扩大血液透析对慢性血液透析患者炎症和铁代谢的影响

《Seminars in Dialysis》：Impact of Expanded Hemodialysis on Inflammation and Iron Metabolism in Chronic Hemodialysis Patients

　　摘要

微炎症和功能性铁缺乏是维持性血液透析（HD）中贫血和治疗负担的主要因素。中等截留（MCO）膜能够更好地清除与这些途径相关的中等和较大分子量的溶质，然而使用常规测量的炎症和铁相关标志物的实际数据却很少。本研究考察了基于MCO的扩展血液透析对炎症指标、铁代谢和贫血相关治疗需求的影响。在这项单中心回顾性研究中，22名维持性HD患者（11名继续使用高通量透析器，11名转为使用MCO透析器）被跟踪观察了24周。基线和24周的评估包括C反应蛋白（CRP）、CRP/白蛋白比值、中性粒细胞计数和综合炎症指标，以及血清铁、转铁蛋白饱和度（TSAT）、总铁结合能力（TIBC）和铁蛋白。每月的静脉铁补充剂量和每周的促红细胞生成素（ESA）剂量也被记录下来。两组患者的基线特征相当。在24周的时间内，MCO组的中性粒细胞计数显著下降（p = 0.042），CRP和CRP/白蛋白比值也呈下降趋势，而使用高通量透析器的患者这两个标志物显著增加。所有参与者的血清白蛋白水平保持稳定。与炎症的改善相平行，MCO组的铁处理参数显著改善，血清铁（p = 0.008）和TSAT（p = 0.005）升高，而高通量组则没有这些变化。组间差异在CRP（p = 0.010）、CRP/白蛋白比值（p = 0.013）、血清铁（p = 0.040）、TIBC（p = 0.005）和TSAT（p = 0.005）上具有显著性。两组患者的血红蛋白水平保持稳定，而MCO组的静脉铁和ESA需求在组内有所减少。这项探索性的回顾性分析表明，使用MCO膜与炎症标志物和铁处理参数的改善趋势相关，同时组内静脉铁和ESA需求也有适度减少，且不会影响血清白蛋白水平。这些发现表明，MCO疗法可能有助于减轻微炎症，并在实际HD实践中更有效地管理贫血。

1 引言

终末期肾病（ESRD）会导致尿素代谢产物积累，其分子量可达约60 kDa。欧洲尿毒症毒素工作组将这些物质分为小分子（< 500 Da）、中等分子（约60 kDa）和蛋白质结合毒素。虽然小分子主要引起非特异性症状，但中等和较大分子与炎症、营养不良、贫血、加速的动脉粥样硬化和透析相关淀粉样变性密切相关[1-3]。传统的低通量血液透析（HD）只能有效清除小分子，因为随着分子量的增加，扩散清除率急剧下降。高通量透析器在标准HD中可以部分清除约12 kDa的中等分子，在血液透析滤过（HDF）中可以清除约20 kDa的中等分子[1-3]。然而，由于基础设施要求、在线置换需求、专业人员和较高成本，HDF的使用仍然不足。在土耳其，接受HDF的患者不到2%，这凸显了对更好清除较大毒素的巨大未满足需求[4, 5]。中等截留（MCO）膜的开发正是为了填补这一空白。它们均匀的孔径分布能够有效清除中等和较大分子（45–60 kDa），同时将白蛋白损失降到最低。关键的是，它们与标准HD机器兼容，实现了扩展血液透析（HDx），这是一种实用且成本效益高的方法，结合了扩散和内部对流来提高溶质清除率，而无需额外基础设施[6-8]。贫血仍然是ESRD最持久且临床影响最大的并发症之一，部分原因是炎症相关的功能性铁缺乏和对促红细胞生成素（ESAs）的反应不同[9]。由于许多炎症相关介质和功能性铁缺乏的上游驱动因素属于中等至大分子量范围，因此MCO膜对这些溶质的增强清除为影响贫血相关途径提供了生物学上的合理机制。然而，目前的证据有限且不统一。唯一的一项随机试验显示，血清铁参数、转铁蛋白饱和度（TSAT）和ESA抵抗性在短期内有所改善，但血红蛋白没有变化[10]，而较长的实际数据队列报告了中性的血液学结果，尽管中等分子的清除率较高[11, 12]。其他分析描述了转用HDx后药物使用的减少，并表明铁处理有所改善，尽管没有系统评估贫血结果[13, 14]。总体而言，将常规可用的炎症标志物与MCO治疗患者的铁代谢指标结合的实际数据仍然很少。因此，我们进行了一项为期24周的单中心回顾性研究，以评估从高通量HD转换为HDx对慢性HD患者炎症和贫血相关参数的实际影响。

2 材料与方法

2.1 研究设计与设置

这项回顾性单中心观察性队列研究在土耳其的一家三级医院进行。在24周的时间内，评估了接受维持性HD的患者，比较了继续使用高通量透析器和转为使用MCO膜HDx的患者。该研究得到了当地伦理委员会的批准，并遵循了《赫尔辛基宣言》的规定。由于其回顾性设计，因此无需书面知情同意。

2.2 患者选择

2025年1月在我们中心接受维持性HD的所有成年患者（≥18岁）均被筛选是否符合条件（n = 62）。两个研究组的一般资格标准包括：(1) 在2025年1月之前已接受HD至少3个月；(2) 使用1.7至1.9平方米的膜透析器；(3) 每周进行3次、每次4小时的HD治疗；(4) 在研究开始前的3个月内没有住院；(5) 无治疗不依从的历史。设置3个月的住院排除期是为了减少急性期反应物升高、急性疾病导致的ESA/铁需求变化以及住院前研究中断的风险。患者流动和选择过程见补充图1。

2.3 转换为MCO膜和研究组

在我们的中心将MCO膜（Elisio-HX19，1.7平方米；Nipro Corporation，大阪，日本）引入常规临床实践后，临床肾病团队确定了适合转为HDx的候选患者。由于假设MCO膜可以通过提高中等分子的清除率来改善贫血管理，因此至少接受6个月连续ESA治疗的患者被考虑转为MCO治疗（n = 26）。在应用一般资格标准后，有13名患者被认为适合并同时从高通量HD转为HDx。随后有2名患者被排除在分析之外（一名转到了另一个中心，一名改为每周四次的治疗），剩下11名患者完成了24周的不间断HDx治疗。对照组由符合相同一般资格标准并在同一时期继续使用标准高通量透析器（ELISIO-H；Nipro Corporation，大阪，日本）的患者组成（n = 16，在应用资格标准后排除了一名转至另一个中心的患者）。从这组患者中，实际选择了11名患者，以在基线人口统计和临床特征上接近HDx组，包括年龄、性别、透析器型号和合并症负担。由于样本量较小（每组n = 11），无法使用正式的倾向得分方法，因此报告了组间的平衡情况，并给出了组间统计差异（表1）和标准化平均差异（SMDs），SMD < 0.2被认为表示平衡适当（补充表1）。所有治疗均在Fresenius 4008S设备上进行。透析处方包括血流速、透析液流速和疗程时长，根据临床需要进行个性化调整。

2.4 数据收集和实验室评估

从医疗记录中获取了基线人口统计和临床特征，包括年龄、性别、体重、身高、透析器型号、透析前血压、每日尿量、血管通路类型（动静脉瘘或中心静脉导管）、合并症（糖尿病、高血压和心血管疾病）和用药史。体质指数（BMI）计算为体重（kg）除以身高平方（m2）。在我们中心，维持性HD的血液采样遵循标准化协议。在大约12小时的禁食后，于每周中间的透析日上午从动静脉瘘的动脉端采集血液样本，在肝素注射之前。作为常规临床随访的一部分，使用认证的自动化分析仪测量实验室参数，包括血红蛋白、血细胞比容、白细胞亚型、血小板计数、尿素、肌酐、钙、磷、低密度脂蛋白（LDL）胆固醇、甲状旁腺激素（PTH）、血清铁、总铁结合能力（TIBC）、转铁蛋白饱和度（TSAT）、铁蛋白、白蛋白和C反应蛋白（CRP）。研究数据从机构电子医疗记录中回顾性提取，时间点为基线（2025年1月）和第24周（2025年7月）。血小板与淋巴细胞比值（PLR）计算为血小板计数除以淋巴细胞计数（×10^9/L）。TSAT的计算公式为：TSAT (%) = [血清铁（μg/dL）/ TIBC（μg/dL）] × 100。CRP与白蛋白比值通过将CRP（mg/L）除以血清白蛋白（g/dL）获得。系统免疫-炎症指数（SII）计算为（血小板 × 中性粒细胞）/淋巴细胞，所有细胞计数均表示为×10^9/L。促红细胞生成素抵抗指数（ERI）计算为每周ESA剂量（IU/kg）除以血红蛋白（g/dL）。Δ值定义为第24周的测量值减去基线值。透析充分性使用单池尿素清除指数（spKt/V）进行评估，其中K表示尿素清除率，t表示透析持续时间，V表示尿素分布体积。我们中心的贫血管理遵循与KDIGO指南[15]和土耳其社会保障机构（SGK）报销标准[16]一致的标准化机构协议。目标血红蛋白范围是10–12 g/dL。促红细胞生成素在开始治疗时初始剂量为150 IU/kg/周（血红蛋白< 11 g/dL），并在维持治疗时调整为75 IU/kg/周（血红蛋白在11–12 g/dL之间），根据血红蛋白趋势大约每4周调整一次剂量。当血清铁蛋白低于200 ng/mL或TSAT低于20%时开始静脉铁补充，目标铁蛋白范围为200–500 ng/mL；目标TSAT为20%–40%。在整个研究期间，这一方案保持不变，并统一应用于两组患者。基线和第24周的ESA剂量代表相应月份的平均每周处方剂量。

2.5 研究终点

共同的主要终点是CRP和TSAT在24周内的组间差异（Δ），分别选为炎症和铁可用性的代表性标志物。次要终点包括其他炎症指标（中性粒细胞计数、CRP/白蛋白比值、PLR和SII）、铁相关参数（血清铁、TIBC和铁蛋白）以及贫血治疗需求（每月静脉铁剂量、每周ESA剂量和ERI）的组间Δ差异。所有其他比较，包括组内前后变化和第24周的组间横断面比较，均为探索性。鉴于样本量小、次要终点数量多以及本研究的假设生成性质，没有进行正式的多重比较校正；因此应对结果进行相应解释。

2.6 统计分析

所有统计分析均在R（版本4.5.1；R Foundation for Statistical Computing，维也纳，奥地利）中使用RStudio环境进行。连续变量的正态性使用Shapiro–Wilk检验进行评估。正态分布的数据表示为均值±标准差（SD），并使用独立样本t检验进行比较；非正态分布的数据表示为中位数（四分位数范围，IQR），并使用Mann–Whitney U检验进行分析。分类变量总结为频率和百分比，并根据适当情况使用卡方检验或Fisher精确检验进行评估。使用SMDs以及推断性检验评估MCO组和高通量组之间的基线平衡；SMD < 0.2被认为表示平衡适当。组内比较（基线与第24周）使用配对t检验或Wilcoxon符号秩检验进行。第24周的组间比较使用独立样本t检验或Mann–Whitney U检验。Δ值定义为第24周的测量值减去基线值，用于比较变化幅度。对于共同的主要和关键次要终点，组间Δ差异报告了带有95%置信区间（10,000次重采样，百分位数方法）的bootstrap结果，以提供不受分布假设影响的稳健推断（补充表2）。组间比较的效果大小表示为均值差异或中位数差异（MCO减去高通量）。双尾p < 0.05被认为具有统计学意义。由于这是一项包括观察期间所有合格患者的实用研究，因此没有进行正式的样本量计算。样本量小（每组n = 11）限制了统计功效，特别是对于组间比较。所有22名患者在两个时间点的所有实验室参数的数据都是完整的；无需进行插补。

3 结果

3.1 基线特征

共有22名维持性HD患者纳入分析：11名完成了24周的MCO基HDx治疗，11名继续使用高通量HD治疗。基线人口统计和临床特征总结在表1中。整个队列的平均年龄为50.5 ± 17.5岁，其中72.7%为男性。两组在年龄、性别分布、BMI、透析类型、血压、血管通路类型和并发症方面相似（所有p > 0.05）。77.3%的患者保留了残余肾功能，两组的比例相当。完整的基线特征见表1。

表1. 研究人群和亚组的一般特征。

| 变量 | 研究组（n=22） | MCO组（n=11） | 高通量组（n=11） |
|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|
| 年龄（岁） | 50.54 ± 17.45 | 50.50 ± 17.80 | 50.60 ± 18.80 |
| 性别（男） | 16（72.7%） | 9（81.8%） | 7（63.6%） |
| BMI（kg/m2） | 23.45 ± 5.20 | 23.6 ± 3.6 | 23.3 ± 6.8 |
| 透析时间（月） | 21（16–39） | 20.00（14.00–27.50） | 28.00（17.50–47.50） |
| 透析前收缩压（mmHg） | 124.32 ± 23.85 | 129.09 ± 17.44 | 119.55 ± 29.95 |
| 透析前舒张压（mmHg） | 75（70–80） | 80（70–80） | 75（70–80） |
| 残余肾功能* | 17（77.3%） | 9（81.8%） | 8（72.7%） |
| 血流速率（mL/min） | 300 | 300 | 300 |
| 透析液流量（mL/min） | 500 | 500 | 500 |
| spKt/V | 1.52 ± 0.24 | 1.44 ± 0.19 | 1.6 ± 0.28 |
| 血管通路类型 | 隧道式中心静脉导管 | 动静脉瘘 | 主要肾脏疾病 |

* 残余肾功能指通过透析清除的尿素量与身体尿素分布体积的比率。

3.2 炎症标志物
基线时，包括白细胞计数、中性粒细胞、淋巴细胞、PLR、SII和CRP/白蛋白比率在内的炎症标志物在各组间无显著差异（所有p > 0.05）。在24周的随访中，两组的白细胞计数、淋巴细胞、中性粒细胞和PLR保持稳定。MCO组的中性粒细胞计数显著下降，而高通量组没有明显变化；然而，组间差异未达到统计学显著性。MCO组的CRP呈下降趋势，从2.50（2.01–12.71）mg/L降至2.00（1.75–5.00）mg/L [Δ = ?0.67（?6.67–0.39），p = 0.053]。相比之下，高通量组的CRP上升，从3.00（1.94–5.21）mg/L升至5.13（3.79–3.63）mg/L [Δ = 3.32（?0.08–9.32），组间差异显著（p = 0.010）。CRP/白蛋白比率的组间差异也为MCO组有利（p = 0.013）。

3.3 贫血和铁相关参数
基线时，包括血红蛋白、血细胞比容、血清铁、TIBC和铁蛋白在内的贫血和铁相关指标在各组间无显著差异（所有p > 0.05）。在24周的随访中，两组的血红蛋白和血细胞比容水平保持稳定，组内和组间均无显著差异（所有p > 0.05）。然而，铁处理参数在两组间有明显差异，如图1-3所示。MCO组的血清铁显著增加，从48.8 ± 16.4 μg/dL升至71.6 ± 14.9 μg/dL（p = 0.008），TSAT从31.2 ± 12.4%升至48.9%（p = 0.005），TIBC从163.8 ± 38.3 μg/dL降至129.6 ± 31.3 μg/dL（p = 0.007）。这些改善在高通量组未见，导致血清铁、TIBC和TSAT的组间差异显著（p = 0.040、0.005和0.005）。MCO组的铁蛋白有轻微但无意义的增加。MCO组与高通量组的平均差异分别为：血清铁22.7 μg/dL（95% CI = 5.7至40.9），TIBC ?47.1 μg/dL（95% CI = ?75.7至?19.7），TSAT ?28.9个百分点（95% CI = 12.7至46.4）。

3.4 静脉铁和ESA治疗
MCO组的每月静脉铁需求显著降低，从200（100–300）mg/month降至0（0–100）mg/month（p = 0.011），而高通量组无显著变化（p = 0.355）。尽管组间差异未达到统计学显著性（p = 0.172），但变化趋势有利于MCO治疗。同样，MCO组的每周ESA剂量显著下降，从8000（5500–10,000）IU/week降至5000（3500–8000）IU/week（p = 0.027），而高通量组保持不变（p = 0.225）。ESA剂量的组间差异也无统计学意义（p = 0.193）。

4 讨论
在这项回顾性真实世界队列研究中，从高通量血液透析（HD）转换为基于中截留值（MCO）的血液透析（HDx）与炎症活动和铁处理动态的改善有关。MCO治疗导致中性粒细胞计数减少，CRP和CRP/白蛋白比率在MCO组下降，而在对照组中上升，这表明可能存在低级别系统炎症的减轻。与这些变化一致，接受MCO治疗的患者血清铁和TSAT升高，TIBC降低，这与铁的利用效率提高和炎症驱动的功能性铁缺乏可能减少相符。尽管两组之间的静脉铁和ESA需求下降幅度没有显著差异，但MCO组内的持续减少与观察到的生化改善一致。总体而言，这些发现支持MCO膜可能减轻微炎症并促进更有效的铁利用的假设，为常规HD实践中改善贫血提供了合理的机制。我们队列中观察到的炎症特征为MCO治疗的潜在益处提供了额外的机制背景。先前的研究通常只检查了有限的炎症标志物，最常见的是CRP或某些细胞因子。例如，某些队列中描述了CRP、IL-18或pentraxin-3的下降[17, 18]。尽管细胞因子检测可以提供生物学上的见解，但在大多数透析单位中并不常规提供；因此，我们的分析重点关注了临床上可获取的实际指标。在血液透析（HD）实践中经常使用的复合标志物，如中性粒细胞与淋巴细胞比率（PLR）和SII，其评估结果并不一致，有些研究显示没有显著变化，而其他研究则表明在使用中分子滤器（MCO）后这些指标有所下降[13, 19]。在这种多样化的背景下，我们研究中更全面的炎症评估具有重要的意义：MCO组的中性粒细胞计数、CRP和CRP/白蛋白比率呈现下降趋势，而其他指标保持稳定。这些发现从生物学上是合理的，因为MCO膜可以清除更多与先天免疫激活、氧化应激和细胞因子介导的途径相关的中等和大分子溶质。炎症标志物和铁处理标志物的同步改善进一步支持了这样的假设：增强对炎症相关尿毒症毒素的清除可能会产生微妙但具有临床意义的系统性炎症活动降低。先前评估MCO疗法对血液学和铁相关影响的试验结果不一，随机对照研究和观察性研究要么报告铁指标的短期改善，要么尽管中分子清除能力增强，但血液学结果基本持平。重要的是，大多数先前的研究仅评估了有限的实验室标志物，缺乏同期对照组，或者没有系统地将炎症指标与铁处理参数结合起来[10, 11, 17-19]。在此背景下，我们的研究通过展示多个机制相关指标的同步改善提供了更一致的实际信号：血清铁和铁饱和度（TSAT）增加，总铁结合力（TIBC）降低，这些变化伴随着炎症标志物的有利变化，而白蛋白保持稳定。这些发现表明，MCO膜可能通过改善铁的可用性来发挥生物学效应，而不是直接改变血红蛋白本身。先前评估MCO疗法治疗效果的研究结果各不相同[10, 11, 17-19]。一些队列报告对红细胞生成素（ESA）和静脉铁需求的影响是中性的，即使中分子和大分子清除能力有所提高[11, 12]；而其他研究则观察到在转为血液透析延长治疗（HDx）后ESA剂量或总体药物使用量有所减少[10, 13, 14]。这种变异性并不意外，因为贫血管理受到多种因素的影响，包括机构处方模式、铁补充方案、报销政策以及中心特定的血红蛋白目标，这些因素可能独立于膜的性能影响治疗需求。这些背景差异可能是研究结果不一致的原因。在我们的研究中，同一组内的静脉铁和ESA使用量有所减少，但组间差异不明显，这与文献中的保守估计一致。更重要的是，铁处理标志物的改善提供了一个受实践变化影响较小的机制信号。通过展示实际条件下的炎症指标和铁可用性的同步变化，我们的研究表明MCO疗法可能影响贫血生理的上游决定因素，即使治疗剂量的变化很小。这些观察结果应在样本量有限和随访期仅为24周的情况下进行解释，这可能限制了我们检测更大治疗效果的能力。未来需要进行随访时间更长、样本量更大的研究来明确这些发现的幅度和持久性。在我们的研究中，两组患者的血红蛋白水平在6个月的随访期间保持稳定。这一模式与之前的MCO膜研究一致，这些研究也报告尽管血液学生理参数有所变化，但血红蛋白没有显著变化[10, 12, 13]。重要的是，在这种环境下，血红蛋白的稳定性不应被解释为没有生物学效应。在维持性血液透析中，血红蛋白不是一个被动的生物标志物，而是一个临床医生在狭窄的指南范围内积极维持的治疗目标。因此，即使炎症得到改善或铁的可用性增加，血红蛋白也会通过动态调整ESA剂量和静脉铁补充来保持恒定。在这种情况下，真正的生物学改善更可能表现为治疗需求的减少，而不是血红蛋白本身的增加。多项MCO研究，包括我们的研究，都显示血红蛋白稳定，同时铁参数或治疗需求发生变化，这支持了这种解释，并强调了评估上游标志物的重要性，而不仅仅是依赖血红蛋白作为结果。使用MCO膜时的一个重要安全问题是它们较宽的孔结构可能导致意外的白蛋白丢失。然而，在我们的队列中，血清白蛋白水平在6个月的随访期间保持稳定，组内和组间没有显著差异。这一发现与之前的临床研究一致，这些研究显示尽管中分子和大分子清除能力增强，但白蛋白仍得以保留[17, 19]。白蛋白的维持表明MCO疗法不会损害营养状况或导致蛋白质-能量消耗。这也进一步证实了我们在研究中观察到的炎症和铁相关参数的有利变化不能由营养下降解释，支持了我们研究结果的生物学合理性。这项研究有几个重要的局限性。首先，其回顾性、单中心的设计限制了因果推断，并存在选择偏倚的风险，而样本量小降低了统计功效和普遍性。其次，透析器类型的分配是实用的且非随机的。MCO候选者是从至少接受6个月ESA治疗的患者中选出的，这可能引入了因适应症导致的混杂因素。尽管基线的炎症和铁相关参数相当，但标准化平均差异显示存在中等程度的不平衡，且样本量小无法通过倾向得分方法进行调整。无法排除剩余的混杂因素。第三，6个月的随访可能不足以捕捉长期对贫血相关结果的影响。第四，我们没有直接测量白细胞介素-6、铁调素或特定的中分子清除参数，这限制了我们阐明MCO疗法与观察到的变化之间机制联系的能力。本研究中使用的基于CRP和细胞计数的指标是临床上可获取的替代标志物，但不能完全反映尿毒症炎症的复杂性。因此，机制解释仍然是推论性的，这些发现应被视为假设生成的。第五，排除了在观察期前3个月内住院的患者，这可能引入了健康生存者偏倚，选择了临床轨迹更稳定的患者。第六，ESA和静脉铁的剂量由医生根据机构协议自行决定，组间治疗决策的微小差异可能是观察到的变化的贡献因素。最后，未经正式多重性调整的终点数量增加了I型错误的风险；因此，所有超出共同主要终点的发现都应被视为探索性的。尽管如此，我们队列中观察到的贫血相关趋势与已知的MCO膜溶质清除特性一致，支持了我们结果的生物学合理性。这些实际观察结果强调了需要进行更大规模、前瞻性的机制和临床试验，以更明确地评估MCO疗法的血液学益处。总之，我们的发现提供了实际证据，表明MCO膜对中分子和大分子尿毒症溶质的增强清除可能转化为贫血管理中的临床相关信号。炎症参数和铁处理参数的协调变化表明，针对尿毒症毒素谱的高端可能具有超越传统高通量血液透析的潜在优势，这可能是通过小分子指标无法捕捉的途径实现的。重要的是，这些效应的发生并未伴随血清白蛋白的减少，支持了这种方法在常规护理中的安全性和实用性。虽然需要更大规模、前瞻性的机制研究来确定这些益处的幅度和持久性，但我们的结果揭示了一个生物学上合理且具有假设生成的方向，需要在更大规模、随机化和机制丰富的研究中得到验证。伦理声明
本研究遵循《赫尔辛基宣言》的原则，并获得了Etlik市医院机构伦理委员会的伦理批准（批准编号：AESH-BADEK2-2025-328，日期：2025年8月5日）。同意
由于本研究的回顾性设计，伦理委员会批准免除了书面知情同意的要求。数据可用性声明
由于患者隐私和伦理原因，数据尚未公开；但是，可以根据合理请求向通讯作者获取。