2024 Volume 73 Issue 4 Pages 749-756
赤血球容積分布幅変動係数（RDW-CV）は従来小球性貧血の指標として用いられ，近年では心血管疾患との関連性が注目されている。今回我々はRDW-CVと腎機能との関連性に着目し，腎機能スクリーニングマーカーとしての可能性について検討を行った。対象はシスタチンCの測定依頼を含む18歳以上の血液検査データ11,921件とした。患者情報および血液検査データより推算糸球体濾過量（eGFR）を算出し，慢性腎臓病（CKD）ガイドラインのGFR区分に準じて群分けを行った。GFR区分によるRDW-CV値の比較において，血清クレアチニンから求めたeGFRcreによるGFR区分では，腎機能低下とRDW-CVの間に明らかな傾向を認めなかった。しかし，CysCから求めたeGFRcysによるGFR区分では腎機能低下に伴い，RDW-CV値が増加する傾向にあった。eGFRcysによるGFR区分G1 + G2群とG4 + G5群の鑑別能を求めたところ，受診者対象曲線下面積は0.681であり，そのオッズ比（95%信頼区間）は1.27（1.23–1.31）であった。オッズ比は性別，年齢，血清クレアチニン，赤血球数，ヘモグロビン濃度，ヘマトクリット値による補正後も有意であり，GFR区分進行に対する独立した因子であることが推察された。本研究結果によりRDW-CVは腎機能スクリーニングマーカーとしての可能性が示唆された。
Red cell distribution width coefficient of variation (RDW-CV) has traditionally been used as an indicator of microcytic anemia, but its association with cardiovascular diseases has recently garnered attention. In this study, we investigated the potential of RDW-CV as a marker for kidney function screening. We analyzed 11,921 blood test records of individuals aged 18 and over that included cystatin C (CysC) measurements. Estimated glomerular filtration rates (eGFR) were derived from the blood test data and categorized based on the chronic kidney disease (CKD) guideline’s GFR classification. No clear trend was observed in the RDW-CV values when categorized by eGFR derived from serum creatinine. There was a trend of increasing RDW-CV values with declining kidney function in categories based on eGFRcys from CysC. The identification ability between the eGFRcys G1 + G2 group and G4 + G5 group yielded an area under the receiver operating characteristic curve of 0.681, with an odds ratio (95% confidence interval) of 1.27 (1.23–1.31). This odds ratio remained significant after adjusting for sex, age, serum creatinine, red blood cell count, hemoglobin concentration, and hematocrit values. These results conjection that RDW-CV is an independent factor for GFR classification progression. Our findings suggest the potential of RDW-CV as a renal function screening marker.
腎臓病の進行は社会生活や健康寿命を左右させる危険因子である。腎機能低下や蛋白尿などが3ヶ月以上持続する病態である慢性腎臓病（chronic kidney disease; CKD）は成人において世界の10人に1人，日本では8人に1人が罹患していると推計されている1),2)。CKDの進行は末期腎不全に至り，血液透析などの腎代替療法が必要となる。また，CKDは心血管疾患（cardiovascular disease; CVD）の危険因子となることも示されており，腎機能低下の早期発見，早期治療が末期腎不全やCVDの発症予防という観点で極めて重要となる3)。腎機能評価のためには適切な臨床検査による評価が必要となるが，日本では血清クレアチニン（creatinine; Cre）値を用いた推定糸球体濾過量（estimated glomerular filtration rate from Cre; eGFRcre）が汎用されている。しかしながら，Creは特に筋肉量の影響を受けるという問題がある。筋肉量の影響を受けにくい代用検査としては血清シスタチンC（cystatin-C; CysC）や尿中L型脂肪酸結合蛋白（L-type fatty acid binding protein; L-FABP）などがある1),2),4)。CysCは体格や筋肉量の影響を受けにくいため，GFR異常の検出においてCreと比較し同等以上の性能を有しており5)，糖尿病患者における研究において早期腎障害の検出に有用であることが示されている6),7)。しかしながら，Cys測定はコストや保険算定の制限などの問題があるため汎用性は低い。
一方，赤血球容積分布幅（red blood cell distribution width; RDW）は一般診療で測定される血球数算定（complete blood count; CBC）測定時に赤血球粒度分布図からRDW標準偏差（RDW standard deviation; RDW-SD）とRDW変動係数（RDW coefficient of variation; RDW-CV）として付随的に算出される。これまで赤血球大小不同症や貧血，輸血モニターとして利用されてきたが，近年ではCVDの重症度や予後に関係することが報告されており，新たなCVD評価指標としての有用性が注目されている8)。CKDはCVDのリスク因子であり，心腎連関として心腎貧血症候群を招く。RDW-CVは心腎貧血症候群で上昇することが報告されているが9)，RDW-CVと腎機能との関係に着目し，詳細に検討した報告は少ない10),11)。本研究はRDW-CVの腎機能マーカーとしての可能性についての評価を目的とした。
2018年1月～2022年12月の期間に岐阜大学医学部附属病院検査部へ日常検査として提出のあったCysCを含む18歳以上の血液検査データ11,921件を対象とし，後方視的観察研究によって実施した。対象特性をTable 1に示す。対象には男性4,912名，女性7,009名であり，年齢が18歳から101歳までの中央値71歳のデータを含んでいる。なお，血液検査データは生化学的検査として，血清にて測定を行ったアスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ（aspartate aminotransferase; AST），アラニンアミノトランスフェラーゼ（alanine aminotransferase; ALT），乳酸脱水素酵素（lactate dehydrogenase; LD），Cre，CysC，ならびに血液学的検査として，白血球数（white blood cell counts; WBC），血小板数（platelet counts; PLT），赤血球数（red blood cell counts; RBC），ヘモグロビン濃度（hemoglobin; Hb），ヘマトクリット値（hematocrit; Hct），RDW-CVの抽出を行った。これらのデータは臨床検査情報システムより抽出した。なお，本研究は岐阜大学大学院医学系研究科医学研究等倫理審査委員会の承認を得て行った（承認番号：2022-086）。
| Sex | |
| Male/Female (%) | 4,912/7,009 (41/59) |
| Age (years)* | 71 (61–78) |
| Age group | |
| ≤ 20/20s/30s/40s/50s/60s/70s/80s/> 90 (%) | 87/275/318/824/1,286/3,018/4,108/1,877/128 (0.7/2.3/2.7/6.9/10.8/25.3/34.5/15.7/1.1) |
| Serum | |
| Aspartate aminotransferase (U/L)* | 22 (18–28) |
| Alanine aminotransferase (U/L)* | 16 (12–24) |
| Lactate dehydrogenase (U/L)* | 198 (172–232) |
| Creatinine (mg/dL)* | 0.88 (0.69–1.1) |
| Cystatin C (mg/L)* | 1.15 (0.94–1.44) |
| Whole blood | |
| White blood cell counts (109/L)* | 6.03 (4.77–7.52) |
| Platelet counts (109/L)* | 216 (174–263) |
| Red blood cell counts (1012/L)* | 4.09 (3.63–4.51) |
| Hemoglobin (mg/dL)* | 12.6 (11.2–13.7) |
| Hematocrit (%)* | 38.3 (34.3–41.6) |
| Red blood cell distribution width (%)* | 13.8 (13–14.9) |
| eGFRcre (mL/min/1.73 m2)* | 55.7 (43.9–71.7) |
| GFR stage (G1/G2/G3a/G3b/G4/G5) | 1,080/3,901/3,695/2,452/644/149 |
| eGFRcys (mL/min/1.73 m2)* | 56.9 (43–73.3) |
| GFR stage (G1/G2/G3a/G3b/G4/G5) | 1,303/3,933/3,333/2,183/1,010/159 |
*Data were expressed by median (25–75 percentile).
GFR stage were categorized by the 2012 Clinical Practice Guideline for the Evaluation and Management of Chronic Kidney Disease by KDIGO.
eGFRcre, estimated glomerular filtration rate from creatinine; eGFRcys, estimated glomerular filtration rate from cystatin C
RDW-CVは2018年から2019年まで多項目自動血球分析装置XE-5000，2020年以降はXN-9100（いずれもシスメックス株式会社）にて測定を行い，標準パラメータで出力される値を用いた。血清CreおよびCysCの測定は2018年から2019年までシグナスオートCRE（株式会社シノテスト）およびLZテスト‘栄研’シスタチンC（栄研化学株式会社）を用い，自動分析装置JCA-BM6070（日本電子株式会社）にて測定を行い，2020年から2022年までCreは同一試薬にて自動分析装置JCA-BM8400（日本電子株式会社），CysCはコバス試薬Cystatin C Gen.2を用い，生化学・免疫統合型分析装置cobas 8000（ロシュ・ダイアグノスティックス株式会社）にて測定を行った。eGFRcreおよびeGFRcysの算出，CKD重症度分類GFR区分の分類は「エビデンスに基づくCKD診療ガイドライン2018」1)に準拠した。
3． 検討内容 1） RDW-CVと各種臨床検査項目との相関性RDW-CVと各種数値データ（Age, AST, ALT, Cre, CysC, WBC, PLT, RBC, Hb, Hct）との比較にはSpearmanの順位相関係数（ρ）を用い，相関性を確認した。RDW-CVとeGFRcreおよびeGFRcysとの相関性を散布図ならびにSpearmanの順位相関係数（ρ）を用いて確認した。
2） CKD重症度分類GFR区分との関係CKD重症度分類GFR区分群間のRDW-CVの比較にはKruskal-Wallis検定およびSteel-Dwass検定を用いた。
3） RDW-CVと各種臨床検査項目との相関性eGFRcysによるCKD重症度分類GFR区分をG1 + G2群，G3a + G3b群，G4 + G5群にまとめ，それぞれに対するRDW-CVの診断能を受診者対象動作特性（receiver operating characteristic; ROC）曲線により推定を行った。ロジスティック回帰分析を実施し単回帰分析によるRDW-CVの腎機能異常に対するオッズ比ならびに年齢，性別，血清Creを加えた重回帰分析，さらにLD，RBC，Hb，Hctを加えた重回帰分析によるRDW-CVの腎機能異常に対するオッズ比を算出した。すべての統計解析はJMP13.2.1（SAS Institute Inc.）を用い，有意確率（p）0.05未満を有意差ありと判定した。
| Parameters | ρ | p value |
|---|---|---|
| Hemoglobin | −0.387 | < 0.001 |
| Hematocrit | −0.333 | < 0.001 |
| Red blood cell counts | −0.233 | < 0.001 |
| Cystatin C | 0.220 | < 0.001 |
| Lactate dehydrogenase | 0.197 | < 0.001 |
| Age | 0.176 | < 0.001 |
| Alanine aminotransferase | −0.079 | < 0.001 |
| White blood cell counts | 0.050 | < 0.001 |
| Platelet counts | −0.028 | 0.002 |
| Aspartate aminotransferase | 0.014 | 0.13 |
| Creatinine | −0.005 | 0.57 |
ρ, Correlation coefficient; ρ and p value were calculated by Spearman’s rank order correlation.
対象データ全体（N = 11,921）を用い，RDW-CV値と年齢および各種検査項目との相関性は，Hb，Hct，RBC，CysCで相関係数ρ = 0.2以上を認めたが，Creではρ = −0.005であった。
2． CKD重症度分類GFR区分との関係（Figure 1，2, Table 3）
A. RDW-CV and eGFRcre
B. RDW-CV and eGFRcys
RDW-CV, red blood cell distribution width coefficient of variation; eGFRcre, estimated glomerular filtration rate from creatinine; eGFRcys, estimated glomerular filtration rate from cystatin C; ρ, Spearman’s rank correlation coefficient
A. GFR stage derived from eGFRcre
B. GFR stage derived from eGFRcys
GFR stage categorized by KDIGO 2012 Clinical Practice Guideline for the Evaluation and Management of Chronic Kidney Disease; RDW-CV, red blood cell distribution width coefficient of variation; eGFRcre, estimated glomerular filtration rate from creatinine; eGFRcys, estimated glomerular filtration rate from cystatin C
| eGFRcre | eGFRcys | ||
|---|---|---|---|
| G1 | G2 | 0.62 | < 0.001 |
| G1 | G3a | 0.002 | < 0.001 |
| G1 | G3b | 0.032 | < 0.001 |
| G1 | G4 | < 0.001 | < 0.001 |
| G1 | G5 | 0.093 | < 0.001 |
| G2 | G3a | 0.011 | < 0.001 |
| G2 | G3b | 0.32 | < 0.001 |
| G2 | G4 | < 0.001 | < 0.001 |
| G2 | G5 | 0.004 | < 0.001 |
| G3a | G3b | 0.90 | < 0.001 |
| G3a | G4 | < 0.001 | < 0.001 |
| G3a | G5 | < 0.001 | < 0.001 |
| G3b | G4 | < 0.001 | < 0.001 |
| G3b | G5 | < 0.001 | < 0.001 |
| G4 | G5 | 1.00 | 0.002 |
eGFRcre, estimated glomerular filtration rate from creatinine; eGFRcys, estimated glomerular filtration rate from cystatin C
RDW-CVとeGFRcreおよびeGFRcysとの相関性は，RDW-CVとeGFRcreとの相関係数ρが−0.007であり，有意な関係性を認めなかった。一方，RDW-CVとeGFRcysとの相関係数ρは−0.227と弱い負の相関性を認めた。また，eGFRcre，eGFRcysのそれぞれによるCKD重症度分類GFR区分別にRDW-CVの比較を行った。eGFRcreによるGFR区分別のRDW-CV値はKruskal-Wallis検定による順位差一元配置分散分析でp < 0.001の有意な関係性を認めたが，Steel-Dwass検定による各ペアの多重比較では有意差の認められないペアが存在した（G1 vs G2, G1 vs G3a, G1 vs G5, G2 vs G3b, G3a vs G2b, G4 vs G5）。一方，eGFRcysによるGFR区分別のRDW-CV値はすべてのペアにおいて有意な差を認め，GFR区分の進行に伴い，RDW-CV値が上昇していた。
3． 腎機能異常に対する診断能とオッズ比eGFRcysによるCKD重症度分類GFR区分をG1 + G2群，G3a + G3b群，G4 + G5群にまとめ，それぞれに対するRDW-CVの鑑別能をROC曲線による推定を行った。それぞれの曲線下面積（area under the curve; AUC）はG1 + G2群とG3a + G3b群間で0.583，G1 + G2群とG4 + G5群間で0.681，G3a + G3b群とG4 + G5群間で0.605であった（Figure 3）。同様にロジスティック回帰分析によりオッズ比を算出した。RDW-CVのみの単回帰分析ではオッズ比1.13から1.17のいずれも有意な差を認めた。年齢，性別，血清Creによる補正後，加えてLD，RBC，Hb，Hctによる補正後も有意なオッズ比を認めた（Table 4）。
GFR stage categorized by KDIGO 2012 Clinical Practice Guideline for the Evaluation and Management of Chronic Kidney Disease; RDW-CV, red blood cell distribution width coefficient of variation; eGFRcys, estimated glomerular filtration rate from cystatin C; AUC, area under the curve
| Comparison groups | Odds ratio (95% CI) | p value |
|---|---|---|
| G1 + G2 vs G3a + G3b | ||
| Crude | 1.13 (1.11–1.16) | < 0.001 |
| Adjusted by Sex, Age, Cre | 1.32 (1.28–1.36) | < 0.001 |
| Adjusted by Sex, Age, Cre, LD, RBC, Hb, and Hct | 1.17 (1.13–1.21) | < 0.001 |
| G1 + G2 vs G4 + G5 | ||
| Crude | 1.27 (1.23–1.31) | < 0.001 |
| Adjusted by Sex, Age, Cre | 1.48 (1.38–1.59) | < 0.001 |
| Adjusted by Sex, Age, Cre, LD, RBC, Hb, and Hct | 1.23 (1.13–1.34) | < 0.001 |
| G3a + G3b vs G4 + G5 | ||
| Crude | 1.17 (1.14–1.21) | < 0.001 |
| Adjusted by Sex, Age, Cre | 1.31 (1.25–1.37) | < 0.001 |
| Adjusted by Sex, Age, Cre, LD, RBC, Hb, and Hct | 1.22 (1.15–1.29) | < 0.001 |
Cre, serum creatinine; LD, lactate dehydrogenase; RBC, red blood cell counts; Hb, hemoglobin; Hct, hematocrit
過去5年間の大規模データを用いたRDW-CVと腎機能の関係について解析を行った。RDW-CVはeGFRcreとは相関性を認めなかったが，eGFRcysとは弱い負の相関関係を認め，eGFRcysによるGFR区分評価において腎機能低下を反映している可能性が推察された。GFR区分との関係性は年齢や性別，Cre，LD，RBC，Hb，Hctで調整しても有意なオッズ比が得られたことから，RDW-CVが独立した腎機能異常の予測因子となることが示唆された。腎機能異常に伴いRDW-CVが変化している可能性が考えられ，RDW-CVは腎機能低下のスクリーニングマーカーとしての有用性が考えられる10),11)。
RDW-CVの臨床的意義に関する報告はいくつかあるが，いずれも貧血もしくはCVDや脳血管疾患に関連した報告が多い12),13)。CVDにおけるRDWの増加は微小血管障害や貧血，炎症性サイトカインなどの関与が報告されているが，CVDに対する病態生理学的メカニズムには不明な点が多い14)。また，CKD患者523人を対象としたコホート研究では，eGFRが1年で5 mL/min/1.73 m2以上低下した症例がRDW-CV低値群（≤ 14.5%）9.5%に対し，高値群（> 14.5%）35.0%であり，単変量リスク比で5.13倍と有意に腎機能低下を来すことが示された15)。また，RDW-CVはCKD患者において全死亡率の予測因子となることも報告されているが16)，これらの研究の多くは血清Creに基づくeGFRで行われていることから，筋肉量の影響などにより腎機能を正確に反映していない可能性がある。
本研究ではRDW-CVとeGFRcreとの間に有意な相関性は観察されず，eGFRcysとは有意な負の相関性が観察された。また，RDW-CVはeGFRcreによるCKD重症度分類GFR区分異常よりもeGFRcysによるGFR区分異常をより反映する結果となった。eGFRcreは筋肉量の影響を受けることが知られており，より正確な腎機能評価のために筋肉量の影響を考慮すべき症例に対してはeGFRcysの適用が推奨されている1),2)。筋肉量低下については近年加齢を主原因とするサルコペニアが問題となっており，日本の80歳以上で男性の約3割，女性の約5割が該当することが報告されている17)。サルコペニア症例ではeGFRcreとeGFRcysが乖離し，その乖離率によりサルコペニアを推定できる可能性も示されている18)。つまり，サルコペニアのような筋肉量低下の著しい患者ではeGFRcreによる腎機能評価は適正でない可能性が高い。一方，eGFRcysはより正確な腎機能を反映できるが，血清中CysCの測定が必要であり，また，診療報酬算定において腎機能低下が疑われる場合に3月に1回に限り算定が可能であることと，血清Creに比較し測定コストが高いという問題点を有する。RDW-CVは多くの多項目自動血球分析装置で血球数算定と同時に算出される検査項目であり，コスト面での有用性は非常に高い。本研究において，RDW-CVのCKD重症度分類GFR区分に対する多重ロジスティック回帰分析により，年齢や性別，血清Cre，さらにLDや赤血球，ヘモグロビン濃度，ヘマトクリット値とは独立した影響を与えることが示唆された。赤血球膜障害による浸透圧脆弱性や赤血球代謝障害などの機序によりCKD患者では赤血球寿命の短縮が報告されており19)，腎機能低下による水分貯留も加わることで赤血球内部への水分流入が生じることにより20)赤血球膨化が起きることが考えられる。また，RDW-CVが高値となる赤血球大小不同状態では赤血球の球状化による小型化や菲薄化による大型化，断片化などがみられ，血管内溶血を起こしやすくなる。本研究においてもRDW-CVと溶血所見の一つであるLDに弱い正の相関関係を認めた。それらの病態を反映することで，RDW-CVの上昇は腎機能低下を反映する結果となったと推察される。9つの研究，合計117,047人を対象としたメタ解析では，RDW-CVの1%の増加は全死亡リスクが47%増加することが示唆されており21)，RDW-CVはヒトの生命維持に関わる重要な因子の一つであることが考えられる。
本研究はいくつかの制限がある。①RDW-CVは装置メーカー間差が指摘されており14)，日本ではRDW-CVの外部精度調査が積極的に行われておらず標準化が達成されていないため，本研究に使用した装置と同様の結果となるかはさらなる検討を行う必要がある。②本研究ではCysC測定依頼のあった18歳以上の症例のみを対象としており，上述のようにCysCの診療報酬算定は限定的であることから筋肉量低下症例を含むCysCによる腎機能評価を必要とした症例を多く対象としている可能性がある。CysCの測定依頼のない患者を対象に含めていない点は結果解釈上の注意が必要となる。③患者背景やRDW-CVに影響を与えるその他の疾患を考慮しておらず，赤血球大小不同を伴う血液疾患を含め多くの疾患においてRDW-CVが変動するため，RDW-CVを用いて腎機能低下を評価する前に他の変動要因について評価を行う必要がある。④エリスロポエチンの影響を考慮していない点がある。今回対象とした患者データにはエリスロポエチンは測定されていないためエリスロポエチンの低下による赤血球産生における交絡の影響を検証できていないため，結果の解釈に注意を要する必要がある22)。⑤RDW-CVはCVDとの関連性が既に報告されており13)，CVDが疑われない症例においてどのような変動を示すかについて，背景疾患を含めた詳細な解析を行う必要がある。しかしながら，心腎連関の観点からも切り離して考えることは困難であることから，RDW-CVの上昇を認めた症例は血液疾患等の他の要因を否定した上で，CVDまたは腎機能低下を疑い，注意深くフォローアップを行うべき症例であることが示唆される。
RDW-CVはeGFRcreによる腎機能評価に比較しeGFRcysによる腎機能評価を反映しており，血液疾患などRDW-CVが変動する鉄欠乏性貧血，巨赤芽球性貧血，溶血性貧血の貧血疾患や鉄過剰症，骨髄異形成症候群，サラセミア等の血液疾患が否定される場合には腎機能低下を反映する可能性が示唆された。また，CKD重症度分類GFR区分の悪化において，性別や年齢，血清Cre，LD，RBC，Hb，Hctとは独立した影響を与える因子である可能性が示された。RDW-CVは多項目自動血球分析装置における血球数算定に伴い付随的に算出される簡便性を持ち合わせていることからも，上述の血液疾患を否定した場合にはCKD早期発見のための腎機能低下スクリーニングマーカーとしての有用性が期待される。
本論文に関連し，開示すべきCOI 状態にある企業等はありません。
