2. 第二军医大学卫生勤务学系卫生统计学教研室, 上海 200433
2. Department of Medical Statistics, Faculty of Medical Services, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China
传统血液透析(conventional hemodialysis, CHD)能够延长尿毒症患者的存活时间,改善患者生存质量,但透析患者死亡率仍比较高[1]。有研究表明强化透析如中心夜间血液透析(in-center nocturnal hemodialysis,INHD)可以改善血磷,更好地控制血红蛋白水平,提高患者生存率[2-3]。成纤维细胞生长因子23(fibroblast growth factor-23,FGF23)与慢性肾衰竭预后相关,研究表明慢性肾衰竭患者异常升高的FGF23水平是增加心血管事件发生率和死亡率的独立危险因素[4]。INHD能否通过降低FGF23水平改善预后,国内尚未见相关报道。本研究对我院CHD和INHD患者的循环FGF23水平进行比较,并分析血液透析患者FGF23水平的影响因素,探讨INHD改善患者预后的机制。
1 资料和方法 1.1 研究对象纳入2010年2月开始在第二军医大学长征医院进行血液透析的尿毒症患者。纳入标准:年龄≥18岁;在当前透析方式下稳定治疗≥3个月。排除标准:合并心、肝、肺等重要器官严重衰竭的患者;近1个月内有外伤、手术、感染的患者。最终纳入INHD患者44例,CHD患者64例。
1.2 透析方法CHD患者使用含钙1.5 mmol/L碳酸氢盐透析液,每周规律透析3次,每次透析4.0 h,血流量200~360 mL/min,透析液流量500 mL/min,透析器膜面积1.5 m2,其中21例使用高通量(Rexeed 15uc)透析器、43例使用低通量(Rexeed 15lc)透析器。INHD患者使用含钙1.5 mmol/L碳酸氢盐透析液,每周透析3次,每次透析7.0~7.5 h,透析血流量200~260 mL/min,透析液流量300 mL/min,均使用Rexeed 15uc透析器。
1.3 检测指标连续3次采集患者1周中第2次透析前空腹静脉血。采用自动生化分析仪检测血钙、血磷、白蛋白、铁蛋白、血红蛋白、总胆固醇、三酰甘油、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇。采用化学发光仪检测全段甲状旁腺素(intact parathyroid hormone,iPTH)和25-羟维生素D水平,ELISA法检测FGF23(Kainos laboratories公司)。结果取3次检测的平均值。
1.4 统计学处理采用SPSS 20.0软件进行统计分析。计量资料用x±s表示,采用独立样本t检验比较两组间的差异;计数资料用频数表示,组间比较采用χ2检验。采用Pearson相关性分析探究FGF23与其他单因素之间的相关性,采用多重线性回归分析探究血液透析患者FGF23水平的影响因素。检验水准(α)为0.05。
2 结果 2.1 患者一般资料INHD组:共44例,男性23例、女性21例,年龄26~80[平均(54.43±10.36)]岁,透析龄平均(8.32±5.55)年。CHD高通组:共21例,男性11例、女性10例,年龄26~80[平均(53.32±9.53)]岁,透析龄平均(8.42±5.52)年。CHD低通组:共43例,男性23例、女性20例,年龄26~80[平均(54.35±10.61)]岁,透析龄平均(8.37±5.49)年。3组患者的一般资料、病种分布见表 1,3组间年龄、性别及透析龄比较差异均无统计学意义。
2.2 各组患者药物使用情况
与CHD高通组和低通组相比,INHD组患者平均使用降压药的种类更少(P < 0.05),促红细胞生成素及碳酸钙服用剂量更低(P < 0.05),骨化三醇使用量差异无统计学意义。CHD高通组与低通组之间药物的使用情况差异无统计学意义。具体药物使用情况见表 1。
2.3 各组患者生化指标比较 2.3.1 FGF23INHD组患者血清FGF23水平低于CHD组(P < 0.05)。CHD高通组与CHD低通组血清FGF23差异无统计学意义(表 2)。
2.3.2 血钙、血磷、钙磷乘积、iPTH、25-羟维生素D
INHD组患者血磷水平低于CHD组(P < 0.05),CHD高通组与CHD低通组血磷水平差异无统计学意义;INHD组患者钙磷乘积低于CHD组(P < 0.05),CHD高通组与CHD低通组钙磷乘积差异无统计学意义;3组患者血钙、iPTH、25-羟维生素D水平差异无统计学意义(表 2)。根据中华医学会肾脏病学分会《慢性肾脏病矿物质和骨异常诊治指导》[5],血磷维持在1.13~1.78 mmol/L,血钙维持在2.10~2.50 mmol/L,iPTH目标值为正常值上限的2~9倍(130~600 pg/mL)。44例INHD患者中,血钙达标28例(63.6%),血磷达标27例(61.4%),iPTH达标28例(63.6%);21例CHD高通组患者中,血钙达标12例(57.1%),血磷达标9例(42.9%),iPTH达标11例(52.4%);43例CHD低通组患者中,血钙达标24例(55.8%),血磷达标18例(41.9%),iPTH达标22例(51.2%)。INHD组患者血钙、血磷以及iPTH达标率都高于CHD组,差异有统计学意义(P < 0.05)。
2.3.3 尿素清除指数(Kt/V)INHD组患者Kt/V高于CHD组(P < 0.05),说明其透析更充分。CHD高通组与CHD低通组两组间差异无统计学意义(表 2)。
2.3.4 血红蛋白、铁蛋白、白蛋白及血脂3组患者血红蛋白、铁蛋白、白蛋白及血脂差异均无统计学意义(表 2)。
2.3.5 β2-微球蛋白(β2 -MG)CHD高通组β2 -MG比CHD低通组低,差异有统计学意义(P < 0.05);INHD组与CHD高通组间差异无统计学意义(表 2)。
2.4 血液透析患者FGF23水平的影响因素分析对FGF23与其他指标进行相关性分析,结果显示FGF23与血钙、血磷、钙磷乘积相关(P < 0.01),与血脂、透析时间、血红蛋白、Kt/V等无相关性(表 3)。多因素线性回归显示FGF23与血钙、血磷、钙磷乘积呈正相关(P < 0.01,表 4)。
3 讨论
血液透析可以延长慢性肾衰竭患者的生存时间,减少并发症。从治疗模式上看,传统透析方式每周3次,每次4 h;强化透析方式则包括每日短时透析、INHD (每周3次,每次7~8 h)以及家庭夜间透析(每周5~7次,每次7 h)[6]。本中心自2009年开展INHD。既往研究显示INHD相比CHD具有更高的长期生存率[7],但改善临床预后的机制尚未完全明确,更高的透析充分性、更良好的血压控制、更低的血磷和超滤率都可作为其可能机制之一。INHD患者尿素清除率增加,血压控制更佳,营养状态及生活质量改善,血磷更低,促红细胞生成素和降磷制剂使用量明显减少[2-3, 8]。由于DOPPS研究发现代表透析充分性的小分子溶质尿素清除率Kt/V>1.3时,进一步提高Kt/V无法提高生存率[9],因此我们推测INHD对生存率的改善并非通过提高小分子毒素的清除,INHD另一突出优势是降低血磷,血磷水平与透析患者生存率密切相关,改善慢性肾衰竭-骨代谢异常(CKD-MBD)可能是其重要机制之一。
CKD-MBD是透析患者最常见的并发症之一,而FGF23是近年来CKD-MBD研究的热点和重要致病因子。FGF23是由成骨细胞及骨细胞产生的钙磷调节因子,可通过促进尿磷排泄而降低血磷,对1, 25(OH)2D3生成有抑制作用[10]。FGF23在慢性肾衰竭不同时期发挥的作用不同,在慢性肾衰竭早期,FGF23参与维持磷平衡[11],随着肾功能恶化,其促进磷排泄作用日益削弱[12],异常升高的FGF23反而成为一种毒素,与患者的不良预后高度相关。FGF23可通过非klotho依赖FGFR途径介导心脏毒性[13]。FGF23升高与左室肥厚所致心血管死亡率增加相关,与全因死亡率风险增加相关,FGF23现已成为观察慢性肾衰竭预后的重要指标[14-16]。
Culleton等[17]对传统透析及夜间透析方式进行研究,在研究开始前和6个月后分别对两组患者进行心脏MRI检查评价左心室质量变化。6个月后,INHD组患者的左心室质量平均减少13.8 g,而CHD组患者的左心室质量平均增加1.5 g。本研究首次发现INHD较CHD可以有效降低透析患者血清FGF23水平,为INHD改善临床预后提供了直接理论依据。由此推测INHD改善左心室肥厚、减少死亡率的重要机制之一可能就是通过降低循环FGF23水平而实现的。
本研究进一步探讨了透析患者FGF23的调控因素。尽管针对慢性肾衰竭患者FGF23升高的调控研究较多,但至今研究结论不一。血磷对FGF23存在调控作用较为明确[18],但其刺激FGF23升高的分子机制至今尚未明确,且我们的研究表明高磷在低钙血症的患者中无法刺激FGF23升高。近年来研究亦发现钙对FGF23存在正向调控作用,如我们前期的实验结果发现野生鼠及PTH缺乏的突变鼠给予氯化钙之后12 h检出的FGF23显著增加;体外实验发现采用不同浓度的钙(1、2、4、6、8 mmol/L)刺激MC3T3-E1成骨细胞,当钙浓度为6 mmol/L时,FGF23启动子报告基因转录活性最高,且该活性作用可被钙拮抗剂抑制,该实验表明血钙可以直接调控FGF23转录[19]。活性维生素D对FGF23存在正向调控作用,FGF23启动子上存在维生素D反应元件,活性维生素D可刺激FGF23的转录表达[20]。为避免服用药物对两组患者FGF23水平的影响,我们搜集了患者的药物使用情况,结果发现,两组服用活性维生素D的人数比例、药物剂量差异无统计学意义,但含钙磷结合剂的剂量在INHD组明显减少。因此夜间透析患者FGF23水平下降与活性维生素D使用差异无关。PTH是另一FGF23潜在的调控因素,慢性肾衰竭患者PTH和FGF23常同时升高,Lavi-Moshayoff等[21]研究认为PTH可刺激FGF23生成增多。我们前期研究发现,显著升高的PTH亦无法刺激活性维生素D生成障碍小鼠FGF23的表达增多[19],PTH和活性维生素D生成障碍肾衰小鼠FGF23水平明显下降,仅给予高钙高磷饮食就可以恢复慢性肾衰竭小鼠FGF23水平,表明PTH和活性维生素D可能均非FGF23升高的必需因素[22]。
本研究分析了钙、磷、钙磷乘积、iPTH、25-羟维生素D、透析年限等因素与FGF23的相关性,单因素和多因素分析均显示仅磷、钙、钙磷乘积与FGF23呈正相关。其中,各组血钙水平在差异无统计学意义的情况下与FGF23呈正相关是一重要发现,表明钙可通过其他方式如增加钙负荷、调节钙磷乘积来正向调控FGF23,这一作用可早于且不依赖于血钙的变化。既往小鼠体内实验发现,钙离子促进FGF23分泌增加需要至少50 mg/L的血清磷,磷对FGF23的刺激作用也需要至少80 mg/L的血钙,因此一定大小的钙磷乘积是导致血清FGF23升高的因素,而非单独一种离子[23]。同样,在透析患者中,异常升高的钙磷乘积可能才是促进FGF23异常升高最主要的致病因素。关于致病机制,我们推测当钙、磷负荷增多时,细胞外液钙和磷在骨骼的沉积增加,然后通过目前未知的机制来刺激成骨细胞,导致成骨细胞生成FGF23增多。
钙磷乘积是透析患者血清FGF23水平的独立的影响因素和预测因子。目前临床上一些临床研究也支持减少患者钙磷乘积可降低患者血清FGF23水平这一结论,例如使用不含钙的磷结合剂司维拉姆较含钙的磷结合剂可以更明显降低血清FGF23水平,其机制就与减少钙摄入降低钙磷乘积有关[24];西那卡塞降低患者血钙、血磷,也可使患者血清FGF23水平下降[25]。本研究结论为降低透析患者血清FGF23水平、减少FGF23所致不良作用提供了新的思路。INHD作为一种符合我国国情提高透析患者生存率的透析方式,除了能够更好地控制患者血压、提高患者生活质量外,降低钙磷乘积和血清FGF23水平可能是其另一重要优势。
此外,本研究中我们观察了不同透析器对血透患者FGF23水平的影响,将CHD患者分为低通量透析器组和高通量透析器组,结果发现采用高通量透析器的患者钙、磷等生化指标较低通量并没有明显差异,高通量透析器对β2-MG清除较好。与之相对应CHD高通量透析器组和CHD低通量透析器组患者血清FGF23水平差异也无统计学意义,再次表明钙磷乘积的改善是导致FGF23下降的重要因素,高通量透析器并不能比低通量透析器更有效降低钙磷乘积和循环FGF23水平。另外,由于FGF23相对分子质量为32 000,属于较大分子,常规透析器对其清除都相对有限,因此透析过程对FGF23的清除以及对血清FGF23水平的影响也可忽略不计。
本研究存在以下几点不足:首先,本研究属单中心回顾性队列研究,样本数较少,可能会对研究结论带来一定偏差。其次,活性维生素D作为FGF23的调控因素之一,由于临床上目前尚无活性维生素D标准化测量方法,且测量影响因素较多,在本研究中未进行检测分析。最后,本研究观察时间较短,对两组队列血清FGF23与患者临床预后如死亡率的关系未进行研究。
总之,INHD相比CHD可以更好地降低透析患者血磷、钙磷乘积和血清FGF23水平,是预防或改善CKD-MBD的重要手段之一。钙磷乘积是血液透析患者FGF23最重要且独立的影响因素。INHD患者通过减少钙磷乘积降低血清FGF23水平可能是其改善临床预后的机制之一。
[1] | GOODKIN D A, BRAGG-GRESHAM J L, KOENIG K G, WOLFE R A, AKIBA T, ANDREUCCI V E, et al. Association of comorbid conditions and mortality in hemodialysis patients in Europe, Japan, and the United States:the Dialysis Outcomes and Practice Patterns Study (DOPPS)[J]. J Am Soc Nephrol, 2003, 14: 3270–3277. DOI: 10.1097/01.ASN.0000100127.54107.57 |
[2] | LACSON E Jr, WANG W, LESTER K, OFSTHUN N, LAZARUS J M, HAKIM R M. Outcomes associated with in-center nocturnal hemodialysis from a large multicenter program[J]. Clin J Am Soc Nephrol, 2010, 5: 220–226. DOI: 10.2215/CJN.06070809 |
[3] | GUBENŠEK J, BUTUROVIĆ-PONIKVAR J, KNAP B, MARN PERNAT A, BENEDIK M, PONIKVAR R. Effect of switching to nocturnal thrice-weekly hemodialysis on clinical and laboratory parameters:our experience[J]. Ther Apher Dial, 2013, 17: 412–415. DOI: 10.1111/tap.2013.17.issue-4 |
[4] | WOLF M, MOLNAR M Z, AMARAL A P, CZIRA M E, RUDAS A, UJSZASZI A, et al. Elevated fibroblast growth factor 23 is a risk factor for kidney transplant loss and mortality[J]. J Am Soc Nephrol, 2011, 22: 956–966. DOI: 10.1681/ASN.2010080894 |
[5] | 王莉, 李贵森, 刘志红. 中华医学会肾脏病学分会《慢性肾脏病矿物质和骨异常诊治指导》[J]. 肾脏病与透析肾移植杂志, 2013, 22: 554–559. |
[6] | BUGEJA A, DACOURIS N, THOMAS A, MARTICORENA R, MCFARLANE P, DONNELLY S, et al. In-center nocturnal hemodialysis:another option in the management of chronic kidney disease[J]. Clin J Am Soc Nephrol, 2009, 4: 778–783. DOI: 10.2215/CJN.05221008 |
[7] | JAYANTI A, NIKAM M, EBAH L, DUTTON G, MORRIS J, MITRA S. Technique survival in home haemodialysis:a composite success rate and its risk predictors in a prospective longitudinal cohort from a tertiary renal network programme[J]. Nephrol Dial Transplant, 2013, 28: 2612–2620. DOI: 10.1093/ndt/gft294 |
[8] | POON C K, TANG H L, WONG J H, LAW W P, LAM C M, YIM K F, et al. Effect of alternate night nocturnal home hemodialysis on anemia control in patients with end-stage renal disease[J]. Hemodial Int, 2015, 19: 235–241. DOI: 10.1111/hdi.2015.19.issue-2 |
[9] | SARAN R, CANAUD B J, DEPNER T A, KEEN M L, MCCULLOUGH K P, MARSHALL M R, et al. Dose of dialysis:key lessons from major observational studies and clinical trials[J]. Am J Kidney Dis, 2004, 44(5 Suppl 2): 47–53. |
[10] | MARTIN A, DAVID V, QUARLES L D. Regulation and function of the FGF23/klotho endocrine pathways[J]. Physiol Rev, 2012, 92: 131–155. DOI: 10.1152/physrev.00002.2011 |
[11] | SHIMADA T, URAKAWA I, YAMAZAKI Y, HASEGAWA H, HINO R, YONEYA T, et al. FGF-23 transgenic mice demonstrate hypophosphatemic rickets with reduced expression of sodium phosphate cotransporter type Ⅱa[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2004, 314: 409–414. DOI: 10.1016/j.bbrc.2003.12.102 |
[12] | GALITZER H, BEN-DOV I Z, SILVER J, NAVEH-MANY T. Parathyroid cell resistance to fibroblast growth factor 23 in secondary hyperparathyroidism of chronic kidney disease[J]. Kidney Int, 2010, 77: 211–218. DOI: 10.1038/ki.2009.464 |
[13] | SCIALLA J J. Epidemiologic insights on the role of fibroblast growth factor 23 in cardiovascular disease[J]. Curr Opin Nephrol Hypertens, 2015, 24: 260–267. DOI: 10.1097/MNH.0000000000000123 |
[14] | CHATHOTH S, AL-MUEILO S, CYRUS C, VATTE C, AL-NAFAIE A, AL-ALI R, et al. Elevated fibroblast growth factor 23 concentration:prediction of mortality among chronic kidney disease patients[J]. Cardiorenal Med, 2015, 6: 73–82. DOI: 10.1159/000440984 |
[15] | MUNOZ MENDOZA J, ISAKOVA T, RICARDO A C, XIE H, NAVANEETHAN S D, ANDERSON A H, et al. Fibroblast growth factor 23 and inflammation in CKD[J]. Clin J Am Soc Nephrol, 2012, 7: 1155–1162. DOI: 10.2215/CJN.13281211 |
[16] | MIRZA M A, LARSSON A, LIND L, LARSSON T E. Circulating fibroblast growth factor-23 is associated with vascular dysfunction in the community[J]. Atherosclerosis, 2009, 205: 385–390. DOI: 10.1016/j.atherosclerosis.2009.01.001 |
[17] | CULLETON B F, WALSH M, KLARENBACH S W, MORTIS G, SCOTT-DOUGLAS N, QUINN R R, et al. Effect of frequent nocturnal hemodialysis vs conventional hemodialysis on left ventricular mass and quality of life:a randomized controlled trial[J]. JAMA, 2007, 298: 1291–1299. DOI: 10.1001/jama.298.11.1291 |
[18] | FERRARI S L, BONJOUR J P, RIZZOLI R. Fibroblast growth factor-23 relationship to dietary phosphate and renal phosphate handling in healthy young men[J]. J Clin Endocrinol Metab, 2005, 90: 1519–1524. DOI: 10.1210/jc.2004-1039 |
[19] | DAVID V, DAI B, MARTIN A, HUANG J, HAN X, QUARLES L D. Calcium regulates FGF-23 expression in bone[J]. Endocrinology, 2013, 154: 4469–4482. DOI: 10.1210/en.2013-1627 |
[20] | MASUYAMA R, STOCKMANS I, TORREKENS S, VAN LOOVEREN R, MAES C, CARMELIET P, et al. Vitamin D receptor in chondrocytes promotes osteoclastogenesis and regulates FGF23 production in osteoblasts[J]. J Clin Invest, 2006, 116: 3150–3159. DOI: 10.1172/JCI29463 |
[21] | LAVI-MOSHAYOFF V, WASSERMAN G, MEIR T, SILVER J, NAVEH-MANY T. PTH increases FGF23 gene expression and mediates the high-FGF23 levels of experimental kidney failure:a bone parathyroid feedback loop[J]. Am J Physiol Renal Physiol, 2010, 299: F882–F889. DOI: 10.1152/ajprenal.00360.2010 |
[22] | DAI B, DAVID V, MARTIN A, LI H, QUARLES L D. 1, 25(OH)2D is essential for PTH stimulation of FGF23[J]. J Am Soc Nephrol, 2011, 44th ASN, Philadelphia (Oral presentation). |
[23] | QUINN S J, THOMSEN A R, PANG J L, KANTHAM L, BRÄUNER-OSBORNE H, POLLAK M, et al. Interactions between calcium and phosphorus in the regulation of the production of fibroblast growth factor 23in vivo[J/OL]. Am J Physiol Endocrinol Metab, 2013, 304:E310-E320. doi:10.1152/ajpendo.00460.2012. |
[24] | DAMMENT S J, PENNICK M. Clinical pharmacokinetics of the phosphate binder lanthanum carbonate[J]. Clin Pharmacokinet, 2008, 47: 553–563. DOI: 10.2165/00003088-200847090-00001 |
[25] | KOIZUMI M, KOMABA H, NAKANISHI S, FUJIMORI A, FUKAGAWA M. Cinacalcet treatment and serum FGF23 levels in haemodialysis patients with secondary hyperparathyroidism[J]. Nephrol Dial Transplant, 2012, 27: 784–790. DOI: 10.1093/ndt/gfr384 |