維持性血液透析患者血清Irisin、BMP-7水平與血管鈣化及鈣磷代謝指標(biāo)的相關(guān)性研究*

李大勇，袁新科，劉冠蘭，吳運(yùn)斗，郭寧

（長沙市第一醫(yī)院 腎病風(fēng)濕科，湖南 長沙 410005）

慢性腎臟?。╟hronic kidney disease,CKD）是多種原因引起的慢性腎功能障礙的一種疾病。若不及時(shí)治療，發(fā)展到終末期腎臟病（end-stage renal disease,ESRD）則為不可逆時(shí)期。目前我國治療ESRD的常用手段為維持性血液透析（maintenance hemodialysis,MHD）。但是在進(jìn)行MHD的同時(shí)，會(huì)伴隨著多種并發(fā)癥的出現(xiàn)，血管鈣化（vascular calcification,VC）是嚴(yán)重并發(fā)癥之一。VC是指鈣磷在血管壁細(xì)胞外基質(zhì)中過量沉積，導(dǎo)致血管變窄變脆，進(jìn)而導(dǎo)致心血管事件的發(fā)生，是導(dǎo)致MHD患者心血管死亡和全因死亡的重要危險(xiǎn)因素[1]。VC并不是簡單的血液鈣磷穩(wěn)態(tài)破壞后異常沉積于血管壁的被動(dòng)結(jié)果，而是血管內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞分化為類成骨/軟骨細(xì)胞，進(jìn)而分泌有機(jī)質(zhì)并伴隨鈣磷沉積等因素的共同結(jié)果。近年來，有研究表明鳶尾素（Irisin）可以誘導(dǎo)成骨細(xì)胞分化和增殖，增加皮質(zhì)骨量，從而促進(jìn)骨的生成[2]，且在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病患者中發(fā)現(xiàn)Irisin水平降低。同時(shí)也有研究表明骨形態(tài)發(fā)生蛋白7（bone morphogenetic protein-7,BMP-7）可以通過維持血管平滑肌細(xì)胞表型、抑制炎癥因子來抑制血管的鈣化[3]。本研究通過探究MHD患者血清中Irisin和BMP-7水平與VC及磷、鈣代謝的相關(guān)性，分析Irisin和BMP-7是否可成為VC的預(yù)測(cè)因素，為臨床上MHD的預(yù)防和治療提供思路。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年1月—2018年2月長沙市第一醫(yī)院血液凈化中心進(jìn)行MHD的患者86例為研究對(duì)象，納入MHD組；另選取同期于本院行體檢的86例健康志愿者作為對(duì)照組。研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有研究對(duì)象自愿參加并簽署知情同意書。納入標(biāo)準(zhǔn)：患者年齡＞18歲；進(jìn)行MHD時(shí)間≥6個(gè)月（每次透析≥4 h，每周透析3次）。排除標(biāo)準(zhǔn)：肝硬化、有紅斑狼瘡等自身免疫疾病或惡性腫瘤者；透析3個(gè)月內(nèi)有明顯感染、心臟疾病及使用糖皮質(zhì)激素者。MHD組患者年齡22～64歲，平均（43.83±10.05）歲；對(duì)照組受試者年齡20～60歲，平均（40.77±12.88）歲。MHD患者透析時(shí)間6～96個(gè)月，平均（69.00±25.50）個(gè)月。MHD組中糖尿病腎臟疾病11例（12.79%）、慢性腎小球腎炎23例（26.74%）、慢性間質(zhì)性腎炎3例（3.49%）、高血壓腎硬化癥9例（10.47%）、紫癜性腎炎2例（2.33%）。

1.2 方法

1.2.1 血生化指標(biāo)的檢測(cè)MHD 組在每周第 2 次透析前，對(duì)照組在體檢時(shí)，分別抽取清晨空腹靜脈血6 ml，4 000 r/min 離心 10 min 收集血清。采用不同試劑盒分別檢測(cè)血清白蛋白（Albumin,ALB）、鈣、鎂、磷、甲狀旁腺激素（intact parathyroid hormone,iPTH）及 25 羥基維生素 D3[25-hydroxy vitamin D3,25-（OH）-VitD3]。鈣、鎂、磷以及iPTH試劑盒購自羅氏診斷產(chǎn)品（上海）有限公司，ALB檢測(cè)試劑盒購自上海經(jīng)科化學(xué)科技有限公司，25-（OH）-VitD3試劑盒購自上海晶抗生物工程有限公司。

1.2.2 血清I risin 和 BMP-7 的檢測(cè) 所有受試者禁食12 h后在清晨抽取肘正中靜脈血至不含抗凝劑的采血管中，靜置 8 h 后，4 000 r/min 離心 10 min 收集血清儲(chǔ)存于-80℃冰箱冷凍待測(cè)。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）檢測(cè)血清中Irisin和BMP-7的水平，兩指標(biāo)試劑盒均購自上海將來實(shí)業(yè)股份有限公司。

1.2.3 腹主動(dòng)脈鈣化評(píng)分（abdominalaortic calcification score,AACS） 受試者在空腹?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行腹部側(cè)位 X 射線檢查。檢查范圍以平T12～L1、L4～L5椎間隙為界評(píng)估腹主動(dòng)脈，分別對(duì)L1～L4每個(gè)節(jié)段主動(dòng)脈前壁、后壁的鈣化程度進(jìn)行評(píng)分。按照Kauppila的評(píng)分[4]標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分：0分，未見鈣化；1分，鈣化累及范圍＜1/3；2分，鈣化累及范圍在1/3～2/3；3分，鈣化累及范圍＞2/3。各節(jié)段鈣化累及得分總和即為該受試者的AACS。在進(jìn)行AACS過程中，為了保證AACS的真實(shí)有效性，本研究采用醫(yī)師盲法來評(píng)估腹主動(dòng)脈鈣化情況，由2名醫(yī)師記錄后取平均值。若兩者評(píng)分相差＞5分，再請(qǐng)第3位醫(yī)師進(jìn)行評(píng)分后取3者評(píng)分的平均值作為受試者的AACS。

對(duì)每個(gè)MHD患者進(jìn)行鈣化評(píng)分后，按照評(píng)分對(duì)MHD患者再次進(jìn)行分組。AACS=0分納入非鈣化組，共42例；AACS＞0分納入鈣化組，共44例。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，比較采用t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料以例（%）表示，比較采用χ2檢驗(yàn)，相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)分析，采用多因素Logistic回歸分析VC的影響因素，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組生化指標(biāo)比較

MHD組與對(duì)照組在性別、年齡、BMI及血鈣水平比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。MHD組血清中磷、鈣磷乘積、iPTH、25-（OH）-VitD3、腹主動(dòng)脈鈣化率及AACS與對(duì)照組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），MHD組高于對(duì)照組。MHD組血清中鎂、ALB、BMP-7及Irisin水平與對(duì)照組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），MHD組低于對(duì)照組。見表1。

2.2 MHD患者VC分組情況

鈣化組與非鈣化組性別、BMI、ALB、血鈣及25-（OH）-VitD3水平比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。鈣化組年齡、透析時(shí)間、血磷、鈣磷乘積、iPTH水平與非鈣化組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），鈣化組年齡更大，透析時(shí)間更長，血清中磷、鈣磷乘積、iPTH水平更高；鈣化組血清中鎂、Irisin和BMP-7水平與與非鈣化組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），鈣化組低于非鈣化組。見表2。

2.3 MHD組發(fā)生VC的影響因素

建立多元Logistic回歸模型，以MHD組患者VC狀態(tài)為應(yīng)變量（賦值1=是，0=否），以前述單因素分析（見表2）中P≤0.10的各指標(biāo)/因素作為自變量，進(jìn)行Logistic回歸分析?；貧w過程采用后退法，以行自變量的選擇剔除（α出=0.10，α入=0.05）。結(jié)果顯示，Irisin、BMP-7、鈣磷乘積及iPTH 4個(gè)指標(biāo)被保留入回歸模型中（P＜0.05）。見表3。

2.4 MHD組血清Irisin與各指標(biāo)的相關(guān)性分析

Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示，Irisin水平與年齡、透析時(shí)間、血清中磷、鈣磷乘積、iPTH和AACS呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05），與血鎂呈正相關(guān)（P＜0.05），與25-（OH）-VitD3水平無關(guān)（P＞0.05）。見表4。

表1 兩組一般資料及生化指標(biāo)比較 （n =86）

2.5 MHD組血清BMP-7與各指標(biāo)的相關(guān)性分析

Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示，BMP-7水平與年齡、透析時(shí)間、血清中磷、鈣磷乘積、iPTH和AACS呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05），與血鎂呈正相關(guān)（P＜0.05），與25-（OH）-VitD3水平無關(guān)（P＞0.05）。見表5。

表2 兩組一般資料及生化指標(biāo)比較

表3 MHD組患者VC影響因素的多因素Logistic回歸分析

表4 MHD組受試者血清irisin與各指標(biāo)的相關(guān)性分析

3 討論

目前CKD已成為嚴(yán)重影響人們身體健康的疾病之一，在我國的患病率高達(dá)10.8%[5]。而CKD進(jìn)展中總伴隨著心血管事件的發(fā)生，到ESRD時(shí)期，心血管事件就成為導(dǎo)致CKD患者死亡的重要原因之一。心血管事件造成的CKD患者病死率是總病死率的50%，且CKD患者心血管事件發(fā)生率也顯著高于普通人群[6]。CKD發(fā)生發(fā)展過程中普遍存在VC現(xiàn)象，且隨著腎功能的損傷會(huì)逐漸加重，在CKD末期最為嚴(yán)重[7-8]。VC與動(dòng)脈粥樣硬化、心臟驟停和心肌梗死等心血管事件有著緊密的聯(lián)系，故VC是預(yù)測(cè)ESRD期心血管事件與死亡的強(qiáng)有力因素[9-10]。最近研究發(fā)現(xiàn)，VC的形成過程是主動(dòng)的、可預(yù)防的、可逆轉(zhuǎn)的，且具有高度可調(diào)控性[11]。VC發(fā)生、發(fā)展的中心環(huán)節(jié)是血管平滑肌細(xì)胞（vascular smoothmuscle cell,VSMC）向成骨樣細(xì)胞轉(zhuǎn)化，VSMC 在各種誘導(dǎo)條件（如炎癥因子、低密度脂蛋白等）作用下可轉(zhuǎn)變?yōu)榫叱晒菢蛹?xì)胞，因此，成骨細(xì)胞的誘導(dǎo)因子增強(qiáng)以及相關(guān)抑制鈣化因子的減弱都可能導(dǎo)致VC，此外，高鈣、高磷血癥，骨調(diào)節(jié)蛋白表達(dá)異常，脂質(zhì)代謝紊亂，維生素D缺乏、繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn)、慢性炎癥等均參與VC的發(fā)生與發(fā)展[12]。

表5 MHD組受試者血清BMP-7與各指標(biāo)的相關(guān)性分析

鎂是大約300種酶的輔助因子和天然鈣通道阻滯劑，在生理和病理生理方面扮演重要角色。有臨床研究發(fā)現(xiàn)維持性非臥床腹膜透析患者血清鎂與血管鈣化關(guān)系密切[13]，張俊霞等[14]研究發(fā)現(xiàn)高鎂可抑制高磷誘導(dǎo)慢性腎衰竭大鼠胸主動(dòng)脈的血管鈣化，改善血管彈性功能。Irisin是一種肌因子，Irisin可以誘導(dǎo)成骨細(xì)胞分化和增加活性外，還可以增加皮質(zhì)骨量，說明Irisin可能是血管鈣化的抑制劑，因?yàn)槠淇梢源龠M(jìn)骨骼的形成[15]。有相關(guān)研究表明，Irisin在非血液透析CKD患者血清中表達(dá)下降，導(dǎo)致高密度脂蛋白膽固醇水平改變和能量消耗異常[16]。BMP-7在胚胎時(shí)期表達(dá)廣泛，在成年后主要表達(dá)在腎臟，有研究顯示腎臟損傷時(shí)會(huì)導(dǎo)致BMP-7表達(dá)降低，而BMP-7的降低會(huì)導(dǎo)致骨代謝紊亂，血清磷水平增加，從而導(dǎo)致VSMC表型發(fā)生改變，出現(xiàn)轉(zhuǎn)移性的VC[17-18]。推測(cè)Irisin和BMP-7可能在CKD進(jìn)展中起到一定的作用，本研究主要探究MHD患者血清中Irisin和BMP-7水平與VC及磷、鈣代謝是否具有一定的相關(guān)性，分析Irisin和BMP-7是否可成為VC的預(yù)測(cè)因素。

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MHD患者血清中磷、鈣磷乘積、iPTH、25-（OH）-VitD3水平和AACS評(píng)分高于對(duì)照組，且腹主動(dòng)脈鈣化率高于對(duì)照組受試者，而血鎂水平低于對(duì)照組。這個(gè)結(jié)果產(chǎn)生的原因可能為MHD患者均為嚴(yán)重腎衰竭患者，患者出現(xiàn)高磷血癥導(dǎo)致VSMC轉(zhuǎn)化為成骨樣細(xì)胞，VSMC凋亡導(dǎo)致VC的發(fā)生，鈣磷沉積、繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn)，維生素D缺乏等因素促使VC進(jìn)展。同時(shí)有研究[19]顯示鎂缺乏使得鈉鉀交換失調(diào)，進(jìn)而使動(dòng)脈平滑肌緊張性增加，導(dǎo)致的冠狀動(dòng)脈痙攣引起能量代謝損傷及自由基生成過量，加速血管損傷，故在多種因素的作用下，MHD患者較健康者腹主動(dòng)脈鈣化發(fā)生率增加。將MHD患者按照有無VC發(fā)生分為鈣化組和非鈣化組，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)在鈣化組患者血清中血磷、鈣磷乘積、iPTH水平高于無鈣化組，而血鎂水平低于非鈣化組，且AACS與各生化指標(biāo)的Logistic分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，iPTH和鈣磷乘積的升高（導(dǎo)致VC發(fā)生率上升）及臨床已有共識(shí)的年齡、透析時(shí)間、磷等指標(biāo)，均可能是MHD患者發(fā)生VC的影響因素。說明高磷血癥、甲狀旁腺激素分泌紊亂和維生素D缺乏參與VC的發(fā)生、發(fā)展。

LEE等[20]發(fā)現(xiàn)，Irisin與腹膜透析患者的肌肉減少癥和頸動(dòng)脈粥樣硬化癥有著緊密的聯(lián)系。王冬梅等[21]在CKD末期患者頸動(dòng)脈鈣化的相關(guān)性研究中發(fā)現(xiàn)，VC程度與血清BMP-7呈負(fù)相關(guān)，說明BMP-7在VC中可發(fā)揮保護(hù)作用?；谝陨涎芯壳闆r，本研究考慮Irisin和BMP-7和VC之間是否有一定的相關(guān)性，以及Irisin和BMP-7是否可作為VC的預(yù)測(cè)因素。結(jié)果顯示在MHD患者中，血清Irisin、BMP-7水平較對(duì)照組下降，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)鈣化組血清Irisin、BMP-7低于非鈣化組。Logistic回歸分析和相關(guān)性分析表明血清Irisin、BMP-7水平降低，會(huì)使AACS增加，且血清Irisin、BMP-7與年齡、透析時(shí)間、血清中磷、鈣磷乘積、iPTH和AACS呈負(fù)相關(guān)，與血鎂水平呈正相關(guān)，這可能是由于MHD患者血清Irisin和BMP-7水平的降低使其在抑制VSMC增殖、維持表型上的作用減弱，導(dǎo)致AACS增加，VC發(fā)生率增加。該結(jié)果提示筆者Irisin和BMP-7在VC中可能是保護(hù)因素（反之是危險(xiǎn)因素），血清Irisin和BMP-7水平升高，可減少VC的發(fā)生以及伴隨的鈣沉積、磷代謝紊亂、繼發(fā)性甲狀腺功能亢進(jìn)現(xiàn)象。但是Irisin和BMP-7在VC過程中起到的保護(hù)作用的詳細(xì)機(jī)制還未研究透徹。本研究僅是一個(gè)小樣本量的研究，且采取了半定量的方法來評(píng)估MHD患者的VC發(fā)生情況可能會(huì)導(dǎo)致患者VC情況的低估，尚未探討VC與MHD患者心血管事件以及病死率的關(guān)系，所以后期需要擴(kuò)大樣本量，對(duì)不同階段的CKD患者血清中Irisin和BMP-7與VC的關(guān)系，Irisin和BMP-7之間的潛在關(guān)系，以及相關(guān)機(jī)制進(jìn)行更深入的研究。

綜上所述，隨著MHD患者血清中，磷、鈣磷乘積、iPTH水平升高，血鎂、Irisin和BMP-7的水平降低，VC現(xiàn)象逐漸加重。血清Irisin和BMP-7的水平與VC、鈣磷和甲狀旁腺激素呈負(fù)相關(guān)，MHD患者Irisin和BMP-7水平升高，可能會(huì)減少VC現(xiàn)象的發(fā)生，改善鈣磷代謝紊亂和甲狀腺功能亢進(jìn)。