血清IL-6、FGF-23水平与慢性肾衰竭血透患者蛋白质-能量消耗发生的关系

钟杰 茹雪 王安凤

血液透析(简称血透)是目前临床治疗慢性肾衰竭(chronic renal failure, CRF)的主要手段,通过清除患者体内小分子毒素,纠正患者体内酸碱平衡紊乱、电解质紊乱,达到治疗效果[1]。但由于CRF患者肾功能丧失,加上患者体内微炎症状态、营养摄入不足等因素,部分患者在血透过程中可能会发生蛋白质-能量消耗(protein-energy wasting,PEW),严重影响患者预后,增加患者病死风险[2]。MAHMOUD等[3]研究提示血液透析患者PEW的发生率为24.44%,说明血液透析患者PEW发生率偏高。因此分析与CRF血透患者发生PEW有关的指标,对患者PEW的发生风险进行预测,采取有效的预防措施,对改善患者预后尤为重要。白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)是重要的炎性因子,不仅能加重机体炎症反应,也会促进纤维母细胞增生,促进肾脏纤维化,加重CRF病情进展[4]。成纤维细胞生长因子-23(fibroblast growth factor-23,FGF-23)主要由骨细胞分泌,可与其受体结合,影响机体内磷酸盐代谢,间接影响CRF患者蛋白质的摄入,导致患者营养摄入不足[5]。结合IL-6、FGF-23的作用机制,推测二者可能与CRF血透患者发生PEW有关。鉴于此,本研究就血清IL-6、FGF-23水平与CRF血透患者蛋白质-能量消耗发生的关系做以下分析。

2 研究对象 选择2018年8月~2021年8月医院收治的150例CRF患者作为研究对象。患者均签署知情同意书。纳入标准:①CRF符合《内科学(第9版)》[6]中诊断标准,且肾脏病分期为5期;
②患者年龄≥18岁。排除标准:①近期内发生严重感染或感染急性发作;
②合并活动性肝炎、结核;
③合并恶性肿瘤或慢性消耗性疾病;
④合并甲状腺功能亢进;
⑤严重心肺功能异常、消化系统疾病;
⑥体内有植入金属支架或携带起搏器等无法接受生物电阻抗检测;
⑦近期内接受过输血治疗或输注白蛋白;
⑧入组前已合并PEW;
⑨随访期间死亡的患者。150例患者中男97例,女53例;
年龄52~76岁,平均年龄(55.39±4.25)岁;
CRF病程1~6个月,平均病程(4.35±1.62)个月;
有吸烟史85例,酗酒史54例;
合并症:高血压35例,糖尿病31例,高脂血症46例;
原发病:高血压肾病29例,糖尿病肾脏病23例,原发性肾小球肾病68例,其他30例。

3 研究方法

3.1 治疗方法:全部患者均接受血透治疗,透析前建立自体动静脉内瘘,将半永久导管接入造瘘口内,将血管通路与血透机(成都威力生物科技,型号:W-T2008-B)连接,进行血液透析,每次透析4~4.5 h,每周3次,维持性血液透析,观察24周。

3.2 基线资料收集:入院时设计患者基线资料调查表,包括患者年龄、性别(男、女)、CRF病程、吸烟史(吸烟指数>0.5)、酗酒史(饮酒量男性>40 g/d,女性>20 g/d)、合并症(高血压:收缩压/舒张压≥140/90 mmHg;
高脂血症:甘油三酯≥2.3 mmol/L和/或总胆固醇≥6.2 mmol/L;
糖尿病:空腹血糖≥7.0 mmol/L或/和餐后2 h血糖≥11.1 mmol/L)、原发病(高血压肾病、糖尿病肾脏病、原发性肾小球肾病、其他)、透析充分性(参照《中国血液透析充分性临床实践指南》[7]评估充分性:患者可正常生活工作,无水钠潴留,且每次透析尿素氮清除率>65%,或尿素清除量/体积比值>1.3)。

入院时测量患者身高、体重、腰围、三头肌皮褶厚度,计算体重指数=体重/身高2,计算上臂肌围=上臂中点周长-三头肌皮褶厚度×3.14。腰围正常值:男性<85 cm,女性<80 cm;
体重指数正常值:18.5~24.0 kg/m2;
皮褶厚度正常值:男性<51 mm,女性<70 mm;
上臂肌围参考值:男性25.3 cm,女性23.2 cm;
每组数据均测量3次取平均值。

3.3 实验室指标检测:入院当日或次日清晨,采集患者空腹静脉血10 mL,分装于2支试管中:①取2 mL血液样本,使用全自动血细胞分析仪(迈克医疗电子,型号:F 800S)测定血红蛋白(hemoglobin,Hb),正常值男性>120 g/L,女性>110 g/L。②另取3 mL血液样本,使用全自动生化分析仪(迪瑞医疗科技,型号:CS-1400)测定血肌酐(serum creatinine,Scr)、尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、血钾、血钙、血磷、白蛋白及前白蛋白水平;
正常值:Scr男53~106 μmol/L,女44~97 μmol/L;
BUN 3.2~7.1 mmol/L;
血钾3.5~5.3 mmol/L;
血钙2.25~2.75 mmol/L;
血磷0.74~1.39 mmol/L;
白蛋白65~85 g/L;
前白蛋白40~55 g/L。③剩余5 mL血液样本,离心分离10 min,半径8 cm,转速4 000 r/min,留取血清待检;
采用酶联免疫吸附法测定血清C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)、IL-6、FGF-23水平,试剂盒购自上海杏宜生物科技;
正常值:CRP 5~10 mg/L。

4 PEW的判定及分组方法 参照国际肾脏营养和代谢协会标准[8]评估患者PEW情况:①白蛋白<38 g/L、前白蛋白<300 mg/L;
②体重指数<18.5 kg/m2,体重3个月内下降5%以上或5个月内下降10%以上;
③3个月内肌肉量丢失5%以上或6个月丢失10%以上;
④2个月以上,蛋白质摄入<0.8 g/(kg•d),热量摄入<25 kcal/(kg•d)。符合上述4项中任意3项可判定为PEW。以患者开始血透为起始,以发生PEW作为终点事件,以周为单位,记录患者PEW发生情况及时间;
并依据患者PEW发生情况,将患者分为发生组与未发生组。

5 统计学方法 用SPSS25.0统计学软件处理数据,用Shapiro-Wilk正态分布检验计量资料正态性,±s表示符合正态分布计量资料,组间比较采用独立样本t检验;
偏态分布计量资料用[M(P25,P75)]表示;
n(%)表示计数资料,用χ2检验;
用Kaplan-Meier法绘制患者PEW发生时间曲线;
用logistic回归分析检验CRF血透患者发生PEW的影响因素;
用GraphPad Prism8.0软件绘制CRF血透患者发生PEW影响因素的森林图;
绘制ROC曲线,并计算曲线下面积(AUC),分析血清IL-6、FGF-23水平对CRF血透患者发生PEW的预测价值,AUC<0.5无价值,0.5≤AUC<0.7价值较低,0.7<AUC≤0.9价值中等,>0.9价值高;
P<0.05表示差异有统计学意义。用R4.1.0统计学软件,以高风险阈值为横坐标、净收益率为纵坐标,绘制初始血清IL-6、FGF-23水平预测CRF血透患者发生PEW的决策曲线。采用限制性立方样条函数评估IL-6、FGF-23水平与CRF血透患者发生PEW的OR值关系,采用样条函数与logistics回归相结合的限制性立方样条法分析自变量与因变量之间关系,以IL-6、FGF-23最佳截断值为参考值,采用限制性立方样条法分析IL-6、FGF-23水平与CRF血透患者发生PEW的剂量反应关系。

1 CRF血透患者PEW发生情况 以发生PEW为终点事件,随访时间为6~24周,平均随访时间24.00(24.00,24.00)周;
150例CRF血透患者发生PEW 37例,发生率为24.67%(37/150)。见图1。

图1 CRF血透患者PEW发生情况

2 基线资料比较 发生组患者透析不充分占比高于未发生组,差异有统计学意义(P<0.05);
组间其他资料比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 基线资料比较

3 实验室指标比较 发生组初始Scr、CRP、IL-6、FGF-23水平显著高于未发生组,差异有统计学意义(P<0.05);
组间其他指标比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 实验室指标比较( ±s)

4 CRF血透患者发生PEW的影响因素回归分析 将CRF血透患者PEW发生情况作为因变量(1=发生,0=未发生),将透析充分性、初始Scr、CRP、IL-6、FGF-23作为自变量(透析充分性为分类变量,0=充分,1=不充分;
其余均为连续变量),经单项logistics回归分析后,将P值放宽至<0.1,纳入符合条件的因素,进行多项logistics回归分析结果显示,透析不充分、初始Scr、CRP、IL-6、FGF-23水平高是CRF血透患者发生PEW的危险因素(OR>1,P<0.05)。见表3。

表3 CRF血透患者发生PEW的影响因素回归分析

5 IL-6、FGF-23对CRF血透患者发生PEW的预测价值 将初始血清IL-6、FGF-23作为检验变量,将CRF血透患者PEW发生情况作为状态变量(1=发生,0=未发生),绘制ROC曲线(见图2),结果显示,初始IL-6、FGF-23水平单独及联合预测CRF血透患者发生PEW的AUC>0.70,具有一定的预测价值;
相关参数见表4。

表4 IL-6、FGF-23对CRF血透患者发生PEW的预测价值

图2 IL-6、FGF-23预测CRF血透患者发生PEW的ROC曲线

6 血清IL-6、FGF-23预测CRF血透患者发生PEW的决策曲线 以净收益率为纵坐标,高风险阈值为横坐标,绘制决策曲线(见图3),结果显示,在阈值0.0~0.6、0.15~0.75、0.78~1.0范围内,血清IL-6、FGF-23联合预测CRF血透患者发生PEW的净收益率优于单独的净收益率;
且在高风险阈值0.0~1.0范围内血清IL-6、FGF-23联合预测CRF血透患者发生PEW的净收益率>0,有临床意义。

图3 IL-6、FGF-23预测CRF血透患者发生PEW的决策曲线

7 IL-6、FGF-23与CRF血透患者发生PEW的剂量反应关系 以IL-6、FGF-23最佳截断值10.035 pg/mL、86.950 pg/mL为参考值,采用样条函数与logistics回归相结合的限制性立方样条法分析IL-6、FGF-23与CRF血透患者发生PEW的剂量反应关系。以IL-6、FGF-23的连续变化为横坐标,纵坐标为IL-6、FGF-23相对应的评估值(OR),由图4、图5可见,IL-6、FGF-23与CRF血透患者发生PEW的关联强度成线性剂量反应关系(P<0.05);
IL-6、FGF-23与CRF血透患者PEW发生风险呈显著正相关,特别当IL-6>10.035 pg/mL、FGF-23>86.950 pg/mL时,CRF血透患者发生PEW的风险随IL-6、FGF-23的升高而升高。

图4 IL-6水平与CRF血透患者发生PEW的剂量反应关系

图5 FGF-23水平与CRF血透患者发生PEW的剂量反应关系

PEW是CRF血透患者常见的并发症之一,主要以摄入不足、营养不良及骨骼肌消耗等为特征,不仅影响患者生活质量,也会增加血透患者病死率[9]。冉燕等[10]研究发现接受血液透析的859例患者PEW发生率为25.60%。本研究中150例CRF血透患者PEW发生率为24.59%,与上述研究相近。说明CRF血透患者PEW发生风险高。因此分析CRF血透患者发生PEW有关的因素,对改善患者预后尤为重要。

透析不充分是引起PEW的重要因素,可导致氨基酸、肽类及多种微量元素丢失,影响CRF患者蛋白质分解代谢,进而导致患者激素水平失调,影响蛋白质合成,导致PEW的发生[11]。Scr水平越高提示CRF患者肾功能丧失越严重,引起体内毒素排泄障碍加重,导致患者血液中大部分代谢废物在体内积蓄,进而影响患者免疫功能、代谢功能等,导致营养流失,引发PEW[12]。目前临床已针对透析充分性、肾功能改善采取了相应的治疗措施,但效果并不十分理想。多数CRF患者体内处于微炎症状态,CRP水平偏高,会增加肌肉蛋白的分解,促进蛋白质水解,加上患者本身营养吸收减少,进一步增加了PEW的发生风险[13]。但CRP的升高与多种炎症感染、心血管疾病有关,作为预测CRF血管患者发生PEW的危险因子存在局限。因此寻找新的指标预测CRF血透患者PEW的发生,或许能为PEW的预防治疗提供新的思路。

IL-6已被证实是与慢性肾脏病进展关系密切的炎性因子之一,与CRF的发生、进展密切相关[14]。FGF-23属于多肽类激素FGF家族成员,主要通过循环到达肾脏,对机体的钙磷代谢、矿物质稳态发挥作用,进而影响机体的营养吸收与能量消耗[15]。结合IL-6、FGF-23的作用机制,推测二者可能与CRF血透患者PEW的发生有关。本研究发现,初始血清IL-6、FGF-23水平升高可作为CRF血透患者发生PEW的危险因子。分析原因在于IL-6可促进多种炎性因子释放,诱导CRF患者体内蛋白质水解,加速肌肉蛋白分解,同时抑制患者食欲,减少营养的摄入,增加PEW发生风险[16]。IL-6的异常升高还会激活泛素-蛋白酶体通路,导致骨骼肌蛋白质代谢增加,阻断蛋白质的合成,引起CRF患者PEW的发生[17]。此外,IL-6水平升高会加重CRF患者体内炎症反应,而大部分炎性因子通过肾脏排泄,肾功能损伤后炎性因子排泄减少,进而加重机体炎症反应,二者互相影响,形成恶性循环,进而增加PEW的发生[18]。FGF-23与FGF受体结合可通过Klotho途径抑制近端肾小管上皮细胞钠磷的转运,抑制磷酸盐重吸收,进而增加CRF血透患者体内血磷水平,导致钙磷代谢紊乱[19]。而钙磷代谢紊乱会抑制线粒体外乙酰辅酶A的酯化,降低脂肪的能量利用率,导致能量消耗过度,引起PEW的发生[20]。此外FGF-23水平升高还会抑制CRF患者体内1α-羟化酶的活性,减少1,25-(OH)2D3的生成,进而导致甲状旁腺激素水平持续升高,影响体内矿物质代谢平衡,导致蛋白质稳定性下降,进而增加患者PEW的发生风险[21]。JONG等[22]研究发现,较高水平的FGF-23与新发慢性肾脏病有关,是慢性肾脏病患者骨和矿物质代谢稳定的危险因子。本研究结论与上述研究一致。

经绘制决策曲线,结果显示,在高风险阈值0.0~1.0范围内血清IL-6、FGF-23联合预测CRF血透患者发生PEW的净收益率>0,有临床意义。此外,经限制性立方样条分析结果显示,IL-6、FGF-23与CRF血透患者发生PEW的关联强度成线性剂量反应关系。进一步说明初始血清IL-6、FGF-23水平与CRF血透患者发生PEW有关。因此针对接受血透治疗的CRF患者,可早期检测血清IL-6、FGF-23水平,对二者表达异常的患者,采取相应的治疗措施,如骨化三醇、盐酸司维拉姆的使用,或联合中成药制剂治疗,降低患者血清IL-6、FGF-23水平,有利于减少患者PEW的发生,改善患者预后。

综上所述,血清IL-6、FGF-23水平与CRF血透患者发生PEW有关,临床可早期检测接受血透治疗的CRF患者血清IL-6、FGF-23水平,针对二者表达异常的患者,应采取针对性治疗措施,降低IL-6、FGF-23水平,有利于预防患者PEW的发生。但本研究也存在局限,首先本研究仅针对一家医院血透患者进行PEW的调查分析,且观察PEW的发生时间较短,可能会使研究结果发生偏倚;
其次PEW的发生机制复杂,与IL-6、FGF-23的水平可能不仅为因果关系,且与患者血透期间营养摄入有关,但患者日常的营养摄入难以追溯,也可能会影响研究结果的准确性,因此未来仍需要结合其他医院患者,延长PEW的观察时间,综合其他多种因素,对CRF血糖患者发生PEW的因素进行进一步研究。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

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