《International Journal of Molecular Sciences》：The FGF23–Undercarboxylated Osteocalcin Axis in Predialysis Chronic Kidney Disease: Linking Mineral Homeostasis and Bone Turnover
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成纤维细胞生长因子23（FGF23）与骨钙素（osteocalcin）均参与矿物质与骨代谢，但其在慢性肾脏病（CKD）中的关系尚未得到充分阐明。本横断面研究探讨了FGF23与非羧化骨钙素（Glu-OC）之间的关联，以及该关联在考虑肾功能因素后是否依然存在。研究
成纤维细胞生长因子23（FGF23）与骨钙素（osteocalcin）均参与矿物质与骨代谢，但其在慢性肾脏病（CKD）中的关系尚未得到充分阐明。本横断面研究探讨了FGF23与非羧化骨钙素（Glu-OC）之间的关联，以及该关联在考虑肾功能因素后是否依然存在。研究纳入80名成人：12名健康对照者和68名非透析CKD G1–G4期患者。关联性采用Spearman相关分析、校正估算肾小球滤过率（eGFR）的偏相关分析以及互补的多变量线性回归模型进行评估。在CKD患者中，FGF23与eGFR呈负相关（ρ = ?0.346，p = 0.004），与Glu-OC呈负相关（ρ = ?0.344，p = 0.004），与血清肌酐呈正相关（ρ = 0.299，p = 0.013）。校正eGFR后，FGF23与Glu-OC之间的负相关关系依然存在（偏ρ = ?0.475，p < 0.001）。在多变量回归模型中，Glu-OC与FGF23呈负相关（标准化β = ?0.258，p = 0.024），而碱性磷酸酶与FGF23呈正相关（β = 0.369，p = 0.001）。在以Glu-OC为因变量的模型中，FGF23（β = ?0.266，p = 0.020）与血清钙（β = ?0.366，p = 0.002）均与Glu-OC呈负相关。在CKD G1–G3期观察到FGF23与Glu-OC之间存在显著的负相关，但在G4期或对照组中未观察到。上述发现支持非透析CKD中FGF23与Glu-OC之间存在关联，并为进一步研究CKD相关矿物质与骨异常（CKD-MBD）中潜在的FGF23–Glu-OC轴提供了依据。仍需纵向及机制性研究以阐明该关联的性质及临床意义。
慢性肾脏病相关矿物质与骨异常（CKD-MBD）是一种以矿物质代谢紊乱、骨转换/矿化/结构异常以及血管钙化为特征的全身性综合征。早期改变反映肾–骨相互作用的异常，并可随磷酸盐潴留、成纤维细胞生长因子23（FGF23）信号改变、维生素D代谢受损及继发性甲状旁腺功能亢进的发展而进展。骨钙素（osteocalcin）是由成骨细胞谱系细胞合成的非胶原蛋白，与骨形成相关；维生素K依赖性γ-羧化产生羧化骨钙素（Gla-OC），而部分或完全非羧化形式以非羧化骨钙素（Glu-OC）循环于血中，Gla-OC含固定三个羧化位点，Glu-OC羧化数目可变（0–2个）。Glu-OC曾被研究与糖代谢及胰岛素敏感性相关，但人体研究结果不如实验模型一致。FGF23是由骨细胞及成骨细胞谱系细胞产生的骨源性内分泌激素，在α-Klotho存在下通过成纤维细胞生长因子受体发挥作用，促进肾脏排磷并抑制肾脏1,25-二羟维生素D合成；FGF23浓度随肾功能下降而升高，被视为磷酸盐稳态紊乱的早期适应性反应。二者均与成骨细胞–骨细胞谱系生物学相关，为探讨其间关系提供了生物学依据；但生物学合理性并不能确立直接调控关系，观察到的关联也可能反映矿物质代谢及成骨细胞谱系活性的共同变化。已有观察性研究报道非透析CKD患者循环Glu-OC降低与颈动脉粥样硬化相关，但未确立因果关系。尽管对FGF23与骨钙素在CKD中作用的认识不断增加，但循环FGF23与Glu-OC的关系，尤其在考虑肾功能后，仍未被充分阐明。肾功能下降可通过肾清除改变及其他疾病相关过程影响循环FGF23浓度，因此观察到的关联可能部分反映肾功能或CKD严重程度的差异，而非二者间的特异性关系。因此，校正估算肾小球滤过率（eGFR）后评估该关联并考察不同CKD分期间的潜在差异，对合理解释结果十分重要。随着CKD进展，磷酸盐潴留、维生素D代谢受损、甲状旁腺调节改变及血清钙浓度变化可能促成骨转换改变；血清钙是否独立于循环Glu-OC相关、以及血清钙与骨转换标志物是否有助于更全面刻画FGF23–Glu-OC关联，尚不清楚。基于上述考虑，研究人员假设循环FGF23与非透析CKD成人Glu-OC相关，且该关联在校正肾功能后可能持续存在。主要目的是研究该关联并评估其独立于eGFR的程度；次要目的是考察FGF23与Glu-OC同血清钙及骨转换标志物的关联，并刻画这些关系在不同CKD分期中的特征。该假设仅涉及循环生物标志物之间的统计学关联，并不预设直接因果关系或反馈机制的存在。
1. 研究背景与问题
CKD-MBD涉及矿物质代谢紊乱、骨转换异常与血管钙化，其早期即出现肾–骨相互作用改变。FGF23作为骨源性调磷激素，在CKD早期升高；Glu-OC由成骨细胞谱系产生，其羧化状态可变。二者在生物学上均与成骨细胞–骨细胞谱系相关，但循环FGF23与Glu-OC在CKD中的关系，特别是校正肾功能后的关系，仍不清楚。由于肾功能下降本身可影响FGF23水平，未校正的关联可能部分由CKD严重程度所混杂。此外，血清钙与骨转换标志物在该关联中的角色亦未明确。因此，研究人员在非透析CKD G1–G4患者中检验FGF23与Glu-OC的关联，并评估其独立于eGFR的程度，同时考察其与钙及骨转换标志物的关系及分期的特征。
2. 主要技术方法
采用横断面设计，纳入80名成人（12名健康对照、68名非透析CKD G1–G4患者，按KDIGO标准分期，eGFR用2021 CKD-EPI肌酐公式计算）；排除急性肾损伤、G5期或透析、肾移植、活动性肝病、活动性炎症/感染及显著代谢性骨病者。晨起空腹采血，常规生化用Roche cobas c 311，PTH与总25(OH)D用cobas e 411电化学发光法；Glu-OC、Gla-OC、FGF23、P1NP、CTX-I及α-Klotho均用酶联免疫吸附试验（ELISA）商品试剂盒测定。统计采用SPSS 27.0，包括Kruskal–Wallis检验与Dunn–Bonferroni事后比较、Spearman相关、秩转换变量的偏相关（校正eGFR，或eGFR与α-Klotho）、分组Spearman相关及10,000次重抽样的偏差校正加速（BCa）95%置信区间与事后效能估计，并以向后剔除法建立两个互补的多变量线性回归模型。
3. 研究结果
3.1 研究人群的临床与生化特征：按肾功能分组比较显示性别分布无显著差异（p = 0.152），年龄差异显著（p < 0.001）；eGFR自对照组的103.00 mL/min/1.73 m2降至G4期的16.50 mL/min/1.73 m2，血清肌酐显著升高（p < 0.001）。血清钙下降，无机磷与PTH升高（分别为p = 0.004、p < 0.001、p < 0.001），G4期改变最明显（中位Ca 2.31 mmol/L、Pi 1.52 mmol/L、PTH 110.35 pg/mL）；总25(OH)D显著下降（p = 0.001），ALP趋于升高（p = 0.012）。Glu-OC组间差异显著（p = 0.033），由对照组0.59 ng/mL升至G3期5.22 ng/mL，G4期略降；Gla-OC组间差异亦显著（p = 0.035）但无明确渐进趋势；FGF23组间差异显著（p = 0.023），G1期最低（83.40 pg/mL）、G4期最高（208.65 pg/mL），呈非线性模式；α-Klotho无显著差异（p = 0.722）；P1NP随肾功能恶化显著升高（p < 0.001），G4期达5450 pg/mL；CTX1组间差异显著（p = 0.033）但无一致趋势。病因以高血压性及糖尿病肾病最常见（分别为24例，35.3%；23例，33.8%），其余为慢性肾小球肾炎9例（13.2%）、慢性间质性肾炎5例（7.4%）、慢性肾盂肾炎4例（5.9%）、多囊肾3例（4.4%）。Dunn–Bonferroni事后分析显示，尽管对照组与G1期间Glu-OC约五倍升高、FGF23约两倍下降，但多重比较校正后差异无统计学意义；FGF23仅在G1与G4间差异显著（校正p = 0.036），Glu-OC仅在对照组与G4间达临界显著（校正p = 0.050）。
3.2 FGF23与Glu-OC同肾功能及矿物质–骨代谢的关联：相关分析（n = 68）显示FGF23与eGFR负相关（ρ = ?0.346，p = 0.004）、与肌酐正相关（ρ = 0.299，p = 0.013），并与Glu-OC负相关（ρ = ?0.344，p = 0.004）、与血清磷（ρ = 0.257，p = 0.034）及总ALP（ρ = 0.286，p = 0.018）正相关；与P1NP、PTH、钙、25(OH)D、α-Klotho、CTX-1未见未校正显著关联。校正eGFR后，FGF23与Glu-OC负相关仍显著（偏相关系数 = ?0.475，p < 0.001），与P1NP负相关（偏相关系数 = ?0.284，p = 0.020）、与血清钙正相关（偏相关系数 = 0.271，p = 0.027），与ALP的关联减弱（偏相关系数 = 0.232，p = 0.059）。Glu-OC与eGFR负相关（ρ = ?0.252，p = 0.038）、与肌酐正相关（ρ = 0.272，p = 0.025）、与P1NP正相关（ρ = 0.382，p = 0.001）、与血清钙负相关（ρ = ?0.405，p < 0.001）；校正eGFR后Glu-OC与P1NP（偏相关系数 = 0.297，p = 0.015）及与钙（偏相关系数 = ?0.382，p = 0.001）的关联持续存在。敏感性分析显示，仅校正eGFR（偏相关系数 = ?0.475，p < 0.001）与同时校正eGFR及α-Klotho（偏相关系数 = ?0.481，p < 0.001）时关联相似，仅校正α-Klotho时关联仍显著但较弱（偏相关系数 = ?0.346，p = 0.004）；各相关系数间差异未作正式检验。
3.3 FGF23与Glu-OC在对照组及各CKD分期中的关联：Spearman相关显示G1期（ρ = ?0.768，p < 0.001）、G2期（ρ = ?0.511，p = 0.043）、G3期（ρ = ?0.541，p = 0.021）存在显著负相关；G4期亦为负相关但未达显著（ρ = ?0.366，p = 0.163），对照组无显著相关（ρ = ?0.086，p = 0.791）。事后效能估计以G1期最高，G2–G4及对照组较低；基于10,000次重抽样的BCa 95%置信区间在G1、G2、G3期排除零，而G4与对照组包含零，G2期置信上限接近零（?0.002）。研究人员指出，组间显著性差异并不等于相关系数间存在显著差异，需行直接比较。
3.4 FGF23与Glu-OC相互关联的多变量线性回归分析：以FGF23为因变量的向后剔除法模型最终保留eGFR、ALP与Glu-OC，模型显著（F(3,64) = 7.842；p < 0.001），解释FGF23浓度变异的26.9%（R2 = 0.269；校正R2 = 0.235）；ALP与FGF23正相关（β = 0.369；p = 0.001），Glu-OC与FGF23负相关（β = ?0.258；p = 0.024），eGFR与FGF23的负相关接近显著（β = ?0.226；p = 0.053）。反向模型以Glu-OC为因变量，模型显著（F(3,64) = 6.409；p = 0.001），解释23.1%的变异（R2 = 0.231；校正R2 = 0.195）；年龄与Glu-OC正相关（β = 0.353；p = 0.003），血清钙（β = ?0.366；p = 0.002）与FGF23（β = ?0.266；p = 0.020）与Glu-OC独立负相关。两个互补模型中FGF23与Glu-OC的负向关联在调整其他临床与生化参数后均持续存在。
4. 讨论与结论
讨论部分首先指出FGF23与肾功能及骨代谢标志物相关，其与ALP的正向关联在多变量模型中标准化系数最强，提示FGF23不仅是磷代谢调节因子，也与骨转换及矿物质调节存在功能性联系；但ALP不能确定肾性骨营养不良的存在或类型，横断面设计亦无法判定方向性。其次，FGF23与Glu-OC的负向关联为本研究主要发现，在校正eGFR及α-Klotho后仍持续，但并不能确立二者生物学上的独立或直接相互作用，机制尚待确立。第三，分期分析显示G1–G3期关联显著而G4期不确定，G4期不显著不应直接解释为关联缺失，样本量小限制了分期估计的精度。第四，Glu-OC与总血清钙负相关、与P1NP正相关，提示其与骨代谢相关；但总钙未校正白蛋白、未测离子钙，限制了机制解释。第五，研究人员提出连接肾功能、矿物质稳态、FGF23、钙与Glu-OC的概念框架，强调其为假设生成性而非单向因果链。第六，循环α-Klotho无显著组间差异及相关性，不能排除Klotho依赖性信号参与，循环α-Klotho不能作为组织水平Klotho表达的替代。第七，研究结果拓展了对FGF23的传统认识，并提示同时评估FGF23与Glu-OC、乃至FGF23/Glu-OC比值作为候选复合标志物的可能性，但均需在更大队列与纵向研究中验证。研究优势在于同时测定多种矿物质与骨转换标志物并采用偏相关与多变量回归；局限性包括横断面设计、样本量较小、缺乏骨组织形态计量/骨密度/组织FGF23与Klotho表达评估、采用总钙而非离子钙或白蛋白校正钙、生化指标单次测定（通过单批次严格质控、非参数相关、秩转换偏相关及10,000次重抽样BCa置信区间保障稳健性）。
结论部分译文：在这项针对非透析CKD患者的横断面研究中，血清FGF23与Glu-OC呈独立的负相关，且该关联在校正eGFR后依然存在，此发现得到互补多变量回归模型的支持。Glu-OC亦与血清钙呈负相关、与P1NP呈正相关，提示其与矿物质稳态及骨转换相关。分期分析显示CKD G1–G3期FGF23与Glu-OC存在显著负相关，而G4期及对照组未见；鉴于样本量有限及组特异性估计的不确定性，这些亚组结果应谨慎解读，显著性差异并不必然表明相关系数间存在差异。总体而言，上述结果支持非透析CKD中FGF23与Glu-OC之间存在关联，并为进一步研究CKD-MBD中潜在的FGF23–Glu-OC轴提供了依据；但横断面设计不能确立因果关系或阐明潜在生物学机制，仍需更大规模的纵向研究与机制性研究以确定该关联的性质及其是否提供超越既有肾功能与矿物质骨代谢标志物的临床意义信息。
