铁调素、铁调素/铁蛋白比值对铁储量充足的维持性腹膜透析患者发生功能性缺铁的诊断价值▲

鲍美霜 王 洁 肖 宇 马瑞莺 黄非凡 黄美英

(1 右江民族医学院研究生学院,广西百色市 533000;2 右江民族医学院附属医院肾内科一病区,广西百色市 533000)

随着生活水平的提高,代谢性疾病的患病率也随之上升,慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)的全球患病率也呈上升趋势[1-2],发达国家CKD患病率达11%[3]。2012年发布的一项CKD流行病学调查结果表明,中国成人CKD患病率为10.8%[4]。CKD患者普遍存在不同程度的贫血,引起肾性贫血的原因复杂多样,其中促红细胞生成素不足是肾性贫血的主要原因,铁的绝对或相对缺乏也是肾性贫血的原因之一。铁的主要功能是参与红细胞中氧气的运输,以及作为辅助因子和电子传递链参与酶反应[5-6]。正常情况下,人体内的储存铁与可利用的循环铁互相转换,两者处于动态平衡状态,铁过多或过少均会对机体产生影响,而绝对性缺铁和功能性缺铁均可导致CKD患者出现贫血。铁剂可以提高重组人促红细胞生成素(recombinant human erythropoietin,rHuEPO)的治疗效果,单纯铁剂治疗也可以改善肾性贫血[7],因此绝对性缺铁患者可以从铁剂治疗中获益。但对于功能性缺铁的患者,其铁的储存量充足,但储存铁释放利用障碍,如果给予铁剂治疗,容易造成患者储存铁过度堆积,未被利用的过量铁可通过破坏脂质膜、蛋白质和DNA等导致氧化应激,即导致器官组织铁中毒。如何准确识别功能性缺铁和绝对性缺铁患者,在提高铁剂治疗效果的同时又不引起储存铁的堆积,是目前临床上亟须解决的难题。

目前评价机体铁水平的指标较多,但这些指标容易受到慢性病、炎症等的影响,不能准确反映机体铁储存情况。铁蛋白是储存铁唯一的蛋白质,可以反映细胞内铁储存情况。铁调素是一种由肝脏合成和分泌的肽,它通过抑制肠道对铁的吸收和储铁细胞(如巨噬细胞、肝细胞)对铁的释放以保证铁平衡,在铁代谢中扮演重要的角色[8]。铁调素/铁蛋白比值是衡量铁超载的指标,本课题组在前期研究中发现,铁调素/铁蛋白比值升高可能提示CKD患者发生功能性缺铁[9]。本研究分析接受维持性腹膜透析治疗的CKD患者发生功能性缺铁的危险因素,并探讨铁调素、铁调素/铁蛋白比值对患者功能性缺铁的诊断价值,为临床评估此类患者发生功能性缺铁提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2020年10月至2021年9月期间在右江民族医学院附属医院肾内科定期复诊的维持性腹膜透析患者为研究对象。纳入标准:(1)透析龄≥3个月,均每日规律更换腹膜透析液,4～5次/d;(2)年龄18～75岁;(3)铁储量充足,即血清铁蛋白≥100 μg/L;(4)rHuEPO(除罗沙司他外)治疗时间≥3个月,且入组时仍在使用;(5)均签署知情同意书。排除标准:(1)合并血液系统疾病,如溶血性疾病、多发性骨髓瘤等;(2)存在急性或慢性感染,近6个月发生过腹膜炎;(3)近3个月有手术、外伤、输血等病史;(4)患有严重肝病、严重心力衰竭、恶性肿瘤等。最终纳入74例患者,男性42例(56.8%)、女性32例(43.2%),年龄19～74(45.1±13.1)岁,透析龄3～110[33(10,50)]个月。本研究已取得右江民族医学院附属医院医学伦理委员会同意。

1.2 研究方法 (1)收集患者一般资料,包括性别、年龄、透析龄、体质指数、原发疾病、rHuEPO治疗时间等。(2)采集患者静脉血3～5 mL,送至医院检验科检测血清β2微球蛋白、血清铁、血清铁蛋白水平,其中采用免疫比浊法检测血清β2微球蛋白水平,采用Ferene比色法检测血清铁水平,采用化学发光免疫分析法检测血清铁蛋白水平。另采集患者静脉血3～5 mL,在4 h内于4 ℃恒温下以3 000 r/min离心10 min,获取上清液,-80 ℃保存。采用ELISA试剂盒(泉州市睿信生物科技有限公司) 检测总铁结合力(total iron binding capacity,TIBC;试剂盒批号:20210307A)水平、铁调素(试剂盒批号:20210315-11385B、20210118-11385B)水平,计算铁调素/铁蛋白比值及转铁蛋白饱和度(transferrin saturation,TSAT),TSAT=血清铁/TIBC×100%。(3)根据TSAT检测结果将患者进行分组,将TSAT≥20%作为无功能性缺铁组,TSAT<20%为功能性缺铁组。

1.3 统计学分析 采用SPSS 25.0软件进行统计学分析。符合正态分布的计量资料以(x±s)表示,组间比较采用两独立样本t检验;不符合正态分布的计量资料以[M(P25,P75)]表示,组间比较采用秩和检验;计数资料以例数(百分比)表示,组间比较采用χ2检验;采用Logistic回归模型进行多因素分析;采用受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线评估不同指标诊断功能性缺铁的价值。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组患者一般资料和实验室指标的比较 74例患者中,无功能性缺铁32例(43.2%),功能性缺铁42例(56.8%)。无功能性缺铁组中,原发疾病为原发性肾小球疾病25例(78.1%),IgA肾病3例(9.4%),糖尿病肾病2例(6.3%),高血压肾病1例(3.1%),抗中性粒细胞胞质抗体相关性肾损害1例(3.1%);功能性缺铁组中,原发疾病为原发性肾小球疾病32例(76.2%),IgA肾病1例(2.4%),糖尿病肾病2例(4.8%),高血压肾病4例(9.5%),抗中性粒细胞胞质抗体相关性肾损害2例(4.8%),肾上腺癌导致肾损害1例(2.4%)。两组患者的年龄、性别、体质指数、透析龄、原发疾病情况差异无统计学意义(均P>0.05),见表1。与无功能性缺铁组相比,功能性缺铁组血清β2微球蛋白水平、血清铁调素水平、铁调素/铁蛋白比值升高,血清铁水平、血清铁蛋白水平、TSAT降低(均P<0.05),见表2。

表1 两组患者一般资料的比较

表2 两组患者实验室指标的比较

2.2 铁储量充足的维持性腹膜透析患者发生功能性缺铁的影响因素多因素Logistic回归分析结果 以是否发生功能性缺铁为因变量(否=0,是=1),以2.1中差异有统计学意义的实验室指标为自变量(均以实测值纳入),纳入多因素Logistic回归分析。结果显示,血清铁调素水平、铁调素/铁蛋白比值、血清β2微球蛋白水平为铁储量充足的维持性腹膜透析患者发生功能性缺铁的独立危险因素(均P<0.05)。见表3。

表3 多因素Logistic回归分析结果

2.3 危险因素及联合诊断因子诊断铁储量充足的维持性腹膜透析患者发生功能性缺铁的价值 通过对Logistic模型方程进行转换得到联合诊断因子的计算公式,联合诊断因子=-15.363+0.061×铁调素+3.255×铁调素/铁蛋白比值+0.258×β2微球蛋白。Hosmer-Lemeshow拟合优度检验结果显示χ2=1.588、P=0.991,提示该联合诊断因子的区分度和校准度良好。将多因素Logistic回归分析筛选出的3个独立危险因素及上述联合诊断因子进行ROC曲线分析,结果显示,血清铁调素水平、铁调素/铁蛋白比值、血清β2微球蛋白水平、联合诊断因子的曲线下面积分别为0.955、0.874、0.645、0.976(均P<0.05),联合诊断因子的曲线下面积均大于血清铁调素水平、铁调素/铁蛋白比值、血清β2微球蛋白水平的曲线下面积(z=1.385,P=0.016;z=2.106,P=0.035;z=5.029,P<0.001)。根据最大约登指数取截断值,联合诊断因子的截断值为0.120,其灵敏度为0.956,特异度为0.938。见表4和图1。

表4 ROC曲线分析结果

图1 危险因素及联合诊断因子诊断铁储量充足的维持性腹膜透析患者发生功能性缺铁的ROC曲线

3 讨 论

铁是机体维持正常代谢不可或缺的微量元素,主要来源于食物及衰老红细胞破裂释放,食物中的三价铁离子被十二指肠细胞色素B还原为二价铁离子后被十二指肠及近端小肠吸收,该过程依赖二价金属离子转运蛋白1(divalent metal transporter 1,DMT1)的介导。进入循环后的铁部分直接被合成利用,部分储存在细胞中,尤其是肝细胞和网状内皮细胞,可利用的循环铁和储存铁处于不断转化的动态循环。膜铁转运蛋白1(ferroportin 1,FPN1)是一种跨膜的铁输出蛋白,是目前已知的细胞内铁释放的唯一途径。CKD患者由于食欲欠佳、胃肠道吸收功能下降、反复失血及机体处于慢性炎症状态,体内代谢紊乱,普遍存在不同程度的铁缺乏,表现为绝对性缺铁或功能性缺铁。绝对性缺铁是指铁储量严重减少或不足,而功能性缺铁是指铁储量充足但铁利用障碍,即铁不能有效地从储备库中被释放出来[10]。铁是血红蛋白生成的重要原料,在可利用铁充足的条件下,促红细胞生成素刺激红细胞生成这一过程才能顺利进行[11],长期的铁缺乏可导致贫血,但过量的铁又对人体产生新的危害。因此在治疗过程中,对机体铁代谢状态进行正确评估尤为重要。目前用于评估铁代谢状态的指标有血清铁蛋白、血清铁、TSAT等,其中TSAT正常值为20%～50%,是反映红细胞生成功能铁的指标,铁蛋白与TSAT是临床上应用最为广泛的铁代谢参数,临床上常以血清铁蛋白水平<100 μg/L且TSAT<20%作为腹膜透析患者绝对性缺铁的判断依据,而血清铁蛋白水平≥100 μg/L且TSAT<20%为功能性缺铁的判断依据[12],但上述指标水平易受炎症的影响,用于鉴别铁缺乏的类型存在一定的难度。故探索更为简便的指标鉴别CKD患者铁缺乏的类型对于此类患者的治疗有重要的指导意义。

铁调素是铁代谢的主要调节因子,主要由肝脏合成和分泌,并经肾小球滤过。铁调素的表达受多种因素调节,铁负荷过大和炎症刺激可诱导其分泌增加,贫血、缺氧和促红细胞生成素水平升高则抑制其分泌[13]。铁调素通过内化降解肠细胞基底膜上的DMT1以减少铁的吸收[14]。同时,铁调素可诱导储存铁细胞胞膜上的FPN1降解,阻断细胞内铁释放的唯一通路,导致细胞内储存铁的蓄积,造成可利用铁减少[15-17]。CKD患者的肾脏排泄功能下降,机体处于慢性炎症状态,且存在促红细胞生成素分泌减少等情况,因此其体内铁调素分泌增多,易导致功能性缺铁的发生。已有研究证实,铁调素/铁蛋白比值可减小铁状态对铁调素分泌的影响,因此该指标对功能性缺铁的评估作用可能较铁调素更准确[9]。本研究中,功能性缺铁患者血清铁调素水平、铁调素/铁蛋白比值高于无功能性缺铁患者,血清铁水平低于无功能性缺铁患者(P<0.05),原因可能是功能性缺铁患者铁调素升高后导致细胞内储存铁的蓄积,肠道对铁吸收减少,从而使循环铁水平下降。

β2微球蛋白是一种单链多肽低分子蛋白质,正常情况下可从肾小球毛细血管壁自由滤过,维持性腹膜透析可将其滤过清除。本研究结果显示,功能性缺铁患者血清β2微球蛋白水平高于无功能性缺铁患者(P<0.05),原因可能是功能性缺铁患者腹膜滤过功能较弱,炎症物质淤积较多,加重了铁的利用障碍。

为探究血清铁调素水平、铁调素/铁蛋白比值、β2微球蛋白对维持性腹膜透析患者发生功能性缺铁的影响,本研究进一步行多因素Logistic回归模型分析,结果显示血清铁调素水平、铁调素/铁蛋白比值、血清β2微球蛋白水平是铁储量充足的维持性腹膜透析患者发生功能性缺铁的独立危险因素(P<0.05)。此外,ROC曲线分析结果显示,铁调素、铁调素/铁蛋白比值的单独诊断价值较高(曲线下面积均大于0.8),而铁调素、铁调素/铁蛋白比值及β2微球蛋白三者联合诊断铁储量充足的维持性腹膜透析患者发生功能性缺铁的曲线下面积更大(P<0.05),可能具有更好的辅助诊断价值。

综上所述,在铁储量充足的维持性腹膜透析患者中,与无功能性缺铁者相比,存在功能性缺铁者的血清铁调素水平及铁调素/铁蛋白比值均升高。血清铁调素水平及铁调素/铁蛋白比值对铁储量充足的维持性腹膜透析患者发生功能性缺铁具有较好的诊断效能,而两者联合β2微球蛋白对这类患者发生功能性缺铁的辅助诊断价值更好。但本研究样本量较小,且所纳入对象局限于病情稳定的维持性腹膜透析患者,上述指标在其他类型CKD患者中的应用价值如何有待进一步研究。