甲状旁腺激素片段对维持性血液透析患者骨转换的临床意义

熊 琳 杨建波 温向琼 谢 鑫 吴蔚桦 欧三桃

肾性骨病是维持性血液透析(MHD)患者常见的并发症,与患者的骨折发生率及死亡率密切相关。骨转换异常是肾性骨病的重要表现,准确判断骨转换类型对指导治疗至关重要。骨活检是诊断骨转换的金标准[1],但临床实施困难。基于《改善全球肾脏疾病预后组织(KDIGO)指南》[2]和《中国慢性肾脏病矿物质和骨异常诊治指南》[3],临床上主要通过检测“全段甲状旁腺激素”(iPTH)并结合骨代谢标志物等间接评估骨转换。 然而,iPTH包括全长甲状旁腺激素[(1-84)PTH]和以(7-84)PTH为主的PTH片段,且(7-84)PTH可能具有与(1-84)PTH相反的生物学作用[4],故检测(1-84)PTH理论上比检测iPTH能更准确地反映骨转换状态,但现有研究结论存在争议。因此,本研究旨在通过分析MHD患者血清iPTH、(1-84)PTH、(7-84)PTH及相应PTH比值的临床特点,探讨三种PTH及相应PTH比值与骨转换标志物之间的具体关系,研究同时检测iPTH及(1-84)PTH对评估MHD患者骨转换的临床意义。

对象和方法

研究对象2020年1月至2021年1月在西南医科大学附属医院行规律透析的MHD患者。纳入标准:(1)年龄≥18岁;(2)透析时间≥6月;(3)3个月内无严重感染及手术史,无使用免疫抑制剂及糖皮质激素病史;(4)既往无甲状旁腺切除手术史。排除标准:(1)肝功能严重受损;(2)患有佝偻病及原发性甲状旁腺疾病等影响钙磷代谢的患者;(3)确诊或疑似恶性肿瘤、原发性骨肿瘤或肿瘤骨转移影响骨代谢的患者;(4)病例资料不完整。本研究得到了患者的知情同意和西南医科大学附属医院临床试验伦理委员会的批准(KY2020007)。

实验室检查透析前抽取非动静脉内瘘侧的空腹静脉血,用全自动生化分析仪检测尿素氮(BUN),血清肌酐(SCr),血钙、血磷、碱性磷酸酶(ALP);用相应的试剂盒检测总25羟基维生素D[(25(OH) D] (化学发光免疫分析法,Liaision 索灵全自动化学发光免疫分析仪,DiaSorin公司意大利),总I型胶原N端前肽(tPINP),骨钙素(OC),β-Ⅰ型胶原交联C末端肽(β-CTX), iPTH及(1-84)PTH水平。其中,25(OH)D测定试剂盒购自mindray公司, tPINP、OC、β-CTX、iPTH和(1-84)PTH测定试剂盒均购自罗氏公司,且均采用全自动电化学发光法[5](Cobase-602全自动电化学发光免疫分析仪,罗氏公司德国)。iPTH与(1-84)PTH的差值视为(7-84)PTH水平。所有项目均执行了室内质控,并参加了室间质评。

试验分组根据iPTH水平将患者分为五组:A组(10～65 ng/ml)、B组(66～199 ng/ml)、C组(200～399 ng/ml)、D组(400～799 ng/ml)、E组(≥800 ng/ml)。

统计学分析使用《SPSS 25.0》统计软件进行数据分析。正态分布计量资料用均数±标准差表示,两组间比较采用两独立样本t检验,多组间比较采用单因素方差分析。偏态分布的计量资料用中位数(四分位数间距)表示,两组比较采用 Mann-Whitney U检验,多组比较采用Kruskal-Wallis H检验,进一步的事后两两比较采用Bonferroni法校正。采用 Spearman相关分析PTH及相应比值与骨代谢标志物的相关性。一元线性回归拟合iPTH预测(1-84)PTH的能力。P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

基线特征及实验室检查共纳入MHD患者224例,其中男性133例(59.38%),平均年龄56±14岁,透析龄49±33月。实验室检查结果显示，患者普遍存在25(OH)D缺乏,而iPTH、(1-84)PTH及骨转换标志物ALP、tPINP、OC、β-CTX均明显升高,其余基线特征及实验室检查结果见表1。

表1 基线特征及实验室检查结果

三种PTH及相应比值的比较随iPTH水平增加,(1-84)PTH和(7-84)PTH均呈上升趋势,且当iPTH<1 300 ng/ml时,iPTH能较好地预测(1-84)PTH,线性拟合关系为(1-84) PTH=0.516 iPTH+30.247 (调整后R2=0.939,P<0.001)(图1)。此外,从A组到E组,(1-84)PTH、(7-84)PTH、(7-84)PTH/iPTH比值呈上升趋势,而(1-84)PTH/(7-84)PTH比值、(1-84)PTH/iPTH比值呈下降趋势;(1-84)PTH、(7-84)PTH、(1-84)PTH/(7-84)PTH比值仅在A组和B组间的差异无统计学意义,而在其他组之间均有统计学差异(表2)。

表2 三种PTH及相应比值的比较

图1 (1-84)PTH和(7-84)PTH随iPTH的变化趋势iPTH:全段甲状旁腺激素;(1-84)PTH:全长甲状旁腺激素

骨转换标志物的比较从A组到E组,血清ALP、tPINP、OC、β-CTX均呈上升趋势。其中,D组和E组的tP1NP、OC、β-CTX均高于A组、B组、C组,P均<0.05,而ALP、tPINP、OC、β-CTX的水平在A组、B组、C组之间以及D组和E组之间的差异均无统计学意义(表1)。

三种PTH及相应比值的相关性相关性分析表明iPTH与(1-84)PTH和(7-84)PTH均呈显著正相关,(1-84)PTH与(7-84)PTH也呈显著正相关(图2)。此外,iPTH、(1-84)PTH、(7-84)PTH均与(1-84)PTH/(7-84)PTH比值及(1-84)PTH/iPTH比值呈负相关,与(7-84)PTH/iPTH比值呈正相关(P均<0.01)(表3)。

图2 三种PTH之间的相关性PTH:甲状旁腺激素;iPTH:全段甲状旁腺激素;(1-84)PTH:全长甲状旁腺激素

表3 三种PTH与相应PTH比值的相关性

三种PTH及相应比值与骨转换标志物的相关性iPTH、(1-84)PTH、(7-84)PTH均与ALP、tPINP、OC、β-CTX呈正相关(P均<0.01),且(7-84)PTH与上述指标的相关性大于iPTH及(1-84)PTH;(1-84)PTH/(7-84)PTH比值、(1-84)PTH/iPTH比值与ALP、tPINP、OC、β-CTX呈负相关,而(7-84)PTH/iPTH比值与上述指标呈正相关(P均<0.01)(表4)。

表4 三种PTH及相应比值与骨转换标志物的相关性

讨 论

本研究表明iPTH、(1-84)PTH、(7-84)PTH三者之间有高达90%的正相关关系,该结果与Gao 等[6]的结果一致。出乎意料的是,(1-84)PTH和(1-84)PTH/(7-84)PTH比值均与(1-84)PTH/iPTH比值呈负相关,而均与(7-84)PTH/iPTH比值呈正相关。这是由于随iPTH水平增加,(7-84)PTH增加的比例大于(1-84)PTH,且不同iPTH水平中(1-84)PTH和(7-84)PTH所占的比例存在很大的差异。此外,根据(1-84)PTH和(7-84)PTH随iPTH上升的变化趋势,我们发现当iPTH<1 300 ng/ml时,iPTH能较好地预测真正具有生物活性的(1-84)PTH水平。由于样本量有限,我们没有计算iPTH≥1 300 ng/ml时iPTH与(1-84)PTH的线性关系。

鉴于PTH对调控骨转换具有重要作用,本研究分析了三种PTH和相应比值与骨转换标志物的具体关系发现，随iPTH水平增加,骨转换标志物均呈上升趋势,这似乎与公认的iPTH促进骨转换相符合。然而,差异性分析结果显示骨转换标志物在iPTH<400 ng/ml的三组之间以及400～799 ng/ml组和iPTH≥800 ng/ml组之间的差异均无统计学意义,表明单独检测iPTH或联合骨转换标志物均不能较好地判断骨转换状态。分析其原因,可能是随iPTH水平增加,(7-84)PTH所占比例更大,而(7-84)PTH具有拮抗(1-84)PTH促进骨转换的作用,进而出现骨转换标志物随iPTH水平升高而升高,但实际上骨转换活跃程度并未真正增加的结果。

为验证(7-84)PTH具有拮抗(1-84)PTH促进骨转换的假设,本研究进一步分析了三种PTH及相应比值与骨转换标志物的相关性发现，三种PTH均与骨转换标志物呈正相关,且(7-84)PTH与骨转换标志物的相关性大于iPTH及(1-84)PTH,似乎表明(7-84)PTH促进骨转换。值得注意的是，(1-84)PTH/(7-84)PTH比值及(1-84)PTH/iPTH比值均与骨转换标志物呈负相关。这是由于iPTH水平较低时,主要成分是(1-84)PTH,而较低水平的(1-84)PTH不足以导致MHD患者发生高骨转换,因此循环骨转换标志物水平相对较低;当iPTH水平逐渐升高时,随之增多的(1-84)PTH促进骨转换速率加快,表现为骨转换标志物逐渐升高;与此同时,活跃的骨转换促进(7-84)PTH分泌增多以拮抗高骨转换,从而出现当iPTH处于较高水平时平均(7-84)PTH所占比例更高的结果,同时也可能解释血液透析患者在高骨转换时骨骼对PTH产生抵抗[7],以阻止骨转换率进一步升高。由此可见,(7-84)PTH可能具有拮抗高骨转换的作用。

尽管我们未进行骨活检以准确判断骨转换,肾功能不全也会导致骨转换标志物高于其实际水平,从而不能完全反映骨转换的真实状态,但既往一些研究结果很好地支持了本研究的结论。查阅相关文献发现,去除甲状旁腺的大鼠单独补充(1-84)PTH可使骨转换恢复正常,同时给予(7-84)PTH则消除了上述效应,并可引起无动力性骨病[8]。此外,与(1-84)PTH通过结合PTH相关肽(PTHrp)受体促进骨转换的机制不同,(7-84)PTH可通过与成骨细胞和骨细胞内的PTH羧基末端受体结合,发挥直接的抗骨吸收作用[9-10]。 更有趣的是,有研究表明当2例透析患者的iPTH均为1 200 pg/ml时,经骨活检证实1例患者为高转换骨病,而另1例则为无动力性骨病[11]。这是由于当(1-84)PTH刺激PTH/PTHrp受体的比例高于(7-84)PTH刺激羧基末端PTH受体的比例时,则表现为高骨转换,反之则表现为无动力性骨病。因此,(7-84)PTH确实具有拮抗高骨转换的作用,同时检测iPTH和(1-84)PTH有助于更好地评估骨转换。

鉴于(1-84)PTH/(7-84)PTH比值>1是否提示高骨转换至今仍存在争议[12-13]。我们根据该比值是否>1将患者分为两组,结果显示(1-84)PTH/(7-84)PTH≥1组iPTH、(1-84)PTH、(7-84)PTH、(7-84)PTH/iPTH及骨转换标志物水平更低,且差异有统计学意义。此外,该结果与以(1-84)PTH/(7-84)PTH比值的中位数1.63分为两组,或按其四分位数分为比值<1.29、1.29～2.14及>2.14三组得到的结果相一致。因此,我们认为(1-84)PTH/(7-84)PTH比值>1不能表明骨转换率更高,且(1-84)PTH/(7-84)PTH比值对评估骨转换无实质性意义,而真正影响骨转换的因素是iPTH中(1-84)PTH和(7-84)PTH的相对水平。

小结:本研究发现MHD患者血清iPTH水平显著高于(1-84)PTH水平, iPTH水平越高,iPTH和(1-84)PTH的检测结果差异越大。骨转换状态同时受循环中iPTH 绝对水平和iPTH中(1-84)PTH和(7-84)PTH相对水平的影响,(7-84)PTH片段对(1-84)PTH促进骨转换具有拮抗作用,同时检测iPTH及(1-84)PTH有助于更好地评估MHD患者的骨转换状态。