維持性血液透析患者血清IGF-1、SOST與血管鈣化的關系

陳雨,李旻,周華,楊敏,孫軍

常州市第一人民醫院，江蘇常州 213000

維持性血液透析(MHD)是終末期腎病的主要替代治療方式，在很大程度上改善患者的生活質量、提高患者的生存率，但MHD治療過程中心血管疾病的發生又給患者生存帶來新的挑戰[1]。血管鈣化(VC)是慢性腎病特別是終末期腎病患者常見的并發癥，在長期MHD治療的患者中更易出現，其是心腦血管疾病發生的獨立危險因素，嚴重影響患者預后，其防治是臨床工作的重心之一[2]。胰島素樣生長因子-1(IGF-1)是一種分泌性蛋白，其可通過促進堿性磷酸酶的合成，進而促進細胞鈣化，廣泛參與機體的代謝和生長發育[3]。骨硬化蛋白(SOST)是一種分泌性糖蛋白，其是骨—血管軸的新型調節因子，可能通過對Wnt信號通路進行調控發揮作用[4]。近年來，已有研究證實IGF-1、SOST與MHD患者VC的發生密切相關，但具體機制尚未完全闡明[5]。因此本研究分析了MHD患者血清IGF-1、SOST與VC的關系，以期為VC的防治提供幫助。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2018年9月～2019年12月于我院隨診的MHD患者150例作為研究對象，其中男93例、女57例，年齡41～73(56.78±6.84)歲。原發疾病：高血壓93例、糖尿病56例。納入標準：①年齡18歲；②規律透析時間6個月；③每周透析3～4次，每次4～4.5 h，透析過程順利；④臨床資料完整，自愿進入本研究。排除標準：①近3個月有激素應用史；②近1年內有嚴重出血性疾病；③惡性腫瘤；④嚴重的感染；⑤原發性甲狀旁腺疾病及骨代謝性疾病；⑥嚴重的心、肺、腎等重要器官功能障礙；⑦血液系統及免疫系統疾病。患者均簽署知情同意書，本研究經我院倫理委員會審批同意。使用F80透析器(費森尤斯，德國)對患者進行透析治療：標準碳酸氫鹽血液透析，鈣離子濃度1.25 mmol/L，血流量200～350 mL/min，透析液流量500 mL/min，3～4次/周，4～4.5 h/次，每次透析超濾均達到預計干重標準。

1.2 生化指標檢測 抽取患者清晨空腹靜脈血10 mL，經3 000 r/min離心15 min(離心半徑14 cm)，取上清置于-80 ℃冷藏器中備用。嚴格按照試劑盒操作說明，使用雙抗體酶聯免疫吸附法檢測血清中IGF-1和SOST水平，IGF-1檢測試劑盒購于Novus Biologicals公司(美國)，SOST試劑盒購于EMD Millipore公司(美國)。使用DXI-800全自動生化分析儀(貝克曼公司，美國)檢測生化指標，包括血紅蛋白(Hb)、白蛋白、高密度脂蛋白(HDL)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)、總膽固醇(TC)、B型利鈉肽(BNP)、肌酐(Cr)、尿素(UREA)、血磷、血鈣、全段甲狀旁腺激素(iPTH)。

1.3 VC的評估 采用簡易血管鈣化評分法[6]對患者進行VC評分。對患者進行骨盆平片、雙手正位及腰椎側位X線檢查，骨盆平片以雙側股骨頭水平線和脊柱中線分為4個部分，雙手正位片以掌骨上方做水平分隔分為4個部分，腰椎側位片以腰2、腰3椎間隙分界將腹主動脈分為上下部分，共計10個部分。由2位高年資放射科醫師盲法、單獨進行評分，不一致再由第3位醫師重新評估，每個部分根據有無VC分別計為1、0分，最終取其平均值。按總分對VC進行分級：無鈣化60例(0分)，輕度鈣化27例(1～3分)，中度鈣化43例(4～6分)，重度鈣化20例(7～10分)。根據VC評估結果分為鈣化組(VC組)90例和非鈣化組(NVC組)60例。

2 結果

2.1 兩組血清IGF-1、SOST及其他生化指標比較 NVC組男37例、女23例，年齡(52.45±4.43)歲,吸煙史23例，有飲酒史20例，高血壓37例，糖尿病22例，BMI(22.46±2.16)kg/m2，透析時間(36.54±8.97)個月,Hb(98.27±12.53)g/L，白蛋白(35.69±6.35)g/L，TC(3.74±1.17)mmol/L，TG(1.27±0.61)mmol/L，HDL(1.02±0.43)mmol/L，LDL(2.39±1.27)mmol/L，BNP(7.18±3.53)mmol/L，Cr(379.45±41.26)μmol/L，UREA(23.17±7.45)mmol/L，血磷(1.28±0.46)mmol/L，血鈣(1.64±0.48)mmol/L，iPTH(385.27±63.44)pmol/L，IGF-1(64.25±21.33)ng/mL，SOST(5.58±1.87)ng/mL。VC組男56例、女34例，年齡(59.67±6.84)歲,有吸煙史32例，有飲酒史29例，高血壓56例，糖尿病34例，BMI(22.37±2.29)kg/m2，透析時間(37.29±9.65)個月,Hb(99.45±10.73)g/L，白蛋白(36.19±6.69)g/L，TC(3.83±1.26)mmol/L，TG(1.32±0.72)mmol/L，HDL(1.06±0.51)mmol/L，LDL(2.45±1.31)mmol/L，BNP(7.42±3.79)mmol/L，Cr(383.47±37.59)μmol/L，UREA(24.29±6.81)mmol/L，血磷(2.07±0.75)mmol/L，血鈣(2.43±0.95)mmol/L，iPTH(668.12±89.71)pmol/L，IGF-1(120.88±37.59)ng/mL，SOST(3.41±1.56)ng/mL。VC組血清IGF-1、血磷、血鈣、iPTH、年齡高于NVC組，而血清SOST低于NVC組(P均<0.05)；兩組其余指標比較差異均無統計學意義。

2.2 不同VC程度的MHD患者血清IGF-1、SOST水平及相關指標比較 隨著VC程度的加重，MHD患者血清IGF-1、血磷、血鈣、iPTH水平逐漸升高，而SOST水平逐漸降低，兩兩比較差異均有統計學意義(P均<0.05)，見表1。

表1 不同VC程度的MHD患者血清IGF-1、SOST水平及相關指標比較

2.3 VC患者血清IGF-1、SOST水平與VC相關指標的相關性 VC組血清IGF-1水平與血磷、血鈣、iPTH、VC評分均呈正相關(r分別為0.697、0.813、0.681、0.767，P均<0.001)，SOST水平與血磷、血鈣、iPTH、VC評分均呈負相關(r分別為-0.648、-0.705、-0.695、-0.734，P均<0.001)。

2.4 MHD患者發生VC的影響因素分析 Logistic回歸分析顯示，年齡(OR=1.778)、IGF-1(OR=1.873)、血鈣(OR=2.125)是MHD患者VC的危險因素，SOST(OR=0.654)是保護因素(P均<0.05)，見表2。

表2 MHD患者發生VC的影響因素分析

3 討論

心血管疾病是導致MHD患者死亡的主要原因之一，而VC是引發心血管疾病發生的危險因素，MHD患者VC的防治是目前研究熱點[7]。VC是一種多基因、蛋白及信號通路調控的病理過程，主要表現為血管內皮細胞、平滑肌細胞向類成骨或軟骨細胞分化，并伴隨血管內膜或中膜的鈣鹽沉積。MHD患者VC主要以動脈中層鈣化為主，其主要機制是高磷、高鈣及高鈣磷乘積等骨—礦物質代謝紊亂誘導血管平滑肌細胞促進VC[8]。本研究觀察到MHD患者VC的發生率較高，VC患者的年齡、血磷、血鈣、iPTH水平較高，且年齡、血鈣是VC發生的危險因素，提示多數MHD患者會發生不同程度的VC，其發生與年齡及礦物質代謝紊亂有關，此與既往研究相符[9]。MHD患者VC的早期防治可改善患者預后，但在透析治療早期，患者并無明顯的骨—礦物質代謝，常規的血清學及影像學指標難以準確評估病情，現階段眾多學者仍致力于尋找新的生物學標志物。

IGF-1是一種類似于胰島素并依賴于生長激素的多肽，機體血管內皮細胞、平滑肌細胞及巨噬細胞等多種細胞均可合成并分泌IGF-1及相應的IGF-1受體結合蛋白，并形成相應的IGF作用網絡[10]。IGF-1可刺激內皮細胞和平滑肌細胞的增殖和遷移，并抑制細胞凋亡，在動脈粥樣硬化的形成、發展及血管再發狹窄過程中發揮重要作用。此外，IGF-1還可促進成骨細胞的增殖和分化，增加骨骼中的鈣鹽沉積，是骨—礦物質代謝的重要調節因子[11]。近年研究發現，IGF-1與VC的發生密切相關。石現軍等[12]研究證實，VC MHD患者血清IGF-1明顯升高，IGF-1與鈣化嚴重程度有較好的相關性，且IGF-1是VC的危險因素。李秋梅等[13]研究顯示，IGF-1是高血壓患者頸動脈內膜中層增厚的獨立危險因素。王宇玫等[14]研究發現，IGF-1參與了鈣化血管細胞鈣鹽沉積的全過程，且具有明顯的劑量依賴性。這些研究均提示IGF-1參與了VC形成及進展，具體影響機制尚未完全闡明，根據現有的報道推測，可能機制包括：①IGF-1可促進堿性磷酸酶的合成，堿性磷酸酶是鈣鹽形成的重要調節酶，其可水解磷酸酯鍵而提高局部磷酸根濃度，進而為羥基磷灰石晶的形成提供底物，此過程是VC形成的重要環節[15]；②通過細胞外信號調節激酶和磷脂酰肌醇激酶-3途徑促進血管平滑肌細胞的增殖及骨轉化[16]。本研究結果發現，VC患者的血清IGF-1水平隨著VC程度的加重逐漸升高，且與VC評分、血磷、血鈣、iPTH呈正相關，進一步分析發現其是VC的危險因素，提示IGF-1與MHD患者骨-礦物質代謝紊亂、VC的發生密切相關，與既往研究[12～14]相符。

SOST是由骨細胞分泌的一種分泌型糖蛋白，其作為Wnt/β-鏈蛋白信號通路的阻滯劑，在骨代謝及VC形成過程中發揮重要作用[17]。近年來，SOST在慢性腎病患者骨—礦物質代謝紊亂及VC中的作用及影響機制成為國內外研究熱點。Cejka等[18]研究表明，血清SOST與iPTH、成骨細胞數量和功能呈負相關，且在高轉化骨病的MHD患者中，SOST水平是常人的2倍。Yang等[19]研究顯示，血清SOST水平與MHD患者主動脈鈣化的嚴重程度呈負相關，并提示SOST的缺乏可能無法抑制尿毒癥性異位VC。Jean等[20]研究證實，高SOST與高骨密度、低主動脈鈣化評分、低堿性磷酸酶及低病死率密切相關。上述研究均提示,SOST可能抑制VC的發生。SOST的主要作用是抑制骨骼中卷曲蛋白質沉積，并抑制Wnt/β-鏈蛋白信號的傳導以減少成骨細胞和骨形成。鈣化血管中的成骨細胞或骨細胞可能分泌SOST，其通過旁分泌或自分泌釋放入血，SOST可直接與LRP5/6結合，阻止了Wnt配體與其受體結合，進而抑制Wnt信號通路對血管平滑肌細胞向成骨細胞轉化的促進作用，阻止血管壁的進一步鈣化[21]。本研究結果顯示,VC患者的血清SOST水平隨著VC程度的加重逐漸降低，且與VC評分、血磷、血鈣、iPTH呈負相關，進一步分析發現，其是VC的保護因素，提示高水平的SOST可抑制VC的發生，血清中SOST水平下降可能是SOST發揮抑制鈣化作用被消耗所致。

綜上所述，IGF-1和SOST與MHD患者VC的發生、發展密切相關，IGF-1是MHD患者VC的危險因素，而SOST是其保護因素，此為VC的及早預防干預提供了新思路。