基质细胞衍生因子-1与血液透析患者炎症及营养标志物的相关性研究

张俊，刘永光

（1.广东省广州市韦士泰血液透析所，广东 广州511431；2.南方医科大学珠江医院 器官移植科，广东 广州510000）

血液透析（hemodialysis， HD）是急慢性肾功能衰竭患者肾脏替代治疗方式之一，尽管HD 显著提升了急慢性肾功能衰竭患的存活率，但血液透析患者死亡风险仍然较高［1］。导致血液透析患者死亡风险较高的因素主要包括：高血压、左心室肥大、糖尿病、高脂血症、营养不良、体液过载、高磷血症、贫血、炎症、氧化压力、内皮细胞功能异常、胰岛素抵抗、交感神经张力过高、高胱胺酸血症、脂蛋白（a）浓度高及非对称性二甲基精氨酸偏高等［2-3］。蛋白质能量消耗（protein energy wasting，PEW）与炎症发生率高和死亡率较高密切相关，有研究指出PEW 合并炎症可导致透析患者营养不良-炎症综合征（malnutritioninflammation complex syndrome， MICS） 或 营 养 不良-炎症-动脉粥样硬化（malnutrition-inflammationatherosclerosis，MIA）综合征［4］。

目前临床上采用白蛋白等标志物评估患者营养不良与炎症状态，这些指标也可用于预测透析患者的死亡率［5］。基质细胞衍生因子-1（stromal cell-derived factor-1， SDF-1）是一种人体内的趋化因子蛋白，由CXCL12 基因编码。SDF-1 的生成与组织炎症过程中白细胞迁移有关，是发育及维持组织稳定的重要调控因子，肾脏损伤后组织再生及稳定的关键调控因子就是SDF-1。SDF-1 还与冠状动脉疾病、结直肠癌及肾脏移植结局等疾病的发病机制有关［6-7］；此外，SDF-1 在急性肾脏损伤时发挥趋化因子的调控作用［8］。本研究主要探讨SDF-1 对血液透析患者炎症和营养状况的影响。

1 资料与方法

1.1 研究对象及资料收集

共募集152 例于2013 年1 月至2016 年12 月在南方医科大学珠江医院开始接受透析治疗的慢性肾病患者为HD 组，并以同期在本院例行体检的50 名健康志愿者作为对照组，本研究经广州市卫生健康伦理委员会批准。所有患者均对本次研究知情同意，并自愿签署知情同意书。慢性肾病患者年龄、性别、体重指数（Body Mass Index，BMI）；糖尿病、高血压、乙型肝炎及丙型肝炎等共病情况；是否吸烟；血液透析模式（低/高透量）；尿素清除率（urea reduction ratio， UUR）；尿素清除指数（Kt/V）及超过滤率等基线特性均来自透析患者病历。受试者生化数据来自空腹血自动生化分析仪检测结果，检测项目包括透析前血清白蛋白、尿素氮、血清肌酐、纳、钾、钙、磷、尿 酸、 谷 丙 转 氨 酶（alanine aminotransferase，ALT），谷 草 转 氨 酶（aspartate aminotransferase，AST）、胆固醇、甘油三酯及空腹血糖；采用免疫荧光法检测受试者全段甲状旁腺激素（intact parathyroid hormone，iPTH）含量。

1.2 透析治疗情况

所有患者每周均通过动静脉瘘管或人工血管接受3 次常规HD，每次4～5 h，血液流速为250～350 mL/min，每例患者均使用流速500～700 mL/min的碳酸盐透析液；所有HD 治疗均使用高透量或低透量聚砜膜透析器（日本旭化成株式会社，型号：APS-15U）执行，采用Kt/V 值评估透析效率。

1.3 ELISA 检测SDF-1、MPO 及OPN 含量

血浆中SDF-1、髓过氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）及骨桥蛋白（osteopontin，OPN）含量采用酶联免疫吸附测定（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）检测，直接移取50 μL 血浆标本滴加至ELISA 测试板，检测光密度（optical density， OD）450 nm 值，并根据标准曲线计算SDF-1、MPO 及OPN 含量。

1.4 明胶蛋白酶电泳法检测基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase， MMP） -2、 MMP-9含量

取出储存于冰箱的患者血浆样本，室温中复温后抽取20 μL 的样本加入含180 μL 灭菌双蒸水使其均匀混合；用Lowry 法蛋白质定量测定试剂盒进行蛋白质定量；配制含2 mg/mL 明胶的10%分离胶，血浆样本20 μL（总蛋白约为100 μg）加入加样孔。电流强度20 mA，保持恒流，4℃电泳，1.5 h，将凝胶置入培养皿，加入2.5%Trixton-X100 冲洗后放入酶反应液，37℃，18 h。凝胶置于0.25%考马斯亮蓝R-250 染液中染色5 h，最后置入脱色液中脱色至胶原酶消化区透明清晰为止。凝胶于UVIpro 凝胶凝胶成像与分析系统（美国UVP 公司）下观察并摄像，读取各消化条带的灰度和面积，计算酶解活性含量。酶解活性含量=条带面积×（条带灰度-背景灰度）；以酶比活性（酶解活性含量/样品蛋白浓度）反映酶的相对含量。

1.5 统计学方法

采用SSPS 20.0 软件对数据进行分析。计量资料以均数±标准差（±s）表示，组间比较采用独立样本t检验，相关性用Spearman 相关分析；计数资料采用百分率（%）表示，组间比较采用χ2检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 受试者一般资料

两组受试者年龄性别差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。HD 组患者糖尿病、高血压、乙型肝炎、丙型肝炎、尿素氮、肌酐、标准化蛋白质分解率（normalized protein catabolic rate，nPCR）、胆固醇、甘油三酯及葡萄糖均高于对照组受试者，差异有统计学意义（P＜0.05）。两组受试者其他参数比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

2.2 受试者SDF-1、OPN、MPO 及MMP-2/-9含量比较

HD 组患者SDF-1 和MPO 含量高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）；OPN、MMP-2、MMP-9 含量低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 两组SDF-1、OPN、MPO、MMP-2 及MMP-9 含量比较 （± s）

组别n SDF-1/(pg/mL)MPO/(pg/mL)OPN/(ng/mL)MMP-2/(ng/mL)MMP-9/(ng/mL)HD组对照组t值P值152 50 58.7±14.2 40.6±16.3 2.582 0.023 65.3±5.8 53.7±5.2 3.472 0.013 22.6±3.8 89.2±10.2 6.892 0.001 483.3±39.1 569.7±68.1 7.482 0.001 328.6±28.9 1 270.6±289.1 5.918 0.001

2.3 血液透析患者SDF-1 与其他参数相关性分析

Pearson 相关分析显示，血液透析患者SDF-1与MMP-2（r=0.312， P= 0.001）、MMP-9（r=0.193，P=0.021）、MPO （r=0.532， P=0.001） 及OPN （r=0.317， P=0.001）呈正相关；与白蛋白（r=-0.192，P=0.018）、GNRI 分 数（r=-0.227， P=0.007） 及nPCR（r=-0.216，P=0.012）呈负相关。

3 讨论

本研究结果表明血液透析患者SDF-1 含量高于肾功能正常者，且与MMP-2、MMP-9、MPO 及OPN 呈正相关；与白蛋白、GNRI 及nPCR 呈负相关。就笔者所能查阅到的文献，本研究是国内首次探讨SDF-1 对血液透析患者的影响，结果显示SDF-1 与血液透析患者营养及炎症状态密切相关。

趋化因子与组织炎症过程中白细胞迁移有关，是发育及维持组织稳定的重要参与因子；SDF-1 是含93 个氨基酸的细胞因子，最初被认为是前体B细胞的生长因子，后来发现SDF-1 能够募集前体细胞至缺氧组织、是上皮前体细胞迁移、血管新生及自然杀伤细胞/B 细胞发育等重要功能的必需调节因子。血浆SDF-1 浓度较高与慢性肾病患者心血管疾病发生风险较高有关［9］，即使在调整传统危险因子与肾功能后，SDF-1 仍可预测偶发性心肌梗死及死亡率。本研究中HD 组血浆SDF-1 高于对照组，与炎症标志物呈正相关，与营养标志物呈负相关。

基质金属蛋白酶、钙依赖性含锌内肽酶类参与动脉粥样硬化过程，进而增加主动脉钙化区域MMP-2 及MMP-9 表达，两者表达与活性随慢性肾脏病恶化而增加，阻断MMP 活性可抑制动脉钙化［10-11］。MMP-2 及MMP-9 亦与血液透析患者炎症状态有关，PAWLAK 等［12］研究表明HD 组患者MMP-2 与血小板及白细胞计数呈正相关；与三酸甘油酯及白蛋白浓度呈负相关。MMP-9 与年龄呈负相关，与白细胞计数呈正相关。尽管血液透析患者MMP-2 浓度较高，但MMP-9 浓度并无差异；另一方面，本研究发现HD 组患者MMP-2 与MMP-9 低于对照组；此外，HSIAO 等［13］研究表明，与白蛋白相比，血清MMP-2 是一种可用于预测血液透析患者存活期的预后标志物。

MPO 与透析患者心血管并发症致病机制有关。本研究结果表明HD 组患者血浆MPO 浓度高于对照组。OPN 对透析患者死亡率的预测效果仍受争议，在另一项针对602 例透析患者进行的3 年期随访研究中，SCIALLA 等［14］发现，OPN 是透析患者全死因死亡率与心血管疾病死亡率的危险因素；在一项于5 年观察期间对97 例透析患者执行的前瞻性观察研究中，LEE 等［15］发现护骨因子并非一般的炎症标志物。本研究发现HD 组患者OPN 浓度低于对照组，因此尚待进一步研究探讨OPN 在透析患者炎症反应中的具体作用机制。

血清白蛋白是血液透析患者可靠有效的营养状态与死亡风险指标，HONDA 等［16］研究发现血清白蛋白是末期肾脏病患者死亡率、营养不良及心血管疾病预测因素；血清白蛋白浓度低与死亡率较高间的关系可能是同时存在炎症过程促成，或者由营养状态不良导致。蛋白质分解率（protein catabolic rate， PCR）代表每天蛋白质代谢量超过蛋白质合成量的比率；PCR 代表稳定速率时的膳食蛋白质摄取量。nPCR 是根据患者体重标准化PCR，以g/(kg·d)表示；JUAREZ-CONGELOSI等［17］研究表明，nPCR 是长期血液透析青少年患者营养状态监测的有用工具。血液透析患者营养状态采用GNRI 分数评估，YAMADA 等［18］研究显示GNRI 与营养不良-炎症评分呈明显负相关；在一项针对753 例血液透析患者执行的7 年期随访研究中，PANICHI 等［19］发现，低GNRI（＜92）不仅与血液透析患者营养不良有关，也是整体死亡率的有效预测因子。本研究显示SDF-1 与白蛋白、nPCR 及GNRI 分数呈负相关；因此，SDF-1 与血液透析患者营养状态有关。

综上所述，本研究显示SDF-1 与血液透析患者炎症及营养状态密切相关，但仍需在大样本量研究中加以证实。本研究主要不足之处是样本量小，生化指标仅有测量一次；此外，本研究为单中心研究，所以仍需大型前瞻性研究证实SDF-1在血液透析患者中的重要性。