血清FGF-23和Klotho蛋白水平與尿毒癥患者骨密度的相關性研究

陶永亮

儋州市人民醫院，海南 儋州 571700

在終末期腎病尿毒癥時，患者需要通過維持性血液透析(MHD)來改善其生活質量并延長其壽命[1]。由于礦物質，特別是鈣(Ca)和磷(P)的減少，慢性腎臟疾病合并骨礦物質代謝紊亂(CKD-MBD)和低骨密度(BMD)在MHD患者中很常見[2]。Klotho蛋白具有多向活性，與衰老和調節離子通道和生長因子的功能有關。這種蛋白質已經在腎臟、胎盤、前列腺和小腸中被檢測到[3]。Klotho蛋白是FGF23受體的輔助因子，可抑制磷酸鹽的重吸收[4]。Klotho基因的過表達可以延長小鼠的壽命但誘導胰島素抵抗[5]。一些研究表明，FGF23和Klotho蛋白在CKD患者的代謝過程中起著至關重要的作用。本研究的目的是檢查MHD患者血清Klotho蛋白、FGF23和骨礦物質密度之間的關系。

1 材料和方法

1.1 研究的設計

該研究包括2017年1月至2018年6月期間在儋州市人民醫院接受MHD治療的130例尿毒癥患者。患者組包括76名男性和54名女性，年齡范圍從40歲到65歲不等。平均年齡為(57.3±10.3)歲。血液透析的持續時間為18至213個月，血液透析的中位持續時間為65.0(52.0～87.5)個月。在130位尿毒癥MHD患者中，46名(36.0%)患者患有慢性腎小球腎炎，32名(24.9%)患者患有高血壓性腎病，30名(23.1%)患者患有糖尿病腎病，11名(8.00%)患者患有多囊腎病，11名患者(8%)患者有其他病癥。排除以下任何一種患者：自身免疫疾病的患者；惡性腫瘤、活動性肝炎、肝硬化、甲狀腺疾病、急性感染、嚴重營養不良、或精神障礙或其他妨礙檢查的患者。此外，在過去6個月內，有過激素治療或免疫抑制治療史，甲狀旁腺切除病史或胸腰椎和髖部骨折史的患者均被排除在外。在所有情況下，使用POLYFLUX 14 L透析器，每周3次用含有1.5 mmol/L Ca的碳酸氫鹽透析液進行MHD 4～5 h 3次。對于血管通路，采用原生動靜脈瘺或長期頸內靜脈插管。血流量為200～250 mL/min。透析液流速為500 mL/min。在每次血液透析過程中，通過臨床得出的干重值估計透析的超濾體積。本研究經我院倫理委員會批準，并獲得所有患者的書面知情同意書。

1.2 一般臨床資料收集

收集所有患者的臨床資料，包括年齡、性別、原發病、血液透析持續時間、體質量指數(BMI)、吸煙史(每天超過10支，超過5年)以及糖尿病和高血壓病史并分析。DXA-MD雙能X射線吸收測定法(Lunar Prodigy; General Electric，CA，USA)用于測量后前腰椎(L1-L4)和股骨頸的BMD。 BMD表示為BMD和T評分的絕對值。T評分如下測定：(測量值-峰值骨量)/健康成人BMD的標準差。根據世界衛生組織的診斷標準，將患者分為以下3組：正常骨密度組(T≥-1.0)，骨量減少組(-2.5

1.3 統計學處理

2 結果

在130名MHD患者中，BMD測量顯示64例(49.60%)骨質疏松癥病例和43例(32.80%)骨質減少病例，23例(17.60%)骨量正常病例。在年齡方面，骨質疏松癥患者比骨量減少患者和骨量正常患者年齡更大(P<0.05)。同時骨質疏松癥患者的血清Klotho蛋白水平也顯著下降。當骨質減少組和骨量正常患者比較年齡和血清Klotho蛋白水平時，并未發現差異有統計學意義。調整后的Ca、P、Ca×P、PTH和1,25(OH)2D3和FGF-23水平比較，3組之間差異沒有統計學意義 (表1)。

Spearman相關分析結果表明，股骨頸BMD與Klotho蛋白水平呈正相關，與患者年齡和血清P水平呈負相關。股骨頸的T值與Klotho蛋白水平呈正相關，與患者年齡、P、Ca×P和PTH呈負相關。腰椎的BMD和T值均顯示與Klotho蛋白和BMI水平呈正相關，與PTH呈負相關。Spearman相關分析的結果顯示BMD與血清FGF-23水平之間無相關性(表2)。

表1 不同組間的指標的比較Table 1 Comparison of indicators among different groups

表2 130例MHD患者BMD與臨床指標的Spearman相關分析Table 2 Spearman correlation analysis between BMD and clinical indexes in 125 MHD patients

用自然對數處理PTH以遵循正態分布，作為自變量，將年齡、BMI、P、PTH和Klotho蛋白輸入到多元回歸分析中。結果表明，血清Klotho蛋白水平升高可預測MHD患者的CKD-MBD和低BMD。年齡較大是MHD患者股骨頸BMD降低的獨立危險因素。BMI是腰椎BMD下降的獨立危險因素(表3)。

3 討論

MHD患者通常患有CKD-MBD和低BMD[6]，這會導致骨骼和關節疼痛。它們還具有骨折、殘疾和死亡風險。在通過雙能X射線吸收法評估BMD的130例MHD患者中，49.60%的患者合并骨質疏松癥，32.80%的患者出現骨量減少，表明MHD患者出現BMD降低風險高。調節P和維生素D的FGF-23由骨細胞和成纖維細胞產生和分泌，并且在CKD患者的骨代謝中起重要作用。成纖維細胞生長因子-23(FGF-23)是由骨細胞產生的一種激素，可響應低磷血癥，增加無機磷酸鹽的尿排泄，抑制1,25(OH)D3的腎臟排泄。有助于減輕慢性腎病患者和正常人的低磷血癥。FGF-23誘導的受體活化需要Klotho作為共同受體，FGF23的輔助因子，參與許多生物過程，包括細胞凋亡，鈣代謝和脂肪細胞分化[7]。在CKD的早期階段，FGF-23的水平與GFR的降低成比例地增加[7]。Krieger等[8]報道，FGF-23是一種由骨細胞和成骨細胞分泌的強效磷酸化蛋白，具有抑制甲狀旁腺細胞活性維生素D合成和PTH釋放的能力。其他研究表明，FGF-23水平的增加不僅降低了1,25(OH)2D3的水平，而且還抑制了PTH水平和雌激素的調節，這與骨組織的生長和發育有關[9]。Lane等[10]研究發現血清FGF-23水平升高可增加腎小球濾過率低于60 mL/(min.1.73 m2)的患者骨折風險，提示FGF-23水平與腎病患者的BMD變化相關。Wang等[11]報道FGF-23的過表達不僅抑制了骨基質的分化，而且抑制了骨基質的礦化，并表明FGF-23的過表達抑制了骨形成。然而，Torres 等[12]表明，Klotho，BMD與骨折風險之間無相關性。

表3 多元線性回歸分析方法分析了影響MHD患者骨密度變化的因素Table 3 Multiple linear regression analysis of the factors affecting the change of BMD in patients with MHD

本研究的結果顯示，3組中骨質疏松組FGF-23水平最高，且3組間FGF-23水平差異無統計學意義 (P>0.05)。Spearman的相關分析證實了BMD和FGF-23水平之間不存在相關性。根據先前的研究，在Klotho蛋白水平降低的情況下，FGF-23的生物學功能不存在[13]。因此，在本研究中，我們推斷Klotho蛋白水平影響FGF-23在骨形成中的調節功能。Klotho蛋白是由Klotho基因編碼的跨膜蛋白，有研究使用透射電鏡觀察Klotho遺傳缺陷小鼠脛骨和股骨干骺端骨小梁中的成骨細胞分布較為擴散；此外，細胞器在成骨細胞中較不發達，沒有礦化的骨基質增加，并且鈣和磷沉淀擴散且不均勻分布；因此研究結果認為缺乏Klotho蛋白不僅減少了成骨細胞的數量，而且還影響了成骨細胞的功能，從而干擾了骨礦化和骨形成[14]。

在本研究中，骨質疏松癥患者的血清Klotho蛋白水平低于骨量減少和骨量正常的患者。根據BMD結果分組，3組患者血清Klotho蛋白水平存在顯著統計學差異，而骨量減少組血清Klotho蛋白水平明顯低于正常骨量組。除了通過FGF-23的信號轉導調節維生素D的作用外，Klotho蛋白還參與骨礦化的調節[15]。它通過調節Ca穩態和調節遠曲小管中的Ca吸收來發揮作用，從而穩定細胞膜中瞬時受體電位香草素受體5的活性。此外，Klotho蛋白調節PTH的分泌，通過促進Na-K-ATP酶的收集和向甲狀旁腺主要細胞的頂膜傳播來促進尿Ca的重吸收[16]。此外，Klotho蛋白作為一種激素起作用，抑制胰島素和胰島素樣生長因子的信號轉導，調節雌激素的分泌[17]。該蛋白質還在對抗體內活性氧的釋放中發揮作用[18]。

本研究存在一些局限性。雖然在我們的分析中我們控制了已知的潛在混雜因素，但是不能排除其他未知或未測量因素造成殘余混雜的可能性。本研究的橫截面性質排除了縱向數據和任意因果推斷的分析。最后，這項研究的參與者來自一家醫院，受到年齡、性別和人員數量的限制，這可能會削弱我們研究結果的普遍性。總之，發現Klotho蛋白與終末期腎病維持透析患者的骨密度相關。與正常BMD組相比，骨質疏松癥組患者的Klotho蛋白和正常BMD組患者差異有統計學意義。