羅仕琦 楊 敏 曾 怡 鄭 帥 唐春梅

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院腎內(nèi)科，云南省昆明市 650032，電子郵箱:18208862268@sina.cn)

【提要】 慢性腎臟病(CKD)患者容易出現(xiàn)血管鈣化和骨骼代謝異常。目前有研究發(fā)現(xiàn)，維生素K是血管壁鈣化抑制劑，也是激活涉及凝血功能、細(xì)胞凋亡、骨骼礦化和血管健康相關(guān)蛋白的關(guān)鍵輔助因子。在CKD病程中，由于飲食限制、腸道功能障礙和維生素K循環(huán)障礙，容易出現(xiàn)維生素K缺乏狀態(tài)。臨床研究表明維生素K水平可以被調(diào)節(jié)，但補(bǔ)充維生素K是否可以改善血管鈣化和骨骼代謝尚未明確，CKD患者補(bǔ)充維生素K的獲益問(wèn)題有很大的研究前景。

慢性腎臟病(chronic kidney disease,CKD)具有高患病率、低知曉率、低干預(yù)率及低控制率的特點(diǎn)，是伴隨人口老齡化出現(xiàn)的公共衛(wèi)生問(wèn)題[1]。慢性腎臟病-礦物質(zhì)和骨異常(chronic kidney disease-mineral and bone disorder,CKD-MBD)是指由于CKD所致的礦物質(zhì)及骨代謝異常綜合征，可出現(xiàn)以下1項(xiàng)或多項(xiàng)臨床表現(xiàn)[2]：(1)鈣、磷、甲狀旁腺激素或維生素D代謝異常；(2)骨轉(zhuǎn)化、骨礦化、骨量、骨線性生長(zhǎng)或骨強(qiáng)度異常；(3)血管或其他軟組織鈣化。在CKD早期，患者即可出現(xiàn)CKD-MBD，隨之可出現(xiàn)血管鈣化等問(wèn)題，嚴(yán)重者可威脅生命[2]。隨著病程進(jìn)展到終末期腎病(end-stage renal disease,ESRD),CKD患者的骨折風(fēng)險(xiǎn)逐漸增加，可達(dá)健康人的4倍[3]。CKD-MBD的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜[4]，近年來(lái)，Klotho蛋白、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子23、Wnt/β聯(lián)蛋白(β-catenin)等信號(hào)通路成為研究熱點(diǎn)，同時(shí)也有一些研究表明維生素K在CKD所致的骨骼改變和血管鈣化中扮演重要角色[5-6]。本文就維生素K在CKD-MBD中的作用做進(jìn)一步闡述和探討。

1 維生素K

維生素K是指一組具有相似化學(xué)結(jié)構(gòu)的脂溶性分子，側(cè)鏈?zhǔn)怯蓴?shù)量不同的類異戊二烯殘基組成的1,4-萘醌。維生素K的天然形式為維生素K1(葉綠醌)和維生素K2(甲萘醌)，維生素K2有17種類型，其中甲萘醌-4、甲萘醌-7發(fā)揮主要作用[7-9]。維生素K在具有谷氨酸殘基的蛋白質(zhì)的γ-羧化反應(yīng)中充當(dāng)γ-谷氨酰羧化酶的輔因子。而這類具有谷氨酸殘基的蛋白質(zhì)稱為維生素K依賴蛋白(vitamin K-dependent protein,VKDP)，包括生長(zhǎng)停滯特異性蛋白6 (growth arrest-specific protein 6,Gas6)、骨鈣蛋白和基質(zhì)羥基谷氨酸蛋白(matrix carboxyl glutamic acid protein，MGP)等，其參與凝血、細(xì)胞凋亡的調(diào)節(jié)以及骨的礦化控制等[7，10-11]。在羧化反應(yīng)中，γ-谷氨酰羧化酶將谷氨酸殘基中的質(zhì)子去除，然后添加羧基，使維生素K氧化為維生素K環(huán)氧化物，羧化的蛋白質(zhì)中新近羧基化的殘基稱為羧基谷氨酸(carboxyl glutamic acid,Gla)結(jié)構(gòu)域，上述這些反應(yīng)可促進(jìn)VKDP的激活。

飲食中，維生素K主要來(lái)源于富含維生素K1的食物，例如植物油和綠色蔬菜(羽衣甘藍(lán)、菠菜、甜菜、球芽甘藍(lán)、香菜、西洋菜、西蘭花)；此外，腸道菌群或發(fā)酵食品(例如奶酪、凝乳和納豆)中存在的細(xì)菌可以合成維生素K2。食物消化后，維生素K被膽汁鹽乳化，進(jìn)一步以乳糜微粒受體形式被腸細(xì)胞吸收，并結(jié)合到富含三酰甘油且包含載脂蛋白A和載脂蛋白B48的脂蛋白中，隨后進(jìn)入淋巴系統(tǒng)和血液中，最終被肝臟吸收。在肝臟中，乳糜微粒結(jié)合載脂蛋白B100后，通過(guò)內(nèi)吞作用進(jìn)入肝細(xì)胞；在添加或去除載脂蛋白顆粒后，不同的維生素K分子由LDL膽固醇顆粒運(yùn)輸，并通過(guò)動(dòng)脈、軟骨和骨骼上的LDL受體被靶細(xì)胞和組織捕獲[12]。因此直接測(cè)定維生素K水平時(shí)，其檢測(cè)結(jié)果可受到血脂等多個(gè)方面的影響。可以通過(guò)使用酶聯(lián)免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)、高效液相色譜法(high performance liquid chromatography,HPLC)和質(zhì)譜法測(cè)定不同形式的維生素K和未羧化/羧化的VKDP水平來(lái)間接評(píng)估血液中維生素K水平。但血清維生素K和羧化/非羧化VKDP的參考值范圍目前尚未確定。MGP屬于VKDP中的一種，經(jīng)過(guò)維生素K參與的γ-羧化反應(yīng)后，MGP從無(wú)活性的MGP轉(zhuǎn)化為有活性的MGP，失活的MGP會(huì)觸發(fā)細(xì)胞鈣化，而有活性的MGP可結(jié)合鈣從而抑制血管鈣化[13]。非磷酸化未羧化的MGP(dephosphorylated-uncarboxylated MGP，dp-ucMGP)屬于無(wú)活性的MGP，隨機(jī)對(duì)照研究表明，維生素K治療可降低dp-ucMGP水平[9,14]；而抗維生素K治療可提升dp-ucMGP水平[15]，停止抗維生素K治療則會(huì)降低dp-ucMGP水平[16]。當(dāng)dp-ucMGP水平>500 pmol/L時(shí)，提示維生素K缺乏[17]。雖然失活的MGP水平可能僅反映血液中維生素K的水平，但通過(guò)檢測(cè)MGP的失活情況評(píng)估維生素K的水平是目前一個(gè)很好的選擇[13]。

2 維生素K缺乏與CKD-MBD

2.1 CKD患者的維生素K水平 有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，CKD患者普遍患有亞臨床維生素K缺乏癥[14]，這表明CKD患者面臨維生素K缺乏帶來(lái)的一系列風(fēng)險(xiǎn)。而CKD患者體內(nèi)缺乏維生素K，可能與VKDP在發(fā)揮抑制鈣化作用時(shí)消耗大量維生素K有關(guān)[17]；此外，針對(duì)CKD患者的飲食建議，例如減少攝入高鉀食物(包含富含維生素K1的多葉綠色蔬菜)和高磷酸鹽食物(包含富含維生素K2的乳制品)，也可能會(huì)加劇維生素K缺乏[17]。

維生素K具有親脂性，因此不能通過(guò)透析去除，但是維持性血液透析(maintenance hemodialysis,MHD)患者的維生素K水平總體較低[9]。例如，Westenfeld等[14]報(bào)告，MHD患者的dp-ucMGP水平比健康人群高4.5倍，而未羧化的骨鈣蛋白(uncarboxylated osteocalcin,uc-OC)水平比健康人群高8.4倍。MHD患者的維生素K水平總體較低可能與患者的飲食方案以及營(yíng)養(yǎng)素總體攝入不足有關(guān)。Cranenburg等[19]評(píng)估40例MHD患者的維生素K1和K2攝入量發(fā)現(xiàn)，與健康成年人維生素K推薦攝入量200 μg/d相比，這些MHD患者的維生素K平均攝入量較低，僅為140 μg/d；由于飲食攝入有限制，MHD患者體內(nèi)維生素K存儲(chǔ)迅速減少，dp-ucMGP水平增高，最終導(dǎo)致血液中維生素K缺乏。此外，還有研究表明，腹膜透析患者的維生素K水平與MHD患者相似，腹膜透析患者同樣存在維生素缺乏[20-21]，這說(shuō)明CKD患者普遍存在維生素K缺乏。

2.2 維生素K水平和骨骼代謝 成骨細(xì)胞分泌的骨鈣蛋白對(duì)于骨骼礦化至關(guān)重要。骨鈣蛋白也屬于VKDP的一種，與MGP需要維生素K羧化一樣，骨鈣蛋白也需要經(jīng)維生素K羧化后才具有活性，活化的骨鈣蛋白對(duì)鈣離子具有高親和力，與鈣離子結(jié)合后，骨鈣蛋白融入骨基質(zhì)的羥基磷灰石晶體中,從而促進(jìn)成骨[9]。uc-OC含量與總骨鈣蛋白含量的比值常用于反映維生素K水平，當(dāng)uc-OC含量升高，且uc-OC含量與總骨鈣蛋白含量的比值超過(guò)20%則提示維生素K缺乏[9]。Voong等[22]報(bào)告，分別有29%和93%的MHD患者存在葉綠醌水平降低和uc-OC水平升高，從而被診斷為亞臨床維生素K缺乏。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，MHD患者的總骨鈣蛋白和uc-OC水平高于健康對(duì)照者，如以健康對(duì)照者維生素K水平小于第5個(gè)百分點(diǎn)定義維生素K缺乏，MHD患者維生素K1缺乏率為11.1%，矯正三酰甘油水平后維生素K1缺乏率為23.5%，維生素K2缺乏率為8.8%，矯正三酰甘油水平后維生素K2缺乏率為14.5%[23]。此外，還有研究結(jié)果顯示，CKD 3～5期患者血清uc-OC水平與磷酸鹽和甲狀旁腺激素水平呈正相關(guān)，與25-羥維生素D水平呈負(fù)相關(guān)，這提示uc-OC水平與骨重塑有關(guān)[21]。

已有研究表明，血漿中維生素K水平降低，uc-OC含量與總骨鈣蛋白含量的比值升高則提示患者具有較高的骨折風(fēng)險(xiǎn)[23-26]，其中維生素K1水平是髖部骨折的重要影響因素[27]。有研究發(fā)現(xiàn)，與非維生素K1缺乏的MHD患者相比，維生素K1缺乏的患者患椎體骨折的風(fēng)險(xiǎn)更高(OR=2.94,P<0.05)[23]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，在血液透析患者中，uc-OC含量與總骨鈣蛋白含量的比值升高與骨折的發(fā)生有關(guān)，且從未骨折的患者血清維生素K1水平比骨折患者大約高出3倍[28]。由此可見(jiàn)，維生素K水平降低可影響骨骼代謝，從而導(dǎo)致相關(guān)并發(fā)癥(如骨折)的發(fā)生。

此外，軟骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞等組織的血管平滑肌細(xì)胞均可分泌MGP，MGP經(jīng)過(guò)維生素K羧化后能夠緊密結(jié)合鈣晶體并抑制鈣晶體的形成[29]。MGP過(guò)表達(dá)可抑制破骨細(xì)胞分化和骨吸收,且還可抑制破骨的主導(dǎo)因子——活化T細(xì)胞的核因子細(xì)胞質(zhì)1的表達(dá)[30]。一項(xiàng)隊(duì)列研究結(jié)果顯示，在接受腎移植的ESRD患者中，高dp-ucMGP水平與低骨密度水平獨(dú)立相關(guān)，且dp-ucMGP水平高于1 150 nmol/L時(shí)，與骨折發(fā)生有關(guān)(HR=2.21,P<0.05)[5]。以上研究均表明，維生素K水平降低與CKD患者發(fā)生骨骼代謝紊亂及相關(guān)并發(fā)癥有關(guān)。

2.3 維生素K缺乏和血管鈣化 血管鈣化是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，涉及多個(gè)環(huán)節(jié)。約有1%的CKD患者會(huì)發(fā)生血管和軟組織鈣化，這是ESRD常見(jiàn)的致命并發(fā)癥，是導(dǎo)致CKD患者預(yù)后不良的主要因素[31]。目前臨床上主要采用磷酸鹽預(yù)防和治療CKD患者的血管鈣化并取得一定效果，但尚無(wú)兼顧骨-血管軸雙向平衡、逆轉(zhuǎn)血管壁鈣化的具體治療方法，因此迫切需要研究出新的治療方案[32]。

有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，維生素K拮抗劑的使用可導(dǎo)致CKD大鼠模型和CKD患者體內(nèi)維生素K缺乏和血管鈣化[33-35]。McCabe等[33]發(fā)現(xiàn)經(jīng)維生素K拮抗劑華法林治療的CKD大鼠血管鈣化程度比健康大鼠更嚴(yán)重，血管壁的維生素K缺乏可間接表現(xiàn)為血清dp-ucMGP水平的升高。dp-ucMGP是MGP的無(wú)活性形式，有研究發(fā)現(xiàn)，dp-ucMGP水平與血管鈣化呈正相關(guān)[34,36]。Delanaye等[37]通過(guò)隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，MHD患者dp-ucMGP水平明顯升高，且與動(dòng)脈鈣化評(píng)分顯著相關(guān)。Schurgers等[38]對(duì)107例CKD2～5期患者進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)dp-ucMGP的水平隨著CKD分期的升高而升高，并且與腹主動(dòng)脈鈣化評(píng)分呈正相關(guān)，且隨著dp-ucMGP水平的升高，CKD患者全因死亡風(fēng)險(xiǎn)明顯升高，全因病死率增加1.5倍。而有活性的MGP是人體內(nèi)最強(qiáng)的血管鈣化抑制劑之一，其可以直接結(jié)合鈣離子和羥基磷灰石晶體，這些晶體聚集在血管壁內(nèi)形成復(fù)合物，MGP又通過(guò)吸引吞噬細(xì)胞和巨噬細(xì)胞來(lái)清除復(fù)合物，這一過(guò)程發(fā)生在局部組織，獨(dú)立于循環(huán)系統(tǒng)[39]。MGP還可調(diào)節(jié)骨形態(tài)發(fā)生蛋白2的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，抑制骨形態(tài)發(fā)生蛋白2與其受體的結(jié)合，從而下調(diào)骨形態(tài)發(fā)生蛋白2的表達(dá)，減輕骨形態(tài)發(fā)生蛋白2觸發(fā)的血管平滑肌細(xì)胞向成骨細(xì)胞表型轉(zhuǎn)化[40-41]。此外，有研究顯示，缺乏MGP的小鼠可發(fā)生軟組織鈣化，而上調(diào)血管中MGP的表達(dá)可阻止鈣化的發(fā)生[42]。上述研究表明，維生素K與血管鈣化關(guān)系密切，維生素K通過(guò)影響MGP的表達(dá)來(lái)影響血管鈣化，維生素K缺乏可能增加血管鈣化的風(fēng)險(xiǎn)。

3 維生素K治療CKD-MBD患者的爭(zhēng)議

Sasaki等[43]對(duì)20名接受激素治療的腎小球腎炎患者補(bǔ)充甲萘醌4一年，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該干預(yù)可預(yù)防激素誘發(fā)的骨質(zhì)流失。

一項(xiàng)關(guān)于CKD 3b期或4期患者的隨機(jī)雙盲試驗(yàn)結(jié)果表明，與使用安慰劑相比，補(bǔ)充維生素K(每天口服維生素K，400 μg/次，1次/d，治療1年)并不能改善血管僵硬程度或其他血管健康的指標(biāo)[44]。一項(xiàng)前瞻性隨機(jī)對(duì)照的雙盲試驗(yàn)顯示，給血液透析或腹膜透析療程大于3個(gè)月的患者補(bǔ)充維生素K(甲萘醌7，360 μg/ d)可改善其維生素K水平，但并未抑制或改變透析患者動(dòng)脈鈣化的進(jìn)展[45]。而另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充維生素K可能會(huì)改善MGP活化，減少透析患者的動(dòng)脈鈣化[46]。目前對(duì)透析患者補(bǔ)充維生素K的大規(guī)模研究正在進(jìn)行中，關(guān)于維生素K治療CKD-MBD患者的療效及安全性仍有待進(jìn)一步探討。

4 小 結(jié)

CKD患者容易出現(xiàn)血管鈣化和骨骼代謝異常，因受到飲食限制，加上腸道功能改變和維生素K再循環(huán)受損，維生素K缺乏在CKD患者中也普遍存在。目前尚無(wú)改善血管鈣化，增加骨量的具體治療方法，但調(diào)節(jié)維生素K是否成為一種新的治療選擇值得進(jìn)一步研究。