慢性腎臟病患者血清骨硬化蛋白與礦物質和骨異常的相關性研究

王 菡，陳衛(wèi)東，丁志珍，陳 燕

(1.蚌埠醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院腎內科，安徽 蚌埠 233000；2.蚌埠醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院腎內科，安徽 蚌埠 233000)

近年來，慢性腎臟病(chronic kidney disease，CKD)發(fā)病率在全球范圍內呈逐年增高態(tài)勢，而我國成年人CKD發(fā)病率高達10.8%～13.4%，已成為了當今世紀人類面臨的重大公共健康問題[1]。而CKD礦物質和骨異常(CKD-mineral and bone disorder，CKD-MBD)是誘發(fā)CKD患者致殘、致死等不良結局的關鍵因素，以鈣磷代謝異常、骨骼成分和結構改變、繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進、血管和軟組織鈣化為主要臨床表現(xiàn)，在CKD早期即可出現(xiàn)，隨著CKD病情進展而逐漸加重，不僅會增加心血管不良事件發(fā)生風險，還與CKD患者心血管鈣化、骨折等有關[2]。近年來有研究發(fā)現(xiàn)，骨硬化蛋白(sclerostin，SOST)作為骨重建過程中的關鍵蛋白，由位于人染色體的17q12～q21的SOST基因編碼轉錄形成，可經(jīng)抑制骨代謝調節(jié)信號通路(Wnt通路、轉化生長因子β/骨形態(tài)發(fā)生蛋白通路)在骨形成中發(fā)揮重要的負性調控作用，抑制成骨細胞發(fā)育及骨形成，可能參與CKD-MBD的發(fā)生及發(fā)展，但關于其與CKD 3～5期患者血鈣(calcium，Ca)、血磷(phosphorus，P)、鈣磷乘積(calcium phosphorus product，Ca·P)、全段甲狀旁腺素(intact parathyroid hormone，iPTH)、25-羥維生素D3[25-hydroxyvitamin D3，25-(OH)D3]等礦物質骨代謝指標的相關性鮮有報道[3-4]。因此，本研究旨在通過探討CKD患者血清SOST水平與CKD-MBD的相關性，為CKD-MBD防治提供參考，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2017年2月—2019年12月蚌埠醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院收治的CKD 3～5期患者120例，其中CKD 3期、CKD 4期、CKD 5期各40例。另選取同期年齡、性別相匹配的健康體檢者40例為對照組，未發(fā)現(xiàn)心、腎、骨骼及內分泌等系統(tǒng)病變，無CKD及骨代謝異常。4組性別、年齡、體重指數(shù)(body mass index,BMI)、原發(fā)疾病比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，具有可比性。見表1。

表1 4組一般資料比較Table 1 Comparison of general data between four groups (n=40)

本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會審批通過，所有受試者者均知情同意并簽署知情同意書。

1.2納入標準和排除標準 納入標準：①CKD符合《慢性腎臟病篩查診斷及防治指南》中CKD診斷標準[5]，根據(jù)估算腎小球濾過率(estimated glomerular filtration rate，eGFR)分期，eGFR 30～59 mL·min-1·1.73 m-2判斷為CKD 3期，eGFR 15～29 mL·min-1·1.73 m-2判斷為CKD 4期，eGFR<15 mL·min-1·1.73 m-2判斷為CKD 5期；②CKD病史超過12個月；③未接受透析治療；④臨床資料完整。排除標準：①合并自身免疫性腎損傷、急性腎損傷、嚴重肝病史；②短期內存在隱形或顯性感染；③骨折、原發(fā)骨代謝疾??；④原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進；⑤血液系統(tǒng)疾病；⑥良性或惡性腫瘤；⑦近期接受過激素及免疫抑制治療，或近30 d內使用藥物糾正鈣磷代謝或應用過維生素D制劑；⑧妊娠期或哺乳期婦女；⑨患有精神疾病無法配合本研究者。

1.3研究方法 所有研究對象入院后詳細采集病史資料，包括性別、年齡、BMI、原發(fā)疾病。對照組于體檢當日清晨抽取空腹靜脈血5 mL，CKD 3～5期患者于入院次日清晨抽取空腹靜脈血5 mL，均于室溫下靜置60 min，3 000 r/min離心10 min，待血清分離后置于-70 ℃冰箱中保存?zhèn)錅y。①利用腎臟病飲食改良(modification of diet in renal disease，MDRD)簡化公式計算出eGFR，其中eGFR=30 849.2×(血肌酐)-1.154×(年齡)-0.203，若為女性則再乘以0.742。②采用貝克曼AU5800全自動生化儀檢測常規(guī)生化指標，其中酶動力法測定血肌酐(serum creatinine，SCr)，尿素酶速率法測定血尿素氮(blood urea nitrogen，BUN)；偶氮胂Ⅲ法檢測Ca，磷鉬酸還原法檢測P，并計算Ca·P；比色法檢測堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，AKP)，散射速率比濁法檢測白蛋白(albumin，ALB)，比色法測定血紅蛋白(hemoglobin，Hb)。③采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測SOST，同位素化學發(fā)光法測定iPTH(iPTH由合肥金域檢驗中心檢測)，試劑盒均由上海生物科技有限公司生產(chǎn)。④采用Cobas e601型全自動電化學發(fā)光免疫分析儀(羅氏公司)檢測25-(OH)D3，試劑盒由上海雅吉生物科技有限公司生產(chǎn)。⑤采用XR-46雙光能X線骨密度檢測儀(美國Norland公司)檢測患者腰椎的骨密度(bone density，BMD)。

1.4統(tǒng)計學方法 應用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù)。計量資料比較采用單因素方差分析和SNK-q檢驗；計數(shù)資料比較采用χ2檢驗；相關性分析采用Pearson法。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.14組eGFR、SCr、BUN、Hb水平比較 CKD 3期組、CKD 4期組和CKD 5期組eGFR、Hb顯著低于對照組，SCr、BUN顯著高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；CKD 4期組和CKD 5期組eGFR、Hb顯著低于CKD 3期組，SCr、BUN顯著升高于CKD 3期組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；CKD 5期組eGFR、Hb顯著低于CKD 4期組，SCr、BUN顯著高于CKD 4期組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見表2。

表2 4組eGFR、SCr、BUN、Hb水平比較Table 2 Comparison of eGFR, SCr, BUN and Hb levels among four groups

2.24組Ca、P、Ca·P、AKP、ALB、BMD水平比較 與對照組比較，CKD 3期組Ca、ALB、BMD顯著低于對照組，CKD 4期組Ca、ALB、BMD顯著低于對照組，P、Ca·P顯著高于對照組，CKD 5期組Ca、ALB、BMD顯著低于對照組，P、Ca·P、AKP顯著高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；CKD 4期組Ca、BMD顯著低于CKD 3期組，P、Ca·P顯著高于CKD 3期組,CKD 5期組Ca、BMD顯著低于CKD 3期組，P、Ca·P、AKP顯著高于CKD 3期組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；CKD 5期組Ca、BMD顯著低于CKD 4期組，P、Ca·P、AKP顯著高于CKD 4期組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見表3。

表3 4組Ca、P、Ca·P、AKP、ALB、BMD水平比較Table 3 Comparison of Ca, P, CA·P, AKP, ALB, and BMD levels among four groups

2.34組SOST、iPTH、25-(OH)D3水平比較 CKD 3期組、CKD 4期組和CKD 5期組SOST、iPTH顯著高于對照組，25-(OH)D3顯著低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；CKD 4期組和CKD 5期組SOST、iPTH顯著高于CKD 3期組，25-(OH)D3顯著低于CKD 3期組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；CKD 5期組SOST、iPTH顯著高于CKD 4期組，25-(OH)D3顯著低于CKD 4期組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見表4。

表4 4組SOST、iPTH、25-(OH)D3水平比較Table 4 Comparison of SOST, iPTH and 25-(OH)D3levels among four groups

2.4CKD患者SOST與各實驗室指標的相關性分析 經(jīng)Pearson分析顯示，CKD 3～5期患者SOST與eGFR、Hb、Ca、BMD、25-(OH)D3呈負相關(P<0.05)，與SCr、P、Ca·P、iPTH呈正相關(P<0.05)，與BUN、AKP、ALB無明顯相關性(P>0.05)，見表5。

表5 CKD患者SOST與各實驗室指標的相關性分析Table 5 Correlation analysis of serum SOST level and laboratory indexes in patients with CKD

3 討 論

CKD-MBD是指CKD患者系統(tǒng)性礦物質和骨代謝紊亂，早期(CKD 1～2期)常缺乏典型臨床癥狀，中后期(CKD 3～5期)往往以生化指標異常(如Ca、P、iPTH、維生素D代謝紊亂)、血管或其他軟組織異位鈣化、腎性骨病為主要表現(xiàn)，與CKD患者不良心血管事件和病死率增加有關[6-7]。CKD-MBD發(fā)病機制復雜，主要與鈣磷代謝紊亂與繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進、維生素D缺乏與腎性骨病、異位鈣化有關，但P、iPTH等經(jīng)典骨代謝標志物通常在CKD后期才出現(xiàn)顯著改變[8]。近年來有報道表明，Wnt/β-catenin信號轉導通路激活與CKD進展密切相關，而SOST作為Wnt/β-catenin信號轉導通路的抑制劑之一，可能與CKD-MBD的發(fā)病有關[9]。本研究旨在探討SOST與CKD-MBD的相關性，以期為CKD-MBD發(fā)病機制及治療提供新的思路。

SOST屬“胱氨酸結”分泌型蛋白DAN家族成員，主要由骨細胞分泌，并可表達于組織器官中，常通過Wnt/β-catenin信號通路、轉化生長因子β/骨形態(tài)發(fā)生蛋白通路參與抑制骨形成過程，經(jīng)改善成骨細胞分化及特異基因表達、調節(jié)骨基質形成及礦化等環(huán)節(jié)影響成骨作用[10]。Hamada-Ode等[11]報道，CKD患者血清SOST水平自CKD 3期開始逐漸升高，CKD 5期患者血清SOST水平明顯高于CKD 3～4期患者，為正常對照組的2～4倍。Pietrzyk等[12]也證實，血清SOST水平自CKD 3期開始升高，且隨著臨床分期逐漸增加而不斷升高。本研究結果顯示，隨著臨床分期的增加(腎功能逐漸減退，即SCr逐步升高、eGFR逐漸降低)，CKD 3～5期患者血清SOST水平逐步升高，推測可能與患者骨量減少和eGFR降低有關。進一步分析發(fā)現(xiàn)，CKD 3～5期患者SOST與eGFR呈負相關，與SCr呈正相關，證實了上述結論。推測其可能原因：①隨著病情進展，eGFR逐漸降低，而在同等條件下SOST清除減少，致使血清濃度逐漸升高；②SOST分子量偏低，在尿路排泄方面與α1-微球蛋白相關，隨著腎功能的逐漸減退，eGFR逐漸降低，尿中SOST逐漸增高，提示血清SOST水平升高與生成增多有關；③CKD患者骨量減少。但目前該機制尚不明確，有待今后進一步研究。

本研究結果顯示，CKD 3期時出現(xiàn)Ca、25-(OH)D3降低，iPTH升高，CKD 4期時才出現(xiàn)P升高，且與對照組差異有統(tǒng)計學意義；Ca·P升高出現(xiàn)在CKD 4期，與P升高同期，但稍晚于Ca降低，基本相符指南[13]中提出的鈣磷代謝紊亂和維生素D代謝紊亂出現(xiàn)時間。而進一步分析發(fā)現(xiàn)，CKD 3～5期患者SOST與Ca、25-(OH)D3呈負相關，與P、Ca·P、iPTH呈正相關，與既往報道[14-16]相符。推測原因，CKD 3期患者已出現(xiàn)Ca降低及25-(OH)D3減少，致使骨量減少，從而刺激血清SOST水平升高；而P、Ca·P升高是血管內膜鈣化的影響因素，基于此刺激下患者血管壁中血管平滑肌細胞在核心結合因子影響下上調鈣化核心因素(如AKP、非膠原蛋白等)，促使血管平滑肌細胞轉分化，致使CKD患者動脈中膜鈣化，引起心臟瓣膜、軟組織等器官鈣化，最終影響血清SOST表達。此外，SOST通過抑制腎臟中1-α羥化酶細胞色素P450表達、上調成纖維細胞生長因子23水平等機制直接或間接抑制1,25-(OH)2D3形成，致使上游25-(OH)D3堆積，但其作用弱于對24,25-(OH)2D3生成的刺激作用，故致使CKD 3～5期患者25-(OH)D3呈逐漸降低趨勢。而隨著CKD患者病程進展，低Ca、高P刺激iPTH合成及分泌，誘導鈣敏感受體等表達下調，促使iPTH生成增加；而iPTH對骨的影響有部分是經(jīng)抑制SOST表達來介導的。推測可能是CKD疾病致使骨骼對iPTH刺激產(chǎn)生抵抗，導致iPTH信號活動減少，最終增加SOST產(chǎn)生；另外，考慮iPTH和SOST主要決定因素是腎功能狀態(tài)，故推測也可能與此相關，今后仍需深入驗證。此外，CKD 3～5期患者Hb水平隨臨床分期的增加而逐漸降低，與患者腎臟分泌促紅細胞生成素降低，以及體內代謝毒物如SCr、BUN及其他類似代謝產(chǎn)物大量蓄積有關；而Hb降低會引起25-(OH)D3降低，又因CKD患者SOST與25-(OH)D3呈負相關，故推測Hb也與SOST存在相關性，具體機制仍需今后深入探究。

綜上所述，CKD 3～5期患者血清SOST水平隨著腎功能的降低而逐漸升高，并與Ca、P、Ca·P、iPTH等經(jīng)典骨代謝標記物存在明顯相關性，表明血清SOST有可能作為提示CKD-MBD的生物標記物。但本研究仍存在一定局限，未對不同骨硬化蛋白水平對礦物質、血管鈣化及骨代謝的影響展開探討，期待開展樣本量更大的橫向研究，故今后仍需深入調查研究。