活性维生素D在慢性肾脏病-矿物质和骨异常中的应用
袁群生     
100730 北京,中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院肾内科
摘要:矿物质和骨异常(mineral and bone disorder,MBD)是慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)的常见并发症之一,是CKD患者致残和致死的重要原因之一。维生素D缺乏是CKD-MBD发生、发展的重要原因。合理应用活性维生素D(包括骨化三醇或其他维生素D类似物),使血钙、磷和全段甲状旁腺素(intact parathyroid hormone,iPTH)维持在理想范围,可有效防治继发性甲状旁腺功能亢进症、血管钙化、肾性骨营养不良和骨质疏松等,改善CKD患者的生存质量,降低发病率和病死率。
关键词慢性肾脏病     矿物质和骨异常     活性维生素D               全段甲状旁腺素     骨质疏松    
Clinical application of active vitamin D in chronic kidney disease-mineral and bone disorder
YUAN Qun-sheng     
Department of Nephrology, Peking Union Medical College Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College, Beijing 100730, China
Abstract: Mineral and bone disorder (MBD) is one of the common complications of chronic kidney disease (CKD), and is an important causes for patient's disability and mortality. The deficiency of vitamin D plays a key role in the development and progression of CKD-MBD. Appropriate administration of calcitriol or other vitamin D analogs, which maintains serum calcium, phosphate and intact parathyroid hormone(iPTH) in the optimal ranges, can effectively prevent and treat secondary hyperparathyroidism (SHPT), vascular calcification, renal osteodystrophy, osteoporosis, and improve quality of life, decrease the morbidity and mortality in CKD patients.
Key words: chronic kidney disease     mineral and bone disorder     active vitamin D     calcium     phosphate     intact parathyroid hormone     osteoporosis    

矿物质和骨异常(mineral and bone disorder,MBD)是慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)的常见并发症,表现为矿物质代谢紊乱、骨骼病变和/或血管或软组织钙化的一组临床症候群,不仅严重影响CKD患者的生活质量,且与骨折、心血管事件及死亡等密切相关。

维生素D代谢异常在CKD-MBD发生机制中起着至关重要的作用。维生素D减少及矿物质和骨代谢异常可发生于慢性肾脏病的早期,并且贯穿于肾功能进行性减退的全过程,与疾病发病率和患者病死率增加密切相关。合理应用活性维生素D可有效治疗CKD-MBD,改善慢性肾脏病患者的生存质量,降低病死率。

继发性甲状旁腺功能亢进症的发生机制

继发性甲状旁腺功能亢进症(secondary hyperparathyroidism,SHPT)既是CKD-MBD的常见表现形式和重要组成部分,又是CKD-MBD发生、发展的重要原因。它表现为甲状旁腺素(parathyroid hormone,PTH)异常升高和/或甲状旁腺增生,可引起钙、磷代谢紊乱、骨病和血管钙化,是CKD进展及死亡的独立危险因素。SHPT的发生机制较为复杂,多种因素参与其中:(1)1,25双羟维生素D[1,25-dihydroxyvitamin D,1,25(OH)2D]缺乏:肾脏是1,25(OH)2D合成的主要场所,随着CKD患者肾功能的减退,肾实质减少,其1α羟化酶含量减少或活性下降,使25羟维生素D(25 dihydroxyvitamin D,25OHD)向1,25(OH)2D的转化发生障碍,1,25(OH)2D的合成减少,血1,25(OH)2D水平下降,从而对甲状旁腺细胞的抑制作用减弱,PTH合成增加;(2)低钙血症:CKD患者1,25(OH)2D水平下降,可减少肠道钙的吸收,引起低钙血症,后者则刺激PTH分泌增加;(3)高磷血症:既可直接刺激PTH合成,又可通过抑制1α羟化酶活性减少1,25(OH)2D的合成,以及引起低钙血症,间接地促进PTH合成和分泌增加;(4)成纤维细胞生长因子23(fibroblast growth factor 23,FGF23)升高:FGF23可抑制1α羟化酶,使肾脏1,25(OH)2D合成减少。此外,FGF23可刺激24羟化酶,使1,25(OH)2D转化为1,24,25(OH)3D,即促进1,25(OH)2D降解,从而使PTH合成增加,甲状旁腺细胞增生,发生SHPT。随着肾功能下降,SHPT发生率进行性升高,程度进行性加重,进而可致骨骼病变和转换异常、矿物质(如钙、磷等)代谢异常和心血管钙化等。由上可见,维生素D的代谢异常是SHPT乃至CKD-MBD发生、发展的重要因素。

活性维生素D在CKD-MBD的应用

异常升高的全段甲状旁腺素(intact para-thyroid hormone,iPTH)与矿物质代谢紊乱、CKD发病率和病死率增加密切相关,因此防治CKD继发性甲状旁腺功能亢进是CKD-MBD管理的重要环节。数十年来,活性维生素D(包括骨化三醇或其类似物)主要用于控制异常升高的iPTH水平,是治疗CKD继发性甲状旁腺功能亢进症的基础药物。CKD-MBD患者的钙、磷和iPTH三者之间关系复杂且相互影响,针对单一指标的临床干预往往对其他指标可能产生影响[1],因此应用活性维生素D时,应动态观察钙、磷和PTH等的变化,并综合考虑,尽可能使钙、磷和PTH水平均能达到目标范围[2]

目前,常用于CKD-MBD的活性维生素D主要有骨化三醇或其类似物(如帕立骨化醇、度骨化醇和阿法骨化醇等)。当应用骨化三醇或维生素D类似物时,应使血iPTH、钙、磷维持在目标范围。但需要指出的是,到目前为止,由于缺乏针对临床硬终点事件(如住院、骨折、心血管事件、死亡)的随机对照研究(randomized control trial,RCT),CKD 3~5期非透析患者理想的iPTH水平尚不清楚,需要对这些患者iPTH水平进行早期监测和动态评估。CKD 5D期(即5期且已透析)患者的iPTH水平应维持于正常值上限的2~9倍;CKD 3~5D患者,将升高的血磷降至接近正常范围;成年患者应避免高钙血症;少年儿童,宜将血钙控制在与年龄相符的正常范围[2]

2017年更新的改善肾脏病全球预后(Kidney Disease: Improving Global Outcomes,KDIGO)组织关于CKD-MBD指南[2]指出,对CKD 3~5期非透析患者,考虑到iPTH轻中度升高可能是机体适度的适应性反应,对iPTH水平轻中度升高者,不常规使用骨化三醇或维生素D类似物,而应积极控制可调节因素(如高磷血症、低钙血症、高磷饮食和维生素D缺乏等)。但是,对CKD 4~5期非透析患者,当发生严重而进行性SHPT时,仍可应用骨化三醇或维生素D类似物。对于儿童患者,考虑到骨骼生长和身体发育的需要,则可使用活性维生素D使血钙水平维持在与年龄相符的正常范围。

2009年关于CKD-MBD的指南曾建议,对于CKD 3~5期非透析iPTH升高患者,在纠正可调节因素后,iPTH仍然高于正常值上限者,则可使用骨化三醇或维生素D类似物降低iPTH水平[3]。需要指出的是,以往的研究终点事件多为生化指标或骨组织形态学的改变,缺少对临床硬终点事件(如住院、骨折、心血管事件、死亡)进行评估的RCT研究,所以该建议的证据质量级别较低。2009年后,新的RCT研究结果显示,活性维生素D虽然可有效降低PTH,但对心血管事件无益,且可增加高钙血症的风险。此证据主要来源于以下两项双盲随机对照研究。PRIMO研究中,Thadhani等[4]将227例CKD 3~4期,伴轻中度左室肥厚,PTH轻中度(5.3~31.8 pmol/L)升高的患者分别纳入帕立骨化醇治疗组(n=115)和安慰剂组(n=112),治疗前平均iPTH值约为正常值高限的1.5倍。随访48周,结果显示,与安慰剂组比较,帕立骨化醇组PTH水平显著下降,但患者左心室质量指数及功能并无明显改善,血钙却明显升高,高钙血症发生率为22.6%(安慰剂组为0.9%)。此外,OPERA研究将60例CKD 3~5期,伴左室肥厚和PTH≥5.83 pmol/L的非透析患者纳入帕立骨化醇组(n=30)和安慰剂组(n=30),治疗前平均PTH值约为正常值高限的2倍[5]。治疗后52周后,帕立骨化醇组患者左心室质量指数和功能并未改善,而高钙血症发生率明显增加。鉴于近期有关维生素D类似物的RCT研究无法证明其在临床预后中的获益,却可增加高钙血症的风险,加之PTH水平轻中度升高被认为可能是机体的适应性反应[6],故2017新版指南认为,对CKD 3~5期非透析患者,骨化三醇或维生素D类似物被用于降低轻中度升高的PTH水平可能是不恰当的,其仅适用于CKD 4~5期重度或进展性的继发性甲状旁腺功能亢进[2]

需要注意的是,与骨化三醇相比,其他活性维生素D在降低PTH(即疗效)和引起高钙血症(即不良反应)方面并无明显差别[7-8]

对CKD 5D期患者,如果iPTH水平升高超出目标范围,建议开始小剂量使用活性维生素D(如骨化三醇0.25~0.5 μg/d,阿法骨化醇0.25~1.0 μg/d或帕立骨化醇0.25~1.0 μg/d),或者增加活性性维生素D剂量(增加原剂量的25%~50%),使iPTH维持在目标范围。相反,如果iPTH水平低于目标范围,则活性性维生素D应减量(减少原剂量的25%~50%)或停用。需要注意的是,即使在目标范围内,当iPTH进行性升高或降低时,亦需要调整活性维生素D的剂量,或者开始使用或停用活性维生素D(方法同前)。

CKD 3~5期非透析患者,若需要使用活性维生素D,建议首次使用活性维生素D时宜从小剂量开始(如骨化三醇0.25 μg/d,阿法骨化醇0.25 μg/d或帕立骨化醇1.0 μg/d),并根据iPTH、钙、磷水平调整剂量(增加或减少原剂量的25%~50%)。

对于儿童CKD患者,前瞻性队列研究表明,iPTH水平升高可降低皮质骨骨密度(bone mineral density,BMD)Z[9],促进透析儿童患者的冠状动脉钙化[10-11]。使用活性维生素D可改善骨病,较少引起高钙血症[12]。考虑到iPTH升高与骨矿化障碍和血管钙化密切相关,儿童CKD继发性甲状旁腺功能亢进患者应给予骨化三醇或其类似物治疗[2]

活性维生素D应于夜间睡眠前肠道钙负荷最低时给药,以尽可能减少高钙血症的发生;并根据iPTH、血清钙、磷水平对活性维生素D进行剂量调整(方法同前)。活性维生素D治疗前后应定期监测患者血钙、磷水平:(1)CKD 3~5期非透析患者,开始使用活性维生素D的前3个月至少每月监测1次,以后每3个月1次。iPTH水平监测在开始使用前6个月至少每3个月1次,以后每3个月1次。(2) CKD 5D期初始或大剂量使用活性维生素D患者,建议第1个月至少每2周监测l次血钙、磷,以后每个月1次。iPTH水平每个月监测1次至少持续3个月,以后每3个月1次。(3)如果iPTH水平低于正常上限的2倍,或出现高钙、高磷血症时,建议减量或停用活性维生素D及其类似物。

总之,由于PRIMO[4]和OPERA[5]研究未能证明临床相关预后的获益,但可增加高钙血症风险,因此对CKD 3~5期非透析SHPT患者,不宜常规使用活性维生素D。需要注意的是,PRIMO和OPERA研究中受试者PTH水平仅轻中度升高,因此对进行性或重度继发性甲状旁腺功能亢进症,仍可考虑使用骨化三醇或维生素D类似物。此外,由于缺少关于临床预后硬终点(如心血管事件或死亡)的RCT研究,CKD 3~5期非透析患者理想的PTH水平尚不清楚,加之活性维生素D的使用可能会引起高钙、高磷和高FGF23血症等不良反应,因此,即使针对严重进行性的继发性甲状旁腺功能亢进症,使用活性维生素D时,宜从小剂量开始,然后根据治疗反应(即PTH的变化)调整其剂量,避免高钙血症或其不良反应的发生。

活性维生素D与CKD骨质疏松 CKD-MBD患者BMD测定的意义

目前认为,CKD 3~5D期患者,对存在CKD-MBD伴或不伴骨质疏松风险者,如果BMD测定可能影响到治疗决策,则建议患者行BMD测定,并评估骨折风险。

已有研究表明,CKD 3~5D患者的骨折发生率明显高于普通人群,而且髋部骨折与发病率及病死率有关。2009年以前,没有证据显示BMD的变化可以预测CKD患者的骨折风险和肾性骨营养不良类型,故2009版指南推荐,CKD 3~5D期患者不常规进行BMD检测。但2009年后,多项前瞻性队列研究表明,虽然BMD的高低仍无法预测肾性骨营养不良的类型,但是低BMD可以较好地预测CKD 3~5D期患者的骨折风险。其中,来自日本的一项纳入485例血液透析患者的研究显示,髋部、股骨颈和桡骨远端1/3处BMD的变化均可较好地预测骨折事件[13]。此外,另一项研究纳入131例CKD 3~5期非透析患者,随访两年。结果显示,髋部、腰椎、桡骨末端和桡骨远端1/3处BMD的变化与骨折事件密切相关[14]。故2017年版指南强调了BMD测定在CKD-MBD中的作用,即病情需要时,CKD患者应进行BMD测定。

活性维生素D在CKD骨质疏松中的应用

CKD患者如果并发骨质疏松和/或高骨折风险,药物治疗时除应用双膦酸盐和/或其他药物外,还可考虑使用骨化三醇或维生素D类似物,但需结合CKD的分期,同时综合考虑钙、磷和PTH水平:(1)CKD 1~2期患者,并发骨质疏松和/或高骨折风险,可参照普通人群的治疗方案,在补充钙剂的基础上,补充骨化三醇或维生素D类似物;(2)CKD 3~5期非透析患者发生CKD-MBD生化异常并发低BMD和/或高骨折风险时,如果iPTH水平在正常范围,应参照骨活检结果决定是否补充活性维生素D;(3)CKD 3~5期非透析患者发生CKD-MBD生化异常并发低BMD和/或高骨折风险时,如果iPTH进行性升高并且在纠正了可调节因素后仍持续高于正常值上限,建议使用活性维生素D;(4)CKD 5D期伴低BMD和/或高骨折风险患者,可参照活性维生素D在CKD-MBD的使用方法[2-3]

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(收稿日期:2017-12-25)