血磷水平与糖尿病肾病患者肾脏损伤及远期预后的关系

邱丹丹 蒋 松 潘 瑜 安 玉 徐 峰 葛永纯 刘志红

血磷水平与糖尿病肾病患者肾脏损伤及远期预后的关系

邱丹丹 蒋 松 潘 瑜 安 玉 徐 峰 葛永纯 刘志红

目的：观察血磷水平与糖尿病肾病(DN)患者肾脏损伤和远期预后之间的关系。 方法：回顾性分析2004年1月至2015年7月南京军区南京总医院肾脏科597例2型糖尿病肾病(DN)患者，中位随访时间36个月，观察高磷血症的发生率，血磷水平与肾脏损伤程度的相关性，并评估高磷血症对肾脏终点风险的预测价值。 结果：基线估计的肾小球滤过率(eGFR)>90 ml/(min·1.73 m2)、60～90 ml/(min·1.73 m2)、<60 ml/(min·1.73 m2)的三组DN患者中，高磷血症(血磷>1.45 mmol/L)的发生率分别为11.7%(25/214)、16.7%(25/150)和30.5%(71/233)。血磷水平与尿液中肾小管间质性损伤标志物表达正相关(P<0.01)，与肾小管间质损伤病理评分(间质纤维化和小管萎缩评分、间质炎症评分)存在相关性(P<0.05)。此外，随着血磷水平增加，患者发生终末期肾病(ESRD)的风险增加(对数秩检验，P<0.01)。校正年龄、性别、血压、血脂、体质量指数、24h尿蛋白定量、血钙和基线eGFR后，高磷血症仍然是进展至ESRD的高危因素(P<0.001)。 结论：在DN患者[尤其eGFR≥60 ml/(min·1.73 m2)]中，高磷血症与患者肾小管间质性损伤显著相关，且是发生ESRD的独立风险因素。

糖尿病肾病 高磷血症 肾脏损伤 远期预后

慢性肾脏病(CKD)，尤其是CKD 3～5期的患者，其血磷水平升高与肾功能下降、心血管事件的发生和全因死亡密切相关[1-4]。然而，在CKD 1～2期或早期糖尿病肾病(DN)患者中有关高磷血症发生率的研究却很少。

机体内血磷水平主要受到肠道磷吸收、骨代谢以及肾脏磷排泄等因素的影响[3]。肾脏排磷能力与血磷、血钙、尿量、甲状旁腺素、1,25-二羟维生素D、血糖水平密切相关，且受到成纤维细胞生长因子23(FGF-23)和Klotho等分子的调控[5]。肾小球滤过的磷约80%～90%由近端小管NaPi-2a协同转运蛋白重吸收。因此，肾脏损伤可影响对磷的滤过和重吸收功能。DN早期即可出现肾小球和肾小管间质损伤[6]，并与疾病进展密切相关[7]。

因此，我们推测高磷血症可能与肾脏损伤及肾脏远期预后存在相关性。尽管部分肾切除的SD大鼠模型研究表明，高磷血症与肾小管损伤之间存在相关性[8]，但目前仍然缺少相关的临床研究来证实两者之间的关系。基于以上背景，本文旨在评估各期DN患者高磷血症的发生率，探索血磷水平与肾脏损伤以及肾脏远期预后的关系。

对象和方法

研究对象 选取2004年1月至2015年7月南京军区南京总医院肾脏科2型糖尿病肾病(DN)患者597例。入选标准：(1)符合美国糖尿病协会(ADA)2型糖尿病诊断标准；(2)经过肾活检诊断为DN或临床符合DN特点，持续尿白蛋白定量≥30 mg/24h和(或)估计的肾小球滤过率(eGFR)<60 ml/(min·1.73m2)。排除标准：(1)合并有其他肾脏疾病的患者(如IgA肾病、膜性肾病等)；(2)出现大量血尿或肉眼血尿、短期内出现大量蛋白尿或肾病综合征、GFR快速降低、伴其他系统性疾病或低血压等与糖尿病不符的临床表现的患者；(3)多发性骨髓瘤、淋巴瘤、白血病等肿瘤病史、甲状旁腺功能异常、软骨病、处于骨骼愈合期及服用雄激素、合成类激素等可导致血磷异常的患者。其中有414例(69.3%)患者接受肾活检，并被诊断为DN。

临床及实验室指标 收集肾活检或入院前后1个月内的临床资料作为基线资料，包括年龄、性别、糖尿病病程、血压、体重、身高、空腹血糖(FBG)、糖化血红蛋白(HbA1c)、血清肌酐、24h尿蛋白定量、估算的肾小球滤过率(eGFR)、血清白蛋白、总胆固醇、三酰甘油、血清钙、血清磷、尿液中N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAG)、视黄醇结合蛋白(RBP)及中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)等指标。其中血清钙和血清磷采用自动生化仪比色法进行检测。

肾脏组织病理改变评分 所有肾活检标本均进行光镜、免疫荧光、电镜检查，光镜检查包括HE、PAS、PASM-Masson 及Masson 三色染色。所有评分标准均在PAS 染色上进行。评分标准严格按照Tervaert 等[9]提出的病理分型标准执行。所有标本均由一不知晓临床结果的病理医师进行评分。为了评估评分的可靠性和重复性，由另一位病理医师从中随机选取100张病理切片进行独立评分。

肾脏结局 终末期肾病(ESRD)定义为eGFR<15 ml/(min·1.73m2)或开始接受维持性肾脏替代治疗。对于未达到肾脏终点的患者，最后一次随访数据作为他们的最终数据。

统计学方法 采用Stata/SE software 12 (Stata Corp) 软件进行统计分析。血磷水平采用四分位间距(Q25th=1.17 mmol/L,Q75th=1.45 mmol/L)进行分类。连续性变量采用方差分析，分类资料采用卡方检验。未校正的每1 000人/年的发生率(95%置信区间)用来计算ESRD的发生率。比较血磷水平与病理学特征之间的相关性，采用Fisher精确检验。Kaplan-Meier曲线用于分析血磷水平与肾脏结局之间的关系。采用COX风险模型及限制性样条回归模型预测肾脏终点的风险，并对患者的年龄、性别、eGFR、FBG、HbA1c、血脂水平和白蛋白变量进行校正，设定正常血磷水平1.17 mmol/L的风险比(HR)为1。所有检验均为双侧检验，P<0.05为差异有统计学意义，P<0.01为统计学差异显著。

结 果

患者基线资料及高磷血症发生率 597例DN患者的平均年龄为49.43±9.34岁，基线eGFR为73.17±0.63 ml/(min·1.73m2)。根据患者基线血磷水平四分位间距将其分为三组(表1)，血磷水平分别为<1.17 mmol/L，1.17～1.45 mmol/L和>1.45 mmol/L。与血磷<1.17 mmol/L和血磷1.17～1.45 mmol/L组相比，高磷血症组(>1.45 mmol/L)患者年龄较低(P=0.094)、蛋白尿水平升高(P<0.001)、血清总胆固醇升高(P<0.001)、血钙降低(P=0.001)、血清白蛋白降低(P<0.001)、基线eGFR较低 (P<0.001)。基线eGFR>90 ml/(min·1.73m2)、60～90 ml/(min·1.73m2)和<60 ml/(min·1.73m2)的DN患者的高磷血症发生率分别为11.7%(25/214)、16.7%(25/150)、30.5%(71/233)。病理分期为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期的DN患者的高磷血症的发生率分别为12.7%(8/63)、11.7%(15/128)、31.5%(52/165)和23.2%(13/56)。

表1 根据血磷浓度四分位分组后患者的基线临床资料

BMI:体质量指数；HbA1c:糖化血红蛋白;*:数据用均数±标准差表示；†:数据用中位数(25th,75th)表示；:连续性变量用方差分析，分类变量采用卡方检验

血磷水平与肾小管间质损伤评分的相关性 我们观察了患者基线血磷水平与尿液中肾小管间质损伤标志物NAG、RBP和NGAL水平的关系。结果显示，当患者血磷>1.45 mmol/L时，尿液NAG(P<0.01)，RPB(P<0.01)和NGAL(P<0.01)均明显升高，提示高磷血症同肾小管间质损伤相关。为此我们进一步评价了血磷水平同患者肾脏损伤评分[9]之间的关系。在eGFR>90 ml/(min·1.73m2)、60～90 ml/(min·1.73m2)、<60 ml/(min·1.73m2)三组DN患者中，血磷水平与间质性纤维化和小管萎缩评分(IFTA)之间存在显著相关性(P<0.01)。在eGFR 60～90 ml/(min·1.73m2)、<60 ml/(min·1.73m2)的两组患者中，血磷水平与间质炎症评分之间也存在相关性(P<0.01)。但是，血磷水平与肾小球病理分型之间缺乏相关性(表2)。

在eGFR≥60 ml/(min·1.73m2)的DN患者中，血磷水平与24h尿蛋白存在相关性(r2=0.1122,P<0.001)，而与基线eGFR无相关性(r2=0.009 6,P=0.062)。

高磷血症对DN患者肾脏远期预后的预测 209例DN患者在随访过程中进入ESRD。血磷<1.17 mmol/L、1.17～1.45 mmol/L、>1.45 mmol/L三组中，ESRD的发生率分别为每1 000人年31.70(95%CI 20.87～48.14)、121.39(95%CI 101.58～145.07)和165.86(95%CI 130.31～211.12)。Cox回归模型显示血磷1.17～1.45 mmol/L较血磷<1.17 mmol/L 组ESRD风险增加，HR=3.94(95%CI 2.50～6.22)；而血磷>1.45 mmol/L 组较血磷<1.17 mmol/L 组ESRD风险增加更为明显，HR=5.41(95%CI 3.33～8.77)。即使在校正年龄、性别、血压、血脂、BMI、蛋白尿、血钙和基线eGFR等影响因子后，基线血磷水平升高仍然同ESRD发生风险增加相关(P<0.001)(表3)。Kaplan-Meier生存曲线显示，高血磷组患者的ESRD累积事件发生率增加(对数秩检验，P<0.01)(图1)。Spline回归模型亦显示，在校正年龄、性别、BMI、血压、蛋白尿和基线eGFR等混杂因素后，随着血磷水平升高，ESRD发生风险升高(图2)。

表2 血磷水平与肾脏病理损伤程度的相关性

IFTA,间质纤维化和肾小管萎缩;eGFR:估算的肾小球滤过率；采用Fisher精确检验

表3 根据血磷浓度四分位分组后ESRD的风险比(n=597)

†模型1：未校正；模型2：模型1+校正年龄和性别；模型3：模型2+校正糖尿病病程、血压、血脂、体质量指数和蛋白尿；模型4：模型3+校正血钙；模型5：模型4+校正；EGFR：估算的肾小球滤过率；ESRD:终末期肾病

图1 Kaplan-Meier曲线分析不同血磷浓度的肾脏存活率

进一步观察不同基线eGFR分层后，DN患者血磷水平同肾脏结局发生的关系。在基线eGFR>90 ml/(min·1.73m2)的患者中，校正年龄、性别、血压、蛋白尿后，血磷>1.45 mmol/L将增加ESRD的风险(HR=1.26,95%CI 1.00～1.58,P=0.004)，但是血磷水平在1.17～1.45 mmol/L时，出现ESRD的风险不增高；在eGFR 60～90 ml/(min·1.73m2)的患者中，血磷>1.45 mmol/L时，ESRD的风险率显著升高(HR=1.60 95%CI 1.12～2.30,P<0.001)，并且血磷水平在1.17～1.45 mmol/L也可增加ESRD的风险(HR=1.45,95%CI 1.19～1.77,P<0.001)。

图2 血磷水平升高增加ESRD的风险ESRD：终末期肾病;A：Spline回归显示血磷水平升高可增加ESRD的风险,设定血磷水平1.17 mmol/L的HR=1；B：糖尿病肾病患者血磷水平分布图

讨 论

高磷血症可增加CKD患者心血管事件的风险已得到广泛研究[10]。但在eGFR≥60 ml/(min·1.73m2)的CKD早期患者中高磷血症的发生率，及其同肾脏损伤程度和肾脏预后的关系尚未得到足够重视。本研究发现，在eGFR>90 ml/(min·1.73m2)和eGFR 60～90 ml/(min·1.73m2)的2型DN患者中，高磷血症(血磷>1.45 mmol/L)发生率分别为11.7%和16.7%，均高于之前在CKD人群中的报道[11-12]。同时，本文提示年轻、女性、蛋白尿量大、胆固醇水平高的患者倾向于血磷水平较高。与已有研究报道的CKD人群中血磷水平与年龄呈负相关，并且女性患者高于男性的结论一致[13]。de Seigneux等[14]证实蛋白尿可通过增加近端小管NaPi-2a的表达增加血磷浓度。高胆固醇可导致动脉粥样硬化，而高磷血症也可促进动脉粥样硬化的发生，增加心血管事件的风险，两者之间可能存在相关性。提示在临床工作中需密切监测大量蛋白尿、高胆固醇的年轻女性患者的血磷水平。

DN患者在肾功能正常时发生高磷血症的机制仍不清楚。肾脏是重要的血磷调节器官。表达于近端小管的NaPi-2a 和 NaPi-2c型钠磷协同转运蛋白，具有重吸收磷的作用，肾小球滤过的磷80%～90%将被重吸收。FGF-23和膜结合型Klotho对NaPi-2a 和 NaPi-2c具有调节作用[15]。DN早期阶段可出现高滤过状态，导致肾小球滤过的磷增加。因此我们推测DN早期高磷血症的发生可能与肾小管对磷的重吸收增加有关。在肾脏疾病发生早期，即可出现肾内Klotho表达下降。体内研究表明，在eGFR≥60 ml/(min·1.73m2) 的CKD人群中，与IgA肾病和微小病变肾病的患者相比，DN患者肾脏Klotho的表达下降更加明显[16]，提示DN患者早期即有可能出现FGF-23抵抗。本研究发现，eGFR≥60 ml/(min·1.73m2)的DN患者，血磷水平与基线eGFR无关而与蛋白尿水平相关。临床研究表明，蛋白尿可独立于eGFR和其他混杂因素，与血磷浓度相关。动物实验也证实，当出现蛋白尿时，肾脏中Klotho表达下降，而NaPi转运体表达上升，导致肾脏对磷的重吸收增加，引起磷在体内滞留[14]。上述因素均可能是DN早期即出现明显高磷血症的原因，但其具体机制仍需进一步研究证实。

DN患者肾小球对磷的滤过和肾小管对磷的重吸收增加，均可导致肾脏内磷的蓄积。高磷可产生细胞毒性，导致间质纤维化、小管萎缩和间质炎症[8]。因此高磷血症可能和DN患者肾脏损伤程度存在相关性。本研究发现，血磷水平与尿液中NAG、RBP和NGAL等肾小管间质性损伤标志物的表达正相关，并且肾脏组织病理评分显示，高血磷组患者IFTA和间质炎症的程度更加严重。这均证实了磷负荷增加所带来的肾脏毒性。

肾小管间质损伤与DN患者肾脏预后不良显著相关[7]。肾小管间质性损伤可导致管球反馈失衡，进一步加重肾小球的滤过压[17]；肾小管上皮细胞受损可导致溶酶体吞噬降解白蛋白的功能障碍，增加尿白蛋白的排泄[18]。肾小管间质损伤可使肾脏维持磷平衡受损，出现高磷血症，导致肾单位的丢失。此外，肾小管间质磷负荷增加可诱导肾脏局部的炎症反应、营养不良和血管钙化[19]，这些因素均可参与疾病的进展和ESRD的发生。在本研究中，DN患者血磷升高可增加ESRD的风险。在eGFR ≥60 ml/(min·1.73m2)的DN患者中，高磷血症(>1.45 mmol/L)预示着不良的肾脏远期预后，提示磷负荷增加可进一步损伤肾脏。

综上所述，在DN早期[eGFR≥60 ml/(min·1.73m2)]即有较高的高磷血症发生率，高磷血症同患者肾小管间质性损伤显著相关，并且是ESRD发生的独立风险因素。

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(本文编辑 凡 心 莫 非)

Hyperphosphatemia:a marker of kidney injury and outcome in patients with diabetic nephropathy

QIUDandan,JIANGSong,PANYu,ANYu,XUFeng,GEYongchun,LIUZhihong

NationalClinicalResearchCenterofKidneyDiseases,ResearchInstituteofNephrology,JinlingHospital,NanjingUniversitySchoolofMedicine，Nanjing210016,China

LiuZhihong(E-mail:liuzhihong@nju.edu.cn)

Objective：To investigate the association between hyperphosphatemia and renal injuries and long-term outcome in patients with type 2 diabetes and diabetic nephropathy (DN). Methodology：From January 2004 to July 2015 in National Clinical Research Center of Kidney Diseases, Jinling Hospital, a total of five hundred ninety seven patients with type 2 diabetes and DN were enrolled in this retrospective study. The median follow-up period was 36 months. The prevalence of hyperphosphatemia and the association between hyperphosphatemia and renal injuries and the risk of renal outcome were analyzed. Results：The prevalence of hyperphosphatemia (serum phosphate >1.45 mmol/L) in the enrolled DN patients with eGFR>90, between 60 and 90, and <60 ml/(min·1.73 m2) were 25/214 (11.7%), 25/150 (16.7%), and 71/233 (30.5%), respectively. Hyperphosphatemia was associated with enhanced tubulointerstitial injury markers (P<0.01) as well as a high rate of tubulointerstitial injury (interstitial fibrosis tubular atrophy scores and interstitial inflammation scores,P<0.05). Additionally, the patients with baseline serum phosphate levels in higher quartiles had a higher cumulative incidence of end-stage renal disease (ESRD) (log-rank,P<0.01). Risk persisted after adjusting for age, sex, blood pressure, lipid level, body mass index, proteinuria, plasma calcium and eGFR (P<0.001). Conclusion：These findings suggested that hyperphosphatemia is an independent risk factor of ESRD and significantly associated with tubulointerstitial injury in patients with DN, especially in patients with eGFR ≥60 ml/(min·1·73 m2).

diabetic nephropathy hyperphosphatemia renal injury long-term outcome

10.3969/cndt.j.issn.1006-298X.2016.03.002

国家自然科学基金(81500548)，国家科技支撑计划课题(2013BAI09B04，2015BAI12B05)

南京大学医学院附属金陵医院(南京军区南京总医院)肾脏科 硕士研究生(邱丹丹) 国家肾脏疾病临床医学研究中心 全军肾脏病研究所(南京，210016)

刘志红(E-mail:liuzhihong@nju.edu.cn)

2016-03-01

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