慢性腎臟病患者血清骨硬化蛋白與礦物質(zhì)和骨異常的相關(guān)性研究

王 菡，陳衛(wèi)東，丁志珍，陳 燕

(1.蚌埠醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院腎內(nèi)科，安徽 蚌埠 233000；2.蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院腎內(nèi)科，安徽 蚌埠 233000)

近年來，慢性腎臟病(chronic kidney disease，CKD)發(fā)病率在全球范圍內(nèi)呈逐年增高態(tài)勢(shì)，而我國成年人CKD發(fā)病率高達(dá)10.8%～13.4%，已成為了當(dāng)今世紀(jì)人類面臨的重大公共健康問題[1]。而CKD礦物質(zhì)和骨異常(CKD-mineral and bone disorder，CKD-MBD)是誘發(fā)CKD患者致殘、致死等不良結(jié)局的關(guān)鍵因素，以鈣磷代謝異常、骨骼成分和結(jié)構(gòu)改變、繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn)、血管和軟組織鈣化為主要臨床表現(xiàn)，在CKD早期即可出現(xiàn)，隨著CKD病情進(jìn)展而逐漸加重，不僅會(huì)增加心血管不良事件發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，還與CKD患者心血管鈣化、骨折等有關(guān)[2]。近年來有研究發(fā)現(xiàn)，骨硬化蛋白(sclerostin，SOST)作為骨重建過程中的關(guān)鍵蛋白，由位于人染色體的17q12～q21的SOST基因編碼轉(zhuǎn)錄形成，可經(jīng)抑制骨代謝調(diào)節(jié)信號(hào)通路(Wnt通路、轉(zhuǎn)化生長因子β/骨形態(tài)發(fā)生蛋白通路)在骨形成中發(fā)揮重要的負(fù)性調(diào)控作用，抑制成骨細(xì)胞發(fā)育及骨形成，可能參與CKD-MBD的發(fā)生及發(fā)展，但關(guān)于其與CKD 3～5期患者血鈣(calcium，Ca)、血磷(phosphorus，P)、鈣磷乘積(calcium phosphorus product，Ca·P)、全段甲狀旁腺素(intact parathyroid hormone，iPTH)、25-羥維生素D3[25-hydroxyvitamin D3，25-(OH)D3]等礦物質(zhì)骨代謝指標(biāo)的相關(guān)性鮮有報(bào)道[3-4]。因此，本研究旨在通過探討CKD患者血清SOST水平與CKD-MBD的相關(guān)性，為CKD-MBD防治提供參考，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2017年2月—2019年12月蚌埠醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院收治的CKD 3～5期患者120例，其中CKD 3期、CKD 4期、CKD 5期各40例。另選取同期年齡、性別相匹配的健康體檢者40例為對(duì)照組，未發(fā)現(xiàn)心、腎、骨骼及內(nèi)分泌等系統(tǒng)病變，無CKD及骨代謝異常。4組性別、年齡、體重指數(shù)(body mass index,BMI)、原發(fā)疾病比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。見表1。

表1 4組一般資料比較Table 1 Comparison of general data between four groups (n=40)

本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批通過，所有受試者者均知情同意并簽署知情同意書。

1.2納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：①CKD符合《慢性腎臟病篩查診斷及防治指南》中CKD診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]，根據(jù)估算腎小球?yàn)V過率(estimated glomerular filtration rate，eGFR)分期，eGFR 30～59 mL·min-1·1.73 m-2判斷為CKD 3期，eGFR 15～29 mL·min-1·1.73 m-2判斷為CKD 4期，eGFR<15 mL·min-1·1.73 m-2判斷為CKD 5期；②CKD病史超過12個(gè)月；③未接受透析治療；④臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并自身免疫性腎損傷、急性腎損傷、嚴(yán)重肝病史；②短期內(nèi)存在隱形或顯性感染；③骨折、原發(fā)骨代謝疾??；④原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn)；⑤血液系統(tǒng)疾病；⑥良性或惡性腫瘤；⑦近期接受過激素及免疫抑制治療，或近30 d內(nèi)使用藥物糾正鈣磷代謝或應(yīng)用過維生素D制劑；⑧妊娠期或哺乳期婦女；⑨患有精神疾病無法配合本研究者。

1.3研究方法 所有研究對(duì)象入院后詳細(xì)采集病史資料，包括性別、年齡、BMI、原發(fā)疾病。對(duì)照組于體檢當(dāng)日清晨抽取空腹靜脈血5 mL，CKD 3～5期患者于入院次日清晨抽取空腹靜脈血5 mL，均于室溫下靜置60 min，3 000 r/min離心10 min，待血清分離后置于-70 ℃冰箱中保存?zhèn)錅y(cè)。①利用腎臟病飲食改良(modification of diet in renal disease，MDRD)簡化公式計(jì)算出eGFR，其中eGFR=30 849.2×(血肌酐)-1.154×(年齡)-0.203，若為女性則再乘以0.742。②采用貝克曼AU5800全自動(dòng)生化儀檢測(cè)常規(guī)生化指標(biāo)，其中酶動(dòng)力法測(cè)定血肌酐(serum creatinine，SCr)，尿素酶速率法測(cè)定血尿素氮(blood urea nitrogen，BUN)；偶氮胂Ⅲ法檢測(cè)Ca，磷鉬酸還原法檢測(cè)P，并計(jì)算Ca·P；比色法檢測(cè)堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，AKP)，散射速率比濁法檢測(cè)白蛋白(albumin，ALB)，比色法測(cè)定血紅蛋白(hemoglobin，Hb)。③采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測(cè)SOST，同位素化學(xué)發(fā)光法測(cè)定iPTH(iPTH由合肥金域檢驗(yàn)中心檢測(cè))，試劑盒均由上海生物科技有限公司生產(chǎn)。④采用Cobas e601型全自動(dòng)電化學(xué)發(fā)光免疫分析儀(羅氏公司)檢測(cè)25-(OH)D3，試劑盒由上海雅吉生物科技有限公司生產(chǎn)。⑤采用XR-46雙光能X線骨密度檢測(cè)儀(美國Norland公司)檢測(cè)患者腰椎的骨密度(bone density，BMD)。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù)。計(jì)量資料比較采用單因素方差分析和SNK-q檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)；相關(guān)性分析采用Pearson法。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.14組eGFR、SCr、BUN、Hb水平比較 CKD 3期組、CKD 4期組和CKD 5期組eGFR、Hb顯著低于對(duì)照組，SCr、BUN顯著高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；CKD 4期組和CKD 5期組eGFR、Hb顯著低于CKD 3期組，SCr、BUN顯著升高于CKD 3期組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；CKD 5期組eGFR、Hb顯著低于CKD 4期組，SCr、BUN顯著高于CKD 4期組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

表2 4組eGFR、SCr、BUN、Hb水平比較Table 2 Comparison of eGFR, SCr, BUN and Hb levels among four groups

2.24組Ca、P、Ca·P、AKP、ALB、BMD水平比較 與對(duì)照組比較，CKD 3期組Ca、ALB、BMD顯著低于對(duì)照組，CKD 4期組Ca、ALB、BMD顯著低于對(duì)照組，P、Ca·P顯著高于對(duì)照組，CKD 5期組Ca、ALB、BMD顯著低于對(duì)照組，P、Ca·P、AKP顯著高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；CKD 4期組Ca、BMD顯著低于CKD 3期組，P、Ca·P顯著高于CKD 3期組,CKD 5期組Ca、BMD顯著低于CKD 3期組，P、Ca·P、AKP顯著高于CKD 3期組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；CKD 5期組Ca、BMD顯著低于CKD 4期組，P、Ca·P、AKP顯著高于CKD 4期組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表3。

表3 4組Ca、P、Ca·P、AKP、ALB、BMD水平比較Table 3 Comparison of Ca, P, CA·P, AKP, ALB, and BMD levels among four groups

2.34組SOST、iPTH、25-(OH)D3水平比較 CKD 3期組、CKD 4期組和CKD 5期組SOST、iPTH顯著高于對(duì)照組，25-(OH)D3顯著低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；CKD 4期組和CKD 5期組SOST、iPTH顯著高于CKD 3期組，25-(OH)D3顯著低于CKD 3期組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；CKD 5期組SOST、iPTH顯著高于CKD 4期組，25-(OH)D3顯著低于CKD 4期組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表4。

表4 4組SOST、iPTH、25-(OH)D3水平比較Table 4 Comparison of SOST, iPTH and 25-(OH)D3levels among four groups

2.4CKD患者SOST與各實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)的相關(guān)性分析 經(jīng)Pearson分析顯示，CKD 3～5期患者SOST與eGFR、Hb、Ca、BMD、25-(OH)D3呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)，與SCr、P、Ca·P、iPTH呈正相關(guān)(P<0.05)，與BUN、AKP、ALB無明顯相關(guān)性(P>0.05)，見表5。

表5 CKD患者SOST與各實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)的相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis of serum SOST level and laboratory indexes in patients with CKD

3 討 論

CKD-MBD是指CKD患者系統(tǒng)性礦物質(zhì)和骨代謝紊亂，早期(CKD 1～2期)常缺乏典型臨床癥狀，中后期(CKD 3～5期)往往以生化指標(biāo)異常(如Ca、P、iPTH、維生素D代謝紊亂)、血管或其他軟組織異位鈣化、腎性骨病為主要表現(xiàn)，與CKD患者不良心血管事件和病死率增加有關(guān)[6-7]。CKD-MBD發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，主要與鈣磷代謝紊亂與繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn)、維生素D缺乏與腎性骨病、異位鈣化有關(guān)，但P、iPTH等經(jīng)典骨代謝標(biāo)志物通常在CKD后期才出現(xiàn)顯著改變[8]。近年來有報(bào)道表明，Wnt/β-catenin信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路激活與CKD進(jìn)展密切相關(guān)，而SOST作為Wnt/β-catenin信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的抑制劑之一，可能與CKD-MBD的發(fā)病有關(guān)[9]。本研究旨在探討SOST與CKD-MBD的相關(guān)性，以期為CKD-MBD發(fā)病機(jī)制及治療提供新的思路。

SOST屬“胱氨酸結(jié)”分泌型蛋白DAN家族成員，主要由骨細(xì)胞分泌，并可表達(dá)于組織器官中，常通過Wnt/β-catenin信號(hào)通路、轉(zhuǎn)化生長因子β/骨形態(tài)發(fā)生蛋白通路參與抑制骨形成過程，經(jīng)改善成骨細(xì)胞分化及特異基因表達(dá)、調(diào)節(jié)骨基質(zhì)形成及礦化等環(huán)節(jié)影響成骨作用[10]。Hamada-Ode等[11]報(bào)道，CKD患者血清SOST水平自CKD 3期開始逐漸升高，CKD 5期患者血清SOST水平明顯高于CKD 3～4期患者，為正常對(duì)照組的2～4倍。Pietrzyk等[12]也證實(shí)，血清SOST水平自CKD 3期開始升高，且隨著臨床分期逐漸增加而不斷升高。本研究結(jié)果顯示，隨著臨床分期的增加(腎功能逐漸減退，即SCr逐步升高、eGFR逐漸降低)，CKD 3～5期患者血清SOST水平逐步升高，推測(cè)可能與患者骨量減少和eGFR降低有關(guān)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，CKD 3～5期患者SOST與eGFR呈負(fù)相關(guān)，與SCr呈正相關(guān)，證實(shí)了上述結(jié)論。推測(cè)其可能原因：①隨著病情進(jìn)展，eGFR逐漸降低，而在同等條件下SOST清除減少，致使血清濃度逐漸升高；②SOST分子量偏低，在尿路排泄方面與α1-微球蛋白相關(guān)，隨著腎功能的逐漸減退，eGFR逐漸降低，尿中SOST逐漸增高，提示血清SOST水平升高與生成增多有關(guān)；③CKD患者骨量減少。但目前該機(jī)制尚不明確，有待今后進(jìn)一步研究。

本研究結(jié)果顯示，CKD 3期時(shí)出現(xiàn)Ca、25-(OH)D3降低，iPTH升高，CKD 4期時(shí)才出現(xiàn)P升高，且與對(duì)照組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；Ca·P升高出現(xiàn)在CKD 4期，與P升高同期，但稍晚于Ca降低，基本相符指南[13]中提出的鈣磷代謝紊亂和維生素D代謝紊亂出現(xiàn)時(shí)間。而進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，CKD 3～5期患者SOST與Ca、25-(OH)D3呈負(fù)相關(guān)，與P、Ca·P、iPTH呈正相關(guān)，與既往報(bào)道[14-16]相符。推測(cè)原因，CKD 3期患者已出現(xiàn)Ca降低及25-(OH)D3減少，致使骨量減少，從而刺激血清SOST水平升高；而P、Ca·P升高是血管內(nèi)膜鈣化的影響因素，基于此刺激下患者血管壁中血管平滑肌細(xì)胞在核心結(jié)合因子影響下上調(diào)鈣化核心因素(如AKP、非膠原蛋白等)，促使血管平滑肌細(xì)胞轉(zhuǎn)分化，致使CKD患者動(dòng)脈中膜鈣化，引起心臟瓣膜、軟組織等器官鈣化，最終影響血清SOST表達(dá)。此外，SOST通過抑制腎臟中1-α羥化酶細(xì)胞色素P450表達(dá)、上調(diào)成纖維細(xì)胞生長因子23水平等機(jī)制直接或間接抑制1,25-(OH)2D3形成，致使上游25-(OH)D3堆積，但其作用弱于對(duì)24,25-(OH)2D3生成的刺激作用，故致使CKD 3～5期患者25-(OH)D3呈逐漸降低趨勢(shì)。而隨著CKD患者病程進(jìn)展，低Ca、高P刺激iPTH合成及分泌，誘導(dǎo)鈣敏感受體等表達(dá)下調(diào)，促使iPTH生成增加；而iPTH對(duì)骨的影響有部分是經(jīng)抑制SOST表達(dá)來介導(dǎo)的。推測(cè)可能是CKD疾病致使骨骼對(duì)iPTH刺激產(chǎn)生抵抗，導(dǎo)致iPTH信號(hào)活動(dòng)減少，最終增加SOST產(chǎn)生；另外，考慮iPTH和SOST主要決定因素是腎功能狀態(tài)，故推測(cè)也可能與此相關(guān)，今后仍需深入驗(yàn)證。此外，CKD 3～5期患者Hb水平隨臨床分期的增加而逐漸降低，與患者腎臟分泌促紅細(xì)胞生成素降低，以及體內(nèi)代謝毒物如SCr、BUN及其他類似代謝產(chǎn)物大量蓄積有關(guān)；而Hb降低會(huì)引起25-(OH)D3降低，又因CKD患者SOST與25-(OH)D3呈負(fù)相關(guān)，故推測(cè)Hb也與SOST存在相關(guān)性，具體機(jī)制仍需今后深入探究。

綜上所述，CKD 3～5期患者血清SOST水平隨著腎功能的降低而逐漸升高，并與Ca、P、Ca·P、iPTH等經(jīng)典骨代謝標(biāo)記物存在明顯相關(guān)性，表明血清SOST有可能作為提示CKD-MBD的生物標(biāo)記物。但本研究仍存在一定局限，未對(duì)不同骨硬化蛋白水平對(duì)礦物質(zhì)、血管鈣化及骨代謝的影響展開探討，期待開展樣本量更大的橫向研究，故今后仍需深入調(diào)查研究。