湯 婷 馮麗萍 趙秀芬 毛慧娟 邢昌贏
慢性腎臟病(CKD)進(jìn)展中常伴發(fā)鈣磷代謝紊亂和骨骼系統(tǒng)異常[1],稱為“慢性腎臟病-礦物質(zhì)及骨代謝紊亂(CKD-MBD)”。研究發(fā)現(xiàn),成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子23(FGF23)是血磷及1,25羥維生素D3[1,25(OH)2D3]水平的重要生理調(diào)節(jié)因子[2,3],在CKD-MBD 發(fā)生、發(fā)展中扮演重要角色[2,4],然而其中的相互關(guān)系及具體機(jī)制仍有待深入研究。
研究對(duì)象及分組 本研究患者來(lái)源于2007年12月至2008年12月期間在南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院腎內(nèi)科住院的78例病情穩(wěn)定的各期CKD患者(不含接受透析治療者)估算的腎小球?yàn)V過(guò)率(eGFR)波動(dòng)于4~96 ml/(min·1.73m2),均無(wú)甲狀旁腺手術(shù)史;觀察期間無(wú)嚴(yán)重感染、重度營(yíng)養(yǎng)不良、嚴(yán)重貧血及惡性腫瘤;未服免疫抑制劑;尿蛋白量<3 g/24h。原發(fā)疾病為:慢性腎小球腎炎62%,糖尿病腎病12%,多囊腎2%,其他繼發(fā)性腎病18%,原因不明者6%。
CKD分期及繼發(fā)性甲狀腺功能亢進(jìn)(簡(jiǎn)稱甲旁亢)診斷標(biāo)準(zhǔn)參照K/DOQI指南[5],其中 CKD 1、2 期18例為A組,CKD 3期18例為B組,CKD 4期23例為C組,CKD 5期19例為D組。將CKD 3期全段甲狀旁腺激素(iPTH)>70 ng/L、CKD 4期 iPTH>110 ng/L及CKD 5期iPTH>300 ng/L者列為繼發(fā)性甲旁亢組,按照上述標(biāo)準(zhǔn)將CKD 3~5期患者分成甲旁亢組(34例)和非甲旁亢組(26例)。健康對(duì)照組為本院健康工作人員,男性10例,女性10例,平均年齡48.62歲。CKD各組間平均年齡、身高、體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、性別比均無(wú)顯著性差異(表1)。
入選患者平均收縮壓為137±19 mmHg,平均舒張壓為79±10 mmHg。28例(36%)患者入選前已接受小劑量活性維生素D(0.25μg/d)治療。6例(8%)入選兩周前接受口服活性維生素D沖擊治療4~6次,其中2例每周沖擊2次,每次2~4μg;4例每周沖擊3次,每次1~2μg。23例(29%)應(yīng)用碳酸鈣作為鈣補(bǔ)充劑或磷結(jié)合劑治療。
標(biāo)本采集和檢測(cè) 所有受試對(duì)象均在清晨空腹抽取靜脈血5 ml,置于普通試管中,放置室溫下待血清自動(dòng)析出,3 000 r/min離心10 min,分離血清。部分血清分裝在-20℃冰箱中保存,待標(biāo)本收集完畢后,同一批次送檢。其中健康對(duì)照僅送檢血清FGF23。
生化參數(shù) CKD患者檢測(cè)血磷、血鈣、血清白蛋白(Alb)、血清肌酐(SCr)、總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白(LDL)(美國(guó)BECKMANC-OULTER DxC800全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)生化分析儀測(cè)定)和前白蛋白(免疫透視比濁法)。
經(jīng)公式校正鈣水平:校正鈣=所測(cè)鈣濃度+[0.018×(血白蛋白濃度-42)]。eGFR采用簡(jiǎn)化MDRD 公式計(jì)算[6]:eGFR=186 × (SCr)-1.154× (年齡)-0.203× (0.742,女性)× (1.210,非裔美國(guó)人)
血清iPTH 采用電化學(xué)放光法免疫分析儀及配套試劑(羅氏)測(cè)得。
血清FGF23及1,25(OH)2D3分別應(yīng)用測(cè)定人的FGF23和1,25(OH)2D3的 ELISA試劑盒(美國(guó)USCNLife科技技術(shù)有限公司)測(cè)得。設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)管,質(zhì)控管與測(cè)定管。為了確保測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性,標(biāo)本采集、試劑配置、實(shí)驗(yàn)操作步驟均嚴(yán)格按照說(shuō)明書進(jìn)行。
體重測(cè)定 所有受試者清晨空腹排尿后僅穿單層衣褲,赤腳測(cè)量體重、身高,計(jì)算 BMI=體重(kg)/身高(m2)。
統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 應(yīng)用EXCEL2003進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入,利用SPSS13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理及分析。兩組間差異比較計(jì)量資料采用兩獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn),多組間比較單因素方差分析或Kruskal-wallis法,計(jì)數(shù)資料采用卡方檢驗(yàn)或 Fisher確切概率法。應(yīng)用Pearson相關(guān)系數(shù)分析兩生化指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系。采用多元線性回歸進(jìn)行FGF23影響因素的多因素分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,P<0.01為統(tǒng)計(jì)學(xué)差異顯著。
各組患者一般情況 CKD各組平均年齡、身高、BMI、性別比均無(wú)顯著差異,具體見(jiàn)表1。
表1 各組慢性腎臟病患者基本特征
FGF23與生化參數(shù)的關(guān)系 A組FGF23為(661.87 ± 527.35)pg/ml,B 組 (1 814.73 ± 2 022.78)pg/ml,C 組(3 882.56 ± 2 326.81)pg/ml,D組(4 215.06 ±3 042.14)pg/ml,各組結(jié)果均高于健康對(duì)照組水平(323.11 ±212.25 pg/ml;P <0.05)。LogFGF23、LogPTH及血磷四組間比較均有顯著差異(P <0.01);而血脂三項(xiàng),血鈣、1,25(OH)2D3及白蛋白組間比較差異不顯著,而前白蛋白組間差異仍有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2)。對(duì)上述有顯著性差異的生化指標(biāo)應(yīng)用LSD法進(jìn)一步作兩兩比較,結(jié)果顯示:CKD 4,5期LogFGF23及血磷無(wú)論是相互比較還是分別與CKD 1~2期組值比較均存在顯著差異,而CKD 3期組值與CKD 1~2期組值比較無(wú)明顯差異;LogPTH任意兩者間比較均有顯著差異,而前白蛋白任意兩組間比較均無(wú)明顯差異。Pearson相關(guān)分析顯示:四組間血磷(r=0.54,P < 0.01)、LogPTH(r=0.61,P <0.01)及1,25(OH)2D3(r=0.32,P <0.01)與LogFGF23均呈顯著正相關(guān),而eGFR(r=-0.64,P<0.01)與LogFGF23呈顯著負(fù)相關(guān)。
FGF23與iPTH、1,25(OH)2D3將60 例 CKD 3~5期患者按“是否有甲旁亢”重新分組后再次比較FGF23水平,甲旁亢組 FGF23(4 372.25 ±1 996.66)pg/ml較非甲旁亢組值(2 943.99 ±1 981.21)pg/ml明顯升高(P<0.01)。LogFGF23與LogPTH在甲旁亢組中呈顯著正相關(guān)(r=0.569,P <0.001),而在非甲旁亢組中相關(guān)性無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(r=0.222,P >0.05)。LogFGF23 與 1,25(OH)2D3在甲旁亢組相關(guān)性無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(r=0.194,P >0.05),而在非甲旁亢組呈顯著正相關(guān)(r=0.437,P <0.05)。兩組中LogFGF23與eGFR均呈顯著負(fù)相關(guān),而與血磷之間均存在顯著正相關(guān)(圖1)。
影響FGF23的多因素 以LogFGF23為因變量,將年齡和單因素分析P<0.20的變量(是否甲旁亢、LogPTH、P、活性維生素D3水平、eGFR和白蛋白)納入多元線性回歸方程,結(jié)果顯示:甲旁亢與LogFGF23 顯著正相關(guān)(r 0.22,95%CI 0.02~0.42,P < 0.05);年齡 (r 0.00,95%CI 0.00~ 0.01,P <0.05)、活性維生素 D(r 0.00,95%CI 0.00~0.00,P <0.01)及血清白蛋白水平(r 0.02,95%CI 0.01~0.04,P <0.01)與 LogFGF23 存在正相關(guān)性;而eGFR與LogFGF23顯示負(fù)相關(guān)(r-0.01,95%CI-0.02~0.00,P <0.01)。
表2 各組CKD患者的生化指標(biāo)比較
FGF23主要來(lái)源于骨骼,腎臟是其最主要的作用靶器官[7]。近兩年國(guó)外不少學(xué)者已作了大量的基礎(chǔ)研究證實(shí)FGF23參與的骨-腎軸是機(jī)體礦物質(zhì)代謝的重要調(diào)節(jié)系統(tǒng)[7,8]。既往已明確的三類低磷血癥性佝僂病或骨軟化癥;常染色體顯性遺傳的低磷血癥佝僂病(ADHR)、X染色體顯性遺傳的低磷血癥佝僂病(XLH)、腫瘤誘發(fā)的骨軟化癥(TIO)均因FGF23基因裂解抵抗存在異常高水平的FGF23血癥[9]。研究人員在慢性腎衰竭的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)血FGF23隨eGFR的降低而升高[8];終末期腎病(ESRD)透析患者血FGF23與磷及鈣磷乘積成顯著正相關(guān)[10]。
FGF23與腎功能及體內(nèi)磷調(diào)節(jié) 我們的觀察發(fā)現(xiàn)LogFGF23無(wú)論在四組間還是分組中均與eGFR成負(fù)相關(guān)關(guān)系,說(shuō)明血清FGF23水平在CKD患者中隨腎功能減退不斷升高。結(jié)合對(duì)照組可見(jiàn),血FGF23在CKD早期已升高,而在CKD 4,5期出現(xiàn)顯著升高,這一點(diǎn)與其他學(xué)者已有的研究結(jié)論一致[11,12]。進(jìn)一步兩兩比較發(fā)現(xiàn),血清 FGF23 在CKD3期的水平較CKD1~2期并無(wú)顯著上升,血磷的情況同樣如此;而PTH在兩種不同的腎功能階段已有明顯差異:CKD3期血清PTH水平明顯高于CKD 1~2期。早期PTH水平升高被認(rèn)為是機(jī)體對(duì)礦物質(zhì)代謝紊亂的一種代償機(jī)制,以維持體內(nèi)鈣磷及1,25(OH)2D3穩(wěn)態(tài)[13]。因此,在CKD2~3期[(eGFR≥30 ml/(min·1.73m2)]機(jī)體出現(xiàn)鈣磷代謝失衡后PTH可能會(huì)較FGF23更靈敏地出現(xiàn)升高,鈣-PTH-維生素D軸可能是維持體內(nèi)鈣磷代謝穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)系統(tǒng)。通過(guò)相關(guān)分析可見(jiàn):血FGF23在CKD各期均隨血磷水平升高不斷升高,無(wú)論有無(wú)繼發(fā)性甲旁亢發(fā)生,兩者均存在顯著正相關(guān);同時(shí)上文已述兩者均到CKD4期開始出現(xiàn)明顯升高。當(dāng)eGFR降至30~25 ml/(min·1.73m2)時(shí),機(jī)體會(huì)出現(xiàn)持續(xù)性高磷血癥,并標(biāo)志機(jī)體進(jìn)入ESRD[13]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果再次證實(shí)FGF23作為調(diào)磷因子在CKD進(jìn)展中與體內(nèi)磷的敏銳關(guān)聯(lián)及對(duì)調(diào)磷的失代償變化。盡管目前研究人員認(rèn)為磷對(duì)FGF23水平的調(diào)節(jié)可能是一個(gè)復(fù)雜的間接過(guò)程[8],但ESRD階段高磷血癥的出現(xiàn)顯然是刺激FGF23介導(dǎo)骨-腎調(diào)節(jié)系統(tǒng)干預(yù)體內(nèi)礦物質(zhì)代謝紊亂的主要因素之一。
FGF23與PTH 我們看到血FGF23與PTH相關(guān)分析中存在顯著正相關(guān)性,但將CKD 3~5期數(shù)據(jù)按照是否有“甲旁亢”重新分組后分別進(jìn)行相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)兩組中的結(jié)果有分歧。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明:并發(fā)繼發(fā)性甲旁亢的CKD患者血FGF23水平是隨PTH水平升高不斷升高的,而未出現(xiàn)繼發(fā)性甲旁亢的CKD組兩者未顯示出統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的正相關(guān)性,結(jié)合兩組間FGF23值t檢驗(yàn)結(jié)果,筆者認(rèn)同Bielesz的看法:FGF23能夠調(diào)節(jié)甲狀旁腺素水平而甲狀旁腺素不一定會(huì)促進(jìn)FGF23升高[14]。在出現(xiàn)繼發(fā)性甲旁亢前,血FGF23主要作為磷調(diào)節(jié)劑受磷水平調(diào)節(jié),當(dāng)機(jī)體出現(xiàn)繼發(fā)性甲旁亢時(shí),PTH會(huì)進(jìn)一步刺激FGF23水平升高,其自身也伴隨著持續(xù)高的FGF23水平不斷生成增加。高FGF23血癥無(wú)疑充當(dāng)了促成難治性甲旁亢發(fā)生發(fā)展中一個(gè)重要角色。Kazama等[15]通過(guò)研究得出結(jié)論 FGF23會(huì)促進(jìn)血PTH升高,它可單獨(dú)作為預(yù)測(cè)透析患者難治性甲旁亢發(fā)生的一項(xiàng)指標(biāo)。本研究結(jié)果再次論證了CKD患者FGF23與PTH之間正相關(guān),而非甲旁亢組與甲旁亢組中兩者相關(guān)性不一致或許提示如果繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)跟蹤是否也能得出與Kazama相同的觀點(diǎn)?由此得到FGF23對(duì)CKD患者甲狀旁腺素的作用。有學(xué)者實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示補(bǔ)充FGF23后腎、甲狀旁腺及腦垂體中均出現(xiàn)各自基因的表達(dá)增強(qiáng)[7];而Krajisnik等[16]在用野生株的FGF23刺激甲狀旁腺細(xì)胞的體外實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),F(xiàn)GF23對(duì)甲狀旁腺mRNA有直接抑制作用。本研究中FGF23僅在繼發(fā)性甲旁亢組中表現(xiàn)出與甲狀旁腺素的正相關(guān)性,這一臨床結(jié)果或許用Larsson等學(xué)者的觀點(diǎn)更易解釋。我們認(rèn)為在ESRD期,調(diào)磷因子FGF23異常升高除了受不斷升高的磷刺激外,也可能是作為對(duì)抗繼發(fā)性甲旁亢發(fā)生的一種失代償反應(yīng)。
FGF23與1,25(OH)2D3鈣三醇的減少參與了ESRD繼發(fā)性甲旁亢的發(fā)生。FGF23能抑制1α羥化酶活性,從而減少鈣三醇生成[7,8]。由分析結(jié)果得知,F(xiàn)GF23無(wú)論在非甲旁亢組還是兩組間均隨鈣三醇水平升高而不斷增加,而在甲旁亢組中,兩者之間無(wú)相關(guān)性。這和之前已有的研究成果似乎矛盾,然而考慮到本研究對(duì)象中未排除已經(jīng)接受治療的患者,其中44%或因慢性腎小球腎炎、或因慢性腎功能不全繼發(fā)性甲旁亢已接受活性維生素D治療,而8%還應(yīng)用了口服骨化三醇的沖擊治療措施,CKD 4,5期無(wú)繼發(fā)性甲旁亢患者大多已接受了足量活性維生素D治療。這些措施一方面想抑制PTH生成;另一方面卻可能促成體內(nèi)高鈣三醇水平發(fā)生。鈣三醇作為FGF23的反調(diào)節(jié)因子可刺激FGF23的生成[7,8]。已有相關(guān)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)增加1,25(OH)2D3可提高外周血 FGF23水平,補(bǔ)充1,25(OH)2D3能增加FGF23在骨細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄[7,8]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果再次論證了FGF23對(duì)1,25(OH)2D3的反調(diào)節(jié)作用。
影響FGF23的其他因素 多元線性回歸分析則進(jìn)一步探討了影響CKD患者FGF23水平的多因素。其中血清白蛋白水平與FGF23呈正相關(guān),這一點(diǎn)與我們預(yù)期并不符合,ESRD患者大多營(yíng)養(yǎng)狀況差,而該階段又有高FGF23血癥,F(xiàn)GF23水平和營(yíng)養(yǎng)狀況之間是否有關(guān)系?兩者之間怎樣的相互關(guān)系?這些問(wèn)題還需進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究來(lái)了解和論證。
考慮到血鈣不是刺激FGF23生成和釋放的因素;另外FGF23與血鈣也無(wú)直接的調(diào)節(jié)關(guān)系,實(shí)驗(yàn)組未繼續(xù)做FGF23與鈣的相關(guān)分析。
小結(jié):我們認(rèn)為血FGF23水平隨腎功能減退不斷升高,在CKD早期已高出正常,而在終末期出現(xiàn)顯著升高。CKD3期后血磷水平顯著升高,并不斷刺激FGF23生成增加,高FGF23水平與繼發(fā)性甲旁亢發(fā)生相關(guān)。年齡、活性維生素D3、腎功能狀態(tài)、營(yíng)養(yǎng)狀況及有無(wú)”甲旁亢”均能影響血FGF23水平。FGF23在礦物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)中的許多機(jī)制還未知,高FGF23血癥是否對(duì)ESRD存在其他影響還有待更深入的研究。
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