老年慢性肾脏病3～5期非透析患者心脏瓣膜钙化特点及其与血清骨代谢标志物的相关性

洪 维， 肖 婧， 傅辰生， 张晓丽， 叶志斌*

1. 复旦大学附属华东医院骨质疏松科，上海 200040 2. 复旦大学附属华东医院肾内科，上海 200040

随着人口老龄化加剧，慢性肾脏疾病(chronic kidney disease, CKD)、糖尿病和高血压等慢性疾病发病率不断上升。据统计，全球范围内CKD的患病率已高达14.3%，我国18岁以上人群CKD的患病率为10.8%，60～79岁人群CKD的患病率为16.3%，而80岁及以上老年人CKD的患病率可高达64.1%[1-2]。肾功能逐渐减退导致的矿物质和骨代谢异常(chronic kidney disease-mineral and bone disorder, CKD-MBD)是CKD患者常见的并发症[3]。钙磷代谢异常和相继的骨代谢紊乱不仅导致CKD患者骨折风险大幅增加，还可引起血管及心脏瓣膜钙化(cardiac valve calcification, VC)。成骨和破骨过程中的多种信号通路主动参与VC的形成[4]，VC是导致终末期CKD患者心血管事件发生、病死率与致残率增加的重要危险因素[5-6]。老年患者本身就是VC的高发人群，且往往存在多种影响骨代谢异常的因素，但关于老年CKD非透析患者VC与血清代谢标志物(BTM)相关性的研究甚少。本研究以老年CKD 3～5期非透析患者为研究对象，评估其心脏瓣膜钙化的发生率及特点，并分析与血清BTM的相关性，为老年CKD患者心脏瓣膜钙化的早期诊断和预防提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象 入组2016年1月至2018年12月本院肾内科住院的老年CKD 3～5期非透析患者168例，其中男性80例，女性88例，年龄60～93岁。入组标准：年龄≥60岁、符合CKD 3～5期的患者[7]。CKD诊断标准，根据CKD-EPI公式计算得出估算肾小球滤过率(eGFR)<60 mL/(min·1.73 m2)，排除标准：已接受透析治疗或肾移植者；近3个月内曾使用钙敏感受体激动剂、磷结合剂、维生素D类制剂及其类似物、糖皮质激素、免疫抑制剂及抗骨质疏松药物如双膦酸盐、降钙素、甲状旁腺素等者；原发性甲状旁腺功能亢进；合并恶性肿瘤；CKD急性加重期；合并急性感染；先天性心脏病；既往有心脏瓣膜手术史。本研究经复旦大学附属华东医院伦理委员会审批通过(编号：2017K038)，所有入选者自愿参加本项研究。

1.2 研究方法 (1)临床资料与病史收集：记录参试者的年龄、性别、现病史、药物使用史，测量身高、体质量，计算体质量指数(body mass index, BMI)。(2)实验室检查：入院后48 h内，隔日清晨空腹采血，采用希森美康SE2100全自动分析仪检测血红蛋白(hemoglobin, Hb)，用罗氏MODULAR D/P生化分析仪测量血生化指标，包括血清肌酐(creatinine, Scr)、尿素氮(urea nitrogen, BUN)、尿酸(uric acid, UA)、血钙(calcium, Ca)、血磷(phosphorus, P)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)、白蛋白(albumin, ALB)、三酰甘油(triglyceride, TC)、胆固醇(cholesterol, TG)。骨钙素(osteocalcin, BGP)、Ⅰ型胶原分子N-端前肽(N-terminal propeptide of human procollagen type Ⅰ, PINP)、Ⅰ型胶原交联C-末端肽(beta carboxyl-terminal cross-linking telopeptide of type Ⅰ collagen, β-CTX)、25-羟基维生素D(25 hydroxyvitamin D, 25OHD)、1,25-羟基维生素D[1,25-Dihydroxyvitamin D, 1,25(OH)2D]和全段甲状旁腺激素(intact parathyroid hormone, iPTH)采用罗氏公司E170全自动电化学发光免疫分析系统检测。(3)心脏瓣膜钙化的检测：采用Philips EPIC7c x5-1探头2～5 MHz超声心动仪检测入组患者心脏瓣膜钙化情况。心脏瓣膜钙化诊断标准：主动脉瓣、二尖瓣、三尖瓣中任意1个或多个瓣膜或瓣环上有明亮回声大于1 mm，即判定为心脏瓣膜钙化(VC)组，3个瓣膜均未发生钙化定为心脏瓣膜非钙化(NVC)组。

1.3 分组标准 CKD分期：根据CKD-EPI[7]公式计算eGFR，将eGFR在30～59 mL/(min·1.73 m2)定义为CKD 3期，eGFR在15～29 mL/(min·1.73 m2)定义为CKD 4期，eGFR<15 mL/(min·1.73 m2)定义为CKD 5期。女性：(1)血肌酐≤ 0.7 mg/dL，GFR=144×[血肌酐(mg/dl)/0.7]-0.329×(0.993)×年龄；(2)血肌酐>0.7 mg/dL，GFR=144×[血肌酐(mg/dl)/0.7]-1.209×(0.993)×年龄。男性：(1)血肌酐≤0.9 g/dL，GFR=141×[血肌酐(mg/dl)/0.9]-0.411×(0.993)×年龄；(2)血肌酐>0.9 mg/dL，GFR=141×[血肌酐(mg/dl)/0.9]-1.209×(0.993)×年龄。

1.4 统计学处理 采用SPSS 21.0统计软件进行数据处理。符合正态分布计量资料以均数±标准差表示，两组间比较采用t检验；非正态分布计量资料以中位数(四分位间距)表示，两组间比较采用秩和检验；计数资料用率描述，两组间与多组无序变量比较采用Pearson卡方检验或Fisher卡方检验；危险因素分析采用单因素Logistic回归和逐步多元Logistic回归(LR)；检验水准(α)为0.05。

2 结 果

2.1 心脏瓣膜钙化组(VC)与非钙化组(NVC)患者一般资料和血BTM的差异 结果(表1)表明：入组的168例平均年龄为(72.79±9.31)岁的老年CKD 3～5期患者中，女性88例，平均年龄为(73.64±9.24)岁，男性80例，平均年龄为(71.86±9.37)岁。其中原发病主要包括慢性肾小球肾炎(56例)、糖尿病肾病(47例)、高血压肾病(41例)、梗阻性肾病(7例)、缺血性肾病(7例)、狼疮性肾病(4例)、痛风性肾病(2例)和其他原因肾功能不全(4例)。VC组的年龄﹑iPTH和β-CTX显著高于NVC组(P<0.05或P<0.01)，VC组的eGFR略低于NVC组(P<0.05)，ALP略高于NVC组(P<0.05)。两组均存在明显维生素D缺乏(25OHD均<20 ng/mL)，但两组间差异无统计学意义(10 ng/mLvs11.1 ng/mL)。两组间血钙、血磷、BGP、PINP和1,25(OH)2D等其他骨代谢标志物均无显著差异。

表1 心脏瓣膜钙化(VC)组和非钙化组(NVC)组一般资料和血代谢标志物(BTM)的差异

2.2 老年CKD 3～5期非透析患者的心脏瓣膜钙化发生率及特点 老年患者CKD各期VC的发生率：CKD 3期11例(30.56%)、4期27例(55.10%)和5期41例(49.40%)，各期间差异无统计学意义(P>0.05)。各期中主动脉瓣钙化均为最常见，二尖瓣钙化居其次，三尖瓣瓣钙最少见。CKD 4期和5期患者主动脉瓣钙化发生率(53.06%和39.75%)显著高于CKD 3期(25.00%，P<0.05)。CKD 3～5期各期二尖瓣钙化发生率无明显差异(11.11%vs8.16%vs18.07%,P>0.05)，见表2。

表2 老年CKD3-5期非透析患者各期心脏瓣膜钙化发生率

2.3 老年CKD 3～5期非透析患者心脏瓣膜钙化及其相关危险因素的单因素Logistic回归分析 以心脏瓣膜钙化与否作为因变量行单因素Logistic回归，结果(表3)表明：年龄、eGFR、β-CTX和iPTH与心脏瓣膜钙化显著相关(P<0.05)。

2.4 老年CKD 3～5期非透析患者血清BTM与主动脉瓣钙化和二尖瓣钙化的多元Logistic回归 以主动脉瓣钙化和二尖瓣钙化与否分别作为因变量行Logistic逐步多元回归，将年龄和eGFR及血清BTM作为因变量。结果发现年龄越大和iPTH越高是主动脉瓣钙化的独立危险因素(P均<0.01)，但iPTH的OR值只有1.004，因此临床意义并不大。年龄越大(OR=1.104)和β-CTX越高(OR=1.001)是二尖瓣钙化的独立危险因素(P均<0.05)，而β-CTX的OR值只有1.001，因此临床意义亦不大(表4)。

表3 老年CKD 3～5期非透析患者心脏瓣膜钙化及其相关危险因素的单因素Logistic回归分析

表4 老年CKD 3～5期非透析患者血清BTM与主动脉钙化和二尖瓣钙化的多元Logistic回归分析

3 讨 论

心脏瓣膜钙化在终末期肾病(end stage renal disease, ESRD)，尤其是透析患者中十分常见[8]。伴VC的ESRD患者比无心脏瓣膜病ESRD患者的2年生存率下降约30%[9]。关于中、重度非透析CKD患者VC发生率的研究较少，且报道不一。有研究显示，VC发生率随CKD的进展而增加，在CKD 3期为40%左右，到CKD 5期可高达80%[10-11]。老年患者由于增龄所致瓣膜退行性变，VC发生率可能相对更高，因此，研究老年非透析CKD患者的VC有重要的临床意义。本研究168例CKD 3～5期非透析老年患者中，CKD 3期VC患病率为30.56%，CKD 4～5期开始上升到50%左右，但3组间差异无统计学意义。进一步分析发现：主动脉瓣钙化在各期CKD中均最为常见，其中CKD 4和5期的主动脉瓣钙化发生率显著高于CKD 3期，而二尖瓣钙化的发生率在3组间无明显差异，三尖瓣钙化发生率非常低。主动脉瓣钙化可以引起反流和狭窄，导致进行性左室扩张和呼吸困难等，而二尖瓣钙化要到疾病晚期才出现症状[12]。上述研究结果与波兰的一项针对平均年龄60岁CKD患者的观察结果[11]类似，在该研究中，CKD 4～5期患者更容易发生主动脉瓣钙化，CKD 5期主动脉瓣钙化率可达61.9%，而二尖瓣钙化发生率与对照组相比仅轻微增加。另一项研究[13]则显示，在透析患者中，以二尖瓣钙化最常见(23.3%)，其次是主动脉瓣钙化(21.7%)，主动脉瓣和二尖瓣钙化均有者占11.6%。以上研究结果的差异可能是由于纳入人群的CKD分期、CKD基础疾病、年龄、治疗模式和病程等多方面因素影响所致。相比二尖瓣，主动脉瓣膜侧承受的机械性压力较大，加之本研究中的老年患者合并高血压和糖尿病者较多，内皮细胞容易受损，在此病理基础上CKD相关的钙磷代谢和骨代谢紊乱更容易引起主动脉瓣膜钙化。

VC与多种因素有关，除了常见的增龄、高血压、糖尿病、血脂异常、炎症和营养不良等[8,10]，CKD-MBD导致的骨代谢紊乱与VC的发生密切相关。近年研究发现，血管钙化的细胞分子特征与骨生物学特征有很多相似之处，血管钙化是类似于骨代谢的主动矿化调节过程。成骨细胞/软骨样细胞能够产生胶原基质并形成富含钙磷基质的囊泡，引发血管壁和瓣膜的矿化[5]。在CKD患者病理钙化的瓣膜组织上发现骨相关蛋白的关联基因和蛋白的表达，如ALP、骨桥蛋白(osteopontin, OPN)、骨钙素(osteocalcin, BGP)、骨形态发生蛋白(bone morphogenic proteins, BMPs)和Runt相关转录因子2(runt-related transcription factor 2, Runx2)等[14-15]。一些血清骨代谢标志物，如血清PTH、1，25(OH)2D、ALP、骨桥蛋白和骨保护素等，在临床研究中主要用于反映骨形成和骨吸收的状态，但CKD患者随着肾功能减退，血清骨代谢标志物水平也会相应发生改变，其对判断CKD患者骨转化特点和心血管疾病风险的价值如何均尚有争议[16-17]。本研究分析了老年CKD非透析患者VC与NVC组血清骨代谢标志物的差异，发现年龄是老年患者VC的重要因素。本研究中VC组的年龄[(76.66±8.94)岁]显著高于NVC组[(69.26±7.96)岁]，无论是主动脉瓣钙化还是二尖瓣钙化，逐步多元回归都显示年龄越大是老年CKD非透析患者VC的独立危险因素，每增加1岁，主动脉瓣钙化的概率增高1.102倍，二尖瓣钙化的概率增高1.104倍。有一项研究[18]表明，VC的相对危险度随增龄每10年增加2.22～2.66倍。在本研究中，VC组部分反映成骨状态的指标(如ALP)和反映破骨状态的指标(β-CTX)都较NVC组增高。ALP通过水解磷脂释放无机磷，使局部磷浓度增加，促进骨矿化，可以辅助评估成骨细胞活动状态，是反映骨形成的指标之一，而β-CTX是破骨细胞在骨吸收过程中降解胶原片段的特异性指标。在本研究中，VC组的iPTH也显著高于NVC组。为进一步明确骨代谢标志物与VC的关系，首先将所有因素纳入，进行Logistic单因素回归分析，发现骨代谢标志物中只有iPTH和β-CTX与老年CKD 3～5期患者VC相关；但进一步的逐步多元回归分析显示，虽然iPTH较高是主动脉钙化的独立危险因素，β-CTX较高是二尖瓣钙化的独立危险因素，P值均有统计学意义，但两者OR值都接近于1。因此，其临床意义可能并不大。这可能是由于CKD 3～5期时，β-CTX受到肾功能的影响，其指标升高不能完全反映骨转换的情况[19]，故其对VC的影响较难判断。继发性甲状旁腺功能亢进是CKD患者常见的并发症之一，iPTH的变化既是判断CKD-MBD骨转换类型，也是评估骨折风险和总死亡率的重要指标[20]。体外研究[21]发现，接受PTH注射的大鼠会出现明显的血管钙化，且此作用与饮食或肾功能无关，这表明PTH具有促进血管钙化的作用。意大利的一项研究[22]显示：在46～56岁的CKD 3～4期患者中，主动脉瓣钙化程度与iPTH(r=0.212,P=0.03)正相关，在多变量分析中，主动脉瓣钙化程度与iPTH(P=0.01)水平独立相关，这与本研究结果类似。也有研究[10]显示，在CKD 1～5期老年患者中VC组的iPTH与NVC组差异无统计学意义，Logistic多元回归也进一步显示iPTH不是VC的独立危险因素。因此，iPTH与老年CKD患者VC的相关性还有待进一步大样本前瞻性研究来验证。常规的血清骨代谢标志物与老年CKD 3～5期非透析患者的VC相关性不大。有研究[23-24]显示，FGF-23、α-Klotho、sclerostin等新型血清骨代谢标志物在预测CKD患者VC方面有更好的价值。

本研究有一定的局限性，这是一项单中心研究，样本量较小，未设老年CKD 1～2期的对照组，VC判定是采用心脏彩超的定性检测而未采用CT进行半定量检查。此外，本研究是一项横断面研究，未对VC及其引起的心血管事件对患者远期预后进行长期随访。

综上所述，老年CKD 4～5期非透析患者VC发生率较高，半数CKD 4～5期老年人存在VC，CKD各期VC均以主动脉瓣钙化最常见，二尖瓣钙化次之。VC组部分反映成骨状况指标(如ALP)和反映破骨状况指(β-CTX)都相对NVC组活跃。高龄是老年CKD 3～5期非透析患者VC的独立危险因素，虽然iPTH较高是主动脉瓣钙化的独立危险因素，β-CTX较高是二尖瓣钙化的独立危险因素，但其临床意义可能并不大。传统常规的血清骨转换指标对老年CKD患者中VC的预测作用不大，对此尚有待大样本前瞻性研究进一步验证。