血红蛋白、基质金属蛋白酶-7水平与老年糖尿病肾病患者肾间质纤维化以及预后的关系分析

夏薇青,宋菊香,杨二梅,曹义甫,王天智,刘翠红

(石家庄市第三医院 肾内科,河北 石家庄050000)

糖尿病肾病(DN)是导致终末期肾病(ESRD)的主要原因,病程越长,血糖水平越高糖尿病肾病的患病风险越高[1-4]。肾间质纤维化(RIF)是糖尿病肾病发生和进展为ESRD的主要原因,是预测糖尿病肾病预后的主要指标,研究表明高血糖可诱导肾小管细胞肥大,提高炎症细胞因子和结缔组织生长因子、转化生长因子(TGF)β水平,进而导致肾纤维化[5]。现有研究发现肾性贫血与晚期肾小管间质病变有关,在肾纤维化中,活化成纤维细胞产生促红细胞生成素的能力降低甚至丧失,导致慢性肾性贫血,贫血进一步加重肾组织缺氧,促进肾纤维化进程[6]。血红蛋白(Hb)是评估贫血严重程度的指标,其是否与糖尿病肾病患者RIF有关尚不清楚。基质金属蛋白酶-7(MMP-7)是一种锌和钙依赖性内肽酶,可降解多种细胞外基质底物,参与纤维化过程,现有报道显示MMP-7是非酒精性脂肪肝患者肝纤维化的生物标志物[7]。本研究拟探讨Hb、MMP-7与老年糖尿病肾病患者RIF以及预后的关系,以期为临床RIF评估和预后分析提供参考。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选择2014年4月至2020年4月石家庄市第三医院肾内科收治的103例老年糖尿病肾病患者(肾病组),慢性肾脏病(CKD)分期标准参考2002年K/DOQI临床实践指南[8]。纳入标准:①符合《中国2型糖尿病防治指南(2013年版)》中糖尿病肾病诊断标准[9];②年龄60周岁以上;③患者知情同意签署同意书。排除标准:①原发性肾小球疾病;②原发性高血压、系统性红斑狼疮、脓毒症、心脏骤停等继发性肾损伤;③失血性贫血、溶血性贫血、缺铁性贫血等;④恶性肿瘤、自身免疫疾病、感染性疾病。另选择同期石家庄市第三医院收治的95例单纯糖尿病患者(糖尿病组),59例于门诊体检中心体检的志愿者(对照组),对照组均排除原发和继发性肾病,恶性肿瘤、慢性贫血、急慢性感染和自身免疫性疾病,本研究已经获得石家庄市第三医院伦理委员会批准。

1.2 方法

1.2.1Hb、MMP-7检测 所有受试者入组后次日晨均采集静脉血5 mL,2 mL注入EDTA抗凝试管混匀,送金域医学检验中心采用LH750全自动血细胞分析仪(美国贝克曼库尔特公司)检测Hb水平。另3 mL注入干燥试管,室温下静置待血液凝固后取上层液离心(相对离心力799×g)10 min取血清,-20℃保存备检。酶联免疫吸附试验检测血清MMP-7水平,采用Multiskan FC全自动酶标分析仪(美国赛默飞公司)读取 450 nm 处吸光度,根据标准浓度确定样品MMP-7水平,试剂盒购自美国R&D公司。

1.2.2肾功能和RIF指标 取血清样本,采用AU400全自动生化分析仪(日本Olympus公司)检测血肌酐(Scr)、尿素氮(BUN)含量,简化MDRD公式估算肾小球滤过率(eGFR)。酶联免疫吸附试验检测TGF-β1、TGF-α水平,TGF-β1试剂盒购自武汉默沙克生物科技有限公司,TGF-α试剂盒购自上海佰利莱生物科技有限公司。

1.3 随访

所有患者出院后均定期接受电话随访,1个月随访1次,随访截止2022年4月,统计随访期间ESRD发生情况,ESRD定义为需要透析、肾移植或eGFR较基线下降50%[10]。

1.4 统计学分析

2 结果

2.1 肾病组、糖尿病组、对照组基线资料比较

肾病组患者男58例,女45例,年龄61～79岁,平均(68.42±5.72)岁,2型糖尿病病程5～15年,平均(9.52±2.35)年,CKD分期Ⅰ期15例,Ⅱ期32例,Ⅲ期48例,Ⅳ期8例。糖尿病组男52例,女43例,年龄63～77岁,平均(68.16±6.37)岁,2型糖尿病病程3～14年,平均(9.02±2.21)年。对照组男36例,女23例,年龄60～78岁,平均(69.25±5.31)岁,肾病组、糖尿病组和对照组年龄、性别比较差异无统计学意义(P>0.05)。

2.2 肾病组、糖尿病组、对照组Hb、MMP-7比较

肾病组Hb低于糖尿病组和对照组,差异具有统计学意义(P<0.05),MMP-7水平高于糖尿病组和对照组,差异具有统计学意义(P<0.05),糖尿病组和对照组Hb、MMP-7比较差异无统计学意义(P>0.05),见表1。

表1 肾病组、糖尿病组、对照组Hb、MMP-7、肾功能以及RIF指标差异

2.3 肾病组、糖尿病组、对照组肾功能以及RIF指标比较

肾病组eGFR低于糖尿病组和对照组,差异具有统计学意义(P<0.05),Scr、BUN、TGF-β1、TGF-α水平高于糖尿病组和对照组,差异具有统计学意义(P<0.05),糖尿病组和对照组eGFR、Scr、BUN、TGF-β1、TGF-α水平比较差异无统计学意义(P>0.05),见表2。

表2 肾病组、糖尿病组、对照组肾功能以及RIF指标差异

2.4 Hb、MMP-7与肾功能、RIF指标的相关性

肾病组Hb与eGFR呈正相关(P<0.05),与Scr、BUN、TGF-β1、TGF-α呈负相关(P<0.05),MMP-7与eGFR呈负相关(P<0.05),与Scr、BUN、TGF-β1、TGF-α呈正相关(P<0.05),见表3。

表3 Hb、MMP-7与肾功能、RIF指标的相关系数(r,P)

2.5 老年糖尿病肾病患者无ESRD生存曲线分析

中位随访51(24～96)月,随访期间6例失访,余97例患者中19例发生ESRD。根据肾病组Hb、MMP-7中位水平将患者分为低Hb水平组(<87 g/L,50例)、高Hb水平组(≥87 g/L,47例);低MMP-7水平组(<4.05 pg/mL,49例)、高MMP-7水平组(≥4.05 pg/mL,48例)。低Hb水平组无ESRD累积存活率低于高Hb水平组(χ2=7.065,P=0.008),高MMP-7水平组无ESRD累积存活率低于低MMP-7水平组(χ2=7.602,P=0.006),见图1。

图1 老年糖尿病肾病患者肾脏累积生存曲线

2.6 老年糖尿病肾病患者ESRD的单因素及多因素分析

以ESRD为因变量(赋值:0=否,1=是),以年龄、性别、2型糖尿病病程、Hb、eGFR、MMP-7、Scr、BUN、TGF-β1、TGF-α为自变量,单因素COX回归分析结果显示2型糖尿病病程、eGFR、TGF-β1、TGF-α、Hb、MMP-7与糖尿病肾病患者ESRD有关(P<0.05),多因素COX回归分析结果显示TGF-β1、TGF-α、MMP-7是糖尿病肾病患者ESRD的危险因素(P<0.05),Hb、eGFR是糖尿病肾病患者ESRD保护因素(P<0.05),见表4。

表4 影响老年糖尿病肾病患者ESRD的单因素和多因素COX回归分析

3 讨论

糖尿病肾病是糖尿病常见的微血管并发症之一,以持续性蛋白尿和进展性肾衰竭为特征,其发病机制复杂,其中遗传、代谢异常、肾血流动力学改变、氧化应激、炎症反应、内皮功能障碍等均与其发生密切相关[11]。糖尿病肾病主要病理变化是肾近端肾小管上皮细胞肾小球弥漫性和结节性系膜扩张和肾小球基底膜增厚,肾小管萎缩和RIF。RIF反映肾功能下降的严重程度,可预测ESRD的发生[12],目前对RIF的评估主要依赖于肾组织活检,但是活检创伤性较大。

贫血是慢性肾脏病患者常见的并发症和不良预后因子,最常见于慢性肾脏病晚期阶段,糖尿病肾病患者贫血发生较早,在CKD 2～3期即可出现并随CKD进展而恶化[13]。肾性贫血主要原因是促红细胞生成素(EPO)生成减少,EPO是促使红系细胞前体分化和成熟的激素,主要由周细胞产生,研究显示在慢性肾脏病进展过程中,由于周细胞转分化为肌成纤维细胞导致产生EPO的能力下降,引起肾性贫血[14],由此可见肾纤维化可能通过引起EPO合成障碍导致肾性贫血的发生。Hb是红细胞内运输氧的特殊蛋白质,反映贫血严重程度,现有报道显示2型糖尿病患者Hb水平降低与肾脏病变风险增加有关[15],低Hb浓度是糖尿病肾病患者eGFR下降危险因素[16]。本研究同样发现老年糖尿病肾病患者Hb水平降低,Hb水平与老年糖尿病肾病患者肾功能下降有关,另本研究发现Hb水平与老年糖尿病肾病患者RIF有关,Hb水平与RIF指标呈负相关,表明老年糖尿病肾病患者RIF的发生和进展可能导致Hb缺失,这与肾间质成纤维细胞增殖,导致EPO合成下降,红细胞生成减少可能有关。进一步随访发现低Hb患者无ESRD生存率低于高Hb患者,Hb是糖尿病肾病患者ESRD的保护因素,分析原因为随着RIF的持续进展和肾功能损害,Hb水平逐渐降低,Hb合成减少加重全身以及肾组织缺氧,缺氧状态下肾小管上皮细胞易发生缺氧性损伤,募集炎症细胞到受损间质分泌促纤维化细胞因子,激活成纤维细胞,促使细胞外基质蛋白沉积和上皮间质转化,加重RIF进程,进一步导致EPO合成减少,加剧缺氧,形成恶性循环[17],加速ESRD发展。

MMP-7是具有广泛底物特异性的含锌内肽酶,在氧化应激和细胞因子作用下由角质形成细胞和真皮成纤维细胞分泌,可降解多种细胞外基质成分切割其底物,参与基质重塑、细胞凋亡和上皮间质转化等多种细胞过程[18]。本研究结果显示糖尿病肾病患者血清MMP-7水平明显增高,且MMP-7水平与Scr、BUN、TGF-β1、TGF-α呈正相关,与eGFR呈负相关,生存分析结果显示高MMP-7水平患者肾脏累积存活率低于低MMP-7水平患者,COX回归分析结果显示MMP-7是糖尿病肾病患者ESRD的危险因素,表明MMP-7可能参与糖尿病肾病RIF发生和进展过程,是糖尿病肾病患者RIF以及不良预后的潜在生物学标志物。推测MMP-7参与糖尿病肾病RIF的机制:首先,MMP-7可直接降解肾小球细胞外基质中的IV 型胶原蛋白、纤连蛋白和层黏连蛋白,促使细胞外基质在肾小球毛细血管壁、小动脉、系膜和肾小管间质中过度沉积,导致肾纤维化[19]。其次,MMP-7是经典Wnt信号通路的下游介质,主要由β-连环蛋白(β-catenin)转录控制,Wnt/β-catenin信号通路可调节细胞分化、器官发育、组织稳态以及损伤修复,其持续激活可上调MMP-7表达,MMP-7通过降解细胞外基质底物,促进肿瘤坏死因子-α 释放,促使细胞外基质重塑、炎症反应,导致纤维化[20]。第三,MMP-7可诱导E-钙黏蛋白降解破坏肾小管上皮细胞的完整性,激活Wnt/β-catenin 信号通路,促使成纤维细胞活化,促使肾小管上皮间质转化,加速肾纤维化进程[21]。