維持性血液透析患者的血清硫化氫水平及其影響因素的分析

陳月梅　賈平　鄒建洲　劉中華　沈波　呂文律　陳利明　丁小強,3,4

(1. 復旦大學附屬中山醫院腎內科，上海　200032； 2. 浙江大學醫學院附屬第二醫院腎內科， 杭州　310009；

3. 上海市腎病與透析研究所，上海　200032； 4. 上海市腎臟疾病與血液凈化重點實驗室，上海　200032)

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維持性血液透析患者的血清硫化氫水平及其影響因素的分析

陳月梅1,2賈平1鄒建洲1劉中華1沈波1呂文律1陳利明1丁小強1,3,4

(1. 復旦大學附屬中山醫院腎內科，上海200032； 2. 浙江大學醫學院附屬第二醫院腎內科， 杭州310009；

3. 上海市腎病與透析研究所，上海200032； 4. 上海市腎臟疾病與血液凈化重點實驗室，上海200032)

摘要目的：研究維持性血液透析患者的血清硫化氫水平及其影響因素。方法： 根據篩選及排除標準，納入符合要求的維持性血液透析患者150例，同時收集健康志愿者17名作為健康對照。留取患者透析前后血標本，健康對照組則清晨空腹抽血。檢測血清硫化氫、一氧化氮、一氧化氮/內皮素-1及硫化血紅蛋白等水平，并作相關性分析。結果： 維持性血液透析患者透析前血清硫化氫、一氧化氮/內皮素-1比值、硫化血紅蛋白水平明顯低于健康對照組(P<0.01)，而內皮素-1和維生素B6含量與健康對照組差異無統計學意義(P>0.05)；透析前血清硫化氫與一氧化氮、一氧化氮/內皮素-1比值、硫化血紅蛋白及腎小球濾過率正相關(P<0.01)，而與血肌酐水平負相關；透析后血清硫化氫水平較透析前明顯上升，一氧化氮水平和一氧化氮/內皮素-1比值明顯下降，而內皮素-1、硫化血紅蛋白及維生素B6水平在透析前后無明顯變化。結論： 維持性血液透析患者血清硫化氫水平明顯降低，其水平與一氧化氮、硫化血紅蛋白、腎功能等顯著相關；血液透析后患者血清硫化氫水平較透析前顯著升高。

關鍵詞硫化氫；血液透析；一氧化氮

Serum Level of Hydrogen Sulfide and Its Influential Factors in Patients Undergoing Maintenance Hemodialysis

CHENYuemei1,2JIAPing1ZOUJianzhou1LIUZhonghua1SHENBo1LüWenlü1CHENLiming1DINDXiaoqiang1,3,4

1.DepartmentofNephrology,ZhongshanHospital,FudanUniversity,Shanghai200032,China; 2.DepartmentofNephrology,TheSencondAffliatedHospitalofZhejiangUniversitySchoolofMedicine,Hangzhou310009,China; 3.KidneyDiseaseandDialysisInstituteofShanghai,Shanghai200032,China; 4.KidneyDiseaseandBloodPurificationLaboratoryofShanghai,Shanghai200032,China

AbstractObjective： To investigate the serum level of hydrogen sulfide (H2S) and its influential factors in patients undergoing maintenance hemodialysis (MHD). Methods： Based on screening and exclusion criteria, 150 patients undergoing MHD were enrolled. Meanwhile, 17 healthy volunteers were collected as healthy controls. Venous blood samples of MHD patients were obtained before and after dialysis, and fasting blood samples were collected from healthy controls. The levels including serum H2S, nitric oxide (NO), endothelin-1 (ET-1), and sulfhemoglobin were detected and the correlations among them were analyzed. Results： The levels of serum H2S, NO, NO/ET-1 and sulfhemoglobin in patients undergoing MHD were significantly lower than those in healthy control group before dialysis (P<0.01), while, there was no significant difference regarding ET-1 and Vitamin B6levels between these two groups (P>0.05). Before dialysis, serum H2S level was positively correlated with NO, NO/ET-1, sulfhemoglobin and eGFR (P<0.01), while negatively correlated to serum creatinine. After dialysis, serum H2S level increased significantly, while NO, NO/ET-1 decreased significantly. However, the levels of ET-1, sulfhemoglobin and Vitamin B6, compared with those before dialysis, did not change significantly after dialysis. Conclusions： Serum H2S level in patients undergoing MHD decreases significantly and it is significantly correlated with NO, sulfhemoglobin and renal function. Compared with that before hemodialysis, the serum H2S level increased significantly after hemodialysis.

Key WordsHydrogen sulfide;Hemodialysis;Nitric oxide

內源性硫化氫(hydrogen sulfide, H2S)是近二十年來發現的一種新的氣體信號分子,與一氧化氮(nitric oxide, NO)和一氧化碳(carbon monoxide, CO)相互作用，形成獨特的氣體信號網絡，在體內參與調控多種病理生理過程[1]。內源性H2S在體內可執行多種生理功能，包括通過調節細胞信號轉導以舒張血管及腸道平滑肌、抑制氧化應激、保護線粒體功能、抑制胰島素釋放、調節炎性反應以及抑制血管內皮細胞增殖等[2]。內源性H2S水平降低或缺乏是高血壓、動脈粥樣硬化、糖尿病等疾病發生的重要機制。目前關于維持性血液透析 (maintenance hemodialysis, MHD) 患者血清中H2S水平的研究較少，本研究就MHD前后血清H2S水平的變化、H2S和其他小分子氣體如NO之間的關系以及透析患者H2S水平的可能影響因素作探討。

1資料與方法

1.1一般資料選擇2011年1—10月于復旦大學附屬中山醫院腎內科血液凈化中心行MHD的患者，根據入選及排除標準篩選，收集患者臨床及實驗室資料并進行統計分析。入選標準：(1)年齡≥18歲；(2)穩定透析>6個月；(3)單次單室尿素清除指數(spKt/V)≥1.2。排除標準：(1)合并有肝臟疾病；(2)惡性腫瘤；(3)近1個月內有臨床感染癥狀、中重度心力衰竭或急性心肌梗死、腦血管意外者；(4)活動性結核；(5)不能協助研究者。150例MHD患者入選，其中男性92例，女性58例，年齡為(55.2±14.9)歲。另外收集17名健康志愿者作為對照。

1.2方法收集如下資料：患者的一般資料，包括性別、年齡、體質量、透析齡、既往病史等；透析相關資料；透析間期體質量增長量、透析期間超濾率、透析時間、透析頻次、透析方式、透析前后血壓變化情況等。

患者于透析前空腹和透析結束前10 min留取血標本，健康對照組則清晨空腹抽血。對血液標本進行常規生化檢測，并檢測血清H2S、NO、維生素B6(Vit B6)、硫化血紅蛋白(sulfmethemoglobin, SHb)及血漿內皮素-1(endothelin, ET-1)等。

2結果

2.1MHD患者與健康對照者的一般資料比較如表1所示,與健康對照者比較，MHD患者存在不同程度的血壓升高、貧血和脂代謝異常，且其血肌酐、尿素氮和血尿酸濃度明顯高于健康對照者(P<0.01)。

表1　維持性血液透析患者與健康對照者的臨床及

注：與健康對照者比較，*P<0.05,**P<0.01

2.2MHD患者透析前血清H2S及相關指標的檢測150例MHD患者透析前血清H2S、NO、NO/ET-1、SHb水平明顯低于健康對照者(P<0.01)，而透析前血漿ET-1和Vit B6含量與健康對照者差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。

2.3MHD患者透析前血清H2S水平的相關因素分析采用Pearson或Spearman分析MHD患者透析前血清H2S水平的相關因素。透析前血清H2S與NO、NO / ET-1、SHb及eGFR正相關(P<0.01)，而與透析前血肌酐水平負相關(P<0.01)。見表3。

2.4MHD患者透析前后血清H2S及相關指標的變化患者透析后血清H2S水平較透析前明顯上升，NO濃度、NO/ET-1明顯下降；而ET-1、SHb及Vit B6濃度在透析前后無明顯變化。見表4。

表2　維持性血液透析患者透析前血清硫化氫水平及

注：△血清硫化氫測量值經自然對數轉換Ln(μmol/L)；與健康對照者比較，**P<0.01

表3　維持性血液透析患者透析前血清硫化氫相關因素分析

表4　維持性血液透析患者透析前后硫化氫及

注：△血清硫化氫測量值經自然對數轉換Ln(μmol/L)

3討論

H2S廣泛分布于人體的組織器官中，生理濃度為10~100 μmol/L。在血液中，不到20%的H2S以易揮發的未解離分子形式存在，而約80%以不易揮發的解離形式HS-存在。胱硫醚-β-合成酶(cystathionine β-synthase，CBS)、胱硫醚-γ-裂解酶(cystathionine γ-lyase，CSE)和3-巰基丙酮酸硫基轉移酶(3-mercaptopyruvate sulfurtransferase，MST)是H2S合成中最重要的3種酶，Vit B6是其輔助因子。在腎臟，主要是腎近端小管，這3種酶均有分布并發揮作用，但以CSE為主[3]。體內H2S主要通過與血紅蛋白結合為SHb進行轉運，故SHb含量亦可作為H2S慢性暴露的評價指標。

H2S不僅在血管功能調節方面具有重要作用，也在腎臟局部發揮作用。越來越多的臨床和基礎研究顯示，H2S在慢性腎臟病(chronic kidney disease, CKD)發生、發展的全過程中有重要作用。Aminzadeh等[4]發現，在5/6腎切除小鼠模型中，血漿H2S水平下降，氧化應激損傷明顯，腎臟中CSE、CBS、MST 3種酶的表達顯著降低，提示H2S參與CKD病程的進展。在小鼠腎動脈內灌注外源性H2S的供體——NaHS，腎血流增加，腎小球濾過率增加，鈉和鉀排泄率亦增加，提示H2S對腎血管和腎小管均有作用[3]。本研究發現，MHD患者血清H2S水平顯著低于健康對照者； MHD患者透析前血漿H2S水平與eGFR正相關，與血肌酐負相關，提示H2S水平與腎功能及尿毒癥毒素緊密相關。研究表明，H2S缺乏常見于各種心血管及代謝性疾病，包括原發性高血壓[5]、動脈粥樣硬化[6]及糖尿病[7]。而MHD患者除尿毒癥毒素積聚以及水、電解質、酸堿失衡外，往往合并有多種心腦血管并發癥及代謝性疾病，故考慮MHD患者H2S水平下降可能是尿毒癥環境引發的多系統紊亂的綜合表現，但其確切機制尚待進一步明確。

本研究發現，MHD患者透析后血漿H2S水平顯著上升，經透析期間超濾量分層后，透析前后的差異仍有統計學意義，提示透析后血清H2S濃度的上升并非由超濾導致體內血容量下降、血液濃縮所致。近來也有研究[8]顯示，透析后H2S水平明顯高于透析前，同時CSE轉錄水平亦顯著升高，提示透析后H2S水平的變化可能由CSE生成增加引起。

研究中，我們通過相關性分析發現，透析前H2S水平與NO、NO/ET-1正相關，而與ET-1無明顯相關性。同為氣體信號分子，H2S與NO往往相互調節。既往研究[9]顯示，NO可上調正常大鼠血管平滑肌細胞中CSE的轉錄水平，增加血管組織中內源性H2S的產生。在用Nω-硝基-L-精氨酸甲酯(L-NAME)抑制一氧化氮合成酶誘導的大鼠高血壓模型中，在NO的產生減少的同時，CSE基因轉錄水平亦明顯下降，H2S生成減少，提示NO對H2S/CSE體系有促進作用[10]。而關于H2S對NO的作用，有研究[11]表明，H2S可明顯上調人臍靜脈內皮細胞的內皮型一氧化氮合成酶的磷酸化水平， 使NO的生成增加。本研究發現，MHD患者透析前H2S水平與NO變化趨勢一致，提示尿毒癥患者體內血清H2S與NO之間可能存在相互促進作用，但具體機制還有待進一步明確。

總之，H2S在CKD以及血液透析心腦血管并發癥的發生發展中起著重要作用，可能成為今后防治終末期腎臟病及血液透析慢性并發癥的新靶點。

參考文獻

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[ 4 ]Aminzadeh MA, Vaziri ND. Downregulation of the renal and hepatic hydrogen sulfide (H2S)-producing enzymes and capacity in chronic kidney disease [J]. Nephrol Dial Transplant, 2012, 27(2): 498-504.

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[10]Zhong G, Chen F, Cheng Y, et al. The role of hydrogen sulfide generation in the pathogenesis of hypertension in rats induced by inhibition of nitric oxide synthase [J]. J Hypertens, 2003, 21(10): 1879-1885.

[11]Predmore BL, Julian D, Cardounel AJ. Hydrogen sulfide increases nitric oxide production from endothelial cells by an akt-dependent mechanism [J]. Front Physiol, 2011, 2:104.

中圖分類號R459.5

文獻標志碼A

通訊作者陳利明， E-mail: chen.liming@zs-hospital.sh.cn；丁小強， E-mail: ding.xiaoqiang@zs-hospital.sh.cn

基金項目：國家自然科學基金青年基金項目(編號：81300634)；上海市衛生和計劃生育委員會科研計劃課題資助項目(編號：20114275)

陳月梅和賈平對本文有同等貢獻，為共同第一作者。

·論著·