血清Irisin及BMP-7对维持性血液透析患者并发腹主动脉钙化的诊断价值

王雪梅，祝再然，李志萍，单春艳 天津市宁河区医院，天津30500；天津医科大学代谢病医院

近年来，慢性肾脏病(CKD)及其导致的终末期肾病的发病率在全球范围内呈持续增长趋势，因其并发症多，预后差及疾病负担较重，已成为继心脑血管疾病、肿瘤、糖尿病后严重危害人类健康的公共卫生问题[1，2]。根据2015～2017年的流行病学研究，透析患者的增长率为12.4%，其中维持性血液透析(MHD)的增长率达12.3%[3]。腹主动脉钙化是MHD患者最常见的并发症之一，是引起CKD患者矿物质和骨异常的重要原因，可增加MHD患者心脑血管疾病发生的风险[4，5]，导致预后不良。鸢尾素(Irisin)是一种运动诱导细胞因子，由Ⅲ型纤连蛋白结构域5经蛋白酶水解后形成，能诱导成骨细胞分化和增殖，促进骨的生成[6,7]，参与血管钙化的调节，与慢性肾脏病、骨质疏松、糖尿病等多种慢性疾病的发生发展相关[8]。骨形态发生蛋白7(BMP-7)属于转化生长因子β超家族，具有骨诱导特性，可有效促进成骨细胞的发育以及新骨形成，对肾脏发育及功能维持具有重要调节作用。有研究发现，BMP-7可通过多种信号通路阻止血管平滑肌细胞转化为成骨细胞，参与调节血管钙化[9]。本研究拟探讨MHD患者血清Irisin、BMP-7水平与腹主动脉钙化的关系，旨在寻找评估MHD患者腹主动脉钙化的血清学指标，对早期识别和动态评估MHD患者腹主动脉钙化、降低心血管疾病患病风险有重要意义。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2016年12月～2018年12月天津市宁河区医院血液净化中心行MHD的患者132例。纳入标准：年龄≥18岁，男女不限；MHD时间≥6个月；规律行血液透析，透析频率4 h/次，3次/周。排除标准：近3个月发生急性感染或急性心脑血管疾病；存在自身免疫性疾病或恶性肿瘤；近6个月有激素和(或)免疫抑制剂用药史。本研究经医院伦理委员会批准，患者均签署知情同意书。

1.2 腹主动脉钙化评分(AACS) 在空腹状态下，对MHD患者进行腹部侧位X线片检查，检查范围以平T12～L1、L4～5椎间隙为界，评估腹主动脉的钙化情况。按照Kauppila的评分[2]标准进行评分：未见钙化为0 分，钙化累及范围<1/3计1分，钙化累及范围为1/3～2/3计2分，钙化累及范围>2/3计3分。AACS为各节段钙化累及得分总和。根据AACS将患者分为钙化组(AACS≥1分)、未钙化组(AACS=0)。由两位放射科医生采用盲法分别对L1～4每个节段主动脉前壁、后壁的钙化程度进行评分，取两者平均值。若两位医生评分相差>5分则由第3位放射科医生重新评估。

1.3 资料收集 收集患者病历资料，包括年龄、性别、透析龄、既往合并疾病(高血压、糖尿病)、透析前的血红蛋白(Hb)、血清白蛋白(ALB)、C反应蛋白(CRP)、血清钙、血清磷、甲状旁腺激素(iPTH)、25-羟维生素D3[25-(OH)-VitD3]。Hb、ALB采用美国贝克曼公司型号为BECKMANCOULTER的LX20仪器检测，CRP采用RCHE公司出产的MODULARP 型号 P800全自动生化分析仪检测，钙、磷及iPTH采用检测试剂盒(上海罗氏诊断产品有限公司)进行检测，25-(OH)-VitD3采用ELISA法进行检测，试剂盒购自上海亚培生物科技有限公司，操作严格按照试剂盒上的说明书进行操作。

1.4 血清Irisin、BMP-7检测 采集MHD患者空腹肘静脉血5 mL，离心半径8 cm，3 000 r/min离心10 min，分离血清，贮存于不含抗凝剂或防腐剂的试管，于-80 ℃冰箱保存。用ELISA法检测血清Irisin、BMP-7。Irisin ELISA试剂盒购自上海江莱生物科技有限公司，BMP-7 ELISA试剂盒购自北京爱普华美生物科技有限公司，操作按照试剂盒说明书进行。

2 结果

2.1 钙化组与未钙化组临床资料比较 钙化组70例、未钙化组62例。钙化组男39例、女31例；合并高血压59例、糖尿病49例。未钙化组男35例、女35例；合并高血压51例、糖尿病40例。两组性别、合并症比较差异无统计学意义(P均>0.05)。与未钙化组比较，钙化组年龄、透析龄、iPTH高(P均<0.05)，血清Irisin、BMP-7水平低(P均<0.05)；两组其他临床资料比较差异无统计学意义(P均>0.05)。见表1。

2.2 MHD患者腹主动脉钙化的危险因素 建立Logistic回归模型，以MHD患者的基线资料为样本，以是否发生腹主动脉钙化作为因变量，腹主动脉钙化赋值为1，未腹主动脉钙化赋值为0。以表1中P<0.05的指标(因素)作为因变量，选取年龄、透析龄、iPTH及血清Irisin、BMP-7作为自变量，连续变量按照两组总均值进行分段，转化为两分类变量。回归过程采用“进入法”以进行自变量的选择和剔除，设定剔除α=0.10，入选α=0.05。回归结果：年龄、透析龄、iPTH及血清Irisin、BMP-7入回归方程。高龄、长透析龄、高水平的iPTH及低水平的血清Irisin、BMP-7是MHD患者发生腹主动脉钙化的独立危险因素。见表2。

表1 钙化组与未钙化组临床资料比较

表2 MHD患者腹主动脉钙化多因素Logistic回归结果

2.3 血清Irisin、BMP-7诊断MHD患者腹主动脉钙化的效能 血清Irisin诊断MHD患者腹主动脉钙化的ROC曲线下面积(AUC)为0.789，最佳截断值为45.8 ng/mL，此时敏感度为82%，特异度为87%，准确度为78%；血清BMP-7诊断MHD患者腹主动脉钙化的AUC为0.801，最佳截断值为1 056 pg/mL，此时敏感度为85%，特异度为79%，准确度为83%；血清Irisin、BMP-7联合诊断MHD患者腹主动脉钙化的AUC为0.886，敏感度为88%，特异度为82%，准确度为89%。

3 讨论

CKD是影响人类健康的全球公共卫生问题，其发病率在世界范围内呈逐年增长趋势[10]。CKD进展至终末期肾脏病需依靠肾脏替代治疗，造成巨大的医疗负担[11，12]。CKD患者后期骨和矿物质代谢的失衡，造成血管内膜和中膜的钙化，且透析患者腹主动脉钙化进展加快。腹主动脉钙化类似于骨发育和软骨形成，是血管壁细胞在各种刺激因素作用下活化，导致血管壁弹性减弱的过程[13]。MHD患者存在长期慢性炎症及钙磷代谢紊乱、继发性甲状旁腺功能亢进等，常促进腹主动脉钙化的发生和进展。腹主动脉钙化是导致心血管疾病发生的主要病因，并且与MHD患者心血管疾病导致的死亡密切相关[14]。目前腹主动脉钙化的诊断和评估主要通过X线片、CT等影像学检查手段，存在放射性损伤及无法动态评估等缺陷。因此，寻找能够早期反映腹主动脉钙化敏感的血清学指标有重要意义。

Irisin是一种调节糖脂代谢的肽类激素[15]，由骨骼肌分泌，可以诱导成骨细胞分化，增加皮质骨量，促进骨骼形成，因此可能是腹主动脉钙化的抑制剂[16]。既往研究表明，在终末期肾脏病MHD患者透析后血浆Irisin水平下降[17]；然而关于Irisin水平与MHD患者腹主动脉钙化的关系，目前相关的研究较少。BMP-7是骨形态发生蛋白家族的一员、拥有广泛的生理功能、可以在诱导骨组织和肾组织形成方面发挥重要的作用，并参与修复缺损的骨及软骨组织，显示出较好的临床应用前景。此外，BMP-7能减轻大鼠急性缺血性肾衰竭的严重程度[18]，对维持肾脏正常生理功能有重要作用。既往研究表明，BMP-7可抑制高磷血症诱导的血管平滑肌细胞向成骨样细胞转分化，同时抑制钙盐沉积，具有预防腹主动脉钙化的作用[19]。目前缺少对MHD患者血清BMP-7水平与腹主动脉钙化之间关系的探讨。

本研究结果发现，钙化组血清Irisin、BMP-7水平低于未钙化组。Irisin前体物质为FNDC5，FNDC5经剪切修饰后分泌入血即Irisin。以往研究表明，血清Irisin与代谢性疾病、2型糖尿病、肥胖及心血管疾病的发生和严重程度密切相关，能够改善胰岛素敏感性，降低血糖、血脂和内脏脂肪沉积水平，保护血管内皮细胞。血清Irisin水平的降低，能够促进血管平滑肌细胞向成骨细胞分化，从而促进腹主动脉钙化[20，21]。而BMP-7在肾脏组织高表达，一方面可以纠正骨代谢紊乱和降低高磷酸盐血症，促进骨合成代谢，使血磷酸盐沉积于骨质，从而降低血磷酸盐水平，减轻腹主动脉钙化和抑制血管纤维化[22，23]；另一方面，BMP-7可恢复骨合成代谢平衡，降低血磷酸盐水平，阻止血管平滑肌介导的腹主动脉钙化。当血清BMP-7水平降低时，会减弱血管平滑肌细胞向成骨样细胞分化的抑制作用，导致腹主动脉钙化的发生。本研究结果提示，血清Irisin、BMP-7对评估MHD患者腹主动脉钙化具有较高的诊断价值，二者联合检测诊断效能更高。研究还发现，高龄、长透析龄、高iPTH是MHD患者腹主动脉钙化的危险因素，透析龄较长的MHD患者由于慢性炎症、氧化应激和钙磷代谢紊乱等多种因素共同作用，容易发生腹主动脉钙化。此外，iPTH水平升高可促进血管平滑肌细胞的增殖，进而增加炎症介质或促进钙化基因的转录，增加腹主动脉钙化的发生风险[24]。

综上所述，MHD患者血清Irisin、BMP-7水平降低，是MHD患者腹主动脉钙化的危险因素，二者可作为MHD患者腹主动脉钙化诊断的血清学指标。但本研究入选样本量较少，且为单中心研究，其结论需进一步扩大样本进行评估。血清Irisin和BMP-7水平对于腹主动脉钙化的长期预后评估价值，需要更长的随访时间进一步明确。