腎移植后頸總動脈形態及其衰老進程

李朝軍 李 凡 秦 燕 張 茜 高 峰 杜聯芳 羅向紅△

(1上海交通大學附屬第一人民醫院超聲科,2泌尿科,3心超室 上海 200080)

腎移植后頸總動脈形態及其衰老進程

李朝軍1李 凡1秦 燕2張 茜3高 峰1杜聯芳1羅向紅3△

(1上海交通大學附屬第一人民醫院超聲科,2泌尿科,3心超室 上海 200080)

目的 分析腎移植患者頸總動脈形態學參數隨年齡變化的斜率,探討其衰老進程。方法 31例腎移植患者(kidney transplant recipient,KTR),31例維持性血透的終末期腎病(end-stage renal disease,ESRD)患者,84例年齡、性別匹配的對照接受頸動脈超聲檢查。測量右頸總動脈內-中膜厚度(carotid intima-media thickness,CIMT)和右頸總動脈管徑(common carotid artery diameter,CCAD)。CIMT和CCAD隨年齡變化的斜率采用線性回歸分析。結果 ESRD組患者與KTR組和對照組比較,CIMT增厚,CCAD增寬(P<0.05)。KTR組和對照組之間CIMT和CCAD差異無統計學意義(P>0.05)。CIMT與年齡呈正相關(P<0.05)。CIMT隨年齡變化的斜率(回歸系數b):對照組大于KTR組和ESRD組(Z=1.417,P=0.006;Z=2.223,P<0.001),KTR組和ESRD組之間的差異無統計學意義(Z=1.038,P=0.723)。CCAD與年齡呈正相關(P<0.05)。CCAD隨年齡變化的斜率:ESRD組小于對照組(Z=1.677,P=0.002)。結論 腎移植患者頸總動脈形態學部分改善,血管衰老逐步恢復自然進程。

腎移植; 終末期腎病; 頸總動脈; 形態學; 衰老; 超聲

維持性血透的終末期腎病(end-stage renal disease,ESRD)患者中急性冠脈綜合征和心血管致死事件的發生率都很高[1]。同種異體腎移植可降低血液透析患者心血管事件的發生率[2]。新近發現,同種異體腎移植的ESRD患者頸總動脈內膜和中膜厚度(carotid intima-media thickness,CIMT)變薄,動脈僵硬度部分恢復[3]。動脈結構和功能不僅與年齡密切相關,而且與年齡的線性回歸系數可反映動脈的衰老進程[4]。觀察維持性血透的ESRD患者,在腎移植前后動脈結構和衰老進程的變化,可提高對腎移植(kidney transplant recipient,KTR)患者心血管變化的認識,也可預警心血管事件的發生。本研究運用精度達微米級的超聲射頻技術檢測腎移植患者頸總動脈結構參數,評估動脈形態學變化以及衰老進程。

資 料 和 方 法

研究對象 選擇2014年3月至2015年12月于上海交通大學附屬第一人民醫院泌尿外科接受KTR的成年患者55例及每周2～3次維持透析的ESRD患者63例。依據研究目的,排除標準:糖尿病、腹膜透析、未治療的心臟疾病或高脂血癥、腦梗死、惡性腫瘤、慢性肝炎和活動性感染等。最終入選腎移植組31例和血液透析組31例。移植組患者,男20例,女11例,年齡25～70歲,平均(47.9±14.3)歲。所有腎移植患者均接受常規免疫抑制治療。腎移植患者術前血液透析累積時間3～65個月,術后隨訪1～22個月。血液透析組患者,男22例,女9例,年齡27～68歲,平均(50.3±17.9)歲,維持性血透的ESRD患者與腎移植患者術前累積血液透析持續時間匹配。按年齡、性別以1∶2或1∶3進行匹配,篩選84例受試者為對照組,男55例,女29例,年齡22～74 歲,平均(43.1±19.9)歲。受試者尿常規、腎功能正常,無心腦血管事件,無肝病及結締組織病活動期。所有研究對象檢查當天停服降壓藥,24 h內禁止吸煙、飲酒或咖啡等。研究經本院倫理委員會同意,所有受試者均簽署知情同意書。

儀器和方法 采用百勝Mylab Twice彩色多普勒超聲診斷儀,探頭LA523,頻率4～13 MHz。內置超聲射頻技術(quality intima-media thickness,QIMT)分析軟件。頸總動脈結構及血流動力學檢查:依據我們前期研究的結果和方法[5],分別獲取CIMT和右頸總動脈管徑(common carotid arterial diameter,CCAD)。

收集患者一般資料及病史信息。高血壓診斷依據《高血壓防治指南2005年修訂版》;糖尿病診斷依據1999年WHO診斷標準:任意血糖≥11.1μmol/L或空腹血糖≥7.0μmol/L。受檢者均在清晨空腹狀態下靜脈采血,檢測空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)、三酰甘油(triglyceride,TG)、總膽固醇(total cholesterol,TC)、低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL)、血鈣(calcium,Ca)、血磷(phosphorus,P)。平靜狀態下測量左側肱動脈收縮壓(systolic blood pressure,SBP)和舒張壓(diastolic blood pressure,DBP),3次取平均值。

結 果

一般資料比較 年齡和身高在3組間差異無統計學意義(P>0.05)。ESRD組和KTR組患者SBP和DBP均高于對照組(P<0.05)。SBP和DBP在ESRD組和KTR組間差異無統計學意義(P>0.05)。KTR組患者BMI和身高均低于ESRD組和對照組(P<0.05)。TC、TG、LDL和FPG在3組間差異無統計學意義(P>0.05)。ESRD組患者血磷高于KTR組和對照(P<0.05)(表1)。

頸總動脈結構參數比較ESRD組患者CIMT較KTR組和對照組厚(P<0.05)。KTR組與對照組之間CIMT的差異無統計學意義。ESRD組患者頸總動脈內徑較對照組和KTR組增寬(P<0.05)。頸總動脈內徑在KTR組和對照組之間CCAD的差異無統計學意義(表1)。

表1 一般資料和頸總動脈結構參數比較

vs.Control,(1)P<0.05,(2)P<0.01;vs. ESRD,(3)P<0.05,(4)P<0.01.BMI:Body mass index;FPG:Fasting plasma glucose;TC:Total cholesterol;TG:Triglycerides;HDL:High-density lipoprotein;LDL:Low-density lipoprotein;SBP:Systolic blood pressure;DBP:Diastolic blood pressure;CIMT:Carotid intima-media thickness;CCAD:Common carotid arterial diameter.1 mm Hg =0.133 kPa.

CIMT和CCAD的相關影響因子分析 年齡、體重、BMI和SBP與CIMT呈正相關(r=0.544、0.272、0.312和0.212,P均<0.05)。年齡、體重、BMI和SBP與CCAD呈正相關(r=0.678、0.275、0.315和0.274,P均<0.05)。CIMT隨年齡變化的斜率(回歸系數b)在對照組、KTR組和ESRD組呈下降趨勢(表2)。對照組斜率大于KTR組和ESRD組(Z=1.417,P=0.006;Z=2.223,P<0.001),但KTR組和CKD組之間差異無統計學意義(Z=1.038,P=0.723)(圖1)。ESRD組CCAD隨年齡變化的斜率較對照組小(Z=1.677,P=0.002)。KTR組CCAD隨年齡變化的斜率介于對照組和ESRD組之間,差異無統計學意義(Z=1.693,P=0.911;Z=0.372,P=0.416)(表3,圖2)。

討 論

血管衰老(或稱動脈生理性硬化)概念尚不明確,一般認為是指隨著年齡增加,血管管腔擴大、迂曲延長、CIMT等[6]。與以局限性內膜改變為特征的病理性動脈粥樣硬化不同,動脈衰老不僅內膜改變,而且更主要的是中層彌漫性的增厚退化、管壁硬化及管腔擴大[7]。因此,通過觀察血管管徑和IMT隨年齡變化的斜率可反映血管衰老的進程。本研究發現,CIMT隨年齡變化的斜率在對照組、KTR組和ESRD組呈下降趨勢;而CCAD隨年齡變化的斜率在腎移植組最大,在ESRD組最小。提示維持血透的ESRD患者在腎移植后,血管衰老進程減緩或恢復正常生理進程。

表2 CIMT與年齡線性回歸分析結果

表3 CCAD與年齡線性回歸分析結果

Control groupvs. ESRD group,Z=2.223,P<0.001;ESRD groupvs. KTR group,Z=1.038,P=0.723;KTR groupvs.Control group,Z=1.417,P=0.006.

圖1 CIMT與年齡線性回歸分析

Fig 1 Linear regression analysis of CIMT with age

CIMT>1.1 mm即定義為斑塊,故CIMT的極值為1.1 mm[8]。因此,CIMT隨年齡變化的斜率越小,提示年齡越小CIMT增厚的越明顯,血管衰老進程越早。本研究發現,維持性血透ESRD患者CIMT增厚,KTR患者術后CIMT逐漸變薄。de Lima等[9]隨訪22例成人腎移植患者3年,發現CIMT變薄,其結果與本研究相似。Suwelack等[10]的研究也支持該結果,CIMT與血壓降低密切相關。維持血透的ESRD患者常伴有鈣磷紊亂、營養不良、脂質代謝異常、炎性反應等血管危險因素。同種異體腎移植后可有效改善患者部分危險因素使血管結構部分恢復。CIMT和CCAD是動脈結構重構、硬化程度和衰老的重要指標,是公認的預測心血管事件和死亡率的強的、獨立的指標。鑒于血管衰老是一種自然進程,因此腎移植后患者CIMT和CCAD不會持續變薄和減小。為證明該假設,本研究采用CIMT和CCAD與年齡線性回歸斜率評價血管衰老進程。結果發現,持續性血透患者血管衰老進程加快,而腎移植后患者血管衰老進程逐步恢復至自然進程。有研究發現,維持性血透患者5年死亡率較高,其中半數死于心血管疾病[11]。最新流行病學研究顯示[12],維持血透患者存在一種“逆流行病學(reverse epidemiology)”現象,主要表現為高血壓、高膽固醇血癥、高體質指數等,反而具有更高生存優勢。分析原因:一方面,與血透初期殘腎功能下降過快、鈣磷脂質代謝紊亂、慢性炎性反應等因素有關[13];另一方面,動靜脈“透析瘺管”的存在改變了心血管系統的血流動力學,加重循環系統負荷,導致動脈僵硬度增加,心臟后負荷加重。另外,維持血透患者營養不良、貧血致心肌缺血、動脈硬化、鈣磷脂質代謝紊亂,進一步加速動脈硬化、加重心肌負荷,最終導致心血管事件的發生[14]。因此,同種異體腎臟移植成功后不僅改善了血透患者的生活質量,而且通過抑制炎癥、恢復鈣磷代謝、改善營養、消除腎衰源性等多個途徑,降低了患者發生心血管事件的危險因素,部分改善和恢復了患者的大動脈形態學結構。

Control groupvs. ESRD group,Z=1.677,P=0.002;ESRD groupvs. KTR group,Z=1.693,P=0.911;KTR groupvs. Control group,Z=0.372,P=0.416.

圖2 CCAD與年齡線性回歸分析

Fig 2 Linear regression analysis of CIMT with age

對于腎移植患者CIMT如何變化還存在一定的爭議。Nafar等[15]連續隨訪26例腎移植患者6個月,發現腎移植患者CIMT增厚。Mitsnefes等[16]觀察332例腎移植兒童患者,隨訪時間小于1年,發現CIMT較移植前更厚,且與SBP密切相關。分析原因:一方面可能跟腎移植后隨訪時間較短,CIMT的增厚存在一定“慣性”;另一方面可能和IMT檢測技術的精度有關。為盡可能消除干擾因素,降低腎移植患者術前維持性血透對結果的影響,本研究篩選ESRD組患者的累積透析時間與KTR組相匹配。為減小CIMT測量誤差,提高檢測精度,本研究采用一種較新的的方法——超聲射頻技術。該技術是基于超聲射頻信號分析,檢測一段(1～1.5 cm)頸總動脈上30～50個取樣點的CIMT,隨后獲得其平均值記為1次CIMT,連續測量6次再取平均值來確定最終的CIMT厚度。該方法不僅測量精度可達微米,而且重復性更高[17]。結果發現ESRD患者CIMT增厚,CCAD增寬;KTR患者CIMT減低,CCAD縮小。提示KTR患者頸總動脈形態學結構可部分恢復,這與de Lima等[9]和Suwelack等[10]的研究結果一致。進一步分析發現,年齡、體重、BMI、血壓及部分血流動力學參數是CIMT和CCAD的獨立危險因素。提示腎移植較持續性血透更有利于ESRD患者降低心血管危險因素,減少心血管事件的發生。

本研究的局限性在于:樣本量較小;實驗室設計未采取腎移植前后進行對照或移植后長期隨訪研究,使本研究的論證強度受到一定的影響;CIMT和CCAD相關的影響因素較多,與原發病、藥物的應用、透析患者透析齡等均相關。本研究通過CIMT和CCAD與年齡的線性關系的變化,反證腎移植后患者除年齡以外血管危險因素對頸動脈衰老進程影響總權重的變化,尚不能完全解釋腎移植后患者動脈衰老是如何恢復自然進程,有待于進一步分層分析深入研究。另外,自然人群中雙側頸總動脈結構和功能存在差異,且動脈功能學參數較形態學參數變化更早[18]。這些關系在腎移植前后是否存在或如何變化都有待于進一步研究。

綜上所述,維持性血透的ESRD患者CIMT增厚、CCAD增寬。腎移植后,受者CIMT變薄,CCAD縮窄。這一發現對于持續性血液透析的ESRD患者具有重要的臨床意義,提示腎移植成功后,不僅可以改善受者的生活質量,而且可部分改善甚至逆轉患者受損的動脈,并逐步恢復其血管衰老的自然進程。本研究結果也支持對腎移植患者術后行CIMT和CCAD常規隨訪、檢測和評估,對于CIMT和CCAD改善不明顯的腎移植患者需要進行心血管危險因素的再評估,明確是否存在新增的危險因素,以防止腎移植患者心腦血管事件的發生。

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Morphologic properties and aging process of common carotid artery after kidney transplantation

LI Zhao-jun1, LI Fan1, QIN Yan2, ZHANG Qian3, GAO Feng1, DU Lian-fang1, LUO Xiang-hong3△

(1DepartmentofUltrasound,2DepartmentofUrology,3DepartmentofEchocardiography,ShanghaiGeneralHospital,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200080,China)

Objective To study the change rules with age in morphologic properties of common carotid artery,and to discuss its aging process after kidney transplantation. Methods Thirty-one patients with end-stage renal disease (ESRD) supported by hemodialysis,31 kidney transplant recipients (KTR) and 84 control subjects were offered an ultrasound of carotid artery.The carotid intima-media thickness (CIMT) and common carotid artery diameter (CCAD) of right carotid arteries were measured by ultrasonic frequency tracking.The tends for slope of CIMT and CCAD with age were analyzed by linear regression analysis. Results Compared with KTR group and control group,ESRD group had significantly thicker CIMT and wider CCAD,but there was no significant difference between KTR group and control group.The linear regression showed the development of CIMT were positively associated with age (P<0.05).Compared with KTR group and ESRD group respectively,the slope of

CIMT with age (unstandardized coefficients b) in control group was greater (Z=1.417,P=0.006;Z=2.223,P<0.001).There was no significant difference between KTR group and ESRD group (Z=1.038,P=0.723).The development of CCAD were also positively associated with age (P<0.05).Compared with control group,the slope of CCAD with age in ESRD group was less (Z=1.677,P=0.002). Conclusions After successful kidney transplantation,some morphologic properties of carotid artery are improved and resume the normal aging process.

kidney transplantation; end-stage renal disease; common carotid artery; morphology; aging; ultrasound

R445.1，R692.5

A

10.3969/j.issn.1672-8467.2017.03.002

2016-06-29;編輯:段佳)

上海市科學技術委員會醫學引導類科技項目(15411969100,16411969300);上海市衛生和計劃生育委員會基金(201440290,201640043);上海交通大學醫工交叉研究基金(YG2015MS28)

△Corresponding author E-mail:lxh_20050703@sina.com

*This work was supported by the Medical Induction Project from Science and Technology of Shanghai Municipality (15411969100,16411969300),the Fund from Shanghai Municipal Commission of Health and Family Planning (201440290,201640043) and the Interdisciplinary Project of Medicine and Engineering from Shanghai Jiao Tong University (YG2015MS28).