為自變量引入線性回歸方程,表5)。
表4 血液透析患者透析前PBMC的NF-κB活性與臨床及實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)相關(guān)性的單變量分析Tab4 Univariate associations of NF-κB activity of pre-HD patients with relevant clinical and laboratory parameters in MHD patients ( or M△)
表4 血液透析患者透析前PBMC的NF-κB活性與臨床及實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)相關(guān)性的單變量分析Tab4 Univariate associations of NF-κB activity of pre-HD patients with relevant clinical and laboratory parameters in MHD patients ( or M△)
△M:Median(interquartile range).△1 mmHg=0.133 kPa.
表5 血透患者透析前PBMC的NF-κB活性與其他指標(biāo)相關(guān)性的線性回歸分析Tab5 Linear regression analysis of associations between NF-κB activity of pre-HD patients and other laboratory parameters in MHD patients
血透患者透析前PBMC的NF-κB活性、血漿PTX3及血清hsCRP與CVD相關(guān)性的比較 針對(duì)CVD的ROC曲線分析顯示,PBMC的 NF-κB活性、PTX3和hsCRP的曲線下面積分別為0.791(95%CI:0.633~0.950,P=0.006)、0.785(95%CI:0.628~0.943,P=0.007)和0.711(95%CI:0.514~0.907,P=0.046)。PBMC的 NF-κB活性與CVD的相關(guān)性略高于PTX3和hsCRP(圖1)。
圖1 MHD患者透析前PBMC的NF-κB活性、PTX3和hsCRP與CVD關(guān)系的ROC曲線Fig1 ROC curves of CVD generated with NF-κB activity,PTX3and hsCRP in pre-HD patients
NF-κB是一種重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子,靜息狀態(tài)下與其抑制單位IκB相結(jié)合形成復(fù)合體,以無(wú)活性狀態(tài)存在于胞質(zhì)中。當(dāng)細(xì)胞受到外界刺激時(shí),NF-κB暴露出核定位信號(hào)并進(jìn)入核內(nèi),使其具有生物活性。活化的NF-κB可以在轉(zhuǎn)錄水平上激活多種與炎癥有關(guān)的細(xì)胞因子、黏附分子,是炎癥早期的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子[2,4]。大量研究已經(jīng)證實(shí) NF-κB為炎癥事件的敏感標(biāo)志物,但因其檢測(cè)繁瑣,較少應(yīng)用于臨床[3,5-6]。近年來(lái)隨著NF-κB檢測(cè) ELISA試劑盒的出現(xiàn),使其高通量測(cè)定成為可能[3,7]。PTX3是近年新發(fā)現(xiàn)的炎癥因子,與CRP同屬于正五聚蛋白超家族成員,在基因組成、細(xì)胞來(lái)源和配體識(shí)別方面不同于CRP[8]。它由炎癥信號(hào)(如脂多糖、IL-1、TNF-α、氧化低密度脂蛋白、細(xì)菌產(chǎn)物等)誘導(dǎo)產(chǎn)生,在炎癥部位由內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞或單核巨噬細(xì)胞等合成[8-9]。在疾病過(guò)程中 PTX3升高較 CRP早。目前研究認(rèn)為PTX3可作為局部血管炎癥和心血管系統(tǒng)損傷的標(biāo)志物[10]。
本研究結(jié)果顯示MHD患者PBMC的NF-κB活性及血漿PTX3明顯高于對(duì)照組,超過(guò)半數(shù)的MHD患者血清hsCRP升高,說(shuō)明MHD患者體內(nèi)普遍存在微炎癥狀態(tài)。同時(shí),單次透析后PBMC的NF-κB活性和血漿PTX3水平明顯高于透析前,表明HD過(guò)程可激活NF-κB,誘發(fā)炎癥反應(yīng),與以往的研究結(jié)果相符[5,7,11]。多種透析相關(guān)因素可促進(jìn)MHD患者體內(nèi)的持續(xù)低度炎癥反應(yīng),如透析膜生物不相容、透析液污染、血管通路等[12],并刺激細(xì)胞內(nèi)NF-κB的活化。MHD患者透析后hsCRP較透析前略有升高,但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,提示HD可能不會(huì)導(dǎo)致透析中或透析后即刻CRP的變化。因此,CRP不是反應(yīng)透析過(guò)程中炎癥變化的理想標(biāo)志物。而單次HD卻可以明顯激活PBMC的NF-κB,驗(yàn)證了NF-κB信號(hào)通路反應(yīng)迅速,表明NF-κB活化可以更早期反映炎癥反應(yīng)。單次HD后血漿PTX3也顯著升高,但升高比例低于NF-κB活性,說(shuō)明NF-κB活化早于PTX3升高。本研究結(jié)果顯示MHD患者PBMC的NF-κB活性與WBC、PTX3 及hsCRP呈正相關(guān),說(shuō)明其可以很好地反映患者的炎癥狀態(tài),且其反應(yīng)更迅速,可作為評(píng)價(jià)透析膜生物相容性的新指標(biāo)。
肌鈣蛋白是目前公認(rèn)的最敏感和特異的心肌損傷標(biāo)志物之一,IMT為公認(rèn)的亞臨床動(dòng)脈粥樣硬化指標(biāo),是心血管事件的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[13]。本研究顯示MHD患者PBMC的NF-κB活性與cTnT及IMT呈正相關(guān),提示MHD患者微炎癥狀態(tài)是心肌損傷及動(dòng)脈粥樣硬化的危險(xiǎn)因素。目前認(rèn)為動(dòng)脈粥樣硬化本身是一種炎癥性疾病,是動(dòng)脈對(duì)內(nèi)膜損傷造成的慢性纖維增生性炎癥反應(yīng)。免疫反應(yīng)造成的血管損傷是動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生的中心環(huán)節(jié),引發(fā)免疫反應(yīng)的抗原可能為自身抗原和微生物?,F(xiàn)已提出許多微生物感染與動(dòng)脈粥樣硬化有關(guān),如巨細(xì)胞病毒、單純皰疹病毒、肺炎衣原體、幽門螺桿菌、甲型肝炎病毒以及牙周病相關(guān)微生物等。有關(guān)動(dòng)脈粥樣硬化感染病因假說(shuō)的研究是近年來(lái)國(guó)際上CVD研究的熱點(diǎn)[14]。MHD患者體內(nèi)存在免疫功能失常,炎癥因子和抗炎因子的異常表達(dá),易于引發(fā)感染,其中最主要影響因素是透析膜的生物相容性。NF-κB是引發(fā)炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子,在炎癥反應(yīng)中起重要作用。目前在分子水平的研究中發(fā)現(xiàn),動(dòng)脈粥樣硬化炎癥病變過(guò)程中炎癥細(xì)胞的激活和炎癥因子的釋放與NF-κB的激活密切相關(guān)[15]。普通人群的研究中發(fā)現(xiàn)PBMC的NF-κB活性與冠心病的嚴(yán)重程度相關(guān)[16]。本研究顯示 MHD患者PBMC的NF-κB活性升高是CVD的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,NF-κB>1170.0ng/mg核蛋白,發(fā)生CVD的風(fēng)險(xiǎn)升高8.47倍。但因檢測(cè)方法較新,相關(guān)研究甚少,尤其在MHD患者尚無(wú)相關(guān)報(bào)道。因此,結(jié)果的穩(wěn)定性尚需進(jìn)一步的研究驗(yàn)證。此外,我們的研究還顯示前白蛋白降低和高齡也是CVD的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,說(shuō)明營(yíng)養(yǎng)不良和高齡與CVD相關(guān),驗(yàn)證了傳統(tǒng)和非傳統(tǒng)危險(xiǎn)因素在MHD患者CVD的發(fā)病中皆有重要作用。
MHD患者CVD高發(fā),且死亡率是正常人群的30倍,大量研究證實(shí)hsCRP水平升高與CVD發(fā)病危險(xiǎn)程度密切相關(guān)[17]。本研究ROC曲線分析顯示MHD患者PBMC的NF-κB活性與CVD的相關(guān)性略高于PTX3和hsCRP,提示PBMC的NF-κB活性亦可成為檢測(cè)CVD風(fēng)險(xiǎn)的炎癥標(biāo)志物。
綜上所述,HD過(guò)程可激活PBMC的NF-κB,且PBMC的NF-κB活性與患者的炎癥及CVD的發(fā)生密切相關(guān)。但因我們的研究樣本量相對(duì)較小,結(jié)果的可靠性需在今后大樣本的研究中進(jìn)一步驗(yàn)證。
[1]Parfrey PS,F(xiàn)oley RN.The clinical epidemiology of cardiac disease in chronic renal failure[J].J Am Soc Nephrol,1999,10(7):1606-1615.
[2]Kutuk O,Basaga H.Inflammation meets oxidation:NF-κB as a mediator of initial lesion development in atherosclerosis[J].Trends Mol Med,2003,9(12):549-557.
[3]林青,鄭健,陳宇新,等.人外周血中NF-κB p65定量檢測(cè)方法的建立及臨床應(yīng)用[J].第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2010,32(7):728-730.
[4]Ghosh S,Karin M.Missing pieces in the NF-kappa B puzzle[J].Cell,2002,109(Suppl):S81-S96.
[5]Menegatti E,Ronco C,Winchester JF,et al.Absence of NF-κB activation by a new polystyrene-type adsorbent designed for hemoperfusion[J].Blood Purif,2005,23(1):91-98.
[6]Rangan GK,Kan G,Steer JH,et al.Altered expression of nuclear factor-kB in peripheral blood mononuclear cells in chronic haemodialysis patients [J].Nephrol Dial Transplant,2006,21(4):1137-1139.
[7]Raj DSC,Boivin MA,Dominic EA,et al.Haemodialysis induces mitochondrial dysfunction and apoptosis[J].Eur J Clin Invest,2007,37(12):971-977.
[8]Garlanda C,Bottazzi B,Bastone A,et al.Pentraxins at the crossroads between innate immunity,inflammation,matrix deposition,and female fertility[J].Annu Rev Immunol,2005,23:337-366.
[9]Basile A,Sica A,d’Aniello E,et al.Characterization of the promoter for the human long pentraxin PTX3-Role of NF-kappaB in tumor necrosis factor-alpha and interleukin-1beta regulation[J].J Biol Chem,1997,272(13):8172-8178.
[10]Matsui S,Ishii J,Kitagawa F,et al.Pentraxin 3in unstable angina and non-ST-segment elevation myocardial infarction[J].Atherosclerosis,2010,210(1):220-225.
[11]Boehme M,Kaehne F,Kuehne A,et al.Pentraxin 3is elevated in haemodialysis patients and is associated with cardiovascular disease[J].Nephrol Dial Transplant,2007,22(8):2224-2229.
[12]Bitla AR,Reddy PE,Manohar SM,et al.Effect of a single hemodialysis session on inflammatory markers[J].Hemodial Int,2010,14(4):411-417.
[13]Balsam A,Elkossi MM,Lord R,et al.Cardiovascular disease on hemodialysis:Predictors of atherosclerosis and survival[J].Hemodial Int,2009,13(3):278-285.
[14]Zoccali C,Mallamaci F,Tripepi G,et al.Inflammation and atherosclerosis in end-stage renal disease[J].Blood Purif,2003,21(1):29-36.
[15]de Winther MP,Kanters E,Kraal G,et al.Nuclear factor κB signaling in atherogenesis[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2005,25(5):904-914.
[16]劉志蘋.冠心病患者外周血核因子-kappa B活性的變化及其意義[D].山西:山西醫(yī)科大學(xué),2008.
[17]Arici M,Walls J.End-stage renal disease,atherosclerosis,and cardiovascular mortality:Is C-reactive protein the missing link?[J].Kidney Int,2001,59(2):407-414.
復(fù)旦學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)2012年4期