维持性血液透析患者氧化应激和炎症状态与骨质疏松的关系

李小庭 黄碧珍 周 晨 王文添

解放军南部战区空军医院血液净化科，广东广州 510062

维持性血液透析（maintenance hemodialysis，MHD）[1]是终末期肾病（end-stage renal disease，ESRD）最主要替代性治疗手段。然而长期的MHD会导致一系列并发症的发生。骨质疏松（osteoporosis，OP）是临床上常见的全身性骨骼系统疾病，以骨组织微结构损伤、骨量低为特点，造成骨脆性增加，从而导致OP患者容易发生骨折。据流行病学统计[2]，MHD患者OP的发生率高达40%～60%，因此会严重影响患者的生活质量。相关研究显示[3]，MHD患者存在氧化应激和炎症反应状态。而过量的活性氧（reactive oxygen species，ROS）和炎症介质可以影响骨代谢[4-5]。本研究探讨MHD患者血清氧化应激指标和炎症介质的水平与OP发生之间的关联，为MHD患者发生OP预防和治疗提供研究依据。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2016年1月至2018年12月在南部战区空军医院接受维持性血透的180例患者作为研究对象。其中男126例，女54例，年龄50～69岁，平均（55.27±4.83）岁。纳入标准：①门诊血液透析患者，持续血透时间＞3个月；②病情相对稳定；③神智清晰并自愿参加本次研究。排除标准：①合并心脑肺等重要脏器严重疾病，严重感染；合并恶性肿瘤，甲状腺或甲状腺旁腺功能亢进；②长期服用影响骨代谢的药物，近3个月有糖皮质激素药物使用史；③存在语言表达不清和认知障碍。该研究经过医院医学伦理委员会批准，所有受试者均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 血清标本采集 所有研究对象于清晨空腹采集静脉血5 ml，室温下静置1 h。置于高速离心机，在4°C、3000 rpm离心条件下离心20 min，取上清置于新的1.5 ml微量离心管。-70°C条件下保存待进一步实验。

1.2.2 OP检测判定和分组 采用美国Hologic双能X线骨密度仪（型号：Discovery Wi）对研究对象腰椎和髋部骨密度（bone mineral density， BMD）进行检测。BMD值降低程度等于或大于2.5个标准差即可诊断为OP[6]。根据是否诊断为OP将180例MHD患者分为OP组和non-OP组。

1.2.3 血清氧化应激指标检测 用中国生工生物工程有限公司的ELISA试剂盒分别对研究对象血清中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、丙二醛（malondialdehyde，MDA）和总抗氧化力（total anti-oxidation capacity，T-AOC）这3种氧化应激指标进行检测。所有检测均严格按照试剂盒使用说明书的操作步骤进行。

1.2.4 血清炎症介质检测 采用中国生工生物工程有限公司的ELISA 试剂盒分别检测研究对象血清中炎症介质C-反应蛋白（C-reaction protein，CRP）、白 细 胞 介 素 -1（interleukin-1，IL-1）和IL-6的浓度水平。所有检测均严格按照试剂盒说明书步骤进行操作。

1.3 统计学分析

采用SPSS 19.0软件对实验数据进行统计学分析。计量资料用（）来表示。组间计量资料比较分析采用t检验，采用Pearson相关性分析MHD患者发生OP与血清氧化应激指标和炎症介质之间的相关性，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 MHD患者发生OP情况

根据骨密度仪检测结果，按是否患有OP将180例MHD患者分为OP组（n=92）和non-OP组（n=88）。本研究中，MHD患者OP患病率51.11%。两组患者一般资料比较，差异无统计学意义（P＞ 0.05），见表 1。

表1 两组患者一般资料比较

2.2 两组患者血清氧化应激指标比较

OP组患者血清SOD和T-AOC浓度值均较non-OP组低，而MDA浓度值则高于non-OP组，两组间比较差异具有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 两组患者血清氧化应激指标比较（）

组别 n SOD（U/ml） MDA（nmol/ml） T-AOC（U/ml）OP 组 92 78.73±6.64 8.05±0.91 7.44±1.05 non-OP组 88 84.35±5.72 7.26±0.85 8.53±0.92 t值 2.836 2.726 3.128 P值 0.014 0.019 0.006

2.3 两组患者血清炎症介质比较

OP组患者血清IL-1、IL-6和 CRP浓度值均高于non-OP组，两组间比较差异有统计学意义（P＜ 0.05），见表 3。

表3 两组患者血清炎症介质比较（）

表3 两组患者血清炎症介质比较（）

组别 n IL-1（ng/L） IL-6（ng/L） CRP（mg/L）OP 组 92 65.91±5.26 30.75±2.82 11.65±1.41 non-OP 组 88 59.38±4.80 26.52±2.39 9.47±1.18 t值 2.807 3.076 3.724 P值 0.016 0.007 0.003

2.4 MHD患者BMD值与血清氧化应激指标和炎症介质的相关性

MHD患者BMD值与血清SOD和T-AOC呈明显正相关，与血清IL-1、IL-6、CRP和MDA存在明显负相关，差异有统计学意义（P＜0.05），见表4。

表4 Pearson相关性分析结果

3 讨论

MHD是一种挽救ESKD患者生命的方法。随着透析治疗技术的不断发展，目前MHD患者的生存期大大延长。然而，MHD患者大多伴有不同程度的骨质代谢紊乱，且随着透析治疗时间的延长，OP的发生率也越来越高[7]。研究表明[8]，MHD患者的骨量丢失进展速度及骨折风险明显大于普通人群。据流行病学统计[9]，MHD患者OP的发生率约为20%～50%。而来自美国肾脏病数据系统（USRDS）的数据显示[10]，MHD患者的髋部骨折风险大约高出普通人群4倍，且与年龄和性别无关。OP会导致骨脆性增加和骨折风险增加，最终会影响MHD患者的生存质量和预后。因此，及时预测其发生OP的风险并采取规范的防治措施是非常有必要的。本研究中，采用双能X线骨密度仪对纳入研究的MHD患者骨密度进行检测来判定是否患OP。双能X线吸收法（ualenergy X-ray absorptiometry，DXA）是目前国际公认的骨密度检测方法，其测定值被WHO认为是诊断骨质疏松的金标准[11]。结果显示180例MHD患者中92例患有OP，这与相关报道的数据是一致的。

在MHD患者中，骨量丢失最终导致OP是由于多种因素共同作用的结果，其具体机制目前尚不明确。临床观察显示[12]，全身性OP与全身炎症发病周期存在一致性，局部性OP与局部炎症区也存在共定位的情况。相关流行病学研究也报道在各种炎症条件下发生OP的风险增加。新近的数据表明[13]，骨生物学和炎症生物学之间存在重叠的途径。某些促炎性细胞因子在正常骨重建过程中以及在围绝经期和晚期OP的发病机制中都发挥着潜在的关键作用。IL-6能促进破骨细胞分化和活化，IL-1则是另一种强有力的骨吸收刺激因子。它们在体内的高表达会加速骨丢失，与特发性和绝经后OP的发生有关[14]。CRP是全身炎症的敏感标志物，能够被IL-1、IL-6和肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor-α，TNF-α）激活分泌。研究发现[15]，机体内CRP的水平与骨密度之间存在关联，高表达的CRP在体外能够抑制成骨细胞功能，促进成骨细胞凋亡。以上的研究报道表明，促炎性细胞因子参与了成骨细胞和破骨细胞的调节，也是引起OP发病的因素。本研究中，OP组患者血清IL-1、IL-6和CRP浓度值均高于non-OP组，且MHD患者BMD值与血清IL-1、IL-6 和CRP存在明显负相关（P＜0.05）。以上研究结果提示体内高表达的IL-1、IL-6和CRP水平与MHD患者OP发生之间存在关联。

人体正常状态下的抗氧化机制是完善的，可以通过酶催化和酶自由基催化作用消除氧自由基，从而起到抗氧化作用。当机体防御系统功能低下时，氧化还原反应将失去平衡，导致ROS的积累，氧化与抗氧化之间失衡，其中氧化占主导地位，导致氧化应激的发生。体内外研究显示[16]，高水平的ROS能够诱导NF-kB受体激活剂配体（receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand，RANKL）表达增强，抑制骨保护素（osteoprotegerin，OPG）的表达，导致 RANKL/OPG比值增加，阻断并降低成骨细胞的活性和分化，诱导成骨细胞和骨细胞凋亡。氧化应激改变了骨重建过程，导致破骨细胞和成骨细胞活性失衡，这可能导致代谢性骨疾病，并导致骨骼系统疾病的发病，包括以骨密度低和骨量减少为特征的OP的发生[17]。本研究采用ELISA检测受试者血清中SOD、MDA和T-AOC水平。SOD是人体最主要的抗氧化酶，反映机体清除自由基的能力。MDA为脂质氧化终产物，直接反映氧自由基水平。T-AOC代表抗氧化物质和抗氧化酶等构成总抗氧化水平。本研究结果显示，OP组患者血清SOD和T-AOC浓度值均较non-OP组低，而MDA浓度值则高于non-OP组。但是相关分析结果显示MHD患者BMD值与血清SOD和T-AOC存在正相关，而与MDA MDA存在明显负相关（P＜0.05）。以上研究结果提示MHD患者体内氧化应激反应会对骨代谢会产生影响，进而促进OP的发生。

综上所述，MHD患者易发生OP，其炎症程度和氧化应激反应状态与OP的发生密切相关。进一步探讨氧化应激和炎症状态在OP中的相关作用机制对于防治MHD患者发生OP而言具有重要意义。