慢性肾脏病患者血清镁、鸢尾素水平变化及其与颈动脉钙化的相关性

丁慧，潘艳，郭亚玲，陈卫东

蚌埠医学院蚌埠医学院第一附属医院，安徽蚌埠233004

心血管疾病是导致慢性肾脏病（chronic kidney disease，CKD）患者死亡的主要原因之一［1］。与同年龄、性别和种族的一般人群相比，终末期肾病（end stage renal disease，ESRD）患者发生心血管事件的可能性高5～30倍［2-3］。除糖尿病、高血压、血脂异常和炎症等因素外，由于血管床变化与骨和矿物因子适应性反应之间复杂的相互作用而导致血管钙化（vascular calcification，VC）患病率和严重程度增加，是导致CKD 患者心血管疾病发生、发展的重要因素。而VC 的发生可能进一步加重患者高血压、充血性心力衰竭、心肌肥厚和心肌梗死程度［4］。最新研究发现，合并低血镁（Mg）的CKD 患者容易出现VC，补充镁可延缓VC的发生［5-8］。同时有研究［9-11］发现，鸢尾素（Irisin）可诱导成骨细胞分化，增加成骨细胞活性；同时，鸢尾素增加皮质骨质量，说明鸢尾素可能是VC 的抑制剂，因为它有促进骨骼形成的能力。目前关于CKD 患者血清Mg、Irisin 水平变化与颈动脉钙化相关性研究报道较少。本研究观察了CKD 患者血清Mg、Irisin 水平变化，分析其与患者颈动脉钙化的关系。现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取 2019 年 10 月-2020 年 7 月间蚌埠医学院第一附属医院肾内科收治的CKD3～5期非透析患者133例为研究对象（CKD 组），年龄28～85（56.79±13.72）岁，原发病包括慢性肾小球肾炎 45 例（33.83%）、高血压病 27 例（20.30%）、2 型糖尿病合并高血压22例（16.54%）、2型糖尿病18例（13.53%）、其他21例（15.79%）。纳入标准：①签署知情同意书；②按照肾小球滤过率估算值（eGFR，MDRD 公式计算），符合慢性肾脏病3～5 期；③年龄＞18 岁。排除标准：①合并恶性肿瘤；②严重肝功能障碍，Child-PughC 级；③严重心功能不全，心功能Ⅲ级或以上；④近3月内存在急性心肌梗死；⑤既往已经存在严重的动脉粥样斑块硬化病史；⑥筛选前12周内进行过重大手术或尚未从手术中完全恢复；⑦近3 个月使用过利尿剂及含镁的抑制胃酸分泌的药物；⑧接受过腹膜透析或血液透析治疗。另选取同期于本院行体检的96 例健康体检者作为对照组。CKD 组年龄（56.79 ± 13.72）岁，其中男 68 例，BMI（23.34±3.01）kg/m2，血清白蛋白（36.04±5.23）g/L，血红蛋白（88.55 ± 19.37）g/L，C 反应蛋白（5.36 ±3.05）mg/L，总胆固醇（4.09 ± 1.04）mmol/L，三酰甘油（1.61 ± 0.72）mmol/L，低密度脂蛋白（2.51 ±0.85）mmol/L，高密度脂蛋白（1.06± 0.32）mmol/L，空腹血糖（6.00 ± 2.14）mmol/L ，血钙（2.07 ±0.21）mmol/L，血磷（1.85 ± 0.44）mmol/L，钙磷乘积（3.83 ± 0.90）mmol2/L2，甲 状 旁 腺 激 素（PTH）（309.88 ± 180.93）pg/mL，25 羟维生素 D（20.62 ±6.60）ng/mL，碱性磷酸酶（90.94 ± 41.90）U/L。对照组年龄（54.70 ± 12.49）岁，其中男 46 例，BMI（22.82±2.35）kg/m2，血清白蛋白（46.69±3.44）g/L，血红蛋白（140.89±11.76）g/L，C 反应蛋白（0.72±0.47）mg/L，总胆固醇（4.37 ± 3.78）mmol/L，三酰甘油（1.50 ± 0.44）mmol/L，低密度脂蛋白（2.59 ±0.47）mmol/L，高密度脂蛋白（1.17± 0.20）mmol/L，空腹血糖（4.89 ± 0.61）mmol/L ，血钙（2.38 ±0.08）mmol/L，血磷（1.10 ± 0.14）mmol/L，钙磷乘积（2.62 ± 0.36）mmol2/L2，PTH（53.11 ± 9.77）pg/mL，25 羟维生素 D（22.73 ± 2.78）ng/mL，碱性磷酸酶（61.98±15.23）U/L。两组血清血红蛋白、白蛋白、高密度脂蛋白、碱性磷酸酶、钙、磷、甲状旁腺激素、空腹血糖、钙、25 羟基维生素D、钙磷乘积间差异有统计学意义（P均＜0.05）。本研究经本院医学伦理委员会批准，纳入者均自愿参加并签署知情同意书。

1.2 CKD 患者及健康对照者血清Mg、Irisin 检测两组受试者禁食12 h于清晨抽取肘正中静脉血至不含抗凝剂采血管中，室温静置20 min，3 000 r/min离心20 min，收集血清-80 ℃冰箱冷冻待测，保存过程中如出现凝固，再次离心。取适量血清检测Mg，ELISA 法检测血清Irisin，试剂盒购自艾莱萨苏州卡尔文生物科技有限公司，所有检测步骤均严格按照试剂盒说明书进行。

1.3 CKD 患者颈动脉钙化情况观察 采用颈动脉彩色多普勒超声诊断仪，探头频率10 MHz。嘱受试者仰卧、颈部伸展、头略向另一侧倾斜，常规检测从颈总动脉近心端开始向头侧端（远端）自下而上连续扫查至球部，向上延伸至颈内外动脉，颈内动脉探测至远端。取舒张末期管腔内膜前缘到中膜前缘的垂直距离作为颈动脉内膜中层厚度（IMT）。颈动脉钙化判断标：IMT≥1.2 mm 为钙化斑块形成。颈动脉彩超固定由本院同一位经验丰富的超声科医师在不知情的条件下进行检测。

1.4 统计学方法 采用SPSS22.0 统计软件进行数据处理。计量资料以表示，两组间比较采用t检验，计数资料比较χ2检验。相关性分析采用Pearson 相关分析。采用二元Logistic 回归分析，建立二元Logistic 回归分析模型，以CKD 组颈动脉钙化状态为因变量（赋值1=是，0=否），以年龄、血清Irisin、Mg、磷、PTH、钙磷乘积、碱性磷酸酶作为自变量进行logistic 回归分析，分析影响颈动脉钙化的相关因素，P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 CKD 患者及健康对照者血清Mg、Irisin 水平比较 CKD 组及对照组血清 Mg 分别为（0.89 ±0.13）、（0.93 ± 0.07）mmol/L，血清 Irisin 分别为（199.19 ± 25.30）、（272.74 ± 26.59）ng/mL，与对照组比较，P均＜0.05。

2.2 不同颈动脉钙化情况的CKD 患者血清Mg、Irisin 水平比较 133 例 CKD 患者中 66 例存在颈动脉钙化、67例无钙化。颈动脉钙化者与无颈动脉钙化者血清Mg分别为（0.86±0.15）、（0.92±0.10）mmol/L，血清 Irisin 分别为（185.19 ± 17.91）、（212.98 ±23.98）ng/mL，与非钙化者比较，P均＜0.05。

2.3 CKD 患者颈动脉钙化的影响因素 存在颈动脉钙化的CKD 患者年龄（59.88± 12.88）岁，其中男33 例 ，BMI（23.70 ± 2.96）kg/m2，血 清 白 蛋 白（36.07 ± 5.32）g/L，血红蛋白（89.55 ± 19.25）g/L，C 反应蛋白（5.78 ± 3.77）mg/L，总胆固醇（4.13 ±0.86）mmol/L，三酰甘油（1.68 ± 0.75）mmol/L，低密度脂蛋白（2.56±0.80）mmol/L，高密度脂蛋白（1.05±0.38）mmol/L，空腹血糖（6.26± 2.26）mmol/L ，血钙（2.07 ± 0.20）mmol/L，血磷（1.97 ± 0.41）mmol/L，钙磷 乘 积（4.10 ± 0.86）mmol2/L2，PTH（351.73 ±194.86）pg/mL，25羟维生素D（20.33 ± 6.19）ng/mL，碱性磷酸酶（98.30 ± 51.27）U/L，存在糖尿病 22例，高血压 26 例。非钙化者年龄（53.75 ± 13.94）岁，其中男35例，BMI（22.99±3.03）kg/m2，血清白蛋白（36.02±5.19）g/L，血红蛋白（87.57±19.59）g/L，C 反应蛋白（4.94 ± 2.07）mg/L，总胆固醇（4.05 ±1.19）mmol/L，三酰甘油（1.54 ± 0.68）mmol/L，低密度脂蛋白（2.46±0.91）mmol/L，高密度脂蛋白（1.07±0.25）mmol/L，空腹血糖（5.76 ± 1.99）mmol/L ，血钙（2.07±0.22）mmol/L，血磷（1.72±0.44）mmol/L，钙磷乘积（3.56 ± 0.86）mmol2/L2，PTH（268.65 ±156.85）pg/mL，25羟维生素D（20.91 ± 7.02）ng/mL，碱性磷酸酶（83.69 ± 28.55）U/L，存在糖尿病 18例，高血压23 例。二者年龄、血清 Mg、Irisin、磷、钙磷乘积、PTH 及碱性磷酸酶比较，P均＜0.05。年龄、血清Mg、血清Irisin、钙磷乘积与CKD 患者的颈动脉钙化有关（OR分别为1.049，0.021，0.937，1.909，P均＜0.05）。

2.4 CKD患者血清Irisin与颈动脉钙化各指标的相关性结果 血清Irisin 水平与CKD 患者血清Mg 水平呈正相关（r=0.214，P＜0.05），与血清磷、钙磷乘积及 PTH 水平均呈负相关（r=-0.237，-0.210，-0.271，P均＜0.05）。

3 讨论

血管钙化（VC）是CKD患者的常见并发症，可增加心血管疾病发病率和死亡率。VC 的机制不仅是过量钙磷的被动沉淀，而且是血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cells，VSMCs）向成骨细胞转化的主动过程，越来越多的数据表明，在CKD 成骨平滑肌细胞转化过程中，血管钙化诱导因子和抑制因子之间存在不平衡［12］。探索CKD 患者血管钙化的可能因素，并据此予以一定的干预，对于改善CKD患者的预后意义重大。而关于CKD 患者VC 的机制仍在不断的探索中，与肾脏疾病相关的几个危险因素包括钙、磷酸盐和尿毒症毒素的积累，炎症，氧化应激，成纤维细胞生长因子23（FGF-23）增加和克罗索（Klotho）缺乏等；磷灰石的形成是VC 的主要成分，首先是可逆性的磷酸一氢钙（CaHPO4）的形成，然后CaHPO4转化为不可逆性的羟基磷灰石晶体，内源性钙化抑制剂通常会阻止这个过程［4］。在CKD患者中，局部和全身钙化抑制剂的质量和数量的改变也决定了VC的发生和进展。

Irisin 是最近被发现的一种主要由骨骼肌分泌的运动诱导激素，被认为可以通过刺激白色脂肪组织的褐变来促进能量消耗的增加，这可能会改善肥胖和葡萄糖内稳态［13］。COLAIANNI等［14-15］在小鼠和小鼠细胞的体内及体外实验中证实Irisin 可诱导成骨细胞分化，增加成骨细胞活性；此外，Irisin 增加了皮质骨质量［9-11］。这意味着Irisin 可能是血管钙化的抑制剂，因为它有促进骨骼形成的能力。本研究结果发现，CKD患者外周静脉血Irisin水平明显低于健康对照组，这与之前的研究结果一致。其机制尚未完全阐明，可能是多因素的。最近一项研究［16］发现，尿紧张素Ⅱ（urotensin Ⅱ，UⅡ）可以直接抑制小鼠骨骼细胞中Irisin 前体（Fibronectin Type Ⅲ Domain Containing 5，FNDC5）的表达；UⅡ受体基因敲除可上调慢性肾衰竭小鼠骨骼肌组织中FNDC5 的表达。WEN 等［17］研究发现，将尿毒毒素硫酸吲哚氧基注入人类骨骼肌细胞或分化的小鼠C2C12 成肌细胞后，FNDC5的水平呈剂量依赖性下降，且只有FNDC5蛋白水平受到直接影响，上游靶点PGC1-α 不受影响。据此可以推测，尿毒症毒素可以导致CKD患者Irisin浓度降低。此外，炎症、氧化应激、高级蛋白糖基化途径的激活也可能是CKD 患者Irisin 减少的原因［18］。需要注意的是，使用不同的试剂盒，血清Irisin 浓度的结果有较大差异，因此，在比较相关研究中Irisin 的结果或绝对值时，应考虑试剂盒的差异［13］。本研究结果发现，Irisin浓度的降低与CKD患者颈动脉钙化有关。HE 等［5］首次证实，与无 VC 的患者相比，VC 患者血清Irisin 水平明显降低；较低Irisin 水平是发生VC 的独立危险因素。本研究结果显示，血清Irisin 水平是颈动脉钙化的保护性因素，这一结果也支持Irisin可能是抑制VC的其中一个因素。而国内外关于Irisin 与VC 相关性的研究较少，其机制尚不清楚。可能是通过提高成骨细胞分化，或抑制VSMCs 向骨/软骨细胞的转化，或改善内皮功能障碍，降低循环钙负荷从而保护血管免于钙化［5］。Irisin 可以减少内皮细胞凋亡［19］。此外，本研究还发现血清Irisin 水平与CKD 患者血清磷、钙磷乘积、PTH 呈负相关，说明Irisin 水平降低可能会促进患者的钙磷代谢紊乱及继发性甲旁亢，但其具体机制尚不可知。而关于血清Irisin 与HDL 之间的关系尚存在争议，本研究未发现血清Irisin 与HDL 有显著相关性。WEN 等［17，20］认为，血清 Irisin 水平与CKD 患者血清HDL-C 水平呈正相关，可能原因为纳入研究人群不同，样本量不同，服用降脂药物患者比例的不同也可能是造成这些差异的原因。

Mg是人体必需的矿物质，是人体含量第四的矿物质，参与矿物质骨代谢、三磷酸腺苷代谢及神经递质释放等重要代谢过程，同时参与调节血管张力、心律和血小板活化血栓形成等过程［21］。Mg对VC的保护作用引起了肾脏病学界的关注。在VSMCs 中，二次结晶钙蛋白颗粒（secondary crystalline calciprotein particles，CPP2）可以介导磷诱导的钙化，而在体外，Mg2+可以延迟CPP2 结晶的形成，从而防止磷诱导的钙化［22］。羟基磷灰石是尿毒症动脉钙化最丰富的晶体类型，其形成是VSMCs 转移和VC 形成的必要条件，而Mg2+通过抑制细胞外间隙羟基磷灰石的形成，阻止其在VSMCs 上的沉积，从而阻止VSMCs 的钙化［6］。一项使用 5/6 肾切除大鼠模型的体内研究［8］证实，口服和腹腔内补充Mg 可以预防主动脉钙化。TER 等［23］证实补充 Mg 可以阻止 Klotho 基因敲除小鼠VC 的进展。最近，一项使用口服氧化镁补充剂的长期随机临床研究［7］显示，CKD 透析前患者补充镁剂后冠状动脉钙化的进展停止。本研究中，存在颈动脉钙化的CKD 患者血清Mg 水平低于非钙化者，且进一步回归分析显示低Mg是颈动脉钙化的高危因素，进一步证实了Mg 对VC 的抑制作用。低镁血症与慢性肾病和透析患者的心血管疾病和全因死亡率风险显著相关［24］。另一项关于老年维持性血液透析（maintenance hemodialysis，MHD）患者的回顾性研究［25］证明，低血清 Mg 浓度与 MHD 患者的全因和心血管死亡率相关。

综上所述，血清 Mg、Irisin 与 CKD 患者的颈动脉钙化有一定相关性，血清Mg、Irisin 水平降低可能是颈动脉钙化的危险因素。但本研究纳入的样本量较少，且CKD 患者选取的都是来我院就诊的住院患者，存在一定的局限性；此外，我们只在一个时间点检测患者血清Mg、Irisin，一个单独时间点的测量结果可能无法反映患者的整体水平。