維持性血液透析患者血清BMP-2和BMP-4水平與血管鈣化的關系

陳燕文，陳 都，甘春蕾，羅鳳枚，葉雅龍

慢性腎臟病是由多種原因引起的慢性腎功能障礙，在我國患病率為10.8%，已成為重要的公共衛生問題[1]。終末期腎臟病是慢性腎臟病進展的不可逆階段，此階段主要的治療方式是維持性血液透析(maintenance hemodialysis, MHD)。對于慢性腎臟病患者，MHD是一個漫長的治療過程，在此期間也會出現諸多不良反應，如透析性骨病、血管鈣化、貧血、感染、睡眠障礙、認知功能障礙、心功能下降等，其中血管鈣化是MHD患者發生心血管病變的主要原因[2-4]。骨形態發生蛋白(BMP)是轉化生長因子超家族的成員，能夠刺激成骨細胞形成并促進血管鈣化，其中BMP-2和BMP-4通過與絲(蘇)氨酸激酶受體結合向細胞內傳遞信號，繼而誘導血管平滑肌細胞向成骨樣細胞分化，或是誘導血管平滑肌細胞發生凋亡導致血管鈣化的發生[5-6]。本研究旨在探討MHD患者血清BMP-2和BMP-4水平及與血管鈣化相關指標的相關性，并分析血管鈣化的影響因素，了解BMP-2和BMP-4與MHD患者血管鈣化的關系，為臨床上該病的預防和治療提供參考。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2017年8月—2019年7月于我院腎內科進行MHD的158例慢性腎衰竭為研究對象，納入MHD組。①納入標準：患者均診斷為慢性腎衰竭[7]；透析齡>6個月，透析頻率為每周2～3次；患者精神狀態正常，能夠配合透析治療；患者知曉本研究并簽署知情同意書。②排除標準：有嚴重心血管疾病、感染、其他器官重大疾病或惡性腫瘤者；近3個月使用抗生素、糖皮質激素或免疫抑制劑等；患有甲狀旁腺疾病或骨代謝異常等可能影響鈣磷代謝的疾病；近期服用鈣劑、骨化三醇、降脂藥物等影響鈣磷代謝、血脂水平的藥物；妊娠期女性；臨床資料不完整者。另選取同期于我院進行體檢的158名健康志愿者作為對照組。本研究經醫院醫學倫理委員會審核并通過。

1.2方法

1.2.1一般資料采集：對兩組進行規范病史采集，收集一般資料，包括性別、年齡、體質量指數(BMI)等，并收集MHD組的透析齡及原發疾病(高血壓腎病、糖尿病腎病、慢性腎小球腎炎等)情況。

1.2.2血清學檢測：采集兩組清晨空腹肘靜脈血5 ml，低速離心機3800 r/min離心15 min，分離血清置于-80℃冰箱中待測。使用全自動生化儀檢測血清白蛋白(ALB)、血鈣、血鎂、血磷及全段甲狀旁腺激素(iPTH)。使用酶聯免疫吸附試驗試劑盒(武漢伊萊瑞特生物科技股份有限公司)檢測血清BMP-2和BMP-4水平，嚴格按照試劑盒說明書進行操作。

1.2.3血管鈣化評分：根據改善全球腎臟病預后組織發布的指南建議，使用腹部側位X線檢查作為檢測透析患者是否存在血管鈣化的基礎檢查[8]。由放射科醫師對兩組進行腹部側位X線檢查，評價受試者腹主動脈鈣化積分(AACs)。AACs評分方法：采用半定量積分系統分別評價第1～4腰椎每個節段腹主動脈前、后壁鈣化的嚴重程度，根據該節段鈣化累及的范圍給予評分(0分為未見鈣化，1分為鈣化累及范圍<1/3，2分為鈣化累及范圍1/3～2/3，3分為鈣化累及范圍>2/3)，各節段累及范圍得分之和為該受試者的AACs(0～24分)。為保證AACs的可靠性，由兩位有經驗的放射科醫生采用盲法評估腹主動脈鈣化情況，并取平均值；若二者評分相差>5分，則請第3位放射科醫生對其評分，取3個評分的平均值作為該受試者的最終AACs。AACs=0分為無鈣化，AACs>0分且≤4分為輕度鈣化，AACs>4分且≤15分為中度鈣化，AACs>16分為重度鈣化[7]。

2 結果

2.1MHD組與對照組的臨床資料比較 MHD組與對照組性別、年齡、血鈣及BMI比較差異無統計學意義(P>0.05)。MHD組iPTH、血磷、鈣磷乘積、BMP-2、BMP-4、腹主動脈鈣化率、AACs均高于對照組，ALB、血鎂低于對照組(P<0.01)。見表1。

表1 維持性血液透析患者和健康志愿者兩組的臨床資料比較

2.2MHD患者血管鈣化情況 對158例MHD進行血管鈣化評分，其中無鈣化32例，輕度鈣化63例，中度鈣化44例，重度鈣化19例。按照鈣化程度分為無、輕度鈣化組95例，中、重度鈣化組63例。

2.3不同血管鈣化程度MHD患者的臨床資料比較 中、重度鈣化組與無、輕度鈣化組性別、原發疾病、BMI、ALB、血鈣水平比較差異無統計學意義(P>0.05)。中、重度鈣化組的年齡、透析齡、iPTH、血鎂、血磷、鈣磷乘積、BMP-2、BMP-4均顯著高于無、輕度鈣化組(P<0.01)。見表2。

表2 不同血管鈣化程度維持性血液透析患者兩組的臨床資料比較

2.4影響MHD患者血管鈣化的多因素Logistic回歸分析 以是否發生血管鈣化為因變量，以年齡、透析齡、iPTH、血鎂、血磷、鈣磷乘積、BMP-2、BMP-4為自變量，建立多因素Logistic回歸模型進行分析。結果顯示，年齡、透析齡、BMP-2、BMP-4、鈣磷乘積、iPTH均為影響MHD患者血管鈣化的獨立危險因素(P<0.05，P<0.01)。見表3。

2.5MHD患者血清BMP-2、BMP-4與臨床指標的相關性分析 Pearson相關分析結果顯示，BMP-2、BMP-4與性別、BMI、ALB、血鈣無相關性(P>0.05)，與年齡、透析齡、血鎂、血磷、鈣磷乘積、iPTH、AACs呈正相關(P<0.05，P<0.01)。見表4。MHD患者血清BMP-2與BMP-4也呈正相關(r=0.507，P=0.032)。

表4 維持性血液透析患者血清BMP-2、BMP-4與各臨床指標的相關性分析

3 討論

心血管事件是造成MHD患者死亡的主要原因，占總病死率的50%，比非MHD患者高20倍左右，而MHD患者合并血管鈣化與心血管病死率升高有關[9-10]。本研究結果顯示，與對照組比較，MHD組腹主動脈鈣化率顯著升高，證實MHD患者血管鈣化的發生率較高，與已公開發表文獻中數據相一致[11-12]。血管鈣化的發生機制復雜，是內皮細胞和平滑肌細胞主動調節的病理過程，其中有諸多促進鈣化的因素與鈣化抑制因子發揮作用[13-14]。既往研究證實，BMP-2和BMP-4通過誘導氧化應激、內皮功能障礙及提高血糖濃度發揮促炎、促動脈粥樣硬化的作用，并且通過誘導血管平滑肌細胞的成骨表型來促進血管鈣化[15]。本研究結果發現，MHD患者血磷、鈣磷乘積、iPTH、腹主動脈鈣化率和AACs高于對照組，而ALB、血鎂水平低于對照組，并且血清BMP-2和BMP-4水平較對照組均顯著升高；證實MHD患者容易發生血管鈣化。另外，MHD患者常發生高磷血癥，導致鈣磷沉積，異常的血鈣和血磷水平誘發繼發性甲狀旁腺功能亢進，以上多種因素極易導致血管鈣化的發生，與既往對血管鈣化發生的病理生理機制研究結果一致[16]。

本研究進一步將MHD患者按血管鈣化程度分為無、輕度鈣化組與中、重度鈣化組，比較兩組臨床資料發現，中、重度鈣化組的年齡、透析齡、iPTH、血鎂、血磷、鈣磷乘積與無、輕度鈣化組比較差異有統計學意義，與臨床中血管鈣化危險因素的共識相一致。此外本研究發現，中、重度鈣化組血清BMP-2和BMP-4水平均較無、輕度鈣化組顯著升高，進一步提示血清BMP-2和BMP-4可能參與MHD患者血管鈣化的發生。Wei等[17]通過建立慢性腎臟病血管鈣化大鼠模型，觀察到模型誘導后第4周的慢性腎臟病大鼠主動脈中BMP-2及BMP-4 mRNA表達水平顯著升高，認為BMP信號通路的激活參與了慢性腎臟病大鼠血管鈣化的早期發展，本研究結果與上述動物實驗相一致。BMP-2和BMP-4參與血管鈣化發生可能的病理生理機制為，MHD患者體內存在微炎癥狀態、氧化應激反應，且出現鈣磷代謝紊亂，以上因素均可通過相關信號通路促進鈣化因子表達，進而導致該生理過程失衡，誘發血管鈣化，但具體的分子機制還需進一步研究探討。

本研究通過多因素Logistic回歸分析發現，年齡、透析齡、BMP-2、BMP-4、鈣磷乘積、iPTH均為影響MHD患者血管鈣化的獨立危險因素。該結果提示，血清BMP-2和BMP-4水平較高的MHD患者，臨床應警惕發生血管鈣化，及時提供預防措施，糾正鈣磷代謝紊亂，延緩血管鈣化的發生。此外，對于難以使用標準AACs法的MHD患者，可考慮檢測血清BMP-2和BMP-4水平評估發生血管鈣化的可能。Pearson相關分析結果顯示，MHD患者血清BMP-2、BMP-4與年齡、透析齡、血鎂、血磷、鈣磷乘積、iPTH、AACs呈正相關，且血清BMP-2與BMP-4呈正相關，與Kercheva等[18]的報道相一致。本研究結果提示血清BMP-2和BMP-4可能通過影響血鎂、血磷及鈣磷代謝參與血管鈣化的發生，為探討BMP-2和BMP-4在MHD患者血管鈣化過程中的病理生理機制奠定了基礎。

綜上所述，MHD患者血清BMP-2、BMP-4水平顯著升高，且二者與患者血管鈣化程度及鈣磷代謝有關。此外，血清BMP-2、BMP-4作為MHD患者血管鈣化的獨立危險因素應受到臨床重視，并加強對二者的監測。本研究為單中心小樣本研究，還有待進一步擴大樣本量并增加基礎實驗，探究BMP-2、BMP-4參與MHD血管鈣化過程的具體機制。