慢性腎臟病患者動脈粥樣硬化相關生物標志物研究進展

陳珂 聶振禹 包蓓艷

近年來慢性腎臟病（chronic kidney disease，CKD）患病率呈逐年升高趨勢，國內CKD總患病率已達10.8%[1]。由CKD引起的各種并發癥也受到重視。研究發現，心血管疾病是終末期腎臟疾病（end stage renal disease，ESRD）患者的首要并發癥和死亡原因，發病率高達60%，是正常人的10～20倍[2-3]。動脈粥樣硬化是導致心血管不良事件發生的重要危險因素。在CKD患者中，動脈粥樣硬化的發病率是普通人群的數倍，其發病年齡也比普通人群提前[4]。CKD患者的尿毒癥環境、氧化應激和促炎因子的失衡等共同作用促進了動脈粥樣硬化[5]。動脈粥樣硬化的生物標志物在CKD患者的心血管疾病早期階段即可協助疾病診斷及預后預測，本文就此研究進展作一綜述。

1 血管生成素 2（angiopoietin-2，Angpt-2）

Angpt-2是血管內皮細胞特異性生長因子家族Tie-2受體的配體。在穩定/靜止狀態下，內皮細胞具有抗凝、抗黏附和血管舒張表型，而活化的內皮細胞具有促凝、促黏附和血管收縮特性。Angpt-2僅在活躍的血管重建和新生血管部位表達[6]，使靜止的內皮細胞活化。除了血管生成外，Angpt-2可能在調節內皮細胞炎癥反應中發揮有效作用，從而對促炎細胞因子的活性發揮激活作用[7-8]。內皮細胞的Weibel-Palade體（WPBs）是Angpt-2的主要來源，Angpt-2在內皮細胞活化過程中顯著上調。CKD患者以及接受透析治療的患者血液循環中Angpt-2水平升高，腎移植后3個月內個體Angpt-2水平明顯下降。血清Angpt-2與動脈粥樣硬化、炎癥和營養不良密切相關，具有重要的獨立預后預測價值，可用于慢性腹膜透析（peritoneal dialysis,PD）患者心血管事件分層[9]。在接受PD治療的患者中，Angpt-2可能是心血管疾病風險增加的潛在介質。CKD患者血液循環中的Angpt-2水平與CRP水平相關，Angpt-2水平升高是這些患者遠期死亡率的預測指標[10]。Angpt-2水平還與動脈粥樣硬化及心肌損傷程度有關[11-14]。

2 基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases,MMPs）

MMPs是一類含鋅內肽酶，具有重塑細胞外基質（extracellular matrix，ECM）和調節許多重要非細胞外基質分子包括黏附分子、細胞因子和生長因子等功能。根據其結構（或功能）和底物選擇性，MMPs可分為6組，本文主要介紹明膠酶（MMP-2和MMP-9），其功能是裂解變性膠原、基底膜中的Ⅳ型膠原和某些趨化因子。MMPs的活性是由4種已知的酶調節的，這4種酶被稱為金屬蛋白酶組織抑制劑（tissue inhibitors of metalloproteinases，TIMPs）。TIMPs可參與激活或抑制 MMPs活性，并與MMPs一樣調節多種細胞功能，如細胞增殖、凋亡和血管生成[15]。MMPs可干預腎纖維化從單核細胞浸潤到細胞增殖和瘢痕形成的所有階段。所有這些過程均會導致CKD腎功能的進行性下降。MMP-2和MMP-9水平升高介導ECM在腎小球細胞中的沉積，同時導致細胞間連接的丟失，并在腎小管細胞中啟動上皮-間質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT），這些過程會導致腎小管萎縮和纖維化[16]。

ECM的重構和MMPs的促纖維化作用對腎臟以外其他器官也是有害的。Hansson等[17]研究發現，MMP-9和TIMP-1增加了社區群體全因死亡率和心血管疾病發生的風險。另有學者指出，MMP-2與頸動脈內膜-中膜厚度（carotid intima-media thickness，cIMT）和腹主動脈鈣化呈正相關[18]。在CKD人群中，MMP-9與cIMT、動脈粥樣硬化評分和頸動脈斑塊數量呈正相關且關系密切[18]。研究發現，CKD患者血液循環中的MMP-2、MMP-9和MMP-10水平增加，并與血管損傷過程有關，且MMP-2和MMP-9能夠降低CKD患者血管晚期斑塊的穩定性，從而使斑塊本身更容易破裂[19]。

3 可溶性腫瘤壞死因子樣凋亡弱誘導因子（soluble TNF-like weak inducer of apoptosis，sTWEAK）

sTWEAK是腫瘤壞死因子超家族的一員，通過其唯一受體成纖維細胞生長因子誘導因子14（fibroblast growth factor-inducible 14，Fn14）誘導炎癥，參與腎小管損傷、腎纖維化及動脈粥樣硬化斑塊的形成、增殖、血管生成、基質退化和血栓形成等多個過程[20]。研究表明，人類TWEAK蛋白分為膜結合性和可溶性兩種形式，膜結合性TWEAK經弗林蛋白酶作用裂解并分泌到細胞外，成為156個氨基酸組成的sTWEAK分子，才能發揮各種生物學效應。

一項對257例非透析患者的橫斷面研究發現，sTWEAK水平與進展性腎衰竭內皮功能障礙相關，且與心血管疾病結局獨立相關[21]。在CKD患者中，合并動脈粥樣硬化患者與無動脈粥樣硬化病史患者相比，其sTWEAK濃度降低；另外，在24個月的隨訪中，與早期動脈粥樣硬化患者相比，嚴重動脈粥樣硬化患者的sTWEAK水平更低[22]。同時，隨著CKD患者sTWEAK濃度的持續下降，在24個月的隨訪后其動脈粥樣硬化斑塊數量增加[23]。這些數據表明，sTWEAK可能是CKD患者動脈粥樣硬化存在和嚴重程度的一個生物標志物。

4 生長分化因子15（growth differentiation factor-15，GDF-15）

GDF-15是轉化生長因子β（transforming growth factor，TGF-β）超家族中的一員，又稱為巨噬細胞抑制因子 1（MΦ-inhibitory cytokine-1，MIC-1）。正常情況下，GDF-15在大多數組織中表達微弱，而在急性損傷、組織缺氧、炎癥和氧化應激等疾病狀態下，GDF-15表達明顯上調[24]。GDF-15水平增高與動脈粥樣硬化的發生、發展緊密相關[25]。在1型糖尿病腎病患者中，GDF-15水平升高與全因死亡率和心血管疾病的患病率與死亡率緊密相關[26]。一項為期24個月的前瞻性隨訪研究發現，與健康對照組相比，GDF-15水平在血液透析組患者中明顯升高，GDF-15水平與cIMT、CRP水平呈正相關，提出GDF-15是一種亞臨床動脈粥樣硬化患者全因死亡率的強預測因子[27]。

5 成纖維細胞生長因子23（Fibroblast growth factor 23，FGF23）

FGF23是一種主要由骨細胞分泌的內分泌激素，通過作用于不同的關鍵分子，在調節礦物質代謝方面起著基礎性作用[28]。在CKD患者中，血清FGF23水平最早可以在CKD 2期觀察到升高，在ESRD患者中可以顯著升高[29]。雖然血清FGF23濃度被認為主要受血清磷酸鹽和 1，25（OH）2D3的調節，但也有研究表明，缺鐵、缺氧、炎癥細胞因子或氧化應激均可刺激FGF23的產生[30]。

在CKD患者中，FGF23水平升高與心血管疾病和全因死亡風險升高之間存在關聯[31]。一項針對CKD患者的研究中，FGF23的升高與非常高的死亡風險相關且獨立于腎小球濾過率、血清磷酸鹽、收縮壓等重要協變量，這表明FGF23的作用超出了其作為CKD和磷酸鹽穩態的生物標志物的作用[32]。另有研究報道，高血清FGF23濃度是CKD患者動脈粥樣硬化的危險因素。有研究對1 512例CKD無卒中患者進行血FGF23和頸動脈超聲檢查發現，FGF23水平處于前五分位的參與者更有可能出現頸動脈斑塊和較大的斑塊，并且根據估計的腎功能、社會人口和血管危險因素等進行調整后發現FGF23水平升高與頸動脈斑塊和更大的頸動脈總斑塊面積相關[33]。此外，也有報道顯示FGF23濃度與CKD患者動脈粥樣硬化之間不存在相關性[34]。因此，高FGF23是否引起CKD患者動脈粥樣硬化仍存在爭議[35-36]。

綜上所述，心血管并發癥與CKD患者的死亡密切相關，動脈粥樣硬化是心血管并發癥的早期階段。若能在早期評價動脈粥樣硬化的生物標志物，對于可能發生動脈粥樣硬化的患者及早進行干預，從而延緩病情的發生及進展，或可改善CKD患者的預后。上述5種生物標志物均可在CKD患者動脈粥樣硬化早期出現變化，其中MMP-2、sTWEAK及GDF-15作為其中最有前景的標志物，在臨床應用前還需進一步的評估，而Angpt-2應用相對受限，FGF23則需更多的臨床研究進一步證實與CKD患者動脈粥樣硬化的關系。