慢性肾脏病患者血清25(OH)D、IGF-1及骨质疏松指标水平变化及其临床意义
2020-04-20方纪林蒋红利李向东李毅赵明沈海燕
方纪林，蒋红利，李向东，李毅，赵明，沈海燕
慢性肾脏病(chronic kidney disease，CKD)通常指发病时间超过3个月的肾损害[1]。随着疾病的发展和病程的延长，患者多会出现骨矿物质代谢紊乱、脑血管疾病、心血管疾病等并发症，严重影响患者的生活质量[2]。研究表明，CKD患者血清25-羟维生素D[25 hydroxy vitamin D，25(OH)D]的水平明显低于健康人群，其骨代谢标志物的水平也会随其肾功能的恶化而升高[3]。胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1，IGF-1)是一种单链多肽，其与慢性肾功能衰竭患者的营养状况有关，还可促进骨形成与骨吸收的耦联，在骨重建中起重要作用[4]。CKD患者发生骨质疏松的风险较高，但当前用于检测骨质疏松的指标虽然有效，但各有不足，而有研究已表明血清25(OH)D、IGF-1与骨代谢有关[5]，为此，本研究通过比较不同严重程度的CKD患者血清25(OH)D、IGF-1及骨质疏松指标的水平，并研究血清25(OH)D、IGF-1与骨质疏松指标的关系，以期为临床上CKD患者发生骨质疏松的诊断提供参考，报道如下。
1 资料与方法
1.1 临床资料 回顾性选取2015年8月—2018年8月西安交通大学医学院附属汉中三二〇一医院肾内科收治CKD患者100例作为观察组，男53例，女47例，年龄21～73(44.67±4.85)岁；根据疾病分期[6]，将其分为4个亚组：CKD 1亚组[CKD 2期，肾功能轻度下降，肾小球滤过率(eGFR)60～89 ml/min] 27例 ，男14例，女13例，平均年龄(44.15±4.94)岁；CKD2亚组(CKD 3期，肾功能中度下降，eGFR 30～59 ml/min)29例，男16例，女13例，平均年龄(44.09±3.68)岁；CKD 3亚组(CKD 4期，肾功能重度下降，eGFR 15～29 ml/min)23例，男12例，女11例，平均年龄(45.69±5.02)岁；CKD 4亚组(CKD 5期，肾功能衰竭，eGFR<15 ml/min)21例，男11例，女10例，平均年龄(45.02±5.78)岁;另选同期在医院体检的健康体检者30例作为健康对照组，男16例，女14例，年龄25～72(45.02±5.24)岁。观察组与健康对照组的性别、年龄比较，差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。本研究经医院伦理委员会批准，受试者及家属知情同意并签署同意书。
1.2 选择标准 (1)纳入标准：①患者符合国际KDIGO指南[6]中的相关诊断标准；②年龄≥18岁；③入院前2周内未使用活性维生素D及钙剂治疗者。(2)排除标准：①自身免疫性疾病者；②肾病综合征、肾小管酸中毒所致肾性骨病者；③恶性肿瘤，肝、肾功能衰竭者；④临床资料不全者。
1.3 观察指标与方法 所有受试者均于入院后次日(对照组于体检当日)清晨抽取空腹肘静脉血5 ml，离心分离血清，置于-80℃冰箱中保存备用。取第1份血清标本，采用德国罗氏Cobas e601全自动电化学发光免疫分析仪，以电化学发光法测定25(OH)D水平；利用双抗体夹心ELISA法测定血清IGF-1水平，IGF-1试剂盒购自德国西门子DPC公司，按照说明书内容操作；利用Siemens Advia 2400全自动生化分析仪检测血清磷(P)、钙(Ca)、碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase，ALP)水平；用全自动电化学发光仪检测血清Ⅰ型胶原β-C末端肽(β-C-terminal telopeptide of typeⅠcollagen，β-CTX)、总Ⅰ型胶原氨基端延长肽(total N-terminal propeptide of type I procollagen，tPINP)、N端骨钙素(N-terminal-midfragment of osteocalcin，N-MID)、全段甲状旁腺素(intact parathyroid hormone，iPTH)水平。
2 结 果
2.1 2组血清25(OH)D、IGF-1及骨质疏松指标比较 观察组患者血清25(OH)D水平、IGF-1、Ca水平均低于健康对照组，血清P、ALP、β-CTX、tPINP、N-MID和iPTH水平均高于健康对照组，差异有统计学意义(P<0.01)，见表1。
表1 2组受试者血清25(OH)D、IGF-1及骨质疏松指标水平比较
2.2 CKD各亚组患者血清25(OH)D、IGF-1及骨质疏松指标水平比较 血清25(OH)D、IGF-1、Ca水平比较，CKD 4亚组
2.3 血清25(OH)D、IGF-1与骨质疏松指标的相关性 Pearson线性相关分析显示，血清25(OH)D水平、IGF-1水平与ALP、β-CTX、tPINP、N-MID、 iPTH水平均呈负相关(P<0.05)，与Ca、P无明显相关性(P>0.05)，见表3。
表3 血清25(OH)D、IGF-1与骨质疏松指标的相关性
3 讨 论
维生素D是一种主要来源于自身合成的脂溶性维生素，在紫外线照射下，皮肤中的7-脱氢胆固醇转化为维生素D，维生素D入血与蛋白结合并转运至肝脏，在肝内25-羟化酶的作用下生成25(OH)D，再在肾脏1α-羟化酶的作用下生成活性维生素D。25(OH)D在血液循环中浓度高、半衰期长，常用于评价维生素D的存储状态[7-8]。在本研究中，CKD患者的血清25(OH)D水平低于健康对照组。维生素 D主要由紫外线照射合成或饮食摄入，因此，推测此结果可能与患者较少进行户外活动或饮食不均衡有关。本研究还显示，随着病情的进展，患者的25(OH)D水平越来越低，原因可能在于肾功能受损越严重，酶的活性越低，25(OH)D的合成受到影响，进而影响25(OH)D到1，25-二羟维生素D[1,25-dihydroxy vitamin-D, 1,25-(OH)2-D]的转化[9-10]，这与国外研究报道指出CKD患者维生素D的转化受到抑制，影响维生素D代谢的结论相一致[11]。
IGF-1是一种类似于胰岛素的生长因子和细胞营养因子，能促进细胞的增殖和分化，并参与多种病理生理过程[12]。IGF-1水平受生长激素和IGF-1结合蛋白(insulin-like growth factor-binding protein, IGFBP)共同调节。IGFBP共有6种形式，分别是IGFBP-1～IGFBP-6，具有延长循环中IGF半衰期和稳定血清IGF浓度的作用，可调节IGF-1的生物利用度[13]。在本研究中，相较于健康健康对照组，CKD患者的血清IGF-1水平明显下降，且随病情越重，水平越低，可能是由于CKD患者尚未完全明确的某种病理改变可促进IGFBP转化为低分子量的过程，例如IGFBP-3转化为分子量更低的IGFBP-2，使IGFBP-2水平升高，导致IGFBP与IGF-1结合增多，加速IGF-1的代谢，表现为水平下降[14]。谷立杰等[15]研究分析了不同分期的CKD患者血清游离IGF-1和IGFBP-3的水平，结果显示随着肾功能的减退，IGFBP-3水平趋于升高，IGF-1水平下降，这与本研究结果相吻合，但导致CKD患者上述转化过程加剧的原因，尚待进一步探究。
表2 各亚组患者血清25(OH)D、IGF-1及骨质疏松指标水平比较
CKD病情进展过程中，在肾单位出现不同程度的受损后，肾脏逐渐出现排磷障碍，患者尿磷排泄减少，出现高磷血症，而小肠对钙的吸收和分泌、肾脏对钙的排泄和重吸收均会受到影响，表现为血钙水平下降；钙磷代谢的这种变化可导致PTH继发性分泌亢进，进而引起骨质疏松[15]。在本研究中，CKD患者的血清Ca水平低于健康对照组，血清P水平高于健康对照组，证实了该观点。血清中ALP主要来源于肝脏和骨骼，是骨骼形成的标志物；骨钙素是一种骨基质蛋白，其中1/3为N-MID，同样可以反映骨形成；tPINP为总Ⅰ型胶原氨基端延长肽，β-CTX是Ⅰ型胶原蛋白的羧基端降解产物，可反映骨吸收；iPTH能促进成骨细胞形成及骨的矿化，刺激内源性PTH分泌和骨形成，防止骨丢失[16-17]；本研究中观察组患者的ALP、β-CTX、tPINP、N-MID、iPTH等骨代谢标志物指标水平均高于健康对照组，且随着病情的加重而升高，证实了CKD患者发生骨质疏松的风险较高。
有研究表明，老年人缺乏维生素D会诱发继发性PTH水平增高，骨转换增强、骨丢失加速，引起下肢肌力减弱，增加骨质疏松患病率[18]。目前临床上多数观点认为骨质疏松与维生素D水平有关，如有研究发现外源性补充维生素D和钙，可以提高改善绝经后骨质疏松患者的骨矿物质和有机质含量[19]，有研究认为老年骨密度与血清25(OH)D水平密切相关[20]，但目前研究较少针对CKD患者开展。在本研究中，CKD患者的血清25(OH)D和IGF-1水平均与骨质疏松指标相关，提示低水平维生素D可能引起骨量减少或骨质疏松，维生素D对维持骨骼内环境的稳定有重要意义，活性维生素D能够促进肠钙吸收和尿钙、磷的重吸收，还可以抑制骨吸收和促进骨形成。IGF-1是骨骼中含量最丰富的多肽物质，在促进骨骼细胞增殖分化、骨量和骨密度维持等方面发挥重要的作用[21]，IGF-1也可由骨细胞合成，以多种形式调节骨骼细胞的功能，促进成骨细胞的增殖、分化和募集，抑制细胞凋亡，刺激骨胶原DNA的合成和转录，抑制骨胶原的降解，增加骨基质的沉积[22-23]，因而IGF-1水平可反映CKD患者的骨代谢水平。
综上所述，随着CKD患者病情的加重，血清25(OH)D和IGF-1水平明显降低，骨代谢异常更加明显，血清25(OH)D和IGF-1水平的降低与骨代谢异常有关，血清25(OH)D和IGF-1水平的检测可为CKD患者并发骨质疏松的诊断提供参考。
利益冲突：所有作者声明无利益冲突
作者贡献声明
方纪林：设计研究方案，实施研究过程，论文撰写；蒋红利、李向东：实施研究过程，资料搜集整理；李毅、沈海燕：进行统计学分析；赵明：提出研究思路，课题设计，分析试验数据，论文审核
