糖尿病腎病患者合并動脈粥樣硬化危險因素分析

馬忠超 謝婷婷 孫曉萍 劉澤煒

聊城市人民醫院腎內科，山東聊城 252000

動脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS）性心血管疾病（cardiovascular disease，CVD）是導致慢性腎臟病（chronic kidney disease，CKD）患者較高患病率和死亡率的主要原因。傳統的心血管危險因素（高血壓、糖尿病、血脂異常、高齡、吸煙和肥胖）和非傳統危險因素（炎性反應和氧化應激）共同促進CKD 患者ASCVD 的發生和發展。AS 以動脈內膜-中層厚度（intima-media thickness，IMT）、彈性指數（pressure-strain elastic modulus，Ep）、僵硬指數（stiffness index，SI）增加和頸動脈斑塊（carotid plaques，PS）形成為特征，頸動脈IMT、PS 增加被證明是死亡率的獨立預測因子，并且動脈僵硬度增加預示著CKD 患者發生心血管并發癥的風險更高。本研究目的是探討糖尿病腎病（diabetic kidney disease，DKD）患者AS 的可能危險因素。

1 資料與方法

1.1 一般資料

納入2018 年01 月至2021 年12 月聊城市人民醫院腎內科收治的DKD 患者60 例分為3 組，分別為慢性腎臟病（chronic kidney disease，CKD）1～2期、3～4 期、5 期未透析患者，每組各20 例，同時選擇20 名年齡、性別與DKD 患者匹配的健康成年人作為對照組。納入標準：①2 型糖尿病合并糖尿病腎病；②既往無動脈粥樣硬化疾病證據。排除標準：①合并其他腎損害；②急性感染、慢性肝病、自身免疫性疾病、惡性腫瘤等重大疾病者；③透析患者。本研究經聊城市人民醫院倫理委員會批準（倫理審批號：2017098），且患者對本研究知情同意。

1.2 方法

1.2.1 實驗室研究 所有患者禁食12h，隔日早晨收集靜脈血，全段甲狀旁腺素（intact parathormone，iPTH）、血尿酸（serum uric acid，SUA）、C 反應蛋白（C reactive protein，CRP）、血紅蛋白（hemoglobin，HB）、白蛋白（albumin，ALB）、總膽紅素（total bilirubin，TBIL）于醫院中心實驗室使用自動分析儀檢測。白介素-6（interleukin-6，IL-6）、白介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、氧化低密度脂蛋白（oxidized low-density lipoprotein，ox-LDL）、髓過氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）、丙二醛（malondialdehyde，MDA）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）的血樣品以2500 轉/min的速度離心10min，儲存在-40℃直至測定。血清中IL-6、IL-1β、ox-LDL、MPO 的水平通過酶聯免疫吸附法（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）進行測定。IL-6、IL-1β ELISA 試劑盒購自加拿大Anogen-Yes 生物技術實驗室有限公司，ox-LDL ELISA 試劑盒購自武漢USCN 生命科學公司，MPO ELISA 試劑盒購自德國Immundiagnostik 公司。采用分光光度計系列于550nm/532nm 自動分析儀（南京建成生物工程研究所）測定血清SOD 和MDA 含量。

1.2.2 頸動脈超聲檢查 使用美國通用公司的Vivid 7 型超聲診斷儀，以7.5MHz 頻率的頸動脈探頭進行檢測。受檢者仰臥，頸部半伸展，探頭位于前外側位置，頸動脈IMT 測量在舒張期頸動脈分叉處1cm、2cm 和3cm 的遠端壁上（即同步記錄心電圖顯示R波時），測量管腔內膜界面的前緣到中層外膜界面前緣的垂直距離作為IMT，左右兩側共6 點的平均值作為結果。IMT≥1mm 或PS 形成定義為AS。PS 定義為局部內膜中層厚度≥1.3mm 或相鄰IMT 高度的2 倍。然后將M 型超聲心動圖取樣線置于頸總動脈球部近心端1cm 處，取樣線盡量與頸總動脈長軸垂直，分別測量左右頸總動脈收縮期內徑（systolic diameter，Ds）和舒張期內徑（diastolic diameter，Dd），取兩側平均值。在頸動脈掃描期間通過水銀血壓計測量上臂收縮期血壓（systolic blood pressure，SBP）和舒張期血壓（diastolic blood pressure，DBP），取3次平均值。計算頸動脈彈性，頸動脈僵硬度用Ep 和SI 來評估。

1.3 統計學方法

2 結果

2.1 各組患者一般資料、生化及超聲指標比較

DKD 組患者的iPTH、SUA、CRP、MPO、MDA、ox-LDL、SOD、IL-6、IMT、PS、Ep、SI 均高于對照組，HB、ALB、TBIL 均低于對照組，差異均有統計學意義（＜0.05，＜0.001）。比較各組間年齡、性別、IL-1β，差異均無統計學意義（＞0.05），見表1、2。

表1 各組患者一般資料和生化指標比較

2.2 各指標與動脈硬化的相關性分析

IMT 與iPTH、SUA、CRP、MPO、MDA、IL-6、ox-LDL 呈正相關，Ep 與iPTH、SUA、MPO、MDA、IL-6、ox-LDL 呈正相關，SI 與MPO、MDA、ox-LDL呈正相關，IMT、Ep、SI 均與HB、ALB、TBIL 呈負相關，差異均有統計學意義（＜0.05，＜0.001），見表3。

表2 各組間實驗室和超聲指標比較

表3 各指標與動脈硬化的相關性分析

2.3 AS 組與非AS 組兩組間的比較

與非AS 組比較，AS 組具有較高的iPTH、SUA、CRP、MPO、MDA、SOD、IL-6、ox-LDL、IMT、Ep、SI 和較低的HB、ALB、TBIL，差異有統計學意義（＜0.05，＜0.001）。兩組間IL-1β 比較，差異無統計學意義（＞0.05），見表4。

表4 AS 組與非AS 組的比較

3 討論

DKD 患者由于代謝異常（如高血糖、血脂異常、胰島素抵抗和晚期糖基化終末產物），具備動脈粥樣硬化發生發展更高的危險因素，因此較非糖尿病腎病患者更容易發生動脈粥樣硬化。本研究中，動脈粥樣硬化相關指標與繼發性甲狀旁腺功能亢進（secondary hyperparathyroidism，SHPT）、高尿酸血癥、氧化應激、微炎性反應呈正相關，與低蛋白血癥、貧血、低膽紅素血癥呈負相關。此外，與非動脈粥樣硬化DKD 患者相比，頸動脈粥樣硬化的DKD 患者具有更高的SHPT、高尿酸血癥、氧化應激、微炎性反應，以及更低的低蛋白血癥、貧血、低膽紅素血癥。動脈硬化的特征是動脈順應性降低、動脈僵硬度增加，患者臨床具有較高的收縮壓、較低的舒張壓和脈壓增寬，這些變化均為CVD 的危險因素。繼發性甲狀旁腺功能亢進的特征是甲狀旁腺增生和iPTH 分泌增加，SHPT 在加速血管鈣化和動脈粥樣硬化中起重要作用。低蛋白血癥和貧血是動脈粥樣硬化的另一個危險因素，貧血可以激活交感神經和腎素血管緊張素醛固酮系統，引起血流動力學變化，并與微炎性反應和氧化應激密切相關。

尿酸是人體嘌呤代謝終產物，尿酸在細胞外和細胞內表現出抗氧化和氧化機制。細胞外尿酸是一種主要的親水性抗氧化劑，大約 70%的自由基如單線態氧，過氧自由基和羥基自由基被清除在體內的親水環境中。此外，尿酸可以保護內皮細胞免受外部氧化應激，但是，當尿酸通過有機陰離子轉運蛋白攝入細胞失去其氧化劑并成為強烈的促氧化劑作用時，可造成機體氧化應激。高尿酸是心血管疾病，是高血壓、腎病的獨立危險因素，并且其危險程度呈劑量依賴性。研究證實，高尿酸血癥通過誘導氧化應激、炎性反應、內皮功能障礙和腎素血管緊張素醛固酮系統的激活而發揮動脈粥樣硬化作用。

本研究發現，血清TBIL 水平與動脈粥樣硬化呈負相關。總膽紅素水平已被證實與冠狀動脈和腦動脈粥樣硬化呈負相關。膽紅素是血紅素代謝的產物，血紅素加氧酶-1（heme oxygenase-1，HO-1）是膽紅素的催化酶。HO-1 和膽紅素均為強還原劑和潛在的生理抗氧化劑，可抑制氧化應激損傷和脂質過氧化，對脈管系統發揮抗炎作用，從而抑制動脈粥樣硬化的發生和發展。因此，增加HO-1 的過表達和膽紅素濃度作為內源性抗氧化劑和抗動脈粥樣硬化劑，具有重要的臨床應用前景。最近的研究采用藥理學方法或通過體外基因工程和動物實驗證實其可以抵抗血管氧化，炎性反應性損傷和抑制動脈粥樣硬化，但臨床試驗需要進一步研究。

本研究中，動脈粥樣硬化組患者的CRP 和IL-6水平高于非動脈粥樣硬化患者，IMT 與CRP 和IL-6呈正相關。CRP 是由肝細胞合成的急性期蛋白，目前已證實CRP 在動脈粥樣硬化斑塊病變中高表達，它可能積極參與斑塊炎性反應和進展。IL-6 是主要的炎癥因子之一，它可以促進內皮功能障礙，血管平滑肌細胞增生和遷移，介導炎性反應和應激反應。然而，在本研究中，血清IL-1β 濃度在 DKD 和對照組之間沒有統計學意義，原因可能是在血漿中無法可靠地測量IL-1β 水平。盡管在DKD 患者中尚無血清 IL-1β 與動脈粥樣硬化相關的流行病學研究，但豐富的病理研究證明IL-1β 在動脈粥樣硬化斑塊中顯著增加，IL-1β 由斑塊內皮細胞和單核/巨噬細胞產生，可通過增加炎性細胞的募集而發揮致動脈粥樣硬化作用。基于上述理論，對卡那單抗（canakinumab，靶向IL-1β 單克隆抗體）進行抗炎抗血栓研究以評估IL-1β 抑制能否減輕AS 炎性反應，結果證實可降低CPR、IL-6 及IL-1β 水平，降低心血管事件的發生率。

本研究中，AS 組的SOD、ox-LDL、MPO、MDA水平高于非AS 組。MDA 是脂質過氧化的一種副產物，通常稱為氧化應激標志物。Ox-LDL 不僅可以促進泡沫細胞的形成，還具有細胞毒性，誘導白細胞黏附分子的內皮表達，增加平滑肌細胞的增生。MPO 是一種140kd 的血紅蛋白，由活化的中性粒細胞和單核細胞釋放到血液中，脂蛋白氧化產生次氯酸，是促進巨噬細胞攝取及泡沫細胞形成的催化劑。因此，氧化應激在動脈粥樣硬化中起重要作用，與其他文獻報道一致，表明糖尿病腎病具有更高的氧化應激狀態。氧化應激定義為高水平的活性氧產生，例如過氧化氫，脂質過氧化物，超氧化物。糖尿病，慢性腎病和動脈粥樣硬化可促進活性氧的產生并導致氧化應激，但身體的抗氧化酶系統包括超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶，它們可以保護身體免受氧化損傷。其中，SOD 是抗過氧化物陰離子的主要抗氧化防御系統，在抗氧化應激中起重要作用，其在哺乳動物中由3 種同種型組成，細胞質中表達的SOD1（Cu-Zn-SOD），在線粒體基質中表達的SOD2（Mn-SOD），在細胞外基質（extracellular matrix，ECM）中表達的SOD3（EC-SOD），3 種SOD 同種型需要催化金屬（Cu 或Mn）活化，所有這些都可以防御氧化應激誘導的損傷，因為它可將超氧陰離子（O）歧化為過氧化氫（HO）。關于氧化/抗氧化系統，多數研究認為CKD 的抗氧化能力下降，但少數SOD 活性研究發現了相互矛盾的結果。在本研究中，亦發現DKD 患者的SOD 水平顯著增加，已證實動脈粥樣斑塊中的SOD 呈過度表達狀態，故增加的SOD 屬于對氧化應激的代償性反應，即DKD患者體內的抗氧化能力可能部分代償性增強。SOD 高表達可以防止氧化損傷、對炎性疾病有保護作用，有望在炎性反應、氧化應激相關疾病（包括動脈粥樣硬化、心血管疾病）的治療中發揮重要作用，然而，SOD 的臨床應用受到其結構不穩定性和高成本的嚴重限制。與天然酶相比，納米酶這種具有類酶活性的納米材料更穩定、更經濟、易于修飾、活性可調，由于其優異的特性，納米酶近年來受到廣泛關注，類SOD 納米酶在去除活性氧、保護細胞免受氧化損傷、減輕組織炎性反應和抗衰老等方面具有替代天然SOD 的巨大潛力。在鏈脲佐菌素（streptozotocin，STZ）誘導的大鼠DKD 中，SOD治療可抑制DKD 進展，并通過下調ROS/ERK1/2 信號通路降低死亡率、腎臟重量/體重比、纖維化變化和TGF-β1 表達，表明SOD 可用于DKD 的治療，此外，SOD 在神經系統疾病、皮炎、關節炎、肺部疾病、肺纖維化、糖尿病等疾病治療中亦有巨大應用前景。

總之，應控制傳統和非傳統的疾病危險因素以阻止或減緩動脈粥樣硬化的進展。增加的SOD 水平表明人類抗動脈粥樣硬化能力可能代償性增強，但受可能藥物影響，本研究參與者數量較少和橫斷面設計，有一些局限性，需要進一步研究。