基于生物電阻抗分析的體細胞質(zhì)量指數(shù)在維持性血液透析患者中的研究進展

朱明鈺, 李宗達, 張 蕊

(哈爾濱醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院, 1. 血液凈化中心, 2. 腎內(nèi)科, 黑龍江 哈爾濱, 150081)

中國血液凈化病例信息登記系統(tǒng)(CNRDS)數(shù)據(jù)顯示,截至2021年末,中國的血液透析(HD)患者數(shù)量約為74.9萬例,與2011年相比, 10年間透析患者總?cè)藬?shù)增加了3.2倍。透析患者常存在液體超載、營養(yǎng)不良、微炎癥狀態(tài)和認知功能障礙等問題,嚴重影響生活質(zhì)量和預后。生物電阻抗分析(BIA)是一種無創(chuàng)傷、便攜帶、易操作和經(jīng)濟的人體成分測量方法,已被廣泛應用于透析患者的臨床管理中。BIA根據(jù)電阻和容抗的測量結(jié)果估計身體成分,包括細胞內(nèi)水分(ICW)、細胞外水分(ECW)、全身水量(TBW)、體細胞質(zhì)量(BCM)、蛋白質(zhì)質(zhì)量、礦物質(zhì)質(zhì)量、骨骼肌質(zhì)量和內(nèi)臟脂肪面積等身體成分參數(shù)[1]。根據(jù)BCM可以計算出新指數(shù)即體細胞質(zhì)量指數(shù)(BCMI), 公式為BCMI=BCM/身高2。研究[2-3]表明, BCMI與維持性血液透析(MHD)患者營養(yǎng)狀態(tài)、微炎癥狀態(tài)、認知功能以及預后等密切相關(guān)。本文將基于BIA測定的BCMI在MHD患者中的研究進展綜述如下。

1 BCMI概述

BIA的基本原理是假設人體是一個均勻的圓柱形導體,電流通過不同的人體組織時顯示出不同的導電性,同時也產(chǎn)生不同的抗性。電阻抗的大小取決于電阻和容抗的矢量和[4], 電阻與水化狀態(tài)有關(guān),而容抗與細胞膜完整性有關(guān)[5]。水和電解質(zhì)含量高的瘦組織電阻低,是較好的導體; 水和電解質(zhì)含量低的脂肪、骨骼和皮膚電阻高,是較差的導體。BIA通過測量人體各部分電阻抗而分析人體成分,如無脂質(zhì)量(FFM)、ECW、ICW和BCM等。BCM是沒有骨礦物質(zhì)或ECW的瘦組織的質(zhì)量,主要是骨骼肌,也包括內(nèi)臟器官、血液和腦組織[6]。BCM與氧氣消耗、二氧化碳產(chǎn)生和能量消耗相關(guān)[7], 是身體中代謝最活躍的細胞團的總質(zhì)量[8]。BCMI可根據(jù)BCM計算而得,研究[2]表明, BCMI是識別疾病所致身體成分異常的有力工具。

2 BCMI與營養(yǎng)不良

營養(yǎng)不良是一種攝入與需求不平衡或能量、蛋白質(zhì)和其他營養(yǎng)物質(zhì)缺乏或不平衡的營養(yǎng)狀態(tài),可引起人體代謝改變、功能受損和體質(zhì)量下降,從而影響MHD患者的生活質(zhì)量,增加住院和死亡風險[9]。營養(yǎng)不良在MHD患者中非常普遍,由于應用的篩查工具不同,其確切發(fā)病率從18%至75%不等[10]。早期發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)不良并干預,減輕營養(yǎng)不良狀態(tài),有利于MHD患者獲得更好的預后。營養(yǎng)不良的篩查工具很多,其中最常用的是主觀綜合營養(yǎng)評估(SGA)和營養(yǎng)風險評分(NRS), 這2種篩查方法的診斷依據(jù)主要是體質(zhì)量減輕(6個月內(nèi)體質(zhì)量減輕超過10%),然而透析人群因液體平衡紊亂而體質(zhì)量變化不夠明顯,使用上述篩查工具有一定局限性[9]。體質(zhì)量指數(shù)(BMI)是目前公認的一種營養(yǎng)評估指標[11], 但MHD患者長時間處于過度水合狀態(tài),造成BMI虛假性偏高,因此透析患者ECW增加可能會掩蓋內(nèi)臟或軀體蛋白質(zhì)質(zhì)量的減少[12],從而高估營養(yǎng)狀態(tài)。TALLURI A等[13]研究發(fā)現(xiàn),BMI正?；蚱叩腗HD患者BCMI有很大變異性,這意味著依據(jù)BMI值歸類為營養(yǎng)狀態(tài)良好的MHD患者可能存在較低的BCMI值,即實際處于營養(yǎng)不良狀態(tài)。由此可見,BCMI可以更準確地評估透析患者的營養(yǎng)狀態(tài)。VALENTE A等[10]研究表明, BCMI是診斷蛋白能量消耗(PEW)的重要參數(shù),建議將BCMI納入診斷PEW的參數(shù)組合中。一項隊列研究[14]納入1 882例MHD患者并根據(jù)BCMI四分位數(shù)分為4組,校正混雜因素后,最低四分位數(shù)組患者PEW發(fā)病風險較其余組高,且發(fā)現(xiàn)BCMI≤8.56 kg/m2對PEW發(fā)病具有預測價值。另一項納入2 527例MHD患者的隊列研究[15]以BCMI平均值6.4 kg/m2將受試者分為2組,隨訪24個月發(fā)現(xiàn)BCMI<6.4 kg/m2組(n=1 366)MHD患者的營養(yǎng)狀況較差,表現(xiàn)出較低的瘦組織指數(shù)(LTI)、白蛋白和BMI水平。WU B Y等[16]研究發(fā)現(xiàn),LTI和BCMI是與MHD患者病死率相關(guān)性最高的營養(yǎng)狀況指標。但透析患者每次血液透析都會發(fā)生體液波動,且瘦組織質(zhì)量(LTM)對人體水合狀態(tài)的變化較敏感[15], 因此LTM受透析患者水合狀態(tài)變化的影響較大。LTI具有與LTM同樣的劣勢,相較而言,BCM不受透析患者水合狀態(tài)變化的影響[17], 因此BCMI是比LTI更準確的營養(yǎng)狀況評價指標。不同的研究顯示不同的臨界值,可能與受試者群體不同及分組方法不同等有關(guān),也可能與設備類型不同有關(guān),未來仍需開展大型的多中心高質(zhì)量研究,以確定最佳臨界值,為MHD患者提供可靠的指導意見。

3 BCMI與微炎癥狀態(tài)

身體受到微生物、內(nèi)毒素、化學物質(zhì)和循環(huán)免疫復合體的影響,表現(xiàn)為全身循環(huán)中腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細胞介素-6(IL-6)和 C反應蛋白(CRP)等持續(xù)輕度增高且無明顯臨床癥狀時,即存在微炎癥狀態(tài)[18]。研究[19-20]表明, MHD患者普遍存在微炎癥狀態(tài),且微炎癥狀態(tài)與心血管疾病、認知功能障礙、腎性骨病、紅細胞生成素抵抗和PEW等密切相關(guān),影響MHD患者的生存質(zhì)量及預后。白蛋白是對MHD患者病死率最具有預測價值的實驗室指標之一。研究[21]表明, MHD患者透析2年后,白蛋白水平每降低1 g/dL, 死亡風險將增加47%。白蛋白常被認為是營養(yǎng)狀態(tài)的標志物,然而低蛋白血癥在純粹的蛋白質(zhì)-能量營養(yǎng)不良中并不常見,通常需要其他因素才能使白蛋白濃度顯著降低,例如存在炎癥反應。在IL-6、TNF-α等促炎細胞因子的控制下, CRP等急性時相反應蛋白合成速率加快、血漿水平升高,導致白蛋白合成減少、血清濃度降低,這一變化與營養(yǎng)狀態(tài)完全無關(guān)[22]。BCM包括體內(nèi)所有代謝活躍的細胞的質(zhì)量,不僅對肌肉的枯竭敏感,而且對炎癥的存在敏感[15]。RONDANELLI M等[2]研究顯示,老年人群的BCMI與白蛋白呈正相關(guān),與CRP呈負相關(guān), BCMI每增加1個單位,平均白蛋白水平提高0.062 g/dL。另一項納入2 527例HD患者的前瞻性多中心研究[15]也有類似發(fā)現(xiàn),即BCMI<6.4 kg/m2組患者的血清白蛋白水平較低, CRP水平較高,提示BCMI在MHD患者微炎癥狀態(tài)管理中具有重要意義,此外該組患者表現(xiàn)出更高水平的過度水化,推測可能是炎癥狀態(tài)導致毛細血管通透性增加和ECW擴張。RYMARZ A等[19]納入142例受試者進行研究,包括MHD患者組(n=48)、未接受透析治療的慢性腎臟病(CKD)4～5期患者組(n=61)和腎功能正常的健康成人組(n=33), 發(fā)現(xiàn)MHD患者組BCM僅與IL-6呈弱負相關(guān),且3組BCM與CRP水平差異均無統(tǒng)計學意義,與上述研究結(jié)果不同,但該研究納入的MHD患者樣本量不多,研究證據(jù)力度不足。BCMI與MHD患者微炎癥狀態(tài)的關(guān)系需要開展更多的樣本量大、隨訪時間長并增加其他炎癥指標的多中心隊列研究進一步驗證。

4 BCMI與認知功能障礙

認知是指人腦接受外界信息,并將其加工轉(zhuǎn)化為內(nèi)在心理活動,從而獲取或應用知識的過程。認知功能包括學習、記憶、復雜注意力、語言、視覺空間、執(zhí)行功能、知覺運動能力等。認知功能障礙是指上述1種或多種認知功能的損害[23], 損害程度從輕度認知功能障礙至重度癡呆不等[24]。與一般人群相比, MHD患者認知功能障礙患病率明顯較高,可達到60%～80%[25]。認知功能障礙可擾亂MHD患者日常生活、工作和情緒,降低服藥和治療依從性,導致病情惡化甚至終止透析[26], 是MHD患者全因死亡的獨立預測因子[27]。尤其是認知功能中的執(zhí)行能力損害,會顯著增加MHD患者的住院及死亡風險[28]。研究[29]顯示,MHD患者的LTI與認知功能呈顯著正相關(guān)。WU B Y等[16]發(fā)現(xiàn),LTI與BCMI具有強相關(guān)性,故推測BCMI與MHD患者認知功能障礙可能存在一定相關(guān)性。OU Q Q等[3]證實了這一猜測,其通過對2 008例MHD患者進行的多中心隊列研究發(fā)現(xiàn),低BCMI值是MHD患者發(fā)生認知功能障礙的獨立危險因素,受試者工作特征(ROC)曲線顯示BCMI預測認知功能障礙的曲線下面積為0.713, 最佳截斷值、敏感性和特異性分別為9.0 kg/m2、71.5%和62.7%。由此推測,BCMI可以用于預測MHD患者認知功能障礙的發(fā)生,為臨床診斷提供一定依據(jù)。但目前BCMI與MHD患者認知功能障礙相關(guān)性方面的研究數(shù)量較少,仍需更多的研究進一步明確。

5 BCMI與預后

多項研究表明, BCMI與MHD患者臨床結(jié)局如住院率和病死率具有密切聯(lián)系。VALENTE A等[10]針對3 696例透析患者進行多中心縱向觀察性隊列研究發(fā)現(xiàn),含有BCMI<6.4 kg/m2的參數(shù)組合是透析患者全因死亡的獨立預測因子(HR=1.48,95%CI: 1.00～2.19,P=0.048)。另一項多中心縱向隊列研究[30]也有類似發(fā)現(xiàn),該研究納入697例患者隨訪12個月,采用COX模型校正混雜因素后發(fā)現(xiàn),BCMI≤5.2 kg/m2是MHD患者1年病死率的預測因子(HR=1.929,95%CI: 1.012～3.675,P=0.046)。不同研究的臨界值不同,可能與患者群體、樣本量、隨訪時間、地域及分組方法不同有關(guān),建議排除混雜因素后開展大型多中心高質(zhì)量研究,以確定最佳臨界值。OLIVEIRA T等[15]的前瞻性多中心隊列研究納入2 527例MHD患者,隨訪24個月,單變量COX回歸分析發(fā)現(xiàn),與G2組(BCMI≥6.4 kg/m2,n=1 161)相比, G1組(BCMI<6.4 kg/m2,n=1 366)死亡風險顯著增加(HR=2.1, 95%CI: 1.714～2.629,P<0.001), 校正混雜因素后, BCMI仍然是透析患者全因死亡的獨立預測因素(HR=1.7, 95%CI: 1.141～2.498,P=0.009), G1組與G2組患者主要死因均為心血管疾病, G1組因感染性疾病和PEW具有更高的全因死亡率。BCMI與營養(yǎng)狀態(tài)和微炎癥狀態(tài)密切相關(guān),間接提示低BCMI患者可能會因營養(yǎng)不良及處于微炎癥狀態(tài)而預后較差。近期一項單中心隊列研究[16]納入704例MHD患者隨訪33個月,多因素校正的COX模型分析顯示,較高的ECW/BCM(HR=1.49, 95%CI: 1.19～1.85,P<0.001)、較低的LTI(HR=0.7, 95%CI: 0.57～0.86,P<0.001)和較低的BCMI(HR=0.7, 95%CI: 0.58～0.85,P<0.001)與MHD患者更高的死亡風險相關(guān),在完全調(diào)整的模型中, BCMI在預測MHD患者全因死亡率方面表現(xiàn)最佳(IDI=0.02, NRI=0.11,P=0.04)。上述研究表明, BCMI在臨床上可用作MHD患者發(fā)生不良結(jié)局的監(jiān)測工具,及時糾正相關(guān)風險因素,有助于提升患者生活質(zhì)量并改善不良結(jié)局。

6 小 結(jié)

生物電阻抗設備已越來越多地被用于MHD患者身體成分評估中,作為床邊工具,其具有無創(chuàng)傷、便攜帶、易操作和更經(jīng)濟等優(yōu)點[10]。BCMI不受MHD患者常見水合狀態(tài)變化的影響,且對肌肉質(zhì)量和蛋白質(zhì)組織變化較敏感[15]。但BCMI亦存在一定局限性: ① 在兒童、孕婦或佩戴起搏器的受試者中, BCMI的準確性受限,且BCMI的評估結(jié)果還可能受到極端肥胖或進食、劇烈體力活動的影響[31]; ② BIA設備測量值存在一定誤差,包括阻抗測量誤差、回歸誤差、參考方法的固有誤差、電容量模型誤差等[32]; ③ BCMI評估MHD患者容量狀態(tài)的價值有限,建議結(jié)合其他身體成分參數(shù)指導MHD患者的容量管理。

綜上所述, BCMI具有快速、非侵入性、便攜帶、易操作和更經(jīng)濟等優(yōu)點,已被用于評估MHD患者的營養(yǎng)狀態(tài)、微炎癥狀態(tài)、認知功能以及預測不良結(jié)局等方面。目前, BCMI在MHD患者中的最佳臨界值仍未確定,在臨床應用方面亦有待進一步研究,未來還需繼續(xù)開展更深入的研究,從而使BCMI在MHD患者中具有良好的應用前景。