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成纤维细胞生长因子23与慢性肾脏病矿物质代谢

2012-11-26冯丽萍赵秀芬毛慧娟邢昌赢

肾脏病与透析肾移植杂志 2012年2期
关键词:继发性白蛋白血症

汤 婷 冯丽萍 赵秀芬 毛慧娟 邢昌赢

慢性肾脏病(CKD)进展中常伴发钙磷代谢紊乱和骨骼系统异常[1],称为“慢性肾脏病-矿物质及骨代谢紊乱(CKD-MBD)”。研究发现,成纤维细胞生长因子23(FGF23)是血磷及1,25羟维生素D3[1,25(OH)2D3]水平的重要生理调节因子[2,3],在CKD-MBD 发生、发展中扮演重要角色[2,4],然而其中的相互关系及具体机制仍有待深入研究。

对象和方法

研究对象及分组 本研究患者来源于2007年12月至2008年12月期间在南京医科大学第一附属医院肾内科住院的78例病情稳定的各期CKD患者(不含接受透析治疗者)估算的肾小球滤过率(eGFR)波动于4~96 ml/(min·1.73m2),均无甲状旁腺手术史;观察期间无严重感染、重度营养不良、严重贫血及恶性肿瘤;未服免疫抑制剂;尿蛋白量<3 g/24h。原发疾病为:慢性肾小球肾炎62%,糖尿病肾病12%,多囊肾2%,其他继发性肾病18%,原因不明者6%。

CKD分期及继发性甲状腺功能亢进(简称甲旁亢)诊断标准参照K/DOQI指南[5],其中 CKD 1、2 期18例为A组,CKD 3期18例为B组,CKD 4期23例为C组,CKD 5期19例为D组。将CKD 3期全段甲状旁腺激素(iPTH)>70 ng/L、CKD 4期 iPTH>110 ng/L及CKD 5期iPTH>300 ng/L者列为继发性甲旁亢组,按照上述标准将CKD 3~5期患者分成甲旁亢组(34例)和非甲旁亢组(26例)。健康对照组为本院健康工作人员,男性10例,女性10例,平均年龄48.62岁。CKD各组间平均年龄、身高、体质量指数(BMI)、性别比均无显著性差异(表1)。

入选患者平均收缩压为137±19 mmHg,平均舒张压为79±10 mmHg。28例(36%)患者入选前已接受小剂量活性维生素D(0.25μg/d)治疗。6例(8%)入选两周前接受口服活性维生素D冲击治疗4~6次,其中2例每周冲击2次,每次2~4μg;4例每周冲击3次,每次1~2μg。23例(29%)应用碳酸钙作为钙补充剂或磷结合剂治疗。

标本采集和检测 所有受试对象均在清晨空腹抽取静脉血5 ml,置于普通试管中,放置室温下待血清自动析出,3 000 r/min离心10 min,分离血清。部分血清分装在-20℃冰箱中保存,待标本收集完毕后,同一批次送检。其中健康对照仅送检血清FGF23。

生化参数 CKD患者检测血磷、血钙、血清白蛋白(Alb)、血清肌酐(SCr)、总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白(LDL)(美国BECKMANC-OULTER DxC800全自动标准生化分析仪测定)和前白蛋白(免疫透视比浊法)。

经公式校正钙水平:校正钙=所测钙浓度+[0.018×(血白蛋白浓度-42)]。eGFR采用简化MDRD 公式计算[6]:eGFR=186 × (SCr)-1.154× (年龄)-0.203× (0.742,女性)× (1.210,非裔美国人)

血清iPTH 采用电化学放光法免疫分析仪及配套试剂(罗氏)测得。

血清FGF23及1,25(OH)2D3分别应用测定人的FGF23和1,25(OH)2D3的 ELISA试剂盒(美国USCNLife科技技术有限公司)测得。设置标准管,质控管与测定管。为了确保测定结果的准确性,标本采集、试剂配置、实验操作步骤均严格按照说明书进行。

体重测定 所有受试者清晨空腹排尿后仅穿单层衣裤,赤脚测量体重、身高,计算 BMI=体重(kg)/身高(m2)。

统计学分析 应用EXCEL2003进行数据录入,利用SPSS13.0软件进行数据整理及分析。两组间差异比较计量资料采用两独立样本的t检验,多组间比较单因素方差分析或Kruskal-wallis法,计数资料采用卡方检验或 Fisher确切概率法。应用Pearson相关系数分析两生化指标间的相关关系。采用多元线性回归进行FGF23影响因素的多因素分析。P<0.05为差异有统计学意义,P<0.01为统计学差异显著。

结 果

各组患者一般情况 CKD各组平均年龄、身高、BMI、性别比均无显著差异,具体见表1。

表1 各组慢性肾脏病患者基本特征

FGF23与生化参数的关系 A组FGF23为(661.87 ± 527.35)pg/ml,B 组 (1 814.73 ± 2 022.78)pg/ml,C 组(3 882.56 ± 2 326.81)pg/ml,D组(4 215.06 ±3 042.14)pg/ml,各组结果均高于健康对照组水平(323.11 ±212.25 pg/ml;P <0.05)。LogFGF23、LogPTH及血磷四组间比较均有显著差异(P <0.01);而血脂三项,血钙、1,25(OH)2D3及白蛋白组间比较差异不显著,而前白蛋白组间差异仍有统计学意义(表2)。对上述有显著性差异的生化指标应用LSD法进一步作两两比较,结果显示:CKD 4,5期LogFGF23及血磷无论是相互比较还是分别与CKD 1~2期组值比较均存在显著差异,而CKD 3期组值与CKD 1~2期组值比较无明显差异;LogPTH任意两者间比较均有显著差异,而前白蛋白任意两组间比较均无明显差异。Pearson相关分析显示:四组间血磷(r=0.54,P < 0.01)、LogPTH(r=0.61,P <0.01)及1,25(OH)2D3(r=0.32,P <0.01)与LogFGF23均呈显著正相关,而eGFR(r=-0.64,P<0.01)与LogFGF23呈显著负相关。

FGF23与iPTH、1,25(OH)2D3将60 例 CKD 3~5期患者按“是否有甲旁亢”重新分组后再次比较FGF23水平,甲旁亢组 FGF23(4 372.25 ±1 996.66)pg/ml较非甲旁亢组值(2 943.99 ±1 981.21)pg/ml明显升高(P<0.01)。LogFGF23与LogPTH在甲旁亢组中呈显著正相关(r=0.569,P <0.001),而在非甲旁亢组中相关性无统计学意义(r=0.222,P >0.05)。LogFGF23 与 1,25(OH)2D3在甲旁亢组相关性无统计学意义(r=0.194,P >0.05),而在非甲旁亢组呈显著正相关(r=0.437,P <0.05)。两组中LogFGF23与eGFR均呈显著负相关,而与血磷之间均存在显著正相关(图1)。

影响FGF23的多因素 以LogFGF23为因变量,将年龄和单因素分析P<0.20的变量(是否甲旁亢、LogPTH、P、活性维生素D3水平、eGFR和白蛋白)纳入多元线性回归方程,结果显示:甲旁亢与LogFGF23 显著正相关(r 0.22,95%CI 0.02~0.42,P < 0.05);年龄 (r 0.00,95%CI 0.00~ 0.01,P <0.05)、活性维生素 D(r 0.00,95%CI 0.00~0.00,P <0.01)及血清白蛋白水平(r 0.02,95%CI 0.01~0.04,P <0.01)与 LogFGF23 存在正相关性;而eGFR与LogFGF23显示负相关(r-0.01,95%CI-0.02~0.00,P <0.01)。

表2 各组CKD患者的生化指标比较

讨 论

FGF23主要来源于骨骼,肾脏是其最主要的作用靶器官[7]。近两年国外不少学者已作了大量的基础研究证实FGF23参与的骨-肾轴是机体矿物质代谢的重要调节系统[7,8]。既往已明确的三类低磷血症性佝偻病或骨软化症;常染色体显性遗传的低磷血症佝偻病(ADHR)、X染色体显性遗传的低磷血症佝偻病(XLH)、肿瘤诱发的骨软化症(TIO)均因FGF23基因裂解抵抗存在异常高水平的FGF23血症[9]。研究人员在慢性肾衰竭的小鼠模型中发现血FGF23随eGFR的降低而升高[8];终末期肾病(ESRD)透析患者血FGF23与磷及钙磷乘积成显著正相关[10]。

FGF23与肾功能及体内磷调节 我们的观察发现LogFGF23无论在四组间还是分组中均与eGFR成负相关关系,说明血清FGF23水平在CKD患者中随肾功能减退不断升高。结合对照组可见,血FGF23在CKD早期已升高,而在CKD 4,5期出现显著升高,这一点与其他学者已有的研究结论一致[11,12]。进一步两两比较发现,血清 FGF23 在CKD3期的水平较CKD1~2期并无显著上升,血磷的情况同样如此;而PTH在两种不同的肾功能阶段已有明显差异:CKD3期血清PTH水平明显高于CKD 1~2期。早期PTH水平升高被认为是机体对矿物质代谢紊乱的一种代偿机制,以维持体内钙磷及1,25(OH)2D3稳态[13]。因此,在CKD2~3期[(eGFR≥30 ml/(min·1.73m2)]机体出现钙磷代谢失衡后PTH可能会较FGF23更灵敏地出现升高,钙-PTH-维生素D轴可能是维持体内钙磷代谢稳态的主要调节系统。通过相关分析可见:血FGF23在CKD各期均随血磷水平升高不断升高,无论有无继发性甲旁亢发生,两者均存在显著正相关;同时上文已述两者均到CKD4期开始出现明显升高。当eGFR降至30~25 ml/(min·1.73m2)时,机体会出现持续性高磷血症,并标志机体进入ESRD[13]。实验结果再次证实FGF23作为调磷因子在CKD进展中与体内磷的敏锐关联及对调磷的失代偿变化。尽管目前研究人员认为磷对FGF23水平的调节可能是一个复杂的间接过程[8],但ESRD阶段高磷血症的出现显然是刺激FGF23介导骨-肾调节系统干预体内矿物质代谢紊乱的主要因素之一。

FGF23与PTH 我们看到血FGF23与PTH相关分析中存在显著正相关性,但将CKD 3~5期数据按照是否有“甲旁亢”重新分组后分别进行相关分析发现两组中的结果有分歧。实验结果说明:并发继发性甲旁亢的CKD患者血FGF23水平是随PTH水平升高不断升高的,而未出现继发性甲旁亢的CKD组两者未显示出统计学意义的正相关性,结合两组间FGF23值t检验结果,笔者认同Bielesz的看法:FGF23能够调节甲状旁腺素水平而甲状旁腺素不一定会促进FGF23升高[14]。在出现继发性甲旁亢前,血FGF23主要作为磷调节剂受磷水平调节,当机体出现继发性甲旁亢时,PTH会进一步刺激FGF23水平升高,其自身也伴随着持续高的FGF23水平不断生成增加。高FGF23血症无疑充当了促成难治性甲旁亢发生发展中一个重要角色。Kazama等[15]通过研究得出结论 FGF23会促进血PTH升高,它可单独作为预测透析患者难治性甲旁亢发生的一项指标。本研究结果再次论证了CKD患者FGF23与PTH之间正相关,而非甲旁亢组与甲旁亢组中两者相关性不一致或许提示如果继续进行实验跟踪是否也能得出与Kazama相同的观点?由此得到FGF23对CKD患者甲状旁腺素的作用。有学者实验结果显示补充FGF23后肾、甲状旁腺及脑垂体中均出现各自基因的表达增强[7];而Krajisnik等[16]在用野生株的FGF23刺激甲状旁腺细胞的体外实验中发现,FGF23对甲状旁腺mRNA有直接抑制作用。本研究中FGF23仅在继发性甲旁亢组中表现出与甲状旁腺素的正相关性,这一临床结果或许用Larsson等学者的观点更易解释。我们认为在ESRD期,调磷因子FGF23异常升高除了受不断升高的磷刺激外,也可能是作为对抗继发性甲旁亢发生的一种失代偿反应。

FGF23与1,25(OH)2D3钙三醇的减少参与了ESRD继发性甲旁亢的发生。FGF23能抑制1α羟化酶活性,从而减少钙三醇生成[7,8]。由分析结果得知,FGF23无论在非甲旁亢组还是两组间均随钙三醇水平升高而不断增加,而在甲旁亢组中,两者之间无相关性。这和之前已有的研究成果似乎矛盾,然而考虑到本研究对象中未排除已经接受治疗的患者,其中44%或因慢性肾小球肾炎、或因慢性肾功能不全继发性甲旁亢已接受活性维生素D治疗,而8%还应用了口服骨化三醇的冲击治疗措施,CKD 4,5期无继发性甲旁亢患者大多已接受了足量活性维生素D治疗。这些措施一方面想抑制PTH生成;另一方面却可能促成体内高钙三醇水平发生。钙三醇作为FGF23的反调节因子可刺激FGF23的生成[7,8]。已有相关实验发现增加1,25(OH)2D3可提高外周血 FGF23水平,补充1,25(OH)2D3能增加FGF23在骨细胞中转录[7,8]。实验结果再次论证了FGF23对1,25(OH)2D3的反调节作用。

影响FGF23的其他因素 多元线性回归分析则进一步探讨了影响CKD患者FGF23水平的多因素。其中血清白蛋白水平与FGF23呈正相关,这一点与我们预期并不符合,ESRD患者大多营养状况差,而该阶段又有高FGF23血症,FGF23水平和营养状况之间是否有关系?两者之间怎样的相互关系?这些问题还需进一步的实验研究来了解和论证。

考虑到血钙不是刺激FGF23生成和释放的因素;另外FGF23与血钙也无直接的调节关系,实验组未继续做FGF23与钙的相关分析。

小结:我们认为血FGF23水平随肾功能减退不断升高,在CKD早期已高出正常,而在终末期出现显著升高。CKD3期后血磷水平显著升高,并不断刺激FGF23生成增加,高FGF23水平与继发性甲旁亢发生相关。年龄、活性维生素D3、肾功能状态、营养状况及有无”甲旁亢”均能影响血FGF23水平。FGF23在矿物质代谢调节中的许多机制还未知,高FGF23血症是否对ESRD存在其他影响还有待更深入的研究。

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