Klotho-FGF23轴与慢性肾脏病5期未透析患者认知功能障碍的相关性研究

黄芳 王洁 谭军华 凌海瑞

【摘要】 目的 分析慢性肾脏病（CKD）5期未透析患者血清Klotho蛋白、FGF23蛋白及其他临床指标与认知功能障碍（CI）的相关性，为CKD5期未透析CI患者的早期诊断和治疗提供理论依据。方法 选取右江民族医学院附属医院肾内科住院治疗符合入组标准的97例CKD5期未透析患者，运用中文版蒙特利尔（MoCA）测量认知功能，评分≥26分者为CKD5期未透析无CI组（n=30），评分<26分为CKD5期未透析有CI组（n=67）。记录两组的一般资料，测定所有研究对象血清Klotho蛋白、FGF23蛋白和其他临床指标，分析两组一般资料及各检验指标之间的差异，采用Pearson分析MoCA评分与各指标的相关性，使用ROC曲线分析Klotho、FGF23及Klotho-FGF23对CI的预测价值。结果 （1）97例CKD5期未透析患者中，发生CI有67例，占比69.07%，无CI有30例，占比30.93%。（2）年龄、体重指数（BMI）、性別、民族、吸烟及饮酒在两组中比较差异均无统计学意义（P>0.05），CKD5期未透析无CI组的教育年限大于CKD5期未透析有CI组，差异有统计学意义（P＜0.001）。（3）CKD5期未透析无CI组血清Klotho蛋白及MoCA评分均大于CKD5期未透析有CI组，CKD5期未透析无CI组血清FGF23蛋白、磷（P）、全段甲状旁腺激素（iPTH）、血肌酐（Scr）及尿素氮（BUN）均小于CKD5期未透析有CI组，差异均有统计学意义（P＜0.001）。两组的Ca2+及VitD3比较差异均无统计学意义（P>0.05）。（4）Pearson分析结果显示，MoCA得分与FGF23蛋白、iPTH、P、Scr、BUN呈负相关，与Klotho蛋白、VitD3呈正相关（P＜0.05）。（5）ROC曲线分析结果显示，预测CI时，Klotho、FGF23及Klotho-FGF23的受试者工作曲线下面积分别为0.877、0.863、0.876（P＜0.001）。结论 （1）CKD5期未透析患者CI患病率高。（2）Klotho蛋白及FGF23蛋白预测CKD5期未透析患者CI的价值较高，有望成为新的预测指标。

【关键词】 慢性肾脏病5期；Klotho；成纤维细胞生长因子23；认知功能障碍

中图分类号：R692 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2023.05.005

【Abstract】 Objective To analyze the correlation of serum Klotho protein， FGF23 protein and other clinical indicators with cognitive impairment （CI） in stage 5 chronic kidney disease （CKD5） patients without dialysis， so as to provide theoretical basis for early diagnosis and treatment of CKD5 patients without dialysis.Methods A total of 97 CKD5 patients without dialysis who were hospitalized in the Department of Nephrology of Affiliated Hospital of Youjiang Medical University for Nationalities and met inclusion criteria were selected. Cognitive function was measured by the Chinese version of Montreal cognitive assessment （MoCA）. Those with score≥26 were selected as non-CI group of CKD5 without dialysis （non-CI group， n=30）， and those with score < 26 were selected as CI group of CKD5 without dialysis （CI group， n=67）. And then， general data of the 2 groups were recorded， serum levels of Klotho protein， FGF23 and other clinical markers were determined in all subjects， and differences between the general data and test indexes in the two groups were analyzed. Pearson was used to analyze correlation between MoCA score and each index， and ROC curve was used to analyze the predictive value of Klotho， FGF23 and Klotho-FGF23 for CI.Results （1） Among 97 CKD5 patients without dialysis， 67 （69.07%） had CI， and 30 （30.93%） had no CI. （2） There was no statistically significant difference in age， BMI， gender， ethnicity， smoking and drinking between the two groups （P>0.05）， the time of education in non-CI group was longer than that of the CI group， and the difference was statistically significant （P<0.001）. （3） The serum Klotho protein and MoCA score in the non-CI group were higher than those of the CI group， and the serum FGF23 protein， P， iPTH， Scr， and BUN in the non-CI group were lower than those in the CI group， and the differences were all statistically significant （P<0.001）. There was no statistically significant difference in Ca2+ and VitD3 between the two groups （P>0.05）. （4） Pearson analysis showed that MoCA score was negatively correlated with FGF23 protein， iPTH， P， Scr and BUN， and positively correlated with Klotho protein and VitD3 （P<0.05）. （5） ROC curve analysis showed that， when predicting CI， the area under ROC curve of Klotho， FGF23 and Klotho-FGF23 were 0.877， 0.863 and 0.876， respectively （P<0.001）.Conclusion The prevalence of CI is high in CKD5 patients without dialysis. Kloth and FGF23 had high value in predicting CI in CKD5 patients without dialysis， which are expected to be new predictive indexes.

【Key words】 chronic kidney disease stage 5 （CKD5 ）; Klotho; FGF23; cognitive impairment （CI）

近年研究发现，慢性肾脏病（chronic kidney disease，CKD）5期患者普遍存在认知功能障碍（cognitive impairment，CI），影响患者日常生活和工作，降低了患者服药、治疗的依从性，增加住院率，引起社会的广泛关注［1］。目前国内外主要使用蒙特利尔认知评估量表（Montreal cognitive assessment，MoCA）进行认知功能的筛查和评定［2］，MoCA易操作但易受教育水平等影响，且耗时相对较长［3］，故寻求更敏感和简便的方法评估和预测CKD5期非透析患者认知功能，对治疗及预后具有重要价值。Klotho-FGF23轴已被证实在CKD进展中起重要作用，主要参与钙磷代谢通路，与血管钙化有关，是目前研究的热点，但其与认知功能的关系尚无定论，且国内外关于CKD5期非透析患者的认知功能与Klotho-FGF23轴的相关性研究较少。本研究前瞻性地纳入97例CKD5期非透析患者为研究对象，采用MoCA量表来评估其认知功能，初步探讨Klotho-FGF23轴与CKD5期未透析患者认知功能障碍的相关性，为临床提供参考依据，现将结果报告如下。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2020年10月至2021年8月期间在右江民族医学院附属医院住院的97例CKD5期未透析患者，其中CKD5期未透析无CI组（n=30）和CKD5期未透析有CI组（n=67）。纳入标准：①依据2009年慢性肾脏病流行病学合作研究组（chronic kidney disease epidemiology collaboration，CKD-EPI）公式估算肾小球滤过率（estimated glomerular filtration rate， eGFR）；②符合美国肾脏病生存质量指导（kidney disease outcome quality initiative， K/DOQI） 中CKD5期的诊断标准：估计eGFR<15 mL/min且病程>3个月；③既往未接受过血液透析、腹膜透析、肾移植等肾脏替代治疗；④教育年限≥6年，神志清楚，视听功能正常，能够自愿按要求完成所有的测评；⑤资料完整可靠。排除标准：①年龄小于18岁或大于65岁。并发脑卒中、脑外伤、脑肿瘤、癫痫、精神分裂症等其他中枢神经系统疾病或精神疾病；②因视力、听力障碍等原因不能配合完成神经心理测评量表；③近6个月服用过抗胆碱酯酶药物、镇静催眠药、叶酸、维生素B、干扰素等影响抑郁的药物；④不同意参与本课题研究者；⑤资料收集不全者。本研究经过右江民族医学院附属医院伦理委员会批准后实施。

1.2 主要试剂与仪器

主要试剂：Klotho和FGF23检测试剂盒（酶联免疫吸附试验法 ）；武汉伊莱瑞特生物科技股份有限公司，货号E-EL-H5451c、E-EL-H1116c。主要仪器：SpactraMaxi3x型多功能酶标仪，美国Molecular Devices公司。

1.3 方法

1.3.1 采用自动生化分析仪测定生化指标

采集两组患者清晨空腹静脉血，部分静脉血采用我院全自动生化分析仪检测，包括血尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）、血肌酐（serum creatinine，Scr），VitD3（vitamin D3，VitD3）、全段甲状旁腺激素（intact parathyroid hormone，iPTH），磷（phosphorus，P），钙离子（calcium，Ca2+）。采用CKD-EPI公式计算eGFR值。

1.3.2 ELISA法测定血清Klotho、FGF23蛋白

采集两组患者清晨空腹静脉血，部分静脉血用ELISA法测定Klotho、FGF23蛋白。

1.3.3 认知功能评分

认知测评由受过专业培训的同一研究员在单独的房间和患者一对一进行，均在上午安静不受打扰的情况下测评，以减少疲劳对测评的影响。符合入组标准的成员在充分休息后，在清醒状态下用MoCA对其进行总体认知功能评估，MoCA［4］包括注意与集中、执行功能、记忆、语言、视结构技能、抽象思维、計算和定向力8个认知领域的10个检查项目（交替连线、复制立方体、语言流畅性、句子复述、抽象力、画钟、命名力、延迟回忆、注意力及定向力） ，总分为30分，测量总分≥26分，判断为认知功能正常，总分＜26分，则视为认知功能障碍，对于受教育年限≤12年的人增加1分。根据 MoCA评分结果分组，CKD5期未透析无CI组，MoCA评分得分≥26 分，CKD5期未透析有CI组，MoCA评分得分＜26分。

1.4 统计学方法

采用SPSS 25.0统计软件进行统计学分析，正态分布计量资料以均数±标准差（±s）表示，非正态分布计量资料以中位数及四分位数［M（P25，P75）］表示，计数资料用频数（n）表示，采用卡方检验、两独立样本检验、Mann-Whitmey U检验比较两组一般资料和血生化指标。采用Pearson分析患者的MoCA评分与各指标的相关性。根据实验室检测结果绘制血清Klotho、FGF23及Klotho-FGF23预测认知功能障碍的受试者工作特征曲线（ROC），根据ROC曲线下面积（AUC）评价Klotho、FGF23及Klotho-FGF23的预测价值，据此得到其最佳阈值，计算其灵敏度、特异度与Youden指数，Youden指数越大，预测的真实性越大。检验水准：α=0.05，双侧检验。

2 结 果

2.1 两组一般资料比较

共97例CKD5期未透析患者纳入研究，其中发生CI有67例，占比69.07%；无CI有30例，占比30.93%。CKD5期未透析无CI组与CKD5期未透析有CI组在年龄、体重指数（BMI）、性别、民族、吸烟及饮酒等方面比较差异均无统计学意义（P>0.05），CKD5期未透析无CI组的教育年限大于CKD5期未透析有CI组，差异有统计学意义（P＜0.001）。见表1。

2.2 两组对象其他指标水平比较

CKD5期未透析无CI组血清Klotho蛋白、MoCA评分大于CKD5期未透析有CI组，CKD5期未透析无CI组血清FGF23蛋白、P、iPTH、Scr、BUN小于CKD5期未透析有CI组，差异均有统计学意义（P＜0.001），两组的Ca2+和VitD3 比较差异均无统计学意义（P>0.05）。见表2。

2.3 MoCA评分与血液指标水平相关性分析

MoCA评分与FGF23、iPTH、P、Scr、BUN呈负相关，与Klotho、VitD3呈正相关（P＜0.05）。见表3。

2.4 Klotho、FGF23及联合检测对CKD5期未透析患者认知功能障碍的预测价值

Klotho预测CKD5期未透析患者认知功能障碍的灵敏度、特异度和AUC分别为88.1%、83.3%、0.877。FGF23预测CKD5期未透析患者认知功能障碍的灵敏度、特异度和AUC分别为91.0%、83.3%、0.863。Klotho-FGF23预测CKD5期未透析患者认知功能障碍的灵敏度、特异度和AUC分别为92.5%、83.3%、0.876。见表4、图1。

3 讨 论

本研究采用MoCA评估量表评估CKD5期未透析患者的认知功能，该量表是由简易精神状态量表（mini-mental state of examination，MMSE）修改而来，与MMSE相比，MoCA评估量表灵敏性和特异性相对较高，应用更广泛［5］。评估结果表明CKD5期未透析患者发生CI患病率为69.07%，这与多数研究结果相近［6］，进一步证实了CKD5期未透析患者容易发生CI。一般资料分析提示认知功能障碍组的教育年限小于认知功能正常组，这与国内外研究结果一致［7-8］，提示高等教育对认知功能具有保护作用。实验室检查结果提示认知功能障碍组的血清Scr、BUN均高于认知功能正常组。MoCA评分与实验室指标相关性分析提示MoCA评分与Scr、BUN呈负相关，这与本课题组前期研究一致［9］，提示体内Scr、BUN等尿毒症毒素水平升高可影响中枢神经系统，导致精神神经症状。认知功能障碍组的血清FGF23蛋白、P、iPTH均高于认知功能正常组，血清Klotho蛋白低于认知功能正常组。MoCA评分与实验室指标相关性分析提示MoCA评分与FGF23、iPTH呈负相关，与Klotho、VitD3呈正相关。ROC曲线预测认知功能提示，Klotho、FGF23及Klotho-FGF23的受试者工作特征曲线下面积分别为0.877、0.863、0.876，预测价值均较高，提示Klotho-FGF23轴与认知功能密切相关。

Klotho-FGF23轴主要成分包括Klotho蛋白、FGF23蛋白、P、Ca2+、VitD3、iPTH等［10］。Klotho是一种“抗衰老”基因，在肾脏的远曲小管、甲状旁腺细胞、脑内脉络丛上皮细胞中表达。近年来研究发现，Klotho除了发挥抗衰老作用外，还有调节钙磷代谢、抑制血管钙化、抗炎、抗氧化、抑制肾脏纤维化、参与Wnt信号转导等生物学功能及多种与肾脏损伤密切相关的作用机制，在肾脏病及其并发症的发生发展中发挥重要作用［11］。 FGF23是一种由骨细胞和成骨细胞合成的具有内分泌功能的蛋白质，是成纤维细胞生长因子家族中的成员，来源于骨细胞、成骨细胞合成及分泌［12］。现已证实FGF23在骨-肾-甲状旁腺轴中起重要作用，参与调控骨矿物质代谢。研究表明，Klotho是能够激活FGF23受体的辅助因子， Klotho蛋白的低表达可以增加FGF23与细胞表面的亲和力，提高FGF23的表达水平，在Klotho的帮助下，FGF23可以通过增加尿磷排泄来减少磷酸盐的重吸收，抑制羟化酶活性调节磷和维生素D3的代谢。同时，FGF23直接作用于甲状旁腺，并通过MAPK途径降低血清甲状旁腺激素水平［13-15］。Klotho-FGF23轴在肾脏疾病中有重要作用，其与CKD患者认知功能的关系尚未完全確定，但越来越多的研究表明其与认知功能有关，黄玲玲等人［16］在一项FGF23、Klotho蛋白水平与急性脑梗死患者颈动脉粥样硬化和脑卒中危险因素的相关性研究中发现，FGF23是动脉粥样硬化和脑梗死的危险因素，而Klotho蛋白是动脉粥样硬化和脑梗死的保护因素。MCGRATH等人［17］在一项对1537名社区健康成人长期随访中，跟踪这些参与者痴呆的发生发展中发现，血清FGF23水平的升高与痴呆发生风险的增加相关。 分析其机制可能有：（1）Klotho-FGF23轴通过调控钙磷代谢影响全身血管钙化、硬化和狭窄，导致大脑局部供血区血流中断，加剧脑组织供血供氧不足，并可导致不同程度的神经细胞病变，引发神经组织退行性变，容易诱发CI和AD等症状的发生。（2）FGF23主要在骨中表达，但在脑和脑脊液中也有高浓度表达，产生于丘脑腹外侧核［18］，它对神经元形态和突触密度有影响。Klotho也存在于脑实质的脉络膜丛中，是抗衰老基因，保护初级神经元免受淀粉样蛋白β寡聚体［19］的伤害，在体外和体内具有神经保护作用。（3）klotho水平升高可能导致N-甲基- D-天冬氨酸（NMDA）受体相关功能增强，海马和皮质NMDA受体的GluN2B亚基突触后富集，在学习和记忆［20］中发挥关键作用。由于本研究样本量较小，采用神经心理检查可能存在未测量的因素和残余混杂因素，更确信的结果需要进一步的大规模研究来证实。

综上所述，CKD5期非透析患者认知功能障碍与Klotho-FGF23轴有关，Klotho蛋白及FGF23蛋白预测CKD5期未透析患者CI的价值较高，有望成为新的预测指标。

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（收稿日期：2022-04-17 修回日期：2022-07-21）

（编辑：王琳葵 梁明佩）

基金项目：广西自然科学基金（2019JJA14011）

作者简介：黄芳，女，在读硕士研究生，研究方向：慢性肾脏病临床与基础。E-mail：1970612706@qq.com

通信作者：王洁。E-mail：yyfywj@126.com