中国公共卫生  2019, Vol. 35 Issue (7): 854-856   PDF    
慢性肾脏病患者骨代谢标志物血清水平及相关性
孟庆阳1, 张炜2    
1. 大连医科大学附属第一医院肾内科,辽宁 大连 116000;
2. 大连市友谊医院呼吸内科
摘要目的 分析骨代谢标志物在慢性肾脏病(CKD)患者中血清水平。方法 抽取2014 — 2018年大连医科大学附属第一医院和大连市友谊医院就诊的CKD患者544例作为病例组,选取同期健康志愿者577人作为对照组。分别测定病例组与对照组骨代谢标志物的血清水平。结果 CKD共分5期,分别与对照组比较,25羟维生素D[25(OH)D]均减少(P均 < 0.05),CKD-2、CKD-4和CKD-5期减少更加明显( P均 < 0.01)。N端骨钙素(N-MID)、总I型前胶原氨基端延长肽(tPINP)、血清降钙素(CT)在CKD-4期升高( P均 < 0.05),CKD-5期升高更加明显( P均 < 0.01)。β胶原特殊序列(β-CTX)在CKD-4和CKD-5期明显升高( P均 < 0.01)。相关分析显示CKD患者25(OH)D与钙(Ca)、碱性磷酸酶(ALP)呈正相关( r均 > 0,P均 < 0.01),N-MID、β-CTX、CT分别与磷(P)、甲状旁腺激素(iPTH)呈正相关( r均 > 0,P均 < 0.01),tPINP与Ca呈正相关( r > 0,P < 0.01),CT与Ca呈负相关( r < 0,P < 0.05)。结论 CKD共5期患者血清25(OH)D水平均低于健康人,CKD-4、CKD-5期患者血清N-MID水平明显升高。
关键词骨代谢标志物     慢性肾脏病     25羟维生素D    
Levels and correlations of serum bone metabolism markers in patients with chronic kidney disease
MENG Qing-yang, ZHANG Wei     
Department of Nephrology, the First Affiliated Hospital of Dalian Medical University, Dalian, Liaoning Province 116000, China
Abstract: Objective To analyze serum levels of bone metabolism markers in patients with chronic kidney disease (CKD). Methods Totally 544 CKD patients visited in the department of nephrology the First Affiliated Hospital of Dalian Medical University and Dalian Firendship Hospital from 2014 to 2018 were selected as the cases and 577 healthy volunteers were recruited as the controls. Serum levels of bone metabolic markers in the cases and the controls were measured and the detection results of the cases at different CKD stage (stage I CDK [CKD-1] – stage V CDK [CKD-5]) were compared to those of the controls. Results Compared with that in the controls, decreased 25-hydroxyvitamin D (25(OH)D) was detected in the cases of CKD-1 – CKD-5 phase (all P < 0.05), especially in the cases of CKD-2, CKD-4, and CKD-5 ( P < 0.01 for all). Increased serum N-terminal midfragment of osteocalcin (N-MID), total type I procollagen amino terminal prolongation peptide (tPINP), and calcitonin (CT) were detected in the cases of CKD-4 ( P < 0.05 for all) and in the cases of CKD-5 ( P < 0.01). Significantly increased specific sequence of β-collagen (β-CTX) was detected in the cases of CKD-4 and CKD-5 (both P < 0.01). Correlation analyses revealed that 25(OH)D was positively correlated with calcium (Ca) and alkaline phosphatase (ALP) in the cases ( r > 0, P < 0.01); N-MID, β-CTX, and CT were positively correlated with phosphorus (P) and parathyroid hormone (iPTH) ( r > 0, P < 0.01); tPINP was positively correlated with Ca ( r > 0, P < 0.01) and CT was correlated with Ca reversely ( r < 0, P < 0.05). Conclusion Serum 25(OH)D level is lower in all CKD patients than in healthy people; but serum N-MID increased obviously in stage VI – stage V CKD patients.
Key words: bone metabolism marker     chronic kidney disease     25-hydroxyvitamin D    

慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)的发病率逐年升高,已成为全球性的公共健康问题,2017年最新研究报告显示,全球约10 % 的成年人患有肾脏病[12]。CKD是严重危害人类健康的疾病之一[3],随着CKD治疗技术的进步,远期并发症如骨矿物质代谢紊乱(bone mineral metabolism disorder, MBD)、脑血管疾病、心血管疾病等也逐渐增多,其中CKD-MBD由于严重影响患者的生存质量而受到人们的广泛关注。CKD-MBD是由CKD引起的矿物质和骨的病理生理异常,可以出现甲状旁腺激素(immunoreactive parathyroid hormone,iPTH)、钙(Ca)、磷(P)和维生素D代谢异常;骨转化、矿化、骨线性生长、骨量或骨强度异常;心脏瓣膜、血管和其它软组织钙化等其中任1种或几种情况。

目前临床上多以检测患者iPTH、Ca、P、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)以及对血管和其它软组织钙化的评估来衡量CKD患者的骨代谢水平,但这些指标都有易受其它因素干扰,以及个体差异变化幅度较大等缺点。近年来随着25羟维生素D [25(OH)D]、总I型前胶原氨基端延长肽(type I procollagen amino terminal prolongation peptide, tPINP)、N端骨钙素(N-terminal midfragment of osteocalcin, N-MID)、β胶原特殊序列(β-collagen, β-CTX)、血清降钙素(calcitonin, CT)等一些新型骨代谢指标相继被发现,并逐渐应用于临床骨代谢疾病的诊断中。因此,本研究选取大连医科大学附属第一医院和大连市友谊医院2014 — 2018年就诊的CKD患者544例,以同期健康人群作为对照,分析CKD患者骨代谢标志物水平变化,现将结果报告如下。

1 对象与方法 1.1 对象

选取2014 — 2018年大连医科大学附属第一医院和大连市友谊医院就诊的CKD患者544例。入选标准:(1)所有CKD患者符合美国肾脏病与透析病人生存质量指导(Kidney Disease Outcomes Quality Initiative,KDOQI)指南关于CKD定义的分期标准 [4];(2)年龄 ≥ 18周岁。排除标准:(1)骨恶性肿瘤;(2)患有血液系统疾病;(3)近期未服用影响钙磷代谢的药物;(4)患有类风湿性关节炎;(5)不能配合完成检查者。以同期健康人群577人作为对照组,均 ≥ 18周岁,均无慢性肾脏病(CKD)及心血管疾病,血尿常规、肝肾功能检查均正常。两组人群年龄、身高、体重均无统计学差异。所有入选人员均对本研究知情同意。

1.2 方法 1.2.1 实验分组

符合KDOQI工作组提出的CKD定义标准,根据肾脏病饮食改良(modification of diet in renal disease, MDRD)公式估算肾小球滤过率(evaluate glomerular filtration rate, eGFR),将CKD患者分为5组:1组(CKD-1期)eGFR ≥ 90 mL/(min 1.73 m2);2组(CKD-2期)eGFR 60~89 mL/(min·1.73 m2);3组(CKD-3期)eGFR 30~59 mL/(min·1.73 m2);4组(CKD-4期)eGFR 15~29 mL/(min·1.73 m2);5组(CKD-5期)eGFR < 15 mL/(min·1.73 m 2[4]

1.2.2 监测指标

(1)一般情况:性别、年龄、身高、体重、基础疾病;(2)生化指标:使用日立7180生化分析仪(日本日立公司)检测血清Ca、P、ALP水平;(3)骨代谢标志物检测:使用罗氏E411电化学发光仪及相应的免疫试剂盒(美国罗氏公司)测定血清25(OH)D、iPTH、tPINP、N-MID、β-CTX水平。使用夹心法化学发光免疫量度(美国罗氏公司)检测血清CT水平。

1.3 统计分析

所有数据分析均采用SPSS 22.0统计软件,计量资料以 $\bar x \pm s$ 表示,比较采用t检验,相关分析采用Pearson法,P < 0.05为差异有统计学意义。r > 0为正相关,r < 0为负相关。

2 结 果 2.1 一般情况

选取2014 — 2018年CKD患者共544例。其中CKD-1期为115例,男性60例,女性55例;CKD-2期为108例,男性53例,女性55例;CKD-3期为102例,男性51例,女性51例;CKD-4期为110例,男性54例,女性56例;CKD-5期为109例,男性56例,女性53例。选取同期健康志愿者577人作为对照组,男性290人,女性287人。

2.2 骨代谢标志物在CKD患者和对照组的比较(表1
表 1 CKD1~5期患者骨代谢标志物与对照组的比较[eGFR, mL/(min·1.73 m2)]

CKD1~5期分别与健康对照组比较,25(OH)D均减少(P < 0.05),其中CKD-2期、CKD-4期和CKD-5期减少的更加明显( P < 0.01)。β-CTX在CKD1~3期分别与健康对照组比较均无明显差异( P > 0.05),CKD4~5期明显升高( P < 0.01)。tPINP、N-MID、CT在CKD1~3期分别与健康对照组比较均无明显差异( P > 0.05),CKD-4期升高( P < 0.05),CKD-5期升高更加明显( P < 0.01)。

2.3 CKD患者新型骨代谢标志物与传统骨代谢标志物的相关性分析(表2
表 2 CKD患者新型骨代谢标志物与传统骨代谢标志物的相关性分析

CKD患者新型骨代谢标志物25(OH)D、N-MID、β-CTX、tPINP、CT分别与传统骨代谢标志物Ca、P、ALP、iPTH行相关分析,结果表明25(OH)D与Ca、ALP呈正相关(r分别为0.297和0.458,P均 < 0.01),N-MID分别与P、iPTH呈正相关( r分别为0.561和0.797,P均 < 0.01),β-CTX分别与P、iPTH呈正相关( r分别为0.609和0.801,P均 < 0.01),CT分别与P、iPTH呈正相关( r分别为0.259和0.179,P均 < 0.01),tPINP与Ca呈正相关( r = 0.818,P < 0.01),CT与Ca呈负相关( r = – 0.141,P < 0.05)。

3 讨 论

血清25羟维生素D[25(OH)D]不仅在骨骼代谢中发挥作用,也参与各种免疫细胞增殖和分化等机体免疫调节[5]。25(OH)D是衡量人体内维生素D水平的理想指标[6],其参与骨和钙磷代谢。25(OH)D是CKD患者疾病进展和死亡的危险因素[7]。CKD1-5期患者血清中25(OH)D与对照组比较,均减少;CKD-2期和CKD-4~5期减少的更加明显。本研究结果提示,CKD患者血清25(OH)D水平较健康人群减低,并且随着肾功能下降有逐渐降低的趋势,此与Pilz等[8]研究结果相吻合。

骨钙素可以反映体内骨组织和成骨细胞代谢的变化[9],是临床骨质疏松药物疗效判断的参考指标,同时也是评价骨转化特异性指标之一[10]。N-MID片断是骨钙素的降解产物,其稳定性和灵敏度均较好。Mesquita等[11]发现,骨钙素对早期发现CKD患者冠状动脉钙化有预警作用,可以用来评估CKD患者死亡率。本研究结果显示,血清中N-MID与P及iPTH均呈正相关。CKD 4~5期患者N-MID明显上升,这表明CKD患者随着病情的恶化,成骨细胞的活性较之前逐渐增强,骨转换速度明显加快。

骨基质主要由90 % 以上的I型胶原组成,I型胶原在骨形成过程中逐渐聚合成为胶原纤维,其中N端肽和C端肽分别为PINP和PICP。PICP的降解产物为β-CTX,它是骨组织特有的代谢标志物之一。临床上常将tPINP用来检测骨形成指标。PINP是骨形成的重要标志物,它的浓度变化反映新合成的I型胶原的变化[12]。PINP这种骨形成标志物不受机体激素水平的影响,比N-MID更为敏感和特异[13]。本研究显示,CKD-5期患者血清tPINP、β-CTX水平较健康对照组明显升高,这表明I型胶原的合成和转化率在CKD-5期的患者中均较高,β-CTX的含量也逐渐增加,骨转换程度逐渐加强,成骨细胞合成逐渐增多。研究结果提示观察CKD患者血清中PINP、β-CTX浓度的变化对判断CKD-MBD病情有一定的临床意义,可为CKD患者的病情评估提供一定的参考。

参考文献
[1] Bello AK, Levin A, Tonelli M, et al. Assessment of global kidney health care status[J]. JAMA, 2017, 317(18): 1864–1881. DOI:10.1001/jama.2017.4046
[2] Levin A, Tonelli M, Bonventre J, et al. Global kidney health 2017 and beyond: a roadmap for closing gaps in care, research, and policy[J]. Lancet, 2017, 390(10105): 1888–1917. DOI:10.1016/S0140-6736(17)30788-2
[3] 高翔, 梅长林. 慢性肾脏病筛查诊断及防治指南[J]. 中国实用内科杂志, 2017(1): 28–34.
[4] Kidney Disease Outcomes Quality Initiative. Clinical practice guidelines for chronic kidney disease: evaluation, classification, and stratification[J]. Am J Kidney Dis, 2002, 39(2 Suppl 1): S1–266.
[5] Krishnamoorthy E, Umapathy D, Viswanathan V. BSMI single nucleotide polymorphism in vitamin D receptor gene is associated with decreased circulatory levels of serum 25-hydroxyvitamin D among micro and macrovascular complications of type 2 diabetes mellitus[J]. Int Biol Macromol, 2018, 116: 346–353. DOI:10.1016/j.ijbiomac.2018.05.026
[6] Satoh M, Ishige T, Ogawa S, et al. Development and validation of the simultaneous measurement of four vitamin D metabolites in serum by LC-MS/MS for clinical laboratory applications[J]. Anal Bioanal Chem, 2016, 408(27): 7617–7627. DOI:10.1007/s00216-016-9821-4
[7] Nykjaer A, Dragun D, Walther D, et al. An endocytic pathway essential for renal uptake and activation of the steroid 25-(OH) vitamin D3[J]. Cell, 1999, 96(4): 507–515. DOI:10.1016/S0092-8674(00)80655-8
[8] Pilz S, Tomaschitz A, Friedl C, et al. Vitamin D status and mortality in chronic kidney disease[J]. Nephrol Dial Transplant, 2011, 26(11): 3603–3609. DOI:10.1093/ndt/gfr076
[9] Ciria-Recasens M, Blanch-Rubió J, Coll-Batet M, et al. Comparison of the effects of os-sein-hydroxyapatite complex and calcium carbonate on bone metabolism in women with senile osteoporosis: a randomized open-label, parallel-group, controlled, prospective study[J]. Clin Drug Investig, 2011, 31(12): 817–824. DOI:10.1007/BF03256920
[10] Ingh S, Kumar D, Lal AK. Serum osteocalcin as a diagnostic biomarker for primary osteoporosis in women[J]. J Clin Diagn Res, 2015, 9(8): RC04–7.
[11] Mesquita M, Demulder ADN, Mélot C, et al. Plasma osteoprotegerin is an independent risk factor for mortality and an early biomarker of coronary vascular calcification in chronic kidney disease[J]. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine, 2009, 47(3): 339–346.
[12] Wheater G, Elshahaly M, Tuck SP, et al. The clinical utility of bone marker measurements in osteoporosis[J]. J Transl Med, 2013, 11: 201–201. DOI:10.1186/1479-5876-11-201
[13] Hernandez MV, Guanabens N, Alvarez L, et al. Immunocyto-chemical evidence on the effects of glucocorticoids on type I collagen synthesis in human osteoblastic cells[J]. Calcif Tissue Int, 2004, 74(3): 284–293. DOI:10.1007/s00223-002-1095-5