慢性肾脏病患者成纤维细胞生长因子23与血管钙化的相关性

慢性肾脏病患者成纤维细胞生长因子23与血管钙化的相关性

李治成，郝炎，郑巧

（自贡市第一人民医院肾内科，自贡643000）

摘要：目的：探讨慢性肾脏病（CKD）患者成纤维细胞生长因子23 (FGF23)与血管钙化的相关性及其机制。方法:纳入2018年1月-2020年12月自贡市第一人民医院肾内科收治的CKD患者80例，根据是否有糖尿病分为2型糖尿病+CKD组、非糖尿病+CKD组，根据是否存在钙化分为钙化组和非钙化组，根据CKD分期分为CKD1-2期组、CKD3-4期组、CKD5期组。检测血清FGF23，记录各项生化指标，多普勒超声检测VC。分析血清FGF23水平与CKD分期及其他临床指标的关系。结果:与非糖尿病+CKD组相比，2型糖尿病+CKD组FGF23水平较低(195.63±207.37 vs 136.45±123.12 pg/mL)，但差异无统计学意义(P＞0.05)。FGF23水平与血肌酐、胱抑素C、磷、甲状旁腺激素(PTH)、血管钙化呈正相关，与肾小球滤过率呈负相关(p < 0.05)。FGF23、磷、PTH、血管钙化水平随CKD分期升高(p < 0.05)。结论:血清FGF23水平升高可能是CKD患者血管钙化进展的早期指标，也可能作为CKD患者矿物质与骨骼疾病治疗的潜在靶点。

关键词:血管钙化;成纤维细胞生长因子23;慢性肾脏病;2型糖尿病

背景

慢性肾脏疾病(Chronic kidney disease，CKD)具有显著的疾病负担，近几十年来其发病率不断上升，已成为全球严重的公共卫生问题。2016年的一项流行病学研究报告称，全球CKD患病率为14.3% [1], 同期在中国进行的流行病学调查显示其患病率为10.8% [2, 3]. 人口老龄化以及高血压、2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)、代谢综合征等疾病发病率的增加是CKD发病率增加的重要原因。

慢性肾脏病矿物质和骨疾病(Chronic kidney disease-Mineral and Bone Disorder CKD-MBD)是CKD患者最常见的并发症之一，主要表现为钙和磷代谢紊乱，继发性甲状旁腺功能亢进，导致骨骼异常和异位钙化[4]. 血管钙化在老年和2型糖尿病以及慢性肾脏病患者中很常见，高磷血症增加CKD患者发生血管钙化的风险[5, 6]. 血管钙化增加了心血管死亡的风险[7] 也是终末期肾病患者死亡的危险因素[8]. 心血管疾病是CKD患者死亡的主要原因，其在CKD患者中的发病率远高于一般人群[9].

以前预防和控制CKD的主要措施主要包括通过饮食和药物来降低磷水平; 药物和手术治疗继发性甲状旁腺功能亢进症以及针对高血压、2型糖尿病和血脂异常的二级预防。然而，由于患者依从性差，手术风险高，以及大剂量骨化三醇冲击治疗容易导致高磷血症和高钙血症，这些方法的临床应用往往受到限制。而临床上血管钙化的许多治疗方法通常也达不到预期。与此同时，由于许多老年患者的认知功能障碍、医护人员诊疗的局限性等因素，当CKD患者前来就诊时往往已经并发血管钙化而且已经属于疾病晚期。由于血管钙化的不可逆性，这些患者通常难以治疗。由于恰当的治疗方法有限，很难降低晚期慢性肾病患者的死亡率[10]. 因此，临床医生迫切需要新的工具和措施来改善早期慢性肾脏病的诊断和治疗。

成纤维细胞生长因子23(Fibroblast growth factor 23,FGF23) 在调节钙和磷代谢中具有重要作用。CKD患者由于磷的积累导致FGF23的下调最终引起血管钙化 [11] . 由于2型糖尿病在全球范围内的发病率不断上升，糖尿病肾病已成为CKD的主要原因[12], 而且2型糖尿病患者比非2型糖尿病患者更容易发生血管钙化

目标

在这项研究中，我们测量了患有或不患有2型糖尿病的不同阶段CKD患者的血清FGF23水平。我们的工作假设是FGF23水平与肾功能和血管钙化有关。我们更深入的目的是更好地了解CKD患者FGF23与血管钙化的关系以及潜在的机制。

材料与方法

研究设计

通过一项对照临床试验来验证CKD患者FGF23水平与肾功能和血管钙化存在相关性这一假。CKD患者分类根据(1)是否患有2型糖尿病;(2) CKD分期;(3) 是否存在血管钙化。

设置

从2018年1月至2020年12月在自贡市第一人民医院肾内科就诊的CKD患者纳入实验。本研究经我院医学伦理委员会批准，所有受试者均签署知情同意书。

参与者

该研究纳入了稳定的CKD住院患者。纳入标准为稳定CKD患者，年龄大于18岁，伴有或不伴有2型糖尿病。 CKD被定义为持续蛋白尿或估算肾小球滤过率(estimated glomerular filtration rate eGFR)在过去三个月内持续稳定下降至低于60 mL/ min/1.73 m2。排除标准包括:(1)需要肾脏替代治疗(血液透析、腹膜透析或肾移植);(2)怀孕或哺乳;(3)严重感染和肝胆疾病; (4)活动性消耗性疾病(恶性肿瘤、肺结核等);(5)原发性甲状旁腺疾病;(6)骨折;(7)任何其他类型的糖尿病(1型糖尿病、妊娠糖尿病等)。

变量

2型糖尿病的诊断依据1999年WHO的标准[13]. CKD的诊断是根据国家肾脏基金会肾脏疾病结局质量倡议(KDOQI)的标准，根据血清肌酐水平使用CKD- EPI公式计算eGFR从而进行CKD分期[14, 15]. 经过分析根据CKD分期将患者分为三组:CKD1-2期组、CKD3-4期组和CKD5期组。

测量

测量所有受试者的身高,体重, 收缩压以及舒张压并以此计算体质指数(BMI). 记录患者的药物使用情况以及各种生化指数水平（包括尿素氮, 肌酐, 甘油三酯、总胆固醇及其他等）. eGFR 通过 CKD-EPI公式进行计算 [16, 17]. 在入院后的第二天早上, 每位患者采集空腹静脉血5ml, 然后室温静置1小时。然后，样品在3000 转下离心10 min，分离血清，置于- 80℃冷冻箱内。

采用双抗体夹心ELISA法检测血清FGF23. 为测定血管钙化，采用多普勒超声测定双侧颈动脉分叉处颈动脉内膜-中膜厚度(intima-media thickness，IMT)。IMT大于0.9 mm定义为颈动脉粥样硬化;; 彩色多普勒超声检查心脏结构，如果瓣膜或环有一个或多个大于1mm的强回声，则认为是钙化。49例有上述仁义一种异常的患者被分到钙化组，其余31例为非钙化组。

统计方法

采用SPSS 27.0版统计软件进行数据分析。计数资料采用卡方检验进行比较。经f检验符合正态分布的计量资料用均数±标准差(SD)表示，不符合正态分布的计量资料用中位数和四分位间距(IQR)表示。两两比较采用t检验，多组比较采用Newman-Keuls检验。采用Pearson相关系数分析血清FGF23水平与不同临床指标的关系。对于所有比较，P值小于0.05被认为具有统计学意义。

结果

T2DM+CKD组和非T2DM CKD组基线数据比较

我们从2018年1月到2020年12月共纳入80例CKD患者，39例为T2DM+CKD组，而41例为non-T2DM CKD group (表 1). 这两组患者在大多数基线特征上没有显著差异, 包括男性和钙化病例的比例，以及体质指数、尿素氮、肌酐、eGFR、甘油三酯、胆固醇的平均水平(所有 P > 0.05). 然而，T2DM +CKD组的平均年龄更高，平均收缩压更高，平均血清尿酸水平更低 ( P < 0.05).

表1。所有患者、T2DM+CKD组和非T2DM CKD组的基线特征*

*数值以n(%)或平均值±标准差表示。

T2DM+CKD组和非T2DM CKD组血清FGF23水平比较

然后，我们分析了按CKD分期分层的非T2DM CKD和T2DM +CKD组的血清FGF23水平(表 2). 每个CKD类别(CKD1-2期，CKD 3-4期，CKD 5期) ，T2DM +CKD组血清FGF23水平低于非T2DM CKD组，但差异无统计学意义(P > 0.05). 然而，在非T2DM CKD组和T2DM +CKD组中，FGF23水平随着CKD分期的增加而增加(两者均P < 0.05).

表2.非T2DM CKD组和T2DM+CKD组不同阶段CKD患者FGF-23水平(pg/mL)的比较

*数值以均数±标准差给出。

血清FGF23与CKD相关性的Logistic回归分析

我们以FGF23为因变量，其他有统计学意义的参数为自变量，建立了非条件logistic多元回归模型(表3)。 本分析计算血清FGF23等指标的中位数;高于中位数的水平赋值为1，低于中位数的水平赋值为0。因此，钙化的存在赋值为1,钙化的不存在赋值为0。结果表明，FGF23与CysC (OR: 32.139, 95%CI: 1.906, 542.032, P = 0.016) 和磷 (OR: 27.164, 95%CI: 3.032, 243.378, P = 0.003) 呈显著正相关。

表3所示。血清FGF23与CKD关系的Logistic回归分析。

讨论

我们检测了T2DM患者和非T2DM患者合并不同阶段CKD的FGF23水平，并确定了FGF23与血管钙化等临床指标的相关性。我们的主要发现是，无论T2DM状态如何，晚期CKD患者的FGF23水平都较高。此外，随着CKD的进展，FGF23水平升高。因此，血清FGF23水平的升高可能是CKD进展的早期指标。

Yamashita等人在研究小鼠FGF15的cDNA序列时，最初将FGF23作为一种新的FGF分离出来. 既往研究表明，CKD患者血清FGF23水平在疾病早期开始升高(1期和2期)，且与GFR呈负相关。与血Ca、Phos和PTH相比，FGF23可能被认为是影响CKD患者心血管事件的非传统因素，可以提供CKD- mbd的早期预测. 其他研究表明，CKD患者中FGF23水平与血管钙化呈正相关，血管钙化是CKD患者死亡的敏感预测因子.

本研究结果提示，当CKD开始时，eGFR开始缓慢恶化，血管钙化略有升高，血清FGF23水平明显升高。在CKD第5期，血管钙化和磷、甲状旁腺激素水平显著升高。尽管钙和磷代谢紊乱始于CKD的早期阶段，但机体通过FGF23-Klotho轴进行代偿性改变. FGF23可以通过尿液排出磷来调节，从而减少钙的产生并维持钙和磷的稳态。然而，在CKD的晚期，尿磷排泄减少，身体磷调节失代偿导致低钙血症和继发性甲状旁腺功能亢进.

在CKD的早期阶段，由于高血磷水平，机体增加FGF23的表达并分泌该蛋白，作为调节磷代谢的补偿机制的一部分。在CKD晚期，血液磷和FGF23的正反馈调节机制刺激血清FGF23水平持续升高。因此，FGF23水平在CKD的早期阶段升高，并在CKD的进展过程中继续升高。我们的结果还显示，血管钙化患者血清FGF23明显高于无血管钙化患者。血磷过多是血管钙化的重要危险因素，血磷水平升高可导致细胞凋亡、骨/软骨细胞分化和囊泡介导的钙化，导致羟基磷灰石在中膜沉积(动脉硬化)、颈动脉内膜-中膜厚度增加、冠状动脉钙化和脉波速度增加。这些病理改变最终会增加心血管事件和死亡的风险. 因此，我们推断血清FGF23可能通过调节磷代谢在血管钙化的早期进展中起作用。我们的研究结果还显示。我们的非条件logistic多元回归分析结果显示，胱抑素C和磷与血清FGF23显著相关，表明这两种分子与FGF23的功能有关。

本研究的局限性

我们的研究有几个局限性。首先，我们采用了横断面设计，没有对患者结果进行长期随访。理想情况下，一项纵向观察研究应该调查血清FGF23水平与血管钙化的关系，以证实CKD患者中FGF23水平升高先于血管钙化。其次，我们的研究人群很小，所以所有观察到的关系都应该谨慎解释。需要更大样本量的研究来证实我们的发现。第三，将CKD患者与健康志愿者和T2DM但无CKD的患者作为对照组进行比较，以更好地评估FGF23与CKD之间关系的本质，这将是有用的。第四，我们没有收集患者的尿液样本，因此无法分析尿FGF23水平或尿白蛋白与肌酐比值。

结论

总之，我们对不同阶段CKD患者的研究表明，FGF23水平在疾病早期高于其他常用临床指标。因此，血清FGF23水平可能有助于提供CKD-MBD的早期预测。我们发现肾脏损害程度与血清FGF23水平呈正相关，提示FGF23可能是CKD中血管钙化早期进展的生物标志物，也可能是治疗CKD- MBD的潜在治疗靶点。进一步研究不同临床干预措施对CKD发生和进展的影响，可能会导致新的治疗方法，可以治疗血管钙化，降低这些患者心血管事件的风险，并有助于改善其长期预后

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