慢性腎臟病患者循環(huán)生長分化因子15 和人體成分分析營養(yǎng)狀態(tài)的相關性研究

王璐璐 劉李林 駱 靜 劉文進 周 陽 楊俊偉 江 蕾

慢性腎臟病(CKD)已經(jīng)成為威脅人類健康的公共衛(wèi)生問題，在我國的發(fā)病率約為10.8%。隨著腎功能的下降，CKD患者發(fā)生營養(yǎng)不良和不良預后的風險明顯增加。根據(jù)不同研究報道，28%～65%的患者存在營養(yǎng)不良[1]。這些數(shù)據(jù)差異較大的主要原因在于使用營養(yǎng)評估工具和判斷標準差異。生物電阻抗分析法由于其客觀簡便性，是臨床評估身體成分的首選方法。其中生物電阻抗相位角(phase angle,PA)對于評估患者營養(yǎng)不良具有重要意義[2]。既往很多研究發(fā)現(xiàn),循環(huán)生長分化因子15(growth differentiation factor 15,GDF15)可通過參與嘔吐神經(jīng)回路引發(fā)厭食癥[3]。本研究主要探討循環(huán)血漿中GDF15與營養(yǎng)評估指標特別是生物電阻抗PA之間的相關性。

對象和方法

研究對象研究對象來源于2016-12-01至2019-12-30在南京醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院腎內(nèi)科住院患者。入組標準：(1)年齡>18歲；(2)KDIGO指南診斷為CKD。排除標準：(1)急性感染；(2)肝硬化失代償期或惡性腫瘤導致預期壽命不足1年；(3)惡性高血壓(收縮壓≥180 mmHg或舒張壓≥110 mmHg伴臨床相關癥狀)；(4)腎臟替代治療患者；(5)肢體殘缺患者?！嗡醒芯繉ο缶炇鹬橥鈺狙芯拷?jīng)南京醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院倫理委員會審查通過(文件編號：[2015]KY052)。

生物電阻抗人體成分分析研究對象靜坐至少20 min后使用生物電阻抗法(Korea；Inbody S10)進行人體成分檢測。檢查前2h禁水。研究對象采取坐位進行檢測，避免后背接觸椅背，四肢自然下垂，雙下肢與肩同寬，大腿不能互相接觸，兩腿放松，盡量向前伸，使大小腿>90°。同一位技術員根據(jù)電極的標識將其與四肢連接。進入檢測界面，囑患者保持靜止至檢查完成。根據(jù)Kyle標準，在生物電阻抗50 kHz，男性PA<5°，女性PA<4.6°定義為低PA,即營養(yǎng)不良[4]。

GDF15檢測入組當天采集患者空腹血存于-80℃冰箱直至檢測。根據(jù)操作手冊使用酶聯(lián)免疫吸附法 (DY957,R&D Systems)檢測血漿GDF15濃度。樣本以1 ∶10濃度稀釋。

其他信息研究人員通過直接問詢和相關醫(yī)療記錄收集研究對象的一般信息，包括人口學信息、醫(yī)療信息(病史、用藥情況)。

所有研究對象在入組當日上午空腹采血行常規(guī)實驗室檢查，包括血常規(guī)、血清白蛋白、前白蛋白、總膽固醇、三酰甘油、高密度脂蛋白膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、肌酐、尿素氮。當日留取晨尿測尿蛋白/肌酐比值。

統(tǒng)計學處理所有統(tǒng)計分析采用《SPSS 19.0》進行分析。圖形繪制采用GraphPad Prism 6.0 (GraphPad Software Inc.; San Diego,California,USA)進行分析。符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標準差形式表述，非正態(tài)分布的數(shù)據(jù)以中位數(shù)(四分位間距)形式表述，分類變量以頻數(shù)形式描述。采用pearson′s correlation 分析與GDF15顯著相關的變量。GDF15與PA的相關性采用多因素 Logistic 回歸分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結(jié) 果

基本情況本研究共納入231例CKD患者。其中CKD 1～2期80例，3期69例，4～5期82例。各組估算的腎小球濾過率(eGFR)分別為88.8±21.7 ml/(min·1.73m2)、46.1±8.8 ml/(min·1.73m2)、和15.6±7.3 ml/(min·1.73m2)。計算體質(zhì)量指數(shù)時根據(jù)人體成分分析中的細胞外水分/體水分的比例(ECW/TBW)≥0.4[5],排除體液過多患者(n=28)。CKD 4～5期患者的常規(guī)實驗室檢查表現(xiàn)出明顯的終末期腎病人群特征：貧血、血脂異常(膽固醇降低并三酰甘油升高)和鈣磷代謝異常(低鈣高磷)。隨著腎功能惡化，促紅素/鐵劑使用比例逐漸增加。原發(fā)腎臟疾病最常見病因是慢性腎小球腎炎。隨著eGFR的下降，患者血漿GDF15濃度和尿蛋白/肌酐比值逐漸增加，平均血紅蛋白、血清白蛋白、全身蛋白質(zhì)和全身PA逐漸減少(表1)。

表1 慢性腎臟病患者一般臨床信息 (n=231)

影響血漿GDF15水平的臨床因素GDF15與腎功能存在顯著相關性。隨著GDF15增加，全身PA、血紅蛋白、血清白蛋白水平和eGFR隨之顯著下降(表2)。

表2 影響GDF15的臨床因素

GDF15與營養(yǎng)不良的相關性使用Kyle標準定義營養(yǎng)不良。按照GDF15濃度的四分位數(shù)間距分組，第4組營養(yǎng)不良的發(fā)生率顯著高于第1組(圖1)。單因素 Logistic 回歸分析顯示，與GDF15低濃度組相比，高濃度GDF15和營養(yǎng)不良風險顯著相關(OR=11.91，95%CI：4.5～31.52，P<0.001)。經(jīng)多因素校正后，GDF15濃度高者發(fā)生營養(yǎng)不良的風險為低濃度組的15.32倍(表3)。

圖1 生長分化因子15(GDF15)不同濃度下營養(yǎng)不良患者的比例

表3 GDF15水平與營養(yǎng)不良的相關性(Logistic 回歸分析)

討 論

此研究結(jié)果首先證實了CKD患者中，血漿GDF15水平隨著腎功能下降而逐漸增加。其濃度越高，營養(yǎng)不良風險越高。隨著GDF15濃度的增高，營養(yǎng)不良人群比例逐漸上升。多因素校正GDF15濃度最高組發(fā)生營養(yǎng)不良風險仍顯著增加。

GDF15是轉(zhuǎn)化生長因子超家族一名成員，也稱為巨噬細胞抑制因子-1、前列腺癌分化因子、非甾體抗炎藥物激活蛋白-1和胎盤轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)。生理狀態(tài)下其濃度較低，僅在胎盤和前列腺組織中高表達。當機體出現(xiàn)炎癥、缺血缺氧、器官損害時，巨噬細胞、心肌細胞、脂肪細胞及內(nèi)皮細胞等釋放GDF15，導致其表達水平增高，在血液循環(huán)中作為內(nèi)分泌因子發(fā)揮作用[6]。我們也觀察到GDF15與腎功能呈明顯的負相關。很多研究也對此有報道。Nair等[7]的研究發(fā)現(xiàn)，GDF15水平每增加一倍，兩組隊列人群發(fā)展為終末期腎病的風險分別增加72%和65%。這可能是由于GDF15清除減少或生成增加所致。然而，循環(huán)中GDF15的分子量僅25 kD[8]，易通過腎小球，提示主要是由于生成增加所致。

在既往很多研究中，已有很多數(shù)據(jù)證實了GDF15和營養(yǎng)狀態(tài)的相關性。Johnen等[9]首次報道，GDF15過表達的腫瘤小鼠體重、脂肪和瘦肉組織明顯減少，這一過程可通過注射GDF15抗體而逆轉(zhuǎn)。與此相似地，對高脂飲食誘導肥胖的小鼠給予GDF15治療后，脂肪質(zhì)量下降，同時表現(xiàn)出能量消耗增加[10]。Kleinert等[11]對進行減肥手術的47例肥胖患者分析發(fā)現(xiàn)，體重減輕程度與術后2.5～4年的GDF15值呈正相關。這與我們結(jié)果基本一致。關于CKD患者GDF15增高，營養(yǎng)不良風險增加的機制目前并不十分明確。主要是由于GDF15可特異性結(jié)合位于腦極后區(qū)以及孤束核的膠質(zhì)細胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(GDNF)家族受體α樣蛋白(GFRAL)，形成GDF15-GFRAL軸，進一步激活酪氨酸激酶受體Ret,級聯(lián)激活細胞內(nèi)信號，引發(fā)厭食反應。這一過程有整合應激、線粒體應激的參與[12-13]。

本研究結(jié)果顯示,GDF15和炎癥指標高敏C反應蛋白顯著正相關，提示微炎癥狀態(tài)可能介導GDF15與營養(yǎng)不良的過程。GDF15也可通過調(diào)節(jié)脂代謝改變炎癥損害耐受性。Luan等[14]的結(jié)果顯示,構(gòu)建膿毒血癥小鼠模型前注射GDF15抗體，其心搏量和心排出量明顯下降，血漿三酰甘油水平降低，提示GDF15可以通過調(diào)節(jié)三酰甘油代謝增加炎癥損傷的耐受性。臨床研究得出類似結(jié)論。Hong等[15]對1 000多例腎功能良好的2型糖尿病患者分析發(fā)現(xiàn)，貧血與慢性炎癥有關，導致 GDF15水平升高。

血清白蛋白、前白蛋白用于評估營養(yǎng)不良在臨床中得到廣泛應用。我們的結(jié)果顯示隨著病程進展，前白蛋白有增加趨勢，可能由于腎臟疾病患者白蛋白消耗增加，肝臟代償性合成增加。生物電阻抗分析法是近年來用于評估人體成分的首選方法。其中全身PA是衍生出來評估營養(yǎng)的有效指標。它可直接反映人體細胞結(jié)構(gòu)和功能情況。Rimsevicius等[16]對99例維持性血液透析患者進行分析，使用主觀全面評估量表定義營養(yǎng)不良，結(jié)果顯示PA是營養(yǎng)不良有效預測因子。然而對阿聯(lián)酋血液透析患者的研究則發(fā)現(xiàn),PA用于診斷營養(yǎng)不良有較高敏感度，但特異度較低[17]。這可能是由于種族差異，并且對于血液透析患者來說，有效識別營養(yǎng)不良是改善不良預后的關鍵，使用PA早期篩查與診斷有助于盡早干預治療。Viertel等[18]將社區(qū)醫(yī)院住院患者PA<第5百分位數(shù)定義低PA，結(jié)果顯示其預測營養(yǎng)相關的死亡敏感度可達到86.7%。在本研究中，我們根據(jù)Kyle標準，定義低PA和營養(yǎng)不良，發(fā)現(xiàn)隨著eGFR的下降，營養(yǎng)不良人群比例逐漸上升，并且GDF15水平高的患者發(fā)生營養(yǎng)不良風險明顯增加。

本研究存在一定的局限性。首先，這是一項橫斷面研究，不能得出因果結(jié)論。其次，本研究缺乏健康對照組，不能比較循環(huán)GDF15水平在健康人群和CKD患者中差異。同時我們未采用綜合性量表評估營養(yǎng)不良，關于CKD患者低PA和營養(yǎng)不良的定義目前無統(tǒng)一標準，本研究使用Kyle標準。

綜上所述，在CKD患者中，血漿GDF15水平可作為營養(yǎng)不良的有效獨立預測因子，未來可作為治療營養(yǎng)不良的手段，然而具體的因果關系還需要隊列研究來進一步探討。