不同来源膳食蛋白质与慢性肾脏病发生及进展关系的研究进展

杨慧丽

慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)是指持续3个月以上的慢性肾脏结构和功能异常，是全球性慢性疾病。流行病学调查显示，全球CKD患病率为8%～16%[1]，我国约为10.8%[2]，且随着高血压、糖尿病、肥胖等疾病发病率逐年上升，CKD患病率还将进一步升高[3]。由于早期临床症状的隐匿性、疾病进展的不可逆性以及诸多并发症，CKD已成为导致全球人口寿命缩短的重要原因之一[4]，造成了沉重的全球疾病负担。因此，采取积极措施有效预防和延缓CKD进展意义重大。饮食管理在CKD治疗中起着举足轻重的作用，其核心是蛋白质的管理[5]。长期以来，植物蛋白(除大豆蛋白)被认为含有较多的非必需氨基酸，为低生物效价蛋白质。而动物蛋白含有多种必需氨基酸，吸收率高，为高生物效价蛋白质[6]。另外，CKD病人摄入过多植物蛋白会进一步导致氨基酸代谢紊乱、血氮潴留，加重肾脏损害[6]。因此，国内外指南均建议CKD病人在遵循低蛋白饮食时需摄入50%以上来自动物性食物的优质蛋白质[7-8]，以降低营养不良的发生风险和减轻肾脏损害。然而，最新研究表明植物蛋白可以降低CKD发病率、延缓肾功能进展，而动物蛋白增加CKD发病率、加速疾病进展。因此，现将不同来源膳食蛋白质的营养价值及对CKD发生及进展的相关研究及可能机制予以综述，以期为CKD的预防及饮食管理提供新思路。

1 不同来源膳食蛋白质营养价值比较

膳食蛋白质的营养价值与其所含氨基酸的种类和含量、生物利用度和代谢利用效率有关[9]。目前使用生物价值、净蛋白质利用率、蛋白质消化率校正氨基酸评分(PDCAAS)和可消化必需氨基酸评分这几种方法来评估蛋白质质量[10]，其中PDCAAS是最常用的指标[11]。然而不管使用哪种评价指标，肉类、蛋类及乳制品等动物蛋白的质量均优于未加工谷物和豆类等植物蛋白的质量[12]。另外，动物蛋白的消化效率高于植物蛋白。因为植物蛋白含有抗营养因子，如植酸、蛋白酶抑制剂、血凝素等，以及较多的非淀粉多糖或纤维，阻碍酶与蛋白质反应，均使蛋白质消化效率降低[13-14]。综上所述，动物蛋白的营养价值确实优于植物蛋白。

2 不同来源膳食蛋白质与CKD发生及进展的关系

由于动物蛋白必需氨基酸种类齐全，吸收利用率高，是优质蛋白质。因此，指南建议CKD病人在遵循低蛋白饮食时，需摄入50%以上的优质蛋白(主要是动物蛋白)[7-8]。然而近来较多研究表明摄入较多的动物蛋白，如红肉、加工肉类等，可使CKD发生风险增加、肾功能进展加快。新加坡华人健康研究是一项纳入63 257人，平均随访15.5年的大型前瞻性队列研究，结果显示，摄入红肉量为最高四分位数的人群发生终末期肾脏病的风险比最低四分位数的人群高40%，且呈剂量依赖关系[15]。Mirmiran等[16]调查了4 881名伊朗成年人的膳食情况，随访3年后发现，摄入更多的红肉和加工肉类会增加CKD发生风险，而摄入植物来源蛋白质(坚果、全谷物和豆类)或用其替代红肉和加工肉类可以降低CKD发生风险。Lin等[17]对护士健康队列的数据进行亚组分析，结果表明摄入更多的红肉、加工肉类与发生微量白蛋白尿和估算肾小球滤过率(eGFR)快速下降直接相关。植物蛋白通常来源于全谷物、坚果和豆类等[18]，这些食物除了含有大量复杂糖类，即可溶性和不可溶性纤维外，还含有多种植物性生物活性物质，如酚类、维生素及不饱和脂肪酸等[19-20]。部分观察性研究表明较高的植物蛋白摄入量与CKD发生风险降低相关。德黑兰脂质葡萄糖研究调查了1 639名伊朗成年人的膳食情况，在调整混杂因素后，发现植物蛋白摄入量为最高三分位数人群发生CKD的风险是最低三分位人群的0.29倍[21]。Bernier-Jean等[22]对1 374名基线eGFR为65.6 mL/(min·1.73 m2)的老年女性进行为期10年的随访，发现在调整动物蛋白摄入量和能量后更高的植物蛋白摄入量与较慢的eGFR下降速率相关(P=0.03)，且来源于水果、蔬菜和坚果的植物蛋白每增加10 g，eGFR年下降量减少0.12 mL/(min·1.73 m2)。美国第3次全国健康及营养调查(NHANES Ⅲ)研究调查了14 866名参与者的膳食情况，发现在eGFR<60 mL/(min·1.73 m2)的人群中，较高比例的植物蛋白摄入与较低的死亡率相关[23]。由此可见，摄入较多的植物蛋白与CKD发生风险降低及肾功能进展减慢相关。但植物蛋白的营养价值劣于动物蛋白，摄入较多的植物蛋白是否会增加CKD病人营养不良的发生风险，目前较少有研究关注。基于最新研究结果，2020年美国国家肾脏基金会肾脏病预后质量倡议(KDOQI)发布的最新版《慢性肾脏病营养临床实践指南》中已经不再强调蛋白质类型，但对推荐CKD病人摄入植物蛋白持保守态度[24]。《中国慢性肾脏病营养治疗临床实践指南(2021版)》中建议，对于CKD3-5期的糖尿病病人应平衡饮食蛋白质结构，适量增加植物蛋白摄入比例(2C)[25]。

3 不同膳食来源蛋白质影响肾功能的可能机制

3.1 富含植物蛋白饮食更接近健康膳食模式 健康膳食模式通常富含非精制谷物、蔬菜、水果、坚果和橄榄油、适量禽类和鱼类，如地中海饮食和终止高血压饮食(DASH)等[26]。植物蛋白主要来源于全谷物、坚果、豆类蔬菜、水果等，而动物蛋白通常来源于红肉、加工肉类、鱼类和乳制品等。因此，富含植物蛋白的饮食更接近健康膳食模式。Bach等[27]的一项纳入18项前瞻性队列研究，涉及630 108名成年人的Meta分析表明，健康膳食模式与较低的CKD及蛋白尿发生风险相关。Van Westing等[28]对21个前瞻性队列研究的系统综述表明，坚持健康膳食模式的人患CKD的风险始终较低。

此外，蛋白质通常不是作为单独的营养物质摄入，而是随食物一起摄入。因此，植物蛋白对肾功能的积极影响可能是与其共同摄入的其他营养成分协同作用的结果。摄入植物蛋白时膳食纤维、不饱和脂肪酸等的摄入随之增加，而摄入动物蛋白则伴随着较多饱和脂肪酸摄入[29]。Mirmiran等[30]的研究表明，膳食纤维摄入量与CKD发生呈负相关，且膳食纤维摄入量每增加5 g/d，CKD发生风险降低11%。刘阳阳等[31]分析了膳食纤维对CKD3-4期病人肾功能、炎症状态、硫酸吲哚酚水平及心血管疾病风险的影响，结果表明，高膳食纤维摄入可以延缓eGFR下降，降低炎症因子、硫酸吲哚酚水平，且与心血管疾病风险呈负相关。膳食纤维通过改善肠道菌群、减轻微炎症状态、减少尿毒症毒素产生与蓄积等对肾功能产生积极影响[32-34]。而动物脂肪及饱和脂肪酸则可加重炎症状态[35]。Lin等[36]的研究表明，较高的动物脂肪摄入使发生微量白蛋白尿的风险增加[OR=1.72,95% CI(1.12，2.64)]。

3.2 干预CKD发生及进展的危险因素 植物蛋白对肾功能的积极影响还可能通过影响CKD发生及进展的危险因素，如糖尿病、高血压等。中国糖尿病肾脏病防治指南(2021年版)指出，糖尿病肾脏病已经成为导致CKD和终末期肾脏病的主要原因[37],且已超过肾小球肾炎成为我国住院CKD病人的首位病因[38]。高血压肾损害也是常见的终末期肾病病因，约占17%[39]。因此，采取有效措施早期预防、积极控制糖尿病和高血压的发生发展对降低CKD发生风险、延缓疾病进展具有重要意义。较多研究表明，摄入较多植物蛋白有利于降低糖尿病、高血压的发生风险。Fan等[40]的Meta分析表明，用植物蛋白替代动物蛋白，尤其是红肉和加工肉类，可以降低糖尿病的发生风险。Mehrabani等[41]调查了9 660名伊朗成年人的膳食情况，调整混杂因素后发现植物蛋白摄入量为最高五分位数人群发生高血压的风险降低了18%。另外，主导食物选择的行为或相关社会因素也可能是植物蛋白对肾功能具有保护作用的原因之一。通常摄入较多植物蛋白的人往往具有更多的健康行为，如少吸烟、酗酒以及更多的体育活动等[42]，这些健康行为既对肾功能具有保护作用，也是高血压、糖尿病的保护因素。

3.3 改善CKD病人微炎症状态 低强度、持续性慢性炎症状态是CKD的主要特点[43]。微炎症状态通过破坏肾小球足细胞，加重肾小球硬化，导致肾功能加速进展及增加死亡率[44-45]。Carrero等[29]指出，食用植物蛋白可减轻CKD病人的炎症状态。Aycart等[46]的Meta分析表明，在CKD不同阶段的成年人中与食用动物蛋白者相比，食用植物蛋白者的炎症标志物水平呈下降趋势。蒋晶晶等[47]指出，水果、蔬菜、全谷物等食物富含抗炎因子，能够有效降低肾脏损害，而红肉、高脂乳制品等食物富含促炎因子，与肾功能下降或发生蛋白尿相关。可能的原因是，红肉等富含动物蛋白的食物在代谢时产生的酸性物质可导致炎症因子，如C-反应蛋白、白细胞介素-6、肿瘤坏死因子等水平升高[48-49]。另外，植物蛋白摄入增加，膳食净酸负荷降低，这也使病人的炎症状态和氧化应激状态减轻[50]。

3.4 减少内源性酸产生，减轻代谢性酸中毒 代谢性酸中毒是CKD最早和最常见的并发症之一。随着肾功能下降，非挥发性酸积聚使病人血清HCO3-水平升高，使肾功能进展加快和死亡风险增加[51-52]。非裔美国人肾病和高血压研究表明，富含动物蛋白的饮食导致较高的内源性净酸产生[53]。有研究表明较多的植物蛋白摄入使病人血清HCO3-水平升高，减轻代谢性酸中毒[54]。植物蛋白中谷氨酸的含量通常比动物蛋白丰富，谷氨酸是一种阴离子氨基酸，其代谢过程会消耗H+，从而减少体内酸积聚[55]。而动物蛋白中含有较多的含硫氨基酸，如蛋氨酸、同型半胱氨酸和半胱氨酸，其在体内氧化生成硫酸盐，是不可代谢的阴离子，是构成每日酸负荷的主要因素[55]。因此，植物蛋白在代谢过程中消耗H+以减少酸的生成，而动物蛋白代谢后产生的酸类物质使膳食酸负荷增加，加重酸潴留。

3.5 植物蛋白磷利用率低 高磷血症是CKD常见的并发症之一，是病人发生心血管疾病、矿物质和骨代谢紊乱及死亡率增加的危险因素[56]。限制膳食磷摄入是治疗高磷血症的方法之一[56]。动物蛋白中的磷由有机磷酸盐组成，生物利用度高，40%～60%可以被人体吸收，是生物磷的主要来源[57]。植物蛋白虽含有较多磷，但同时含有丰富的植酸，植酸与磷酸盐结合后可降低肠道对磷的吸收。此外，人体缺乏消化植酸所必需的植酸酶，因此植物蛋白中磷的吸收率较低，通常为20%～40%[57]。Moe等[58]开展的一项小型交叉研究比较了素食饮食和肉食饮食对CKD病人血磷的影响。结果表明，1周素食饮食可使病人血清磷和成纤维细胞生长因子水平显著降低。因此，摄入植物蛋白有助于减轻病人磷负荷，降低血磷水平，从而延缓疾病进展。

4 小结

摄入植物蛋白可以预防CKD发生并延缓肾功能进展，而摄入较多来源于红肉和加工肉类的动物蛋白使CKD发生和进展的风险升高。提示对CKD病人的饮食管理，不仅要关注蛋白质摄入总量，还要关注蛋白质来源。但目前研究较少关注到增加植物蛋白摄入对CKD病人营养状态及血清钾的影响。因此，需要更多的高质量研究深入探究植物蛋白对CKD病人肾功能影响的可能机制及安全性。