維持性血液透析患者氧化應激和炎癥狀態與骨質疏松的關系

李小庭 黃碧珍 周 晨 王文添

解放軍南部戰區空軍醫院血液凈化科，廣東廣州 510062

維持性血液透析（maintenance hemodialysis，MHD）[1]是終末期腎病（end-stage renal disease，ESRD）最主要替代性治療手段。然而長期的MHD會導致一系列并發癥的發生。骨質疏松（osteoporosis，OP）是臨床上常見的全身性骨骼系統疾病，以骨組織微結構損傷、骨量低為特點，造成骨脆性增加，從而導致OP患者容易發生骨折。據流行病學統計[2]，MHD患者OP的發生率高達40%～60%，因此會嚴重影響患者的生活質量。相關研究顯示[3]，MHD患者存在氧化應激和炎癥反應狀態。而過量的活性氧（reactive oxygen species，ROS）和炎癥介質可以影響骨代謝[4-5]。本研究探討MHD患者血清氧化應激指標和炎癥介質的水平與OP發生之間的關聯，為MHD患者發生OP預防和治療提供研究依據。現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年1月至2018年12月在南部戰區空軍醫院接受維持性血透的180例患者作為研究對象。其中男126例，女54例，年齡50～69歲，平均（55.27±4.83）歲。納入標準：①門診血液透析患者，持續血透時間＞3個月；②病情相對穩定；③神智清晰并自愿參加本次研究。排除標準：①合并心腦肺等重要臟器嚴重疾病，嚴重感染；合并惡性腫瘤，甲狀腺或甲狀腺旁腺功能亢進；②長期服用影響骨代謝的藥物，近3個月有糖皮質激素藥物使用史；③存在語言表達不清和認知障礙。該研究經過醫院醫學倫理委員會批準，所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 血清標本采集 所有研究對象于清晨空腹采集靜脈血5 ml，室溫下靜置1 h。置于高速離心機，在4°C、3000 rpm離心條件下離心20 min，取上清置于新的1.5 ml微量離心管。-70°C條件下保存待進一步實驗。

1.2.2 OP檢測判定和分組 采用美國Hologic雙能X線骨密度儀（型號：Discovery Wi）對研究對象腰椎和髖部骨密度（bone mineral density， BMD）進行檢測。BMD值降低程度等于或大于2.5個標準差即可診斷為OP[6]。根據是否診斷為OP將180例MHD患者分為OP組和non-OP組。

1.2.3 血清氧化應激指標檢測 用中國生工生物工程有限公司的ELISA試劑盒分別對研究對象血清中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、丙二醛（malondialdehyde，MDA）和總抗氧化力（total anti-oxidation capacity，T-AOC）這3種氧化應激指標進行檢測。所有檢測均嚴格按照試劑盒使用說明書的操作步驟進行。

1.2.4 血清炎癥介質檢測 采用中國生工生物工程有限公司的ELISA 試劑盒分別檢測研究對象血清中炎癥介質C-反應蛋白（C-reaction protein，CRP）、白 細 胞 介 素 -1（interleukin-1，IL-1）和IL-6的濃度水平。所有檢測均嚴格按照試劑盒說明書步驟進行操作。

1.3 統計學分析

采用SPSS 19.0軟件對實驗數據進行統計學分析。計量資料用（）來表示。組間計量資料比較分析采用t檢驗，采用Pearson相關性分析MHD患者發生OP與血清氧化應激指標和炎癥介質之間的相關性，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 MHD患者發生OP情況

根據骨密度儀檢測結果，按是否患有OP將180例MHD患者分為OP組（n=92）和non-OP組（n=88）。本研究中，MHD患者OP患病率51.11%。兩組患者一般資料比較，差異無統計學意義（P＞ 0.05），見表 1。

表1 兩組患者一般資料比較

2.2 兩組患者血清氧化應激指標比較

OP組患者血清SOD和T-AOC濃度值均較non-OP組低，而MDA濃度值則高于non-OP組，兩組間比較差異具有統計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 兩組患者血清氧化應激指標比較（）

組別 n SOD（U/ml） MDA（nmol/ml） T-AOC（U/ml）OP 組 92 78.73±6.64 8.05±0.91 7.44±1.05 non-OP組 88 84.35±5.72 7.26±0.85 8.53±0.92 t值 2.836 2.726 3.128 P值 0.014 0.019 0.006

2.3 兩組患者血清炎癥介質比較

OP組患者血清IL-1、IL-6和 CRP濃度值均高于non-OP組，兩組間比較差異有統計學意義（P＜ 0.05），見表 3。

表3 兩組患者血清炎癥介質比較（）

表3 兩組患者血清炎癥介質比較（）

組別 n IL-1（ng/L） IL-6（ng/L） CRP（mg/L）OP 組 92 65.91±5.26 30.75±2.82 11.65±1.41 non-OP 組 88 59.38±4.80 26.52±2.39 9.47±1.18 t值 2.807 3.076 3.724 P值 0.016 0.007 0.003

2.4 MHD患者BMD值與血清氧化應激指標和炎癥介質的相關性

MHD患者BMD值與血清SOD和T-AOC呈明顯正相關，與血清IL-1、IL-6、CRP和MDA存在明顯負相關，差異有統計學意義（P＜0.05），見表4。

表4 Pearson相關性分析結果

3 討論

MHD是一種挽救ESKD患者生命的方法。隨著透析治療技術的不斷發展，目前MHD患者的生存期大大延長。然而，MHD患者大多伴有不同程度的骨質代謝紊亂，且隨著透析治療時間的延長，OP的發生率也越來越高[7]。研究表明[8]，MHD患者的骨量丟失進展速度及骨折風險明顯大于普通人群。據流行病學統計[9]，MHD患者OP的發生率約為20%～50%。而來自美國腎臟病數據系統（USRDS）的數據顯示[10]，MHD患者的髖部骨折風險大約高出普通人群4倍，且與年齡和性別無關。OP會導致骨脆性增加和骨折風險增加，最終會影響MHD患者的生存質量和預后。因此，及時預測其發生OP的風險并采取規范的防治措施是非常有必要的。本研究中，采用雙能X線骨密度儀對納入研究的MHD患者骨密度進行檢測來判定是否患OP。雙能X線吸收法（ualenergy X-ray absorptiometry，DXA）是目前國際公認的骨密度檢測方法，其測定值被WHO認為是診斷骨質疏松的金標準[11]。結果顯示180例MHD患者中92例患有OP，這與相關報道的數據是一致的。

在MHD患者中，骨量丟失最終導致OP是由于多種因素共同作用的結果，其具體機制目前尚不明確。臨床觀察顯示[12]，全身性OP與全身炎癥發病周期存在一致性，局部性OP與局部炎癥區也存在共定位的情況。相關流行病學研究也報道在各種炎癥條件下發生OP的風險增加。新近的數據表明[13]，骨生物學和炎癥生物學之間存在重疊的途徑。某些促炎性細胞因子在正常骨重建過程中以及在圍絕經期和晚期OP的發病機制中都發揮著潛在的關鍵作用。IL-6能促進破骨細胞分化和活化，IL-1則是另一種強有力的骨吸收刺激因子。它們在體內的高表達會加速骨丟失，與特發性和絕經后OP的發生有關[14]。CRP是全身炎癥的敏感標志物，能夠被IL-1、IL-6和腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor-α，TNF-α）激活分泌。研究發現[15]，機體內CRP的水平與骨密度之間存在關聯，高表達的CRP在體外能夠抑制成骨細胞功能，促進成骨細胞凋亡。以上的研究報道表明，促炎性細胞因子參與了成骨細胞和破骨細胞的調節，也是引起OP發病的因素。本研究中，OP組患者血清IL-1、IL-6和CRP濃度值均高于non-OP組，且MHD患者BMD值與血清IL-1、IL-6 和CRP存在明顯負相關（P＜0.05）。以上研究結果提示體內高表達的IL-1、IL-6和CRP水平與MHD患者OP發生之間存在關聯。

人體正常狀態下的抗氧化機制是完善的，可以通過酶催化和酶自由基催化作用消除氧自由基，從而起到抗氧化作用。當機體防御系統功能低下時，氧化還原反應將失去平衡，導致ROS的積累，氧化與抗氧化之間失衡，其中氧化占主導地位，導致氧化應激的發生。體內外研究顯示[16]，高水平的ROS能夠誘導NF-kB受體激活劑配體（receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand，RANKL）表達增強，抑制骨保護素（osteoprotegerin，OPG）的表達，導致 RANKL/OPG比值增加，阻斷并降低成骨細胞的活性和分化，誘導成骨細胞和骨細胞凋亡。氧化應激改變了骨重建過程，導致破骨細胞和成骨細胞活性失衡，這可能導致代謝性骨疾病，并導致骨骼系統疾病的發病，包括以骨密度低和骨量減少為特征的OP的發生[17]。本研究采用ELISA檢測受試者血清中SOD、MDA和T-AOC水平。SOD是人體最主要的抗氧化酶，反映機體清除自由基的能力。MDA為脂質氧化終產物，直接反映氧自由基水平。T-AOC代表抗氧化物質和抗氧化酶等構成總抗氧化水平。本研究結果顯示，OP組患者血清SOD和T-AOC濃度值均較non-OP組低，而MDA濃度值則高于non-OP組。但是相關分析結果顯示MHD患者BMD值與血清SOD和T-AOC存在正相關，而與MDA MDA存在明顯負相關（P＜0.05）。以上研究結果提示MHD患者體內氧化應激反應會對骨代謝會產生影響，進而促進OP的發生。

綜上所述，MHD患者易發生OP，其炎癥程度和氧化應激反應狀態與OP的發生密切相關。進一步探討氧化應激和炎癥狀態在OP中的相關作用機制對于防治MHD患者發生OP而言具有重要意義。