糖尿病肾病患者合并动脉粥样硬化危险因素分析

马忠超 谢婷婷 孙晓萍 刘泽炜

聊城市人民医院肾内科，山东聊城 252000

动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）性心血管疾病（cardiovascular disease，CVD）是导致慢性肾脏病（chronic kidney disease，CKD）患者较高患病率和死亡率的主要原因。传统的心血管危险因素（高血压、糖尿病、血脂异常、高龄、吸烟和肥胖）和非传统危险因素（炎性反应和氧化应激）共同促进CKD 患者ASCVD 的发生和发展。AS 以动脉内膜-中层厚度（intima-media thickness，IMT）、弹性指数（pressure-strain elastic modulus，Ep）、僵硬指数（stiffness index，SI）增加和颈动脉斑块（carotid plaques，PS）形成为特征，颈动脉IMT、PS 增加被证明是死亡率的独立预测因子，并且动脉僵硬度增加预示着CKD 患者发生心血管并发症的风险更高。本研究目的是探讨糖尿病肾病（diabetic kidney disease，DKD）患者AS 的可能危险因素。

1 资料与方法

1.1 一般资料

纳入2018 年01 月至2021 年12 月聊城市人民医院肾内科收治的DKD 患者60 例分为3 组，分别为慢性肾脏病（chronic kidney disease，CKD）1～2期、3～4 期、5 期未透析患者，每组各20 例，同时选择20 名年龄、性别与DKD 患者匹配的健康成年人作为对照组。纳入标准：①2 型糖尿病合并糖尿病肾病；②既往无动脉粥样硬化疾病证据。排除标准：①合并其他肾损害；②急性感染、慢性肝病、自身免疫性疾病、恶性肿瘤等重大疾病者；③透析患者。本研究经聊城市人民医院伦理委员会批准（伦理审批号：2017098），且患者对本研究知情同意。

1.2 方法

1.2.1 实验室研究 所有患者禁食12h，隔日早晨收集静脉血，全段甲状旁腺素（intact parathormone，iPTH）、血尿酸（serum uric acid，SUA）、C 反应蛋白（C reactive protein，CRP）、血红蛋白（hemoglobin，HB）、白蛋白（albumin，ALB）、总胆红素（total bilirubin，TBIL）于医院中心实验室使用自动分析仪检测。白介素-6（interleukin-6，IL-6）、白介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、氧化低密度脂蛋白（oxidized low-density lipoprotein，ox-LDL）、髓过氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）、丙二醛（malondialdehyde，MDA）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）的血样品以2500 转/min的速度离心10min，储存在-40℃直至测定。血清中IL-6、IL-1β、ox-LDL、MPO 的水平通过酶联免疫吸附法（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）进行测定。IL-6、IL-1β ELISA 试剂盒购自加拿大Anogen-Yes 生物技术实验室有限公司，ox-LDL ELISA 试剂盒购自武汉USCN 生命科学公司，MPO ELISA 试剂盒购自德国Immundiagnostik 公司。采用分光光度计系列于550nm/532nm 自动分析仪（南京建成生物工程研究所）测定血清SOD 和MDA 含量。

1.2.2 颈动脉超声检查 使用美国通用公司的Vivid 7 型超声诊断仪，以7.5MHz 频率的颈动脉探头进行检测。受检者仰卧，颈部半伸展，探头位于前外侧位置，颈动脉IMT 测量在舒张期颈动脉分叉处1cm、2cm 和3cm 的远端壁上（即同步记录心电图显示R波时），测量管腔内膜界面的前缘到中层外膜界面前缘的垂直距离作为IMT，左右两侧共6 点的平均值作为结果。IMT≥1mm 或PS 形成定义为AS。PS 定义为局部内膜中层厚度≥1.3mm 或相邻IMT 高度的2 倍。然后将M 型超声心动图取样线置于颈总动脉球部近心端1cm 处，取样线尽量与颈总动脉长轴垂直，分别测量左右颈总动脉收缩期内径（systolic diameter，Ds）和舒张期内径（diastolic diameter，Dd），取两侧平均值。在颈动脉扫描期间通过水银血压计测量上臂收缩期血压（systolic blood pressure，SBP）和舒张期血压（diastolic blood pressure，DBP），取3次平均值。计算颈动脉弹性，颈动脉僵硬度用Ep 和SI 来评估。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 各组患者一般资料、生化及超声指标比较

DKD 组患者的iPTH、SUA、CRP、MPO、MDA、ox-LDL、SOD、IL-6、IMT、PS、Ep、SI 均高于对照组，HB、ALB、TBIL 均低于对照组，差异均有统计学意义（＜0.05，＜0.001）。比较各组间年龄、性别、IL-1β，差异均无统计学意义（＞0.05），见表1、2。

表1 各组患者一般资料和生化指标比较

2.2 各指标与动脉硬化的相关性分析

IMT 与iPTH、SUA、CRP、MPO、MDA、IL-6、ox-LDL 呈正相关，Ep 与iPTH、SUA、MPO、MDA、IL-6、ox-LDL 呈正相关，SI 与MPO、MDA、ox-LDL呈正相关，IMT、Ep、SI 均与HB、ALB、TBIL 呈负相关，差异均有统计学意义（＜0.05，＜0.001），见表3。

表2 各组间实验室和超声指标比较

表3 各指标与动脉硬化的相关性分析

2.3 AS 组与非AS 组两组间的比较

与非AS 组比较，AS 组具有较高的iPTH、SUA、CRP、MPO、MDA、SOD、IL-6、ox-LDL、IMT、Ep、SI 和较低的HB、ALB、TBIL，差异有统计学意义（＜0.05，＜0.001）。两组间IL-1β 比较，差异无统计学意义（＞0.05），见表4。

表4 AS 组与非AS 组的比较

3 讨论

DKD 患者由于代谢异常（如高血糖、血脂异常、胰岛素抵抗和晚期糖基化终末产物），具备动脉粥样硬化发生发展更高的危险因素，因此较非糖尿病肾病患者更容易发生动脉粥样硬化。本研究中，动脉粥样硬化相关指标与继发性甲状旁腺功能亢进（secondary hyperparathyroidism，SHPT）、高尿酸血症、氧化应激、微炎性反应呈正相关，与低蛋白血症、贫血、低胆红素血症呈负相关。此外，与非动脉粥样硬化DKD 患者相比，颈动脉粥样硬化的DKD 患者具有更高的SHPT、高尿酸血症、氧化应激、微炎性反应，以及更低的低蛋白血症、贫血、低胆红素血症。动脉硬化的特征是动脉顺应性降低、动脉僵硬度增加，患者临床具有较高的收缩压、较低的舒张压和脉压增宽，这些变化均为CVD 的危险因素。继发性甲状旁腺功能亢进的特征是甲状旁腺增生和iPTH 分泌增加，SHPT 在加速血管钙化和动脉粥样硬化中起重要作用。低蛋白血症和贫血是动脉粥样硬化的另一个危险因素，贫血可以激活交感神经和肾素血管紧张素醛固酮系统，引起血流动力学变化，并与微炎性反应和氧化应激密切相关。

尿酸是人体嘌呤代谢终产物，尿酸在细胞外和细胞内表现出抗氧化和氧化机制。细胞外尿酸是一种主要的亲水性抗氧化剂，大约 70%的自由基如单线态氧，过氧自由基和羟基自由基被清除在体内的亲水环境中。此外，尿酸可以保护内皮细胞免受外部氧化应激，但是，当尿酸通过有机阴离子转运蛋白摄入细胞失去其氧化剂并成为强烈的促氧化剂作用时，可造成机体氧化应激。高尿酸是心血管疾病，是高血压、肾病的独立危险因素，并且其危险程度呈剂量依赖性。研究证实，高尿酸血症通过诱导氧化应激、炎性反应、内皮功能障碍和肾素血管紧张素醛固酮系统的激活而发挥动脉粥样硬化作用。

本研究发现，血清TBIL 水平与动脉粥样硬化呈负相关。总胆红素水平已被证实与冠状动脉和脑动脉粥样硬化呈负相关。胆红素是血红素代谢的产物，血红素加氧酶-1（heme oxygenase-1，HO-1）是胆红素的催化酶。HO-1 和胆红素均为强还原剂和潜在的生理抗氧化剂，可抑制氧化应激损伤和脂质过氧化，对脉管系统发挥抗炎作用，从而抑制动脉粥样硬化的发生和发展。因此，增加HO-1 的过表达和胆红素浓度作为内源性抗氧化剂和抗动脉粥样硬化剂，具有重要的临床应用前景。最近的研究采用药理学方法或通过体外基因工程和动物实验证实其可以抵抗血管氧化，炎性反应性损伤和抑制动脉粥样硬化，但临床试验需要进一步研究。

本研究中，动脉粥样硬化组患者的CRP 和IL-6水平高于非动脉粥样硬化患者，IMT 与CRP 和IL-6呈正相关。CRP 是由肝细胞合成的急性期蛋白，目前已证实CRP 在动脉粥样硬化斑块病变中高表达，它可能积极参与斑块炎性反应和进展。IL-6 是主要的炎症因子之一，它可以促进内皮功能障碍，血管平滑肌细胞增生和迁移，介导炎性反应和应激反应。然而，在本研究中，血清IL-1β 浓度在 DKD 和对照组之间没有统计学意义，原因可能是在血浆中无法可靠地测量IL-1β 水平。尽管在DKD 患者中尚无血清 IL-1β 与动脉粥样硬化相关的流行病学研究，但丰富的病理研究证明IL-1β 在动脉粥样硬化斑块中显著增加，IL-1β 由斑块内皮细胞和单核/巨噬细胞产生，可通过增加炎性细胞的募集而发挥致动脉粥样硬化作用。基于上述理论，对卡那单抗（canakinumab，靶向IL-1β 单克隆抗体）进行抗炎抗血栓研究以评估IL-1β 抑制能否减轻AS 炎性反应，结果证实可降低CPR、IL-6 及IL-1β 水平，降低心血管事件的发生率。

本研究中，AS 组的SOD、ox-LDL、MPO、MDA水平高于非AS 组。MDA 是脂质过氧化的一种副产物，通常称为氧化应激标志物。Ox-LDL 不仅可以促进泡沫细胞的形成，还具有细胞毒性，诱导白细胞黏附分子的内皮表达，增加平滑肌细胞的增生。MPO 是一种140kd 的血红蛋白，由活化的中性粒细胞和单核细胞释放到血液中，脂蛋白氧化产生次氯酸，是促进巨噬细胞摄取及泡沫细胞形成的催化剂。因此，氧化应激在动脉粥样硬化中起重要作用，与其他文献报道一致，表明糖尿病肾病具有更高的氧化应激状态。氧化应激定义为高水平的活性氧产生，例如过氧化氢，脂质过氧化物，超氧化物。糖尿病，慢性肾病和动脉粥样硬化可促进活性氧的产生并导致氧化应激，但身体的抗氧化酶系统包括超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶，它们可以保护身体免受氧化损伤。其中，SOD 是抗过氧化物阴离子的主要抗氧化防御系统，在抗氧化应激中起重要作用，其在哺乳动物中由3 种同种型组成，细胞质中表达的SOD1（Cu-Zn-SOD），在线粒体基质中表达的SOD2（Mn-SOD），在细胞外基质（extracellular matrix，ECM）中表达的SOD3（EC-SOD），3 种SOD 同种型需要催化金属（Cu 或Mn）活化，所有这些都可以防御氧化应激诱导的损伤，因为它可将超氧阴离子（O）歧化为过氧化氢（HO）。关于氧化/抗氧化系统，多数研究认为CKD 的抗氧化能力下降，但少数SOD 活性研究发现了相互矛盾的结果。在本研究中，亦发现DKD 患者的SOD 水平显著增加，已证实动脉粥样斑块中的SOD 呈过度表达状态，故增加的SOD 属于对氧化应激的代偿性反应，即DKD患者体内的抗氧化能力可能部分代偿性增强。SOD 高表达可以防止氧化损伤、对炎性疾病有保护作用，有望在炎性反应、氧化应激相关疾病（包括动脉粥样硬化、心血管疾病）的治疗中发挥重要作用，然而，SOD 的临床应用受到其结构不稳定性和高成本的严重限制。与天然酶相比，纳米酶这种具有类酶活性的纳米材料更稳定、更经济、易于修饰、活性可调，由于其优异的特性，纳米酶近年来受到广泛关注，类SOD 纳米酶在去除活性氧、保护细胞免受氧化损伤、减轻组织炎性反应和抗衰老等方面具有替代天然SOD 的巨大潜力。在链脲佐菌素（streptozotocin，STZ）诱导的大鼠DKD 中，SOD治疗可抑制DKD 进展，并通过下调ROS/ERK1/2 信号通路降低死亡率、肾脏重量/体重比、纤维化变化和TGF-β1 表达，表明SOD 可用于DKD 的治疗，此外，SOD 在神经系统疾病、皮炎、关节炎、肺部疾病、肺纤维化、糖尿病等疾病治疗中亦有巨大应用前景。

总之，应控制传统和非传统的疾病危险因素以阻止或减缓动脉粥样硬化的进展。增加的SOD 水平表明人类抗动脉粥样硬化能力可能代偿性增强，但受可能药物影响，本研究参与者数量较少和横断面设计，有一些局限性，需要进一步研究。