慢性腎臟病5期患者血清BMP-2及BMP-7與頸動脈鈣化的相關性研究

王冬梅，王　科，方　媛，劉靜靜，江潔龍，任　偉

慢性腎臟病5期患者血清BMP-2及BMP-7與頸動脈鈣化的相關性研究

王冬梅，王科，方媛，劉靜靜，江潔龍，任偉

選取慢性腎臟病5期（CKD5期）住院患者52例，予以頸動脈多普勒檢查，并記錄頸動脈中膜厚度以評估血管鈣化情況，同期健康體檢人員40例為對照組。參加者均檢測血清骨形態蛋白2（BMP-2）、骨形態蛋白7（BMP-7）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）、鈣（Ca）、磷（P）、全段PTH（iPTH）指標。結果顯示病例組血清BMP-7低于對照組，BMP-2高于對照組。病例組中頸動脈鈣化發生率高于對照組，與高BMP-2、低BMP-7相關；血清BMP-2與BMP-7呈負相關性。

慢性腎臟?。谎茆}化；頸動脈中膜厚度；BMP-2；BMP-7

網絡出版時間：2016-4-19 11：04：48 網絡出版地址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/34.1065.R.20160419.1104.072.html

血管鈣化（vascular calcification，VC）是慢性腎臟?。╟hronic kidney disease，CKD）常見的并發癥且其是終末期腎病患者心血管疾病發生的重要病因，CKD5期患者VC患病率高達80%～99%，較 CKD3期的40%明顯上升［1］。其中血管平滑肌細胞（vascular smooth muscle cell，VSMC）向成骨樣細胞的表型轉化在血管的鈣化中起核心作用［2］。骨形成蛋白（bone morphogenetic proteins，BMPs）廣泛表達于動脈粥樣硬化損傷的內皮細胞中，參與成骨細胞的生長與分化。血清骨形態蛋白2（bone morphogenetic protein 2，BMP-2）與骨形態蛋白7（bonemorphogenetic protein 7，BMP-7）均為骨形成蛋白，同屬于轉化生長因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）家族，BMP-2為高效骨誘導因子，是動脈鈣化強有力基本因素，BMP-7則可通過抑制VSMC的增殖，改善VC。該研究觀察CKD5期患者血清BMP-2及BMP-7水平與VC的關系，通過兩者水平測定來評估VC的情況，為早期干預VC提供依據。

1　材料與方法

1.1病例資料 病例組：收集安徽醫科大學附屬省立醫院2014年11月～2015年6月入住腎臟內科治療患者52例，其中男32例，女20例；年齡22～83（50.58±13.06）歲，入選標準如下：① 年齡≥18歲；②通過計算腎小球濾過率公式，腎小球濾過率＜15 ml/min·1.732，且尚未進入透析；③非糖尿病患者（通過病史詢問，并行糖化血紅蛋白、葡萄糖耐量試驗、空腹血糖檢查及5點血糖的監測予以排除）；④無感染、急性心腦血管、肝臟疾病，否認有惡性腫瘤病史；⑤近期未服用鈣劑、骨化三醇、磷結合劑、降酯藥物等影響鈣磷代謝、血脂水平藥物。對照組：同期我院健康體檢人群40例，其中男26例，女14例，年齡22～75（51.85±12.73）歲，年齡（t= 0.47，P=0.64）、性別（Χ2=0.12，P=0.83）與病例組匹配，無慢性腎臟病，體檢腎功能正常，無血尿蛋白尿。所有參與人員對本次研究知情同意并予以簽字。

1.2血清學檢測 所有參加者空腹送檢靜脈血：應用全自動生化分析儀測定血清鈣（calcium，Ca）、磷（phosphorus，P）、高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C），應用電化學發光法測定血清全段甲狀旁腺素（intact parathyroid hormone，iPTH）。參照試劑盒（上海源葉生物技術有限公司，E10883/E10864）說明書，應用ELISA法測定血清BMP-2及BMP-7水平。

1.3頸動脈超聲檢查 采用我院IU Elite彩色多普勒超聲診斷儀，探頭頻率為3～9 MHz，患者取平臥位，充分暴露雙側頸部，在舒張末期測量血管內膜表面經中層到中層外膜移行處距離，則為頸動脈中膜厚度（intima-media thickness，IMT）。IMT增厚定義為：頸總動脈＞1.0 mm或頸動脈分叉處＞1.0 mm。突出血管內壁表面的局限性動脈壁增厚，其厚度超過相鄰區域至少50%，回聲不均勻或明顯增厚（IMT＞1.3 mm）定義為粥樣硬化斑塊形成。

1.4統計學處理 采用SPSS 17.0軟件進行分析，計量資料以ˉx±s表示，病例組及對照組均數比較采用兩樣本比較的t檢驗。多組間比較根據方差齊性檢驗結果，先采用單因素方差分析，后根據LSD方法進行兩兩比較方法。血管鈣化情況與各血清指標之間的關系采用Spearman相關分析。BMP-2及BMP-7與各指標之間的相關性采用Pearson相關分析。

2　結果

2.1病例組與對照組的血清學比較 病例組血清BMP-7、Ca、HDL-C低于對照組，BMP-2、P、iPTH、鈣磷乘積（Ca×P）高于對照組（P＜0.05）。見表1。

表1　病例組與對照組各項指標的比較

表1　病例組與對照組各項指標的比較

項目病例組（n=52）　對照組（n=40）　t值　P值年齡（歲）50.58±13.06　51.85±12.73　-0.47　0.64 iPTH（ng/L）　904.47±234.01　57.35±23.32　22.78?。?.01 Ca（mmol/L）　2.01±0.34　2.15±0.11　-2.45　0.02 P（mmol/L）　2.27±0.53　1.32±0.11　11.21　＜0.01 HDL-C（mmol/L）　1.09±0.26　1.35±0.18　-5.25?。?.01 LDL-C（mmol/L）　2.60±0.66　2.57±0.75　0.22　0.83 Ca×P（mg/dl）　54.09±13.58　34.43±3.28　8.95?。?.01 BMP-2（ng/L）　9.68±3.64　3.0±1.08　11.20　＜0.01 BMP-7（ng/L）533.20±233.73 1 013.15±245.49　-9.464?。?.01

2.2頸動脈超聲結果 52例尿毒癥患者中無IMT增厚的為28例，IMT增厚的為24例（其中伴有粥樣斑塊形成9例）；對照組無IMT增厚31例，IMT增厚的為9例（其中伴有粥樣斑塊形成2例）。頸動脈超聲結果見圖1。病例組出現IMT增厚的陽性率高于對照組（Χ2=5.50，P＜0.05）。在病例組無IMT增厚、存在 IMT增厚、粥樣斑塊形成3組間比較血清P、BMP-2、BMP-7、Ca×P水平差異有統計學意義（P＜0.05）。見表2。

2.3相關性分析 病例組利用Spearman相關分析提示VC程度與血清BMP-2呈正相關性（rs=0.77， P＜0.05），與血清P、iPTH、Ca×P及年齡呈正相關性（P＜0.05），而與血清BMP-7呈負相關性（rs=-0.48，P＜0.05）。利用Pearson相關分析可見血清BMP-2與血P、Ca×P呈正相關性，血清BMP-2與BMP-7呈負相關性（rs=-0.47，P＜0.05）。見表3。

圖1　頸動脈多普勒彩超結果A：無頸動脈中膜增厚；B：IMT增厚；C：IMT明顯增厚伴粥樣斑塊形成

3　討論

CKD 5期患者VC的發生率顯著增高。人體中存在天然 VC抑制因子，如血清基質Gla蛋白、胎球蛋白A、BMP-7等。BMP-7廣泛表達于腎臟組織中，在胚胎腎臟的發育及成體腎臟功能維持上密切相關。Davies et al［3］用BMP-7處理動慢性腎衰竭伴有動脈硬化的大鼠，結果顯示其能維持VSMC表型，降低血磷水平，有效改善VC程度。但目前國內外對BMP-7抑制VC的機制尚不清楚，研究［4］報道，BMP-7可能通過誘導p21蛋白和上調smad6和smad7基因的表達來阻止VSMC表型的分化，從而抑制細胞鈣化的發生。本研究顯示CKD5期患者BMP-7較正常人明顯減低，并與頸動脈鈣化程度呈負相關性，提示BMP-7能有效抑制CKD患者VC的發生發展。

表2　病例組不同　VC的血清學指標比較

表2　病例組不同　VC的血清學指標比較

與無　IMT增厚組比較：*P＜0.05；與IMT增厚組比較：#P＜0.05

項目無IMT增厚（n=28）　IMT增厚（n=15）伴有粥樣斑塊形成（n=9）　F值　P值年齡（歲）　48.11±14.44　50.27±10.40　58.78±9.89*2.40　0.101 iPTH（ng/L）　867.10±249.24　879.69±197.98　1 062.01±192.09*　2.64　0.081 Ca（mmol/L）　2.05±0.34　1.98±0.28　1.94±0.45　0.43　0.65 P（mmol/L）　2.0±0.52　2.43±0.34*　2.87±0.68*#　16.12＜0.01 HDL-C（mmo/L）　1.18±0.25　1.05±0.23　0.91±0.23　4.66　0.14 LDL-C（mmol/L）　2.54±0.66　2.78±0.52　2.50±0.85　0.753　0.476 Ca×P（mg/dl）　48.62±11.79　57.51±7.61*　65.40±18.31*　7.32　0.02 BMP-2（ng/L）　7.56±2.30　10.10±1.22*　15.56±3.05*#　45.27＜0.01 BMP-7（ng/L）　591.53±236.91　571.08±222.08　288.61±51.57*#7.21　0.02

表3　病例組血清　BMP-2、BMP-7與其他血清學指標的相關性分析

表3　病例組血清　BMP-2、BMP-7與其他血清學指標的相關性分析

*P＜0.05

項目年齡iPTH　Ca　P　HDL-C　LDL-C　Ca×P　BMP-2　BMP-7 VC積分　0.382*　0.28*　-0.11　0.69*　-0.40　0.04　0.47*　0.77*　-0.48*BMP-2　0.11　0.29　-0.15　0.61*　-0.25　0.07　0.42*　1.00　-0.47*BMP-7　0.87　0.06　-0.13　-0.15　0.26　0.35　-0.19　-0.47*1.00

VC過去一直被認為是被動的過程，但研究［5］顯示，VC類似于骨鈣化，有主動性、可逆性、高度可控性的生物學特點。VSMC介導的主動調節過程是其發生發展的主要機制之一［6］。進入終末期腎衰竭后，VSMC受上調的細胞核結合因子（Cbfa-1）/ Runx2的影響轉化為軟骨或骨樣細胞，轉分化的VSMC能夠主動沉積羥基磷灰石，促進VC的發生。研究［7］顯示，BMP-2可通過下調多個 mincoRNA，從而增加Cbfa-1/Runx2在冠狀動脈平滑肌細胞表達，導致細胞鈣化。BMP-2亦可活化還原型輔酶Ⅱ氧化酶，提高氧化應激，使得Runx2表達增加［8］，促進鈣化發生。本研究對CKD5期患者頸動脈鈣化程度與BMP-2水平進行相關性分析，結果顯示兩者呈正相關性，提示BMP-2在終末期腎病患者VC過程中起到重要的作用。

BMP-2及BMP-7同屬于TGF-β家族，且都參與動脈鈣化的發生發展，兩者在不同鈣化組水平差異有統計意義。本研究對兩者血清學水平進行相關性分析，發現兩者呈負相關性，但國內外對兩者相關性的研究鮮有報道。TGF-β家族主要通過smad蛋白參與信號傳導，從而產生一系列的生物學效應［9］。其中smad6為BMP-7信號通路的調節因子，屬于抑制性smad［10］，可競爭性與BMP-I型受體結合，從而負性調控BMP-2的表達。當出現腎功能損害時，BMP-7分泌減少，其對BMP-2負性調控減弱，而BMP-2又可競爭抑制影響BMP-7的表達，通過一系列復雜的反饋調節最終導致兩者血清學不同的變化。

目前，國外已將BMP-7用于骨科疾病的治療，但對于腎病的方面的研究尚處于實驗室階段。文獻［11］報道BMP-2的抑制劑對于VC有很好的抑制作用。希望通過對BMP-2與BMP-7的研究，能夠找到對終末期腎病患者VC更好的治療措施。

［1］ Liu ZH，China Dialysis Calcification Study（CDCS）Group.Vascular calcification burden of Chinese patients with chronic kidney disease：methodology of a cohort study［J］.BMC Nephrol，2015，16：129.

［2］ Niita K，Oguwa T.Aortic arch calcification and clinical outcome in patients with end-stage renal disease［J］.Tohoku J Exp Med，2011，223（2）：79-84.

［3］ Davies M R，Lund R J，Hruska K A.BMP-7 is an efficacious treatment of vascular calcification in amurinemodel of atherosclerosis and chronic renal failure［J］.JAm Soc Nephrol，2003，14（6）：1559-67.

［4］ Hruska K A，Mathew S，Saab G.Bonemorphogenetic proteins in vascular calci-fication［J］.Circ Res，2005，97（2）：105-14.

［5］ Hruska K A.The pathogenesis of vasular calcification in the chronic kindey dieasemineral bone disorder：the links between bone and vasculcature［J］.Senin Nephrol，2009，29（2）：156-65.

［6］ Duer M J，Friscic T，ProudfootD，etal.Mineral surface in calcified plaque is like thatof bone.Further evidence for regulatedmineralization［J］.Arterioscler Thromb Vasc Biol，2008，28（11）：2030-4.

［7］ Balderman JA，Lee H Y，Mahoney C E，et al.Bonemorphogenetic protein-2 decreases microRNA-30b and microRNA-30c to promote vascular smooth muscle cell calcification［J］.JAm Heart Assoc，2012，1（6）：e003905.

［8］ Liberman M，Johnson R C，Handy D E，etal.Bonemorphogenetic protein-2 activates NADPH oxidase to increase endoplasmic reticulum stressand human coronary artery smoothmuscle cell calcification［J］.Biochem Biophys Res Commun，2011，413（3）：436 -41.

［9］ Nishimura R，Hata K，Matsubara T，et al.Regulation of bone and cartilage development by network between BMP signalling and transcription factors［J］.JBiochem，2012，151（3）：247-54.

［10］Meng X M，Chung A C，Lan H Y.Role of the TGF-β/BMP-7/ Smad pathways in renal diseases［J］.Clin Sci（Lond），2013，124（4）：243-54.

［11］Derwall M，Malhotra R，LaiCS，etal.Inhibition ofbonemorphogenetic protein signaling reduces vascular calcification and atherosclerosis［J］.Arterioscler Thromb Vasc Biol，2012，32（13）：613 -22.

Correlation between serum concentrations of BMP-2 and BMP-7 and calcification of carotid artery in patients w ith CKD5

Wang Dongmei，Ren Wei，Wang Ke，et al
（Dept of Nephrology，Affiliated Provincial Hospital of Anhui Medical University，Hefei 230001）

52 patientswith CKD5（experimental group）were recruited in nephrology department，while 40 people in good health（control group）were included as control.The color Doppler ultrasonographywas conducted in 52 patientswith CKD5 stage and the carotidmedia thicknesswas recorded to evaluate the carotid artery calcification.The serum concentrations of bonemorphogenetic protein 2（BMP-2），bonemorphogenetic protein 7（BMP-7），HDL-C，LDL-C，Ca，P，and iPTH were all included as items of inspection.The concentration of BMP-7 in experimental group was lower than that in control one.On the contrary，the concentration of BMP-2 was higher in experimental group.The incidence of carotid artery calcification in experimental group was higher than that in control one.This phenomenon was associated with the higher concentration of BMP-2 and the lower of BMP-7.Serum BMP-2 is negatively correlated with BMP-7.

chronic kidney disease；vascular calcification；IMT；BMP-2；BMP-7

R 692.5；R 543.4

A

1000-1492（2016）05-0762-03

2016-02-22接收

安徽省衛生廳醫學科研課題（編號：2010C040）

安徽醫科大學附屬省立醫院腎臟內科，合肥 230001

王冬梅，女，碩士研究生；

任 偉，男，教授，主任醫師，碩士生導師，責任作者，E-mail：renweisn@163.com