血清FGF-23和Klotho蛋白水平与尿毒症患者骨密度的相关性研究

陶永亮

儋州市人民医院，海南 儋州 571700

在终末期肾病尿毒症时，患者需要通过维持性血液透析(MHD)来改善其生活质量并延长其寿命[1]。由于矿物质，特别是钙(Ca)和磷(P)的减少，慢性肾脏疾病合并骨矿物质代谢紊乱(CKD-MBD)和低骨密度(BMD)在MHD患者中很常见[2]。Klotho蛋白具有多向活性，与衰老和调节离子通道和生长因子的功能有关。这种蛋白质已经在肾脏、胎盘、前列腺和小肠中被检测到[3]。Klotho蛋白是FGF23受体的辅助因子，可抑制磷酸盐的重吸收[4]。Klotho基因的过表达可以延长小鼠的寿命但诱导胰岛素抵抗[5]。一些研究表明，FGF23和Klotho蛋白在CKD患者的代谢过程中起着至关重要的作用。本研究的目的是检查MHD患者血清Klotho蛋白、FGF23和骨矿物质密度之间的关系。

1 材料和方法

1.1 研究的设计

该研究包括2017年1月至2018年6月期间在儋州市人民医院接受MHD治疗的130例尿毒症患者。患者组包括76名男性和54名女性，年龄范围从40岁到65岁不等。平均年龄为(57.3±10.3)岁。血液透析的持续时间为18至213个月，血液透析的中位持续时间为65.0(52.0～87.5)个月。在130位尿毒症MHD患者中，46名(36.0%)患者患有慢性肾小球肾炎，32名(24.9%)患者患有高血压性肾病，30名(23.1%)患者患有糖尿病肾病，11名(8.00%)患者患有多囊肾病，11名患者(8%)患者有其他病症。排除以下任何一种患者：自身免疫疾病的患者；恶性肿瘤、活动性肝炎、肝硬化、甲状腺疾病、急性感染、严重营养不良、或精神障碍或其他妨碍检查的患者。此外，在过去6个月内，有过激素治疗或免疫抑制治疗史，甲状旁腺切除病史或胸腰椎和髋部骨折史的患者均被排除在外。在所有情况下，使用POLYFLUX 14 L透析器，每周3次用含有1.5 mmol/L Ca的碳酸氢盐透析液进行MHD 4～5 h 3次。对于血管通路，采用原生动静脉瘘或长期颈内静脉插管。血流量为200～250 mL/min。透析液流速为500 mL/min。在每次血液透析过程中，通过临床得出的干重值估计透析的超滤体积。本研究经我院伦理委员会批准，并获得所有患者的书面知情同意书。

1.2 一般临床资料收集

收集所有患者的临床资料，包括年龄、性别、原发病、血液透析持续时间、体质量指数(BMI)、吸烟史(每天超过10支，超过5年)以及糖尿病和高血压病史并分析。DXA-MD双能X射线吸收测定法(Lunar Prodigy; General Electric，CA，USA)用于测量后前腰椎(L1-L4)和股骨颈的BMD。 BMD表示为BMD和T评分的绝对值。T评分如下测定：(测量值-峰值骨量)/健康成人BMD的标准差。根据世界卫生组织的诊断标准，将患者分为以下3组：正常骨密度组(T≥-1.0)，骨量减少组(-2.5

1.3 统计学处理

2 结果

在130名MHD患者中，BMD测量显示64例(49.60%)骨质疏松症病例和43例(32.80%)骨质减少病例，23例(17.60%)骨量正常病例。在年龄方面，骨质疏松症患者比骨量减少患者和骨量正常患者年龄更大(P<0.05)。同时骨质疏松症患者的血清Klotho蛋白水平也显著下降。当骨质减少组和骨量正常患者比较年龄和血清Klotho蛋白水平时，并未发现差异有统计学意义。调整后的Ca、P、Ca×P、PTH和1,25(OH)2D3和FGF-23水平比较，3组之间差异没有统计学意义 (表1)。

Spearman相关分析结果表明，股骨颈BMD与Klotho蛋白水平呈正相关，与患者年龄和血清P水平呈负相关。股骨颈的T值与Klotho蛋白水平呈正相关，与患者年龄、P、Ca×P和PTH呈负相关。腰椎的BMD和T值均显示与Klotho蛋白和BMI水平呈正相关，与PTH呈负相关。Spearman相关分析的结果显示BMD与血清FGF-23水平之间无相关性(表2)。

表1 不同组间的指标的比较Table 1 Comparison of indicators among different groups

表2 130例MHD患者BMD与临床指标的Spearman相关分析Table 2 Spearman correlation analysis between BMD and clinical indexes in 125 MHD patients

用自然对数处理PTH以遵循正态分布，作为自变量，将年龄、BMI、P、PTH和Klotho蛋白输入到多元回归分析中。结果表明，血清Klotho蛋白水平升高可预测MHD患者的CKD-MBD和低BMD。年龄较大是MHD患者股骨颈BMD降低的独立危险因素。BMI是腰椎BMD下降的独立危险因素(表3)。

3 讨论

MHD患者通常患有CKD-MBD和低BMD[6]，这会导致骨骼和关节疼痛。它们还具有骨折、残疾和死亡风险。在通过双能X射线吸收法评估BMD的130例MHD患者中，49.60%的患者合并骨质疏松症，32.80%的患者出现骨量减少，表明MHD患者出现BMD降低风险高。调节P和维生素D的FGF-23由骨细胞和成纤维细胞产生和分泌，并且在CKD患者的骨代谢中起重要作用。成纤维细胞生长因子-23(FGF-23)是由骨细胞产生的一种激素，可响应低磷血症，增加无机磷酸盐的尿排泄，抑制1,25(OH)D3的肾脏排泄。有助于减轻慢性肾病患者和正常人的低磷血症。FGF-23诱导的受体活化需要Klotho作为共同受体，FGF23的辅助因子，参与许多生物过程，包括细胞凋亡，钙代谢和脂肪细胞分化[7]。在CKD的早期阶段，FGF-23的水平与GFR的降低成比例地增加[7]。Krieger等[8]报道，FGF-23是一种由骨细胞和成骨细胞分泌的强效磷酸化蛋白，具有抑制甲状旁腺细胞活性维生素D合成和PTH释放的能力。其他研究表明，FGF-23水平的增加不仅降低了1,25(OH)2D3的水平，而且还抑制了PTH水平和雌激素的调节，这与骨组织的生长和发育有关[9]。Lane等[10]研究发现血清FGF-23水平升高可增加肾小球滤过率低于60 mL/(min.1.73 m2)的患者骨折风险，提示FGF-23水平与肾病患者的BMD变化相关。Wang等[11]报道FGF-23的过表达不仅抑制了骨基质的分化，而且抑制了骨基质的矿化，并表明FGF-23的过表达抑制了骨形成。然而，Torres 等[12]表明，Klotho，BMD与骨折风险之间无相关性。

表3 多元线性回归分析方法分析了影响MHD患者骨密度变化的因素Table 3 Multiple linear regression analysis of the factors affecting the change of BMD in patients with MHD

本研究的结果显示，3组中骨质疏松组FGF-23水平最高，且3组间FGF-23水平差异无统计学意义 (P>0.05)。Spearman的相关分析证实了BMD和FGF-23水平之间不存在相关性。根据先前的研究，在Klotho蛋白水平降低的情况下，FGF-23的生物学功能不存在[13]。因此，在本研究中，我们推断Klotho蛋白水平影响FGF-23在骨形成中的调节功能。Klotho蛋白是由Klotho基因编码的跨膜蛋白，有研究使用透射电镜观察Klotho遗传缺陷小鼠胫骨和股骨干骺端骨小梁中的成骨细胞分布较为扩散；此外，细胞器在成骨细胞中较不发达，没有矿化的骨基质增加，并且钙和磷沉淀扩散且不均匀分布；因此研究结果认为缺乏Klotho蛋白不仅减少了成骨细胞的数量，而且还影响了成骨细胞的功能，从而干扰了骨矿化和骨形成[14]。

在本研究中，骨质疏松症患者的血清Klotho蛋白水平低于骨量减少和骨量正常的患者。根据BMD结果分组，3组患者血清Klotho蛋白水平存在显著统计学差异，而骨量减少组血清Klotho蛋白水平明显低于正常骨量组。除了通过FGF-23的信号转导调节维生素D的作用外，Klotho蛋白还参与骨矿化的调节[15]。它通过调节Ca稳态和调节远曲小管中的Ca吸收来发挥作用，从而稳定细胞膜中瞬时受体电位香草素受体5的活性。此外，Klotho蛋白调节PTH的分泌，通过促进Na-K-ATP酶的收集和向甲状旁腺主要细胞的顶膜传播来促进尿Ca的重吸收[16]。此外，Klotho蛋白作为一种激素起作用，抑制胰岛素和胰岛素样生长因子的信号转导，调节雌激素的分泌[17]。该蛋白质还在对抗体内活性氧的释放中发挥作用[18]。

本研究存在一些局限性。虽然在我们的分析中我们控制了已知的潜在混杂因素，但是不能排除其他未知或未测量因素造成残余混杂的可能性。本研究的横截面性质排除了纵向数据和任意因果推断的分析。最后，这项研究的参与者来自一家医院，受到年龄、性别和人员数量的限制，这可能会削弱我们研究结果的普遍性。总之，发现Klotho蛋白与终末期肾病维持透析患者的骨密度相关。与正常BMD组相比，骨质疏松症组患者的Klotho蛋白和正常BMD组患者差异有统计学意义。