血紅蛋白、基質金屬蛋白酶-7水平與老年糖尿病腎病患者腎間質纖維化以及預后的關系分析

夏薇青,宋菊香,楊二梅,曹義甫,王天智,劉翠紅

(石家莊市第三醫院 腎內科,河北 石家莊050000)

糖尿病腎病(DN)是導致終末期腎病(ESRD)的主要原因,病程越長,血糖水平越高糖尿病腎病的患病風險越高[1-4]。腎間質纖維化(RIF)是糖尿病腎病發生和進展為ESRD的主要原因,是預測糖尿病腎病預后的主要指標,研究表明高血糖可誘導腎小管細胞肥大,提高炎癥細胞因子和結締組織生長因子、轉化生長因子(TGF)β水平,進而導致腎纖維化[5]?，F有研究發現腎性貧血與晚期腎小管間質病變有關,在腎纖維化中,活化成纖維細胞產生促紅細胞生成素的能力降低甚至喪失,導致慢性腎性貧血,貧血進一步加重腎組織缺氧,促進腎纖維化進程[6]。血紅蛋白(Hb)是評估貧血嚴重程度的指標,其是否與糖尿病腎病患者RIF有關尚不清楚?；|金屬蛋白酶-7(MMP-7)是一種鋅和鈣依賴性內肽酶,可降解多種細胞外基質底物,參與纖維化過程,現有報道顯示MMP-7是非酒精性脂肪肝患者肝纖維化的生物標志物[7]。本研究擬探討Hb、MMP-7與老年糖尿病腎病患者RIF以及預后的關系,以期為臨床RIF評估和預后分析提供參考。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選擇2014年4月至2020年4月石家莊市第三醫院腎內科收治的103例老年糖尿病腎病患者(腎病組),慢性腎臟病(CKD)分期標準參考2002年K/DOQI臨床實踐指南[8]。納入標準:①符合《中國2型糖尿病防治指南(2013年版)》中糖尿病腎病診斷標準[9];②年齡60周歲以上;③患者知情同意簽署同意書。排除標準:①原發性腎小球疾病;②原發性高血壓、系統性紅斑狼瘡、膿毒癥、心臟驟停等繼發性腎損傷;③失血性貧血、溶血性貧血、缺鐵性貧血等;④惡性腫瘤、自身免疫疾病、感染性疾病。另選擇同期石家莊市第三醫院收治的95例單純糖尿病患者(糖尿病組),59例于門診體檢中心體檢的志愿者(對照組),對照組均排除原發和繼發性腎病,惡性腫瘤、慢性貧血、急慢性感染和自身免疫性疾病,本研究已經獲得石家莊市第三醫院倫理委員會批準。

1.2 方法

1.2.1Hb、MMP-7檢測 所有受試者入組后次日晨均采集靜脈血5 mL,2 mL注入EDTA抗凝試管混勻,送金域醫學檢驗中心采用LH750全自動血細胞分析儀(美國貝克曼庫爾特公司)檢測Hb水平。另3 mL注入干燥試管,室溫下靜置待血液凝固后取上層液離心(相對離心力799×g)10 min取血清,-20℃保存備檢。酶聯免疫吸附試驗檢測血清MMP-7水平,采用Multiskan FC全自動酶標分析儀(美國賽默飛公司)讀取 450 nm 處吸光度,根據標準濃度確定樣品MMP-7水平,試劑盒購自美國R&D公司。

1.2.2腎功能和RIF指標 取血清樣本,采用AU400全自動生化分析儀(日本Olympus公司)檢測血肌酐(Scr)、尿素氮(BUN)含量,簡化MDRD公式估算腎小球濾過率(eGFR)。酶聯免疫吸附試驗檢測TGF-β1、TGF-α水平,TGF-β1試劑盒購自武漢默沙克生物科技有限公司,TGF-α試劑盒購自上海佰利萊生物科技有限公司。

1.3 隨訪

所有患者出院后均定期接受電話隨訪,1個月隨訪1次,隨訪截止2022年4月,統計隨訪期間ESRD發生情況,ESRD定義為需要透析、腎移植或eGFR較基線下降50%[10]。

1.4 統計學分析

2 結果

2.1 腎病組、糖尿病組、對照組基線資料比較

腎病組患者男58例,女45例,年齡61～79歲,平均(68.42±5.72)歲,2型糖尿病病程5～15年,平均(9.52±2.35)年,CKD分期Ⅰ期15例,Ⅱ期32例,Ⅲ期48例,Ⅳ期8例。糖尿病組男52例,女43例,年齡63～77歲,平均(68.16±6.37)歲,2型糖尿病病程3～14年,平均(9.02±2.21)年。對照組男36例,女23例,年齡60～78歲,平均(69.25±5.31)歲,腎病組、糖尿病組和對照組年齡、性別比較差異無統計學意義(P>0.05)。

2.2 腎病組、糖尿病組、對照組Hb、MMP-7比較

腎病組Hb低于糖尿病組和對照組,差異具有統計學意義(P<0.05),MMP-7水平高于糖尿病組和對照組,差異具有統計學意義(P<0.05),糖尿病組和對照組Hb、MMP-7比較差異無統計學意義(P>0.05),見表1。

表1 腎病組、糖尿病組、對照組Hb、MMP-7、腎功能以及RIF指標差異

2.3 腎病組、糖尿病組、對照組腎功能以及RIF指標比較

腎病組eGFR低于糖尿病組和對照組,差異具有統計學意義(P<0.05),Scr、BUN、TGF-β1、TGF-α水平高于糖尿病組和對照組,差異具有統計學意義(P<0.05),糖尿病組和對照組eGFR、Scr、BUN、TGF-β1、TGF-α水平比較差異無統計學意義(P>0.05),見表2。

表2 腎病組、糖尿病組、對照組腎功能以及RIF指標差異

2.4 Hb、MMP-7與腎功能、RIF指標的相關性

腎病組Hb與eGFR呈正相關(P<0.05),與Scr、BUN、TGF-β1、TGF-α呈負相關(P<0.05),MMP-7與eGFR呈負相關(P<0.05),與Scr、BUN、TGF-β1、TGF-α呈正相關(P<0.05),見表3。

表3 Hb、MMP-7與腎功能、RIF指標的相關系數(r,P)

2.5 老年糖尿病腎病患者無ESRD生存曲線分析

中位隨訪51(24～96)月,隨訪期間6例失訪,余97例患者中19例發生ESRD。根據腎病組Hb、MMP-7中位水平將患者分為低Hb水平組(<87 g/L,50例)、高Hb水平組(≥87 g/L,47例);低MMP-7水平組(<4.05 pg/mL,49例)、高MMP-7水平組(≥4.05 pg/mL,48例)。低Hb水平組無ESRD累積存活率低于高Hb水平組(χ2=7.065,P=0.008),高MMP-7水平組無ESRD累積存活率低于低MMP-7水平組(χ2=7.602,P=0.006),見圖1。

圖1 老年糖尿病腎病患者腎臟累積生存曲線

2.6 老年糖尿病腎病患者ESRD的單因素及多因素分析

以ESRD為因變量(賦值:0=否,1=是),以年齡、性別、2型糖尿病病程、Hb、eGFR、MMP-7、Scr、BUN、TGF-β1、TGF-α為自變量,單因素COX回歸分析結果顯示2型糖尿病病程、eGFR、TGF-β1、TGF-α、Hb、MMP-7與糖尿病腎病患者ESRD有關(P<0.05),多因素COX回歸分析結果顯示TGF-β1、TGF-α、MMP-7是糖尿病腎病患者ESRD的危險因素(P<0.05),Hb、eGFR是糖尿病腎病患者ESRD保護因素(P<0.05),見表4。

表4 影響老年糖尿病腎病患者ESRD的單因素和多因素COX回歸分析

3 討論

糖尿病腎病是糖尿病常見的微血管并發癥之一,以持續性蛋白尿和進展性腎衰竭為特征,其發病機制復雜,其中遺傳、代謝異常、腎血流動力學改變、氧化應激、炎癥反應、內皮功能障礙等均與其發生密切相關[11]。糖尿病腎病主要病理變化是腎近端腎小管上皮細胞腎小球彌漫性和結節性系膜擴張和腎小球基底膜增厚,腎小管萎縮和RIF。RIF反映腎功能下降的嚴重程度,可預測ESRD的發生[12],目前對RIF的評估主要依賴于腎組織活檢,但是活檢創傷性較大。

貧血是慢性腎臟病患者常見的并發癥和不良預后因子,最常見于慢性腎臟病晚期階段,糖尿病腎病患者貧血發生較早,在CKD 2～3期即可出現并隨CKD進展而惡化[13]。腎性貧血主要原因是促紅細胞生成素(EPO)生成減少,EPO是促使紅系細胞前體分化和成熟的激素,主要由周細胞產生,研究顯示在慢性腎臟病進展過程中,由于周細胞轉分化為肌成纖維細胞導致產生EPO的能力下降,引起腎性貧血[14],由此可見腎纖維化可能通過引起EPO合成障礙導致腎性貧血的發生。Hb是紅細胞內運輸氧的特殊蛋白質,反映貧血嚴重程度,現有報道顯示2型糖尿病患者Hb水平降低與腎臟病變風險增加有關[15],低Hb濃度是糖尿病腎病患者eGFR下降危險因素[16]。本研究同樣發現老年糖尿病腎病患者Hb水平降低,Hb水平與老年糖尿病腎病患者腎功能下降有關,另本研究發現Hb水平與老年糖尿病腎病患者RIF有關,Hb水平與RIF指標呈負相關,表明老年糖尿病腎病患者RIF的發生和進展可能導致Hb缺失,這與腎間質成纖維細胞增殖,導致EPO合成下降,紅細胞生成減少可能有關。進一步隨訪發現低Hb患者無ESRD生存率低于高Hb患者,Hb是糖尿病腎病患者ESRD的保護因素,分析原因為隨著RIF的持續進展和腎功能損害,Hb水平逐漸降低,Hb合成減少加重全身以及腎組織缺氧,缺氧狀態下腎小管上皮細胞易發生缺氧性損傷,募集炎癥細胞到受損間質分泌促纖維化細胞因子,激活成纖維細胞,促使細胞外基質蛋白沉積和上皮間質轉化,加重RIF進程,進一步導致EPO合成減少,加劇缺氧,形成惡性循環[17],加速ESRD發展。

MMP-7是具有廣泛底物特異性的含鋅內肽酶,在氧化應激和細胞因子作用下由角質形成細胞和真皮成纖維細胞分泌,可降解多種細胞外基質成分切割其底物,參與基質重塑、細胞凋亡和上皮間質轉化等多種細胞過程[18]。本研究結果顯示糖尿病腎病患者血清MMP-7水平明顯增高,且MMP-7水平與Scr、BUN、TGF-β1、TGF-α呈正相關,與eGFR呈負相關,生存分析結果顯示高MMP-7水平患者腎臟累積存活率低于低MMP-7水平患者,COX回歸分析結果顯示MMP-7是糖尿病腎病患者ESRD的危險因素,表明MMP-7可能參與糖尿病腎病RIF發生和進展過程,是糖尿病腎病患者RIF以及不良預后的潛在生物學標志物。推測MMP-7參與糖尿病腎病RIF的機制:首先,MMP-7可直接降解腎小球細胞外基質中的IV 型膠原蛋白、纖連蛋白和層黏連蛋白,促使細胞外基質在腎小球毛細血管壁、小動脈、系膜和腎小管間質中過度沉積,導致腎纖維化[19]。其次,MMP-7是經典Wnt信號通路的下游介質,主要由β-連環蛋白(β-catenin)轉錄控制,Wnt/β-catenin信號通路可調節細胞分化、器官發育、組織穩態以及損傷修復,其持續激活可上調MMP-7表達,MMP-7通過降解細胞外基質底物,促進腫瘤壞死因子-α 釋放,促使細胞外基質重塑、炎癥反應,導致纖維化[20]。第三,MMP-7可誘導E-鈣黏蛋白降解破壞腎小管上皮細胞的完整性,激活Wnt/β-catenin 信號通路,促使成纖維細胞活化,促使腎小管上皮間質轉化,加速腎纖維化進程[21]。