肾移植后颈总动脉形态及其衰老进程

李朝军 李 凡 秦 燕 张 茜 高 峰 杜联芳 罗向红△

(1上海交通大学附属第一人民医院超声科,2泌尿科,3心超室 上海 200080)

肾移植后颈总动脉形态及其衰老进程

李朝军1李 凡1秦 燕2张 茜3高 峰1杜联芳1罗向红3△

(1上海交通大学附属第一人民医院超声科,2泌尿科,3心超室 上海 200080)

目的 分析肾移植患者颈总动脉形态学参数随年龄变化的斜率,探讨其衰老进程。方法 31例肾移植患者(kidney transplant recipient,KTR),31例维持性血透的终末期肾病(end-stage renal disease,ESRD)患者,84例年龄、性别匹配的对照接受颈动脉超声检查。测量右颈总动脉内-中膜厚度(carotid intima-media thickness,CIMT)和右颈总动脉管径(common carotid artery diameter,CCAD)。CIMT和CCAD随年龄变化的斜率采用线性回归分析。结果 ESRD组患者与KTR组和对照组比较,CIMT增厚,CCAD增宽(P<0.05)。KTR组和对照组之间CIMT和CCAD差异无统计学意义(P>0.05)。CIMT与年龄呈正相关(P<0.05)。CIMT随年龄变化的斜率(回归系数b):对照组大于KTR组和ESRD组(Z=1.417,P=0.006;Z=2.223,P<0.001),KTR组和ESRD组之间的差异无统计学意义(Z=1.038,P=0.723)。CCAD与年龄呈正相关(P<0.05)。CCAD随年龄变化的斜率:ESRD组小于对照组(Z=1.677,P=0.002)。结论 肾移植患者颈总动脉形态学部分改善,血管衰老逐步恢复自然进程。

肾移植; 终末期肾病; 颈总动脉; 形态学; 衰老; 超声

维持性血透的终末期肾病(end-stage renal disease,ESRD)患者中急性冠脉综合征和心血管致死事件的发生率都很高[1]。同种异体肾移植可降低血液透析患者心血管事件的发生率[2]。新近发现,同种异体肾移植的ESRD患者颈总动脉内膜和中膜厚度(carotid intima-media thickness,CIMT)变薄,动脉僵硬度部分恢复[3]。动脉结构和功能不仅与年龄密切相关,而且与年龄的线性回归系数可反映动脉的衰老进程[4]。观察维持性血透的ESRD患者,在肾移植前后动脉结构和衰老进程的变化,可提高对肾移植(kidney transplant recipient,KTR)患者心血管变化的认识,也可预警心血管事件的发生。本研究运用精度达微米级的超声射频技术检测肾移植患者颈总动脉结构参数,评估动脉形态学变化以及衰老进程。

资 料 和 方 法

研究对象 选择2014年3月至2015年12月于上海交通大学附属第一人民医院泌尿外科接受KTR的成年患者55例及每周2～3次维持透析的ESRD患者63例。依据研究目的,排除标准:糖尿病、腹膜透析、未治疗的心脏疾病或高脂血症、脑梗死、恶性肿瘤、慢性肝炎和活动性感染等。最终入选肾移植组31例和血液透析组31例。移植组患者,男20例,女11例,年龄25～70岁,平均(47.9±14.3)岁。所有肾移植患者均接受常规免疫抑制治疗。肾移植患者术前血液透析累积时间3～65个月,术后随访1～22个月。血液透析组患者,男22例,女9例,年龄27～68岁,平均(50.3±17.9)岁,维持性血透的ESRD患者与肾移植患者术前累积血液透析持续时间匹配。按年龄、性别以1∶2或1∶3进行匹配,筛选84例受试者为对照组,男55例,女29例,年龄22～74 岁,平均(43.1±19.9)岁。受试者尿常规、肾功能正常,无心脑血管事件,无肝病及结缔组织病活动期。所有研究对象检查当天停服降压药,24 h内禁止吸烟、饮酒或咖啡等。研究经本院伦理委员会同意,所有受试者均签署知情同意书。

仪器和方法 采用百胜Mylab Twice彩色多普勒超声诊断仪,探头LA523,频率4～13 MHz。内置超声射频技术(quality intima-media thickness,QIMT)分析软件。颈总动脉结构及血流动力学检查:依据我们前期研究的结果和方法[5],分别获取CIMT和右颈总动脉管径(common carotid arterial diameter,CCAD)。

收集患者一般资料及病史信息。高血压诊断依据《高血压防治指南2005年修订版》;糖尿病诊断依据1999年WHO诊断标准:任意血糖≥11.1μmol/L或空腹血糖≥7.0μmol/L。受检者均在清晨空腹状态下静脉采血,检测空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)、三酰甘油(triglyceride,TG)、总胆固醇(total cholesterol,TC)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL)、血钙(calcium,Ca)、血磷(phosphorus,P)。平静状态下测量左侧肱动脉收缩压(systolic blood pressure,SBP)和舒张压(diastolic blood pressure,DBP),3次取平均值。

结 果

一般资料比较 年龄和身高在3组间差异无统计学意义(P>0.05)。ESRD组和KTR组患者SBP和DBP均高于对照组(P<0.05)。SBP和DBP在ESRD组和KTR组间差异无统计学意义(P>0.05)。KTR组患者BMI和身高均低于ESRD组和对照组(P<0.05)。TC、TG、LDL和FPG在3组间差异无统计学意义(P>0.05)。ESRD组患者血磷高于KTR组和对照(P<0.05)(表1)。

颈总动脉结构参数比较ESRD组患者CIMT较KTR组和对照组厚(P<0.05)。KTR组与对照组之间CIMT的差异无统计学意义。ESRD组患者颈总动脉内径较对照组和KTR组增宽(P<0.05)。颈总动脉内径在KTR组和对照组之间CCAD的差异无统计学意义(表1)。

表1 一般资料和颈总动脉结构参数比较

vs.Control,(1)P<0.05,(2)P<0.01;vs. ESRD,(3)P<0.05,(4)P<0.01.BMI:Body mass index;FPG:Fasting plasma glucose;TC:Total cholesterol;TG:Triglycerides;HDL:High-density lipoprotein;LDL:Low-density lipoprotein;SBP:Systolic blood pressure;DBP:Diastolic blood pressure;CIMT:Carotid intima-media thickness;CCAD:Common carotid arterial diameter.1 mm Hg =0.133 kPa.

CIMT和CCAD的相关影响因子分析 年龄、体重、BMI和SBP与CIMT呈正相关(r=0.544、0.272、0.312和0.212,P均<0.05)。年龄、体重、BMI和SBP与CCAD呈正相关(r=0.678、0.275、0.315和0.274,P均<0.05)。CIMT随年龄变化的斜率(回归系数b)在对照组、KTR组和ESRD组呈下降趋势(表2)。对照组斜率大于KTR组和ESRD组(Z=1.417,P=0.006;Z=2.223,P<0.001),但KTR组和CKD组之间差异无统计学意义(Z=1.038,P=0.723)(图1)。ESRD组CCAD随年龄变化的斜率较对照组小(Z=1.677,P=0.002)。KTR组CCAD随年龄变化的斜率介于对照组和ESRD组之间,差异无统计学意义(Z=1.693,P=0.911;Z=0.372,P=0.416)(表3,图2)。

讨 论

血管衰老(或称动脉生理性硬化)概念尚不明确,一般认为是指随着年龄增加,血管管腔扩大、迂曲延长、CIMT等[6]。与以局限性内膜改变为特征的病理性动脉粥样硬化不同,动脉衰老不仅内膜改变,而且更主要的是中层弥漫性的增厚退化、管壁硬化及管腔扩大[7]。因此,通过观察血管管径和IMT随年龄变化的斜率可反映血管衰老的进程。本研究发现,CIMT随年龄变化的斜率在对照组、KTR组和ESRD组呈下降趋势;而CCAD随年龄变化的斜率在肾移植组最大,在ESRD组最小。提示维持血透的ESRD患者在肾移植后,血管衰老进程减缓或恢复正常生理进程。

表2 CIMT与年龄线性回归分析结果

表3 CCAD与年龄线性回归分析结果

Control groupvs. ESRD group,Z=2.223,P<0.001;ESRD groupvs. KTR group,Z=1.038,P=0.723;KTR groupvs.Control group,Z=1.417,P=0.006.

图1 CIMT与年龄线性回归分析

Fig 1 Linear regression analysis of CIMT with age

CIMT>1.1 mm即定义为斑块,故CIMT的极值为1.1 mm[8]。因此,CIMT随年龄变化的斜率越小,提示年龄越小CIMT增厚的越明显,血管衰老进程越早。本研究发现,维持性血透ESRD患者CIMT增厚,KTR患者术后CIMT逐渐变薄。de Lima等[9]随访22例成人肾移植患者3年,发现CIMT变薄,其结果与本研究相似。Suwelack等[10]的研究也支持该结果,CIMT与血压降低密切相关。维持血透的ESRD患者常伴有钙磷紊乱、营养不良、脂质代谢异常、炎性反应等血管危险因素。同种异体肾移植后可有效改善患者部分危险因素使血管结构部分恢复。CIMT和CCAD是动脉结构重构、硬化程度和衰老的重要指标,是公认的预测心血管事件和死亡率的强的、独立的指标。鉴于血管衰老是一种自然进程,因此肾移植后患者CIMT和CCAD不会持续变薄和减小。为证明该假设,本研究采用CIMT和CCAD与年龄线性回归斜率评价血管衰老进程。结果发现,持续性血透患者血管衰老进程加快,而肾移植后患者血管衰老进程逐步恢复至自然进程。有研究发现,维持性血透患者5年死亡率较高,其中半数死于心血管疾病[11]。最新流行病学研究显示[12],维持血透患者存在一种“逆流行病学(reverse epidemiology)”现象,主要表现为高血压、高胆固醇血症、高体质指数等,反而具有更高生存优势。分析原因:一方面,与血透初期残肾功能下降过快、钙磷脂质代谢紊乱、慢性炎性反应等因素有关[13];另一方面,动静脉“透析瘘管”的存在改变了心血管系统的血流动力学,加重循环系统负荷,导致动脉僵硬度增加,心脏后负荷加重。另外,维持血透患者营养不良、贫血致心肌缺血、动脉硬化、钙磷脂质代谢紊乱,进一步加速动脉硬化、加重心肌负荷,最终导致心血管事件的发生[14]。因此,同种异体肾脏移植成功后不仅改善了血透患者的生活质量,而且通过抑制炎症、恢复钙磷代谢、改善营养、消除肾衰源性等多个途径,降低了患者发生心血管事件的危险因素,部分改善和恢复了患者的大动脉形态学结构。

Control groupvs. ESRD group,Z=1.677,P=0.002;ESRD groupvs. KTR group,Z=1.693,P=0.911;KTR groupvs. Control group,Z=0.372,P=0.416.

图2 CCAD与年龄线性回归分析

Fig 2 Linear regression analysis of CIMT with age

对于肾移植患者CIMT如何变化还存在一定的争议。Nafar等[15]连续随访26例肾移植患者6个月,发现肾移植患者CIMT增厚。Mitsnefes等[16]观察332例肾移植儿童患者,随访时间小于1年,发现CIMT较移植前更厚,且与SBP密切相关。分析原因:一方面可能跟肾移植后随访时间较短,CIMT的增厚存在一定“惯性”;另一方面可能和IMT检测技术的精度有关。为尽可能消除干扰因素,降低肾移植患者术前维持性血透对结果的影响,本研究筛选ESRD组患者的累积透析时间与KTR组相匹配。为减小CIMT测量误差,提高检测精度,本研究采用一种较新的的方法——超声射频技术。该技术是基于超声射频信号分析,检测一段(1～1.5 cm)颈总动脉上30～50个取样点的CIMT,随后获得其平均值记为1次CIMT,连续测量6次再取平均值来确定最终的CIMT厚度。该方法不仅测量精度可达微米,而且重复性更高[17]。结果发现ESRD患者CIMT增厚,CCAD增宽;KTR患者CIMT减低,CCAD缩小。提示KTR患者颈总动脉形态学结构可部分恢复,这与de Lima等[9]和Suwelack等[10]的研究结果一致。进一步分析发现,年龄、体重、BMI、血压及部分血流动力学参数是CIMT和CCAD的独立危险因素。提示肾移植较持续性血透更有利于ESRD患者降低心血管危险因素,减少心血管事件的发生。

本研究的局限性在于:样本量较小;实验室设计未采取肾移植前后进行对照或移植后长期随访研究,使本研究的论证强度受到一定的影响;CIMT和CCAD相关的影响因素较多,与原发病、药物的应用、透析患者透析龄等均相关。本研究通过CIMT和CCAD与年龄的线性关系的变化,反证肾移植后患者除年龄以外血管危险因素对颈动脉衰老进程影响总权重的变化,尚不能完全解释肾移植后患者动脉衰老是如何恢复自然进程,有待于进一步分层分析深入研究。另外,自然人群中双侧颈总动脉结构和功能存在差异,且动脉功能学参数较形态学参数变化更早[18]。这些关系在肾移植前后是否存在或如何变化都有待于进一步研究。

综上所述,维持性血透的ESRD患者CIMT增厚、CCAD增宽。肾移植后,受者CIMT变薄,CCAD缩窄。这一发现对于持续性血液透析的ESRD患者具有重要的临床意义,提示肾移植成功后,不仅可以改善受者的生活质量,而且可部分改善甚至逆转患者受损的动脉,并逐步恢复其血管衰老的自然进程。本研究结果也支持对肾移植患者术后行CIMT和CCAD常规随访、检测和评估,对于CIMT和CCAD改善不明显的肾移植患者需要进行心血管危险因素的再评估,明确是否存在新增的危险因素,以防止肾移植患者心脑血管事件的发生。

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Morphologic properties and aging process of common carotid artery after kidney transplantation

LI Zhao-jun1, LI Fan1, QIN Yan2, ZHANG Qian3, GAO Feng1, DU Lian-fang1, LUO Xiang-hong3△

(1DepartmentofUltrasound,2DepartmentofUrology,3DepartmentofEchocardiography,ShanghaiGeneralHospital,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200080,China)

Objective To study the change rules with age in morphologic properties of common carotid artery,and to discuss its aging process after kidney transplantation. Methods Thirty-one patients with end-stage renal disease (ESRD) supported by hemodialysis,31 kidney transplant recipients (KTR) and 84 control subjects were offered an ultrasound of carotid artery.The carotid intima-media thickness (CIMT) and common carotid artery diameter (CCAD) of right carotid arteries were measured by ultrasonic frequency tracking.The tends for slope of CIMT and CCAD with age were analyzed by linear regression analysis. Results Compared with KTR group and control group,ESRD group had significantly thicker CIMT and wider CCAD,but there was no significant difference between KTR group and control group.The linear regression showed the development of CIMT were positively associated with age (P<0.05).Compared with KTR group and ESRD group respectively,the slope of

CIMT with age (unstandardized coefficients b) in control group was greater (Z=1.417,P=0.006;Z=2.223,P<0.001).There was no significant difference between KTR group and ESRD group (Z=1.038,P=0.723).The development of CCAD were also positively associated with age (P<0.05).Compared with control group,the slope of CCAD with age in ESRD group was less (Z=1.677,P=0.002). Conclusions After successful kidney transplantation,some morphologic properties of carotid artery are improved and resume the normal aging process.

kidney transplantation; end-stage renal disease; common carotid artery; morphology; aging; ultrasound

R445.1，R692.5

A

10.3969/j.issn.1672-8467.2017.03.002

2016-06-29;编辑:段佳)

上海市科学技术委员会医学引导类科技项目(15411969100,16411969300);上海市卫生和计划生育委员会基金(201440290,201640043);上海交通大学医工交叉研究基金(YG2015MS28)

△Corresponding author E-mail:lxh_20050703@sina.com

*This work was supported by the Medical Induction Project from Science and Technology of Shanghai Municipality (15411969100,16411969300),the Fund from Shanghai Municipal Commission of Health and Family Planning (201440290,201640043) and the Interdisciplinary Project of Medicine and Engineering from Shanghai Jiao Tong University (YG2015MS28).