張 帥 謝 娟 張譯元 鄭東輝

慢性腎臟病(chronic kidney disease, CKD)患病率逐年增高，已成為全球關注的重要公共衛(wèi)生問題之一。截至2017年，全球CKD患者數(shù)量達到6.975億，其中約1/3患者生活在中國(1.323億)和印度(1.151億)。而心血管疾病(cardiovascular disease，CVD)是CKD患者最常見的并發(fā)癥及最主要的死因，2017年全球約140萬患者死于因腎功能受損所致的心血管疾病，嚴重影響著CKD患者的預后[1,2]。心血管疾病最突出的特征是心臟結構及功能的異常，尤其是左心室肥厚(left ventricular hypertrophy，LVH)。左心室肥厚會導致CKD患者發(fā)生心肌缺血、心源性猝死、心律失常、心力衰竭等心血管事件的風險增加[3]。

基質(zhì)金屬蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9，MMP9)是一種廣泛存在于心肌組織中的明膠酶，通過調(diào)節(jié)心肌細胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)降解來影響心室重塑，從而參與LVH的形成[4]。研究發(fā)現(xiàn)，骨橋蛋白(osteopontin，OPN)和中性粒細胞明膠酶相關脂質(zhì)運載蛋白(neutrophil gelatinase associated lipocalin, NGAL)通過延緩MMP9降解或促進其表達、促進心肌炎性反應及纖維化等機制參與心血管疾病如LVH發(fā)生的病理生理過程[5,6]。然而，目前尚不清楚血清OPN、NGAL及MMP9水平與CKD3～5期患者并發(fā)LVH的確切關系，因此，本研究旨在探討血清OPN、NGAL及MMP9水平與CKD3～5期患者發(fā)生LVH的相關性，以期為CKD患者早期發(fā)現(xiàn)心臟損傷并干預提供理論依據(jù)。

資料與方法

1.一般資料：本研究選擇2020年7月～2021年6月就診于徐州醫(yī)科大學附屬淮安醫(yī)院腎臟內(nèi)科且明確診斷為CKD 3～5期的患者為實驗組，均符合CKD診斷標準，均未行腎臟替代治療或相關數(shù)據(jù)均在行腎臟替代治療之前完成收集[7]。排除標準：①合并基礎心臟疾病的患者：心功能Ⅲ～Ⅳ級，先天性心臟病，嚴重心力衰竭、急性心肌梗死、瓣膜性心臟病、風濕性心臟病、甲狀腺功能亢進性心臟病、肺心病、心臟搭橋術后等患者，或者近期發(fā)生急性心血管事件的患者；②合并嚴重感染;③合并嚴重肝膽疾病、活動性或消耗性疾病(如惡性腫瘤、重癥肺結核);④妊娠及哺乳期女性;⑤近半年內(nèi)使用類固醇類激素、免疫抑制治療、血管緊張素轉換酶抑制劑/血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑(ACEI/ARB)類藥物者。共144例入組，男性88例，女性56例，患者年齡29～78歲，平均年齡為55.38±15.39歲。原發(fā)疾?。郝阅I小球腎炎72例，糖尿病腎病68例，狼瘡性腎炎2例，慢性間質(zhì)性腎炎2例。根據(jù)患者腎小球濾過率(estimate glomerular filtration rate，eGFR)水平將患者分為A組[eGFR為30～59ml/(min·1.73m2)，60例]、B組[eGFR為15～29ml/(min·1.73m2)，48例]、C組[eGFR小于15ml/(min·1.73m2)，36例]。另納入同期在筆者醫(yī)院體檢中心體檢的30例健康體檢者作為對照組，其中男性19例，女性11例，年齡35～63歲，平均年齡為48.35±10.59歲。本研究得到徐州醫(yī)科大學附屬淮安醫(yī)院醫(yī)學倫理學委員會批準(倫理審批號：HEYLL202086)。

2.方法：(1)臨床資料收集：收集入組患者的臨床資料，包括患者的年齡、性別、基礎疾病、血壓、體重指數(shù)(body mass index，BMI)、體表面積(body surface area，BSA)。(2)血清標志物水平的測定：血清為患者既往清晨空腹生化化驗時-80℃留存的標本。采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測血清OPN、NGAL、MMP9水平，試劑盒均購自泉州市睿信生物科技有限公司。(3)實驗室指標：包括血紅蛋白(hemoglobin，Hb)、肌酐(creatinine，Cr)、尿素氮(urea nitrogen，BUN)、鈣(calcium，Ca)、磷(phosphorus，P)、C反應蛋白(C-reactive protein，CRP)。用簡化腎臟病飲食改良研究(modification of diet in renal disease，MDRD)公式計算腎小球濾過率(glomerular filtration rate，GFR)。(4)心臟超聲指標：由筆者醫(yī)院專職超聲科醫(yī)生做單盲檢測，測定患者左心室舒張末期內(nèi)徑(left ventricular end diastolic dimension，LVEDD)、室間隔厚度(interventricular septum thickness，IVST)、左心室后壁厚度(left ventricular posterior wall thickness，LVPWT)。參照文獻[8]計算左心室質(zhì)量(left ventricular mass，LVM)及左心室質(zhì)量分數(shù)(left ventricular mass index，LVMI)，LVH的診斷標準為男性LVMI≥115g/m2，女性LVMI≥95g/m2。其中LVM(g)=0.8×1.04×[(LVEDD+IVST+LVPWT)3-LVEDD3]+0.6；LVMI(g/m2)=LVM/BSA。

結 果

1.不同分期的CKD患者及對照組的基本臨床資料比較：各組間年齡、性別、BMI比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。對照組、A組、B組及C組患者的磷、收縮壓、肌酐、尿素氮、CRP、NGAL、OPN、MMP9水平均逐漸增高，鈣、血紅蛋白水平逐漸下降，且兩兩比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。在CKD患者中，LVMI隨著CKD的進展逐漸增高，兩兩比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。C組患者合并LVH的比例高于A組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)，詳見表1。

表1 入組患者的臨床資料

2.LVH組和非LVH組相關資料水平比較：CKD3～5期患者中LVH組的年齡、性別、BMI、舒張壓和CRP與非LVH組比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。LVH組的收縮壓、肌酐、LVMI、NGAL、OPN及MMP9均高于非LVH組，血紅蛋白、eGFR低于非LVH組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，詳見表2。

表2 LVH組和非LVH組標志物水平比較

3.各標志物水平的相關性分析：經(jīng)Pearson相關分析顯示，CKD3～5期患者血清NGAL、OPN及MMP9之間呈顯著正相關(P<0.01)，詳見表3。

表3 各標志物水平的相關性分析(r)

4.標志物水平與超聲心動圖參數(shù)的相關性分析：二分類Logistic回歸分析顯示，年齡、收縮壓、CRP、NGAL、OPN、MMP9是CKD3～5期患者發(fā)生LVH的獨立危險因素(OR值分別為1.511、1.480、1.115、1.392、2.573、2.217；95% CI分別為1.027～2.124、1.101～1.939、1.025～1.414、1.140～1.675、1.796～2.701、1.646～2.967；P值分別為<0.001、0.044、0.027、<0.001、0.007、<0.001),詳見表4。

表4 Logistic回歸分析發(fā)生LVH的危險因素

5.血清OPN、NGAL及MMP9水平診斷左心室肥厚的敏感度和特異性分析：ROC曲線分析結果顯示，3種標志物聯(lián)合預測CKD3～5期患者發(fā)生LVH的AUC為0.890，敏感度、特異性分別為87.36%、79.91%，詳見表5。

表5 血清OPN、NGAL及MMP9診斷LVH的敏感度和特異性分析

討 論

NGAL最初從中性粒細胞顆粒中純化得到，也稱為脂質(zhì)運載蛋白2(lipocalin-2)，是脂質(zhì)運載蛋白家族成員之一，作為急性腎損傷的早期標志物而受到廣泛研究。NGAL其自身結構中β-桶狀結構封閉末端的β4～β5環(huán)附近有游離的巰基，可以與配體結合形成二硫鍵，從而調(diào)節(jié)蛋白的活性和功能，也成為其與MMP9相結合并調(diào)節(jié)其代謝的結構基礎[9]。

MMP9是一種明膠酶，隸屬于基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs) 家族，具有降解間質(zhì)蛋白的作用，是降解心肌細胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)的主要介質(zhì)，廣泛存在于心肌組織中[10]。ECM則對維持左心室形狀、心肌細胞的排列和協(xié)調(diào)心肌收縮性起重要作用。ECM成分合成或降解代謝失衡是引起左心室擴大及心肌重構的主要因素之一。MMP9則通過影響ECM降解來影響心室重塑[10]。研究發(fā)現(xiàn)，NGAL與MMP9的結合并不影響后者的活性, 但起到穩(wěn)定及延緩 MMP9分解的作用，故NGAL通過延緩MMP9的降解而起到促進心室重塑的作用[9]。

研究發(fā)現(xiàn)在大鼠平滑肌細胞(smooth muscle cess SMC)的培養(yǎng)基中發(fā)現(xiàn)其分泌的NGAL與MMP9以復合物的形式存在，并與MMP9共定位于小鼠的動脈粥樣硬化(atherosclerosis AS)斑塊中，都證實了在心肌等組織中MMP9與NGAL共表達[4]。OPN也稱為骨涎蛋白、分泌性磷蛋白，是一種分泌型多功能糖基化磷蛋白，由314個氨基酸殘基組成，可以通過包括磷酸化、糖基化、硫酸化、酶裂解等翻譯后修飾發(fā)揮不同的功能[11]。經(jīng)過酶裂解OPN可以形成幾種基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP2、MMP9等)裂解位點，正是憑借此過程OPN可通過提高細胞外基質(zhì)中MMP9的表達，在心室重塑過程中起到與NGAL相同的作用[12]。本研究中受試者血清NGAL、OPN濃度與MMP9濃度呈顯著正相關，也從側面證實了三者在參與心室重塑過程中的相關性。

有研究將小鼠心肌細胞與重組NGAL一起孵育，發(fā)現(xiàn)隨著NGAL濃度的增加，心肌細胞的體積也逐漸增大，且肥大的心肌細胞中NGAL及NGAL mRNA水平均明顯增加[13]。由此推測NGAL參與心肌細胞肥大形成，但NGAL參與心肌肥大的具體病理生理機制仍未明確。此外，心肌肥大也是發(fā)生左心室肥厚及左心室舒張功能障礙的關鍵病理過程。還有文獻報道急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)及慢性心力衰竭(heart failure，HF)患者的血清NGAL水平明顯高于健康受試者[14,15]。前者的血清NGAL水平也高于穩(wěn)定型心絞痛患者[14]。國內(nèi)有研究顯示，血清或尿NGAL水平和NT-proBNP一樣均可作為診斷HF的標志物[16]。血清NGAL水平同樣可以作為CKD患者心血管并發(fā)癥的預測因子[17]。而關于OPN，Giachelli等[18]在動脈組織中發(fā)現(xiàn)它并指出其可能在動脈粥樣硬化斑塊形成的炎癥過程中發(fā)揮重要作用。

既往研究發(fā)現(xiàn)，心力衰竭患者血漿OPN水平顯著升高，并與嚴重程度相關[19]。對心力衰竭患者進行心肌活檢，也發(fā)現(xiàn)OPN表達水平明顯上調(diào)[20]。OPN目前已被確定為慢性心力衰竭和特發(fā)性肺動脈高壓患者病死率的獨立預測因子[19,21]。此外，在高血壓人群中，受試的199例高血壓患者中發(fā)現(xiàn)循環(huán)中高水平的OPN是發(fā)生心室肥厚和心室舒張功能障礙的獨立危險因素[22]。在另外一項包含1092例高血壓患者的大規(guī)模樣本研究中也得出相似的結論[23]。本研究在CKD人群中檢測兩種標志物并評估其與LVH的相關性，結果顯示CKD患者血清NGAL、OPN濃度明顯高于對照組，并且隨著CKD的進展，兩種標志物的水平也逐漸升高，這與Kim等[3]研究結果類似。一方面，慢性腎臟病患者腎臟損傷可能會導致NGAL與OPN的排泄減少。另一方面考慮與CKD患者機體長期處于微炎性狀態(tài)，IL-1β、IL-6與TGF-β等炎性細胞因子釋放增加，刺激NGAL、OPN產(chǎn)生增加[24]。

研究結果還顯示，CKD患者合并LVH的比例達41.67%，造成發(fā)生率升高的因素包括高齡、高血壓等“傳統(tǒng)因素”，以及CKD特異性的“非傳統(tǒng)因素”(如貧血、微炎癥狀態(tài)、礦物質(zhì)代謝紊亂等)。同時LVH組患者血清NGAL、OPN水平明顯高于非LVH組，進一步表明兩種標志物與CKD患者并發(fā)LVH存在密切關系,這與Yang等[22]、曾艷等[25]在高血壓人群中的研究結果存在一定相似性，兩項研究分別對OPN與NGAL水平與LVH的相關性進行了探討，發(fā)現(xiàn)二者能早期評估高血壓心臟損傷，是高血壓患者發(fā)生LVH的獨立危險因素。

回歸分析顯示年齡、收縮壓及3種標志物水平是CKD3～5期患者發(fā)生LVH的獨立危險因素，提示隨著年齡的增長，因為腎血流下降與腎單位減少等因素導致三者的排泄減少，NGAL與OPN分別通過延緩MMP9降解或促進其表達使ECM降解增加，引起了心室重塑，從而導致發(fā)生LVH的風險增加。同時隨著血壓升高，血管外周阻力也不斷升高，心臟后負荷增加，心臟射血功能減弱致心排出量下降，心室內(nèi)壓力升高，最終導致左心室肥厚。NGAL、OPN及MMP9預測CKD3～5期患者發(fā)生LVH的敏感度和特異性均低于聯(lián)合檢測，說明3種標志物的聯(lián)合檢測對CKD患者發(fā)生心臟損傷早期診斷與篩查發(fā)揮了較好的應用價值。

綜上所述，血清NGAL、OPN及MMP9水平在CKD患者中明顯升高，三者與CKD3～5期患者發(fā)生LVH密切相關。聯(lián)合檢測3種標志物可能對CKD患者早期發(fā)現(xiàn)心臟損傷、改善患者預后具有一定的臨床意義。