基于生物電阻抗方法分析血液透析患者內臟脂肪面積與腹主動脈鈣化的相關性研究

王小琪 袁 丹 邵 楓 周晶晶 楊 帆 李忠心

(首都醫科大學附屬北京潞河醫院腎病中心,北京 101149)

血液透析是終末期腎病患者重要的腎替代治療方法之一,維持性血液透析(maintenance hemodialysis,MHD)患者的營養狀態也越來越受到重視。近年來研究[1-2]表明MHD患者合并營養不良、肌少癥,往往有更高的血管鈣化水平,是患者病死率增加的獨立危險因素。然而,對于非營養不良的MHD患者而言,營養過剩易合并肥胖,也提示預后不良。僅僅依靠體質量或者體質量指數(body mass index,BMI)等傳統指標,不足以全面反映MHD患者的營養狀態,如何更好地評估患者的營養狀況以及指導治療,愈來愈受到人們的關注。內臟脂肪面積(visceral fat area,VFA)作為評估脂質代謝紊亂的新近臨床指標,與BMI、腹圍、腰臀比等傳統反映肥胖的臨床指標相比,VFA與患者的腎臟病進展、心血管疾病發病率、病死率關系更為密切[3-4],與糖尿病患者動脈硬化、冠狀動脈鈣化的發生相關[5]。在非營養不良的MHD患者中,VFA與腹主動脈鈣化(abdominal aortic calcification,AAC)的相關性尚不清楚。綜上,本文采用橫斷面研究方式,探討非營養不良MHD患者VFA水平與AAC相關性,并分析這類患者發生AAC的危險因素及VFA水平對發生AAC的預測價值。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取2019年4月至2020年5月于首都醫科大學附屬北京潞河醫院規律血液透析且保留完整數據的患者,并進行人體成分分析。納入標準:①年齡≥18歲;②透析齡≥3個月,每周透析3次,每次透析4 h;血流量200 mL/min以上;膜面積1.4 m2以上;③能夠自主站立; ④預計生存期>1年。排除標準:①合并營養不良者(患者BMI<18.5 kg/m2,或在無明確時間段內體質量非人為因素下降>10%,或者3個月內體質量下降>5%[6]);②合并惡性腫瘤、嚴重感染性疾病、自身免疫病、原發性甲狀腺疾病患者;③合并嚴重心、肝、肺等臟器功能障礙者;④合并淀粉樣變性、獲得性免疫缺陷綜合征、多發性骨髓瘤、肉瘤樣結節病變等可能影響血管及軟組織鈣化的疾病者。本研究均取得患者知情同意,并經過首都醫科大學附屬北京潞河醫院倫理委員會批準(批件號:2020-LHKY-002-01)。

1.2 研究方法

1.2.1 患者一般資料及實驗室檢查

收集所有患者的性別、年齡、透析齡、原發病、是否有合并癥(包括高血壓、糖尿病)。采用標準皮尺及體質量計測量患者的身高及體質量,計算BMI(BMI=體質量/身高2)。在透析前采集患者空腹靜脈血標本,送至本院檢驗科,檢測指標包括血白細胞計數、超敏C反應蛋白、血紅蛋白、血白蛋白、血尿酸、血肌酐、血尿素氮、血磷、血鈣、全段甲狀旁腺素 (intact parathyroid hormone,iPTH)、血三酰甘油、總膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein-cholesterol,HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein-cholesterol,LDL-C)等。

1.2.2 人體成分分析

采用人體成分測量儀,應用生物電阻抗分析法(bioelectrical impedance analysis,BIA)進行人體成分分析,在患者透析下機后立即進行,測量前囑被測者排空膀胱,取下佩戴的金屬物體。患者赤腳正位、雙腳分開站立在儀器表盤,自然分開雙腿,使肢體與軀干皮膚避免相互接觸。雙臂微微下垂,以適當的力量握住身前手柄,腳底對應電極片,由協助者在旁邊登記患者年齡、性別、身高等基本資料。注意測量前保證避免線路接觸被測者、地面及金屬物體,清潔皮膚后連接電極。測量后通過儀器表盤記錄患者VFA,必要時重復測量。

1.2.3 腹主動脈鈣化評估標準

腹主動脈的鈣化可反映患者血管鈣化的情況。本研究選擇腹部側位X射線平片作為評估AAC的檢測手段。根據Kauppila評分標準[7]計算腹主動脈鈣化評分(Abdominal Aortic Calcification Score,AACs),選擇兩個椎間隙的中點,以第1～4節腰椎對應的腹主動脈前壁、后壁鈣化斑塊長度情況進行評估,得出相應評分:無鈣化為0分;鈣化0～1/3為1分;鈣化1/3～2/3為2分;鈣化2/3～1為3分。各個節段得分相加可得到0～24分,根據患者AACs分組,0分為無鈣化組,1～4分為輕度鈣化組,5～15分為中度鈣化組,AACs≥16分為重度鈣化組。鈣化評分經兩位放射科醫師評估,所取得的鈣化評分取平均值。

1.3 統計學方法

2 結果

2.1 4組患者的基本臨床特征比較

本研究共納入152例MHD患者,平均年齡(57.47±12.79)歲,其中96例(63.2%)為男性,56例(36.8%)為女性。依據AACs評分將患者分為4組,無鈣化組(n=32)、輕度鈣化組(n=45)、中度鈣化組(n=54)以及重度鈣化組(n=21)。4組患者的年齡、性別、透析齡、病因、是否合并高血壓、BMI、血鈣、血紅蛋白、血白蛋白、血肌酐、尿素氮、血尿酸、總膽固醇、三酰甘油、LDL-C、空腹血糖、超敏C反應蛋白、血白細胞計數等差異均無統計學意義。4組患者的血磷、iPTH、HDL-C、VFA以及是否合并糖尿病指標比較,差異有統計學意義(P<0.05)。進一步兩兩比較顯示:中度鈣化組患者的血磷、VFA、合并糖尿病的比例明顯高于無鈣化組(P<0.01);重度鈣化組的血磷、iPTH高于無鈣化組(P<0.01);重度鈣化組患者HDL-C低于無鈣化組以及輕度鈣化組(P<0.01),詳見表1。

表1 4組患者臨床基線資料比較

2.2 腹主動脈鈣化與其影響因素的相關性

Spearman相關分析結果顯示,MHD患者AACs評分與是否合并糖尿病、血磷、iPTH、VFA水平等均呈顯著正相關(r=0.188、0.208、0.223、0.392,P<0.05);與HDL-C水平呈顯著負相關(r=-0.228,P<0.05),詳見表2。

表2 AACs評分的影響因素的單因素相關分析

2.3 非營養不良MHD患者腹主動脈鈣化的影響因素分析

將年齡、性別、是否合并糖尿病、血磷、iPTH、VFA、HDL-C水平作為自變量,將MHD患者是否有鈣化(輕、中及重度=1,無=0)作為因變量,納入多因素Logistic回歸模型,結果顯示,VFA以及血磷為MHD患者發生腹主動脈鈣化的獨立危險因素(P<0.05),詳見表3。

表3 非營養不良MHD患者腹主動脈鈣化的多因素Logistic回歸分析

2.4 VFA水平對MHD患者腹主動脈鈣化的預測效能

ROC曲線顯示,非營養不良的MHD患者體內VFA預測腹主動脈鈣化的曲線下面積(area under the curve,AUC)為0.725(P<0.05),具有較高的預測價值。以ROC曲線靠左上方約登指數的最大切點96.45 cm2作為最佳臨界值,該點預測靈敏度為74.17%,特異度為75.0%,詳見表4、圖1。

圖1 非營養不良MHD患者VFA水平預測腹主動脈鈣化ROC曲線圖

表4 VFA水平對非營養不良MHD患者腹主動脈鈣化的預測效能

3 討論

MHD患者血管鈣化發生率高,其鈣化范圍和程度與心血管疾病發病率相關,是MHD患者心血管病死亡及全因病死率增加的獨立危險因素[8],基于Kauppila評分標準[7]的AACs可以良好反映MHD患者血管鈣化情況[9],與患者的不良預后相關[10]。眾所周知,除了礦物質代謝紊亂造成的血鈣、磷被動沉積外,MHD患者的血管鈣化更是一個細胞介導的主動調節過程,血管平滑肌細胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)、內皮細胞、間充質細胞和造血干細胞相互作用且對各種鈣化因素刺激發生反應,激活骨發生信號導致血管鈣化的發生。脂肪組織不僅以脂肪的形式儲存能量,而且被認為是重要的內分泌器官[11],與血管鈣化的發展密切相關。內臟脂肪組織分泌的多肽和代謝物涉及多種生理過程的正常調節,被稱為脂肪因子,可通過調節血管炎癥、細胞成骨分化、細胞凋亡以及鈣、磷在血管壁上的異常沉積,對血管鈣化的病理過程具有重要影響[12-13]。雖然適量的脂肪組織對身體健康是必要的,然而,當內臟脂肪組織的快速增殖和過度肥大超過血管新生時便會誘發一系列病理生理過程。首先,由于血液供應相對不足,將導致脂肪細胞和VSMCs缺氧。缺氧條件下的VSMCs分化為成骨細胞,并發生凋亡。另一方面,內臟脂肪細胞在缺氧條件下會釋放促炎的脂肪因子,比如白細胞介素-6、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α),刺激VSMCs的氧化應激、成骨細胞分化、凋亡和增殖,且VSMCs的增殖可能進一步加重缺氧,最終誘導血管鈣化[14]。其次,內臟脂肪細胞分泌的趨化因子也會刺激巨噬細胞等免疫細胞浸潤,浸潤的巨噬細胞和凋亡的VSMCs都具有分泌基質囊泡的能力,也會誘導VSMCs的成骨分化,并將未礦化的基質轉化為礦化的基質[15]。最后,內皮細胞在某些脂肪因子(如TNF-α)刺激下也表現出向成骨細胞轉化的趨勢,進一步加劇血管炎癥和鈣化的程度[16]。

為了探尋非營養不良的MHD患者內臟脂肪組織與腹主動脈鈣化的相關性,筆者用BIA法對患者體內的VFA進行分析。雖然目前研究[17]顯示電子計算機斷層掃描(computed tomography,CT)和磁共振成像是測量VFA最準確的方法,但受限于成本以及高輻射的風險,難以在一般人群中普及。BIA具有準確度及重復性高,操作簡便、無放射性、價格不高等優點,最近的研究[18]表明,BIA在測量VFA方面與腹部CT相比具有良好的效度。

本研究發現與AACs無或低的MHD患者相比,AACs較高的患者體內有更高的VFA,卻沒有更高的BMI水平,提示與BMI相比,VFA與患者發生血管鈣化的關系更為密切,在其他研究[19-20]中也有類似發現。既往研究[21]也表明,在合并糖尿病的MHD患者中,VFA升高與更高的臂踝脈搏波速度以及頸動脈內膜中層厚度相關,提示內臟脂肪堆積可能與動脈硬化和動脈粥樣硬化有關。

本研究表明,對于非營養不良的MHD患者而言,按照腹主動脈鈣化程度分組比較,各組患者的VFA、血磷、HDL-C、iPTH以及是否合并糖尿病均存在差異。而相關性分析顯示,VFA水平與AACs評分呈顯著正相關,提示MHD患者VFA水平與AAC的嚴重程度相關。應用多因素Logistic 回歸分析顯示,在非營養不良的MHD患者中,只有VFA、血磷是患者發生AAC的獨立危險因素。這與Maruyama等[22]以及Biyik等[23]的研究結果類似。進一步ROC曲線顯示,VFA預測非營養不良的MHD患者發生AAC的AUC為0.725,具有較高的預測價值,截斷值為96.45 cm2,該點預測靈敏度、特異度分別為74.17%、75.0%,提示VFA可能對非營養不良的MHD患者發生AAC有一定預測價值。本研究為單中心橫斷面研究,僅研究VFA與AAC之間的關系,尚不能明確在治療中增加對MHD患者VFA的干預措施是否有助于預防、緩解患者的腹主動脈鈣化。

綜上所述,對于非營養不良的MHD 患者來說,VFA升高與腹主動脈鈣化的嚴重程度相關,是腹主動脈鈣化的獨立危險因素,可能成為預測患者發生腹主動脈鈣化的生物學指標。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻聲明王小琪:提出研究思路,設計研究方案,論文撰寫;袁丹、邵楓:病例資料收集、測量指標;周晶晶、楊帆:數據整理、統計分析;李忠心:總體把關、審定論文。