1、骨代謝標(biāo)志物與骨質(zhì)疏松癥,張小寧 第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院全軍臨床檢驗醫(yī)學(xué)中心,主 要 內(nèi) 容,骨標(biāo)志物概述 骨質(zhì)疏松 主要標(biāo)志物及臨床應(yīng)用 實驗室檢測及注意事項,主 要 內(nèi) 容,骨標(biāo)志物概述 骨質(zhì)疏松 主要標(biāo)志物及臨床應(yīng)用 實驗室檢測及注意事項,骨的組成,骨組織的構(gòu)成成分：無機物和有機物。 無機物：占骨重70%， 有機物：占骨重30%，,骨的轉(zhuǎn)換,【基本過程】去除舊骨(破骨) 形成新骨(成骨) 【細胞基礎(chǔ)】成骨細胞 破骨細胞 【表現(xiàn)形式】骨的塑建 骨的重塑,定義,在骨轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的一些代謝物，叫骨代謝生化標(biāo)志物或骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物。,骨標(biāo)志物,在正常人的不同年齡段 骨生化標(biāo)志物在血循環(huán)和尿液中的水平

2、會發(fā)生 不同程度的變化 各種代謝性骨病 會影響骨的新陳代謝并導(dǎo)致骨器官功能變化與 異常,骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物分類,直接標(biāo)志物 形成標(biāo)志物: 代表成骨細胞活動及骨形成時的代謝產(chǎn)物 吸收標(biāo)志物: 代表破骨細胞活動及骨吸收時的代謝產(chǎn) 物，特別是骨基質(zhì)的降解產(chǎn)物。 間接標(biāo)志物 在骨重建過程中，許多激素和細胞或體液因子影響骨的重建過程，通過促進或抑制成骨細胞和破骨細胞的發(fā)育及提高或抑制其活性對骨轉(zhuǎn)換起加速和抑制作用。,反映什么？,反映: 骨代謝變化速率 破骨和成骨細胞功能 骨轉(zhuǎn)換的頻率和速率,應(yīng)用：骨質(zhì)疏松癥,面臨人口老齡化的挑戰(zhàn) 全國總?cè)丝?3.2億，65歲以上老人約1億 與年齡相關(guān)的疾病骨質(zhì)疏松發(fā)病率非常高

3、， 約8000萬，市場巨大,應(yīng)用：其它疾病,許多疾病影響骨代謝 骨質(zhì)疏松 內(nèi)分泌疾?。?原發(fā)性甲旁亢、甲亢、甲減、糖尿病 腫瘤骨轉(zhuǎn)移,主 要 內(nèi) 容,骨標(biāo)志物概述 骨質(zhì)疏松 主要標(biāo)志物及臨床應(yīng)用 實驗室檢測及注意事項,骨質(zhì)疏松癥,骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis) 是一種系統(tǒng)性骨病，其特征是骨量下降和骨的微細結(jié)構(gòu)破壞，表現(xiàn)為骨的脆性增加，因而骨折的危險性大為增加，即使是輕微的創(chuàng)傷或無外傷的情況下也容易發(fā)生骨折。 包括：有機物和無機物量的絕對減少,對骨質(zhì)疏松癥的概念定義的理解和認識：,骨的脆性增高、骨力學(xué)強度下降、骨折危險性增加，對載荷承受力降低而易于發(fā)生微細骨折或完全骨折。 可悄然發(fā)生腰椎

4、壓迫性骨折，或在不大的外力下發(fā)生撓骨遠端、股骨近端和肢骨上端骨折。,正常,骨質(zhì)疏松,嚴重骨質(zhì)疏松,發(fā)病原因,骨質(zhì)疏松癥的具體病因尚未完全明確，一般 認為與以下因素有關(guān)： 1. 內(nèi)分泌因素 2. 遺傳因素 3. 營養(yǎng)因素 4. 廢用因素 5. 藥物及疾病 6. 其他因素,骨質(zhì)疏松癥分類和分型,原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥 隨著年齡的增長而發(fā)生的一種退行性病變 I型或稱為絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥： 一般發(fā)生在絕經(jīng)后5-10年內(nèi) II型老年性骨質(zhì)疏松癥： 指老人70歲后發(fā)生的骨質(zhì)疏松 繼發(fā)性骨質(zhì)疏松癥 由其他疾病或藥物等一些因素所誘發(fā)的骨質(zhì)疏松癥 特發(fā)性骨質(zhì)疏松癥： 多見于青少年， 一般伴有遺傳病史, 女性多見(女性哺

5、 乳和妊娠期所致的骨質(zhì)疏松往往也歸入此類骨質(zhì)疏松癥),絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥演變進程,55歲以上 絕經(jīng)后期 脊柱骨折危險性高于其它類型骨折,50歲 更年期 出現(xiàn)血管舒縮癥狀,75歲以上 駝背 髖骨骨折危險性高,目前的診治措施,治療 越來越多的醫(yī)院開設(shè)了骨質(zhì)疏松門診 內(nèi)分泌科、骨科、婦產(chǎn)科、中醫(yī)科等，開始重視收治骨 質(zhì)疏松病人 中、西醫(yī)治療方案 診斷和預(yù)后監(jiān)測 目前以骨密度為診斷標(biāo)準 骨密度檢測(Bone mineral density，BMD)是骨折最好的預(yù)測指標(biāo)。測量任何部位的骨密度，可以用來評估總體的骨折發(fā)生危險度;測量特定部位的骨密度可以預(yù)測局部的骨折發(fā)生的危險性。,實驗診斷現(xiàn)狀？,長期以來缺

6、乏反映骨代謝變化的標(biāo)志物。 反映骨代謝的實驗診斷近年來發(fā)展迅速，對骨代謝性疾病的診斷、監(jiān)測、治療效果觀察提供了許多有價值的觀察指標(biāo)。,主 要 內(nèi) 容,骨標(biāo)志物概述 骨質(zhì)疏松 主要標(biāo)志物及臨床應(yīng)用 實驗室檢測及注意事項,主要標(biāo)志物及臨床應(yīng)用,形成指標(biāo) PINP 完整/N-MID骨鈣素 PICP 堿性磷酸酶 骨堿性磷酸酶,吸收指標(biāo) 血清-crosslaps 尿I型膠原C/N端肽 血清抗酒石酸酸性磷酸酶 尿吡啶啉 尿脫氧吡啶啉,I型前膠原氨基端前肽PINP,型前膠原氨基端前肽 （N-terminal propeptide of type procollagen，PINP） 是從1型前膠原分子的兩端分

7、解出來的前膠原肽，型前膠原是型膠原前體，型前膠原經(jīng)蛋白酶水解作用，從1型前膠原分子的兩端分解出兩個前膠原肽，即為PINP，PICP。,I型前膠原氨基端前肽PINP,臨床意義：療效監(jiān)測 PTH類藥物治療患者:三個月后tPINP上升了150 在特立帕肽 （Teriparatide）的治療方案中也觀察到同樣的模型 相對于基礎(chǔ)值，如果P1NP再次檢測時上升40%提示促進骨合成治療成功,骨鈣素和N-MID骨鈣素,BGP是體內(nèi)骨骼中最豐富的非膠原蛋白，成熟成 骨細胞分泌的一種特異非膠原骨基質(zhì)蛋白 是成骨細胞敏感和特異的標(biāo)志物。BGP基因位于1 號染色體。,完整BGP由49個氨基酸組成，有三個谷氨酸羧基 化

8、，分子量為5800。 血清中約1/3為完整骨鈣素，1/3為骨鈣素N端中分 子片段，1/3為氨基酸短肽。,檢 測,常見測檢測方法 電化學(xué)發(fā)光免疫法(ECL) 進口酶標(biāo)試劑(FDA認證) 國產(chǎn)酶標(biāo)試劑 放免試劑,如何選擇檢測方法,使用兩種高度特異的單克隆抗體 可同時檢測: 全段骨鈣素(氨基酸1-49)和N-MID 骨鈣素氨基酸(1-43),由于： 完整BGP很不穩(wěn)定，羧基端43-44間的氨基酸 極易被蛋白酶水解，列解成大的N片段，使大 多數(shù)多價抗體不能識別而不起免疫反應(yīng)。,選擇檢測,注意,血中骨鈣素分子的非均一性 骨鈣素完整分子在血中的不穩(wěn)定性，在室溫標(biāo)本 放置幾小時，活性明顯下降 及時檢測,臨床

9、意義,骨折愈合過程中，成骨功能加強，BGP水平增高 高轉(zhuǎn)換型骨質(zhì)疏松患者升高 代謝性骨病、原發(fā)性甲旁亢、甲亢，Paget,s病 明顯升高 腫瘤骨轉(zhuǎn)移BGP水平可增高,應(yīng)用評價,糖皮質(zhì)激素抑制BGP的合成。 BGP最好與ALP同時檢測： 腎衰時BGP增高，但ALP正常； 高轉(zhuǎn)移代謝性骨病時兩者都升高； 肝衰時BGP正常，而ALP可有升高。,ALP和BALP,ALP由骨、肝、腸、腎、胎盤等同功酶組成，骨型占50%，余者主要來自肝臟。 骨堿性磷酸酶由成骨細胞分泌，是成骨細胞成熟和具有活性的標(biāo)志。,檢 測,ALP有比色法和動力學(xué)法 BALP有電泳分離法 熱失活法 麥胚凝集素沉淀法 酶標(biāo)法,I型膠原C端

10、肽CTX,生物學(xué)特性： CTX又稱-Crosslaps 存在于成熟的骨膠原中，當(dāng)破骨細胞活性增強時 骨膠原溶解釋放I型膠原蛋白，再分解為NTX，CTX。 它們均為細胞外膠原纖維降解產(chǎn)物，均可在血清和尿液中檢測到。,I型膠原C端肽CTX,I型膠原C端肽CTX,骨基質(zhì)的有機成分中，90%是由I型膠原組成的。 在正常的骨代謝過程中，骨基質(zhì)進行著有序的合 成與分解。因此，I型膠原在骨中合成，同時也被分解成碎片釋放入血流中，并從腎臟排出。 檢測CTX（骨吸收指標(biāo)），可了解骨轉(zhuǎn)換的程度。,I型膠原C端肽CTX,在生理性或病理性（如年老或骨質(zhì)疏松癥）骨吸收增強時，I型膠原的降解也增高，相應(yīng)的分解片段在血中的

11、含量隨之升高。重要的I型膠原分解片段是C端肽（CTx）。 檢測血清C端肽可用于監(jiān)測骨質(zhì)疏松癥或其它骨疾 病的抗吸收治療，療效可在幾周后反應(yīng)出來。,CTX的檢測,用電化學(xué)發(fā)光免疫法測定 利用多克隆抗體對I型膠原交連C端肽特殊氨基酸序列反應(yīng)而測定。,臨床應(yīng)用,原發(fā)性骨質(zhì)疏松患者高轉(zhuǎn)換型升高 女性絕經(jīng)后高于絕經(jīng)前； 老年婦女骨折患者明顯高于非骨折婦女。 代謝性骨病、原發(fā)性甲旁亢、甲亢，Pagets病明 顯升高。,I型膠原N端肽NTX,NTX是I型膠原交聯(lián)末端肽，為總的N端交聯(lián)物， 結(jié)果用同時檢測的尿肌酐來校正。 NTX也是反映骨轉(zhuǎn)換，骨吸收特異指標(biāo)。 出生時尿中濃度最高，隨著年齡增加逐漸下降， 生長

12、終止時處于相對恒定狀態(tài)。 絕經(jīng)后婦女顯著高于絕經(jīng)前， 高轉(zhuǎn)換型骨質(zhì)疏松癥明顯升高。,臨床應(yīng)用,NTX升高見于高轉(zhuǎn)換型骨質(zhì)疏松。 青少年期男性高于女性， 女性絕經(jīng)后明顯升高。 代謝性骨病升高,促甲狀旁腺激素,PTH的生物學(xué)特性： 甲狀旁腺素是甲狀旁腺細胞合成和分泌的一種多肽活性物質(zhì)，由84個氨基酸組成，分子量為9500。PTH在體內(nèi)具有很重要的調(diào)節(jié)和生理作用。 它們是體內(nèi)調(diào)節(jié)血鈣水平的重要激素，具有加強溶骨作用，動員鈣進入血液，加強腎小管對鈣的重吸收，使血鈣升高，使體液內(nèi)鈣離子濃度保持恒定。,檢測及臨床應(yīng)用,檢 測： PTH測定方法：放免法、酶免法及電化學(xué)發(fā)光法 臨床意義： PTH增高：甲旁亢、

13、甲狀旁腺瘤、單純性甲狀 腺腫病人、甲旁亢患者，老年骨質(zhì) 疏松癥PTH可增高。 PTH減少見于：甲狀旁腺功能低下、PTH合成和 分泌缺乏。,羥脯氨酸,人體膠原蛋白所特有的氨基酸，是一種非必需氨基酸，起穩(wěn)定膠原纖維的作用。膠原被降解，羥脯氨酸釋放入血，有游離和肽結(jié)合兩種形式。游離的羥脯氨酸經(jīng)腎小球濾過，幾乎被腎小管完全重吸收,在肝臟內(nèi)進一步降解；尿中羥脯氨酸90%為肽結(jié)合形式。尿羥脯氨酸排泌有晝夜節(jié)律, 峰值在早晨。,生物學(xué)特性：,尿羥脯氨酸的排泄反映機體的膠原代謝狀況，是一項常用的骨吸收指標(biāo)。,1. 羥脯氨酸只對骨吸收嚴重的疾病如甲狀旁腺功能亢進癥、 Paget骨病等或骨轉(zhuǎn)換很快的兒童生長期,

14、才是一項有用 的標(biāo)志物。 2. 對于骨更新率低的原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥則缺乏敏感性, 大約 有30%的骨質(zhì)疏松癥患者羥脯氨酸在正常范圍。 伴有骨外組織損傷時用其評價骨吸收的價值更大。 羥脯氨酸是多種膠原的降解產(chǎn)物, 尿中只有10%來自骨1型膠 原，大部分來于非骨膠原、前膠原肽和細胞內(nèi)膠原的降解。 因此, 盡管羥脯氨酸常作為骨吸收標(biāo)志物使用，但既不敏感也不特異，已逐步被更多特異性的標(biāo)志物所替代。,羥脯氨酸檢測的臨床意義,羥脯氨酸檢測,目前檢測的方法：ELISA 精度較差，且受食物（肉食或其他富含明膠食品）、組織炎癥、創(chuàng)傷等非骨膠原代謝物的影響 其特異性較差。,抗酒石酸酸性磷酸酶（TRACP）： 主要來

15、源于破骨細胞，TRACP同工酶，具有抵抗酒石酸抑制的作用。 正常人血清中存在抗酒石酸酸性磷酸酶同工酶5a與抗酒石酸酸性磷酸酶同工酶5b。 只有來源于破骨細胞的抗酒石酸酸性磷酸酶同工酶5b才具有酶活性，由激活的巨噬細胞分泌的抗酒石酸酸性磷酸酶同工酶5a無酶活性。,抗酒石酸酸性磷酸酶,生物學(xué)特性,抗酒石酸酸性磷酸酶檢測,1. 酶動力學(xué)法 2. 電泳法檢測 3. 酶標(biāo)法,TRACP檢測臨床意義,TRACP升高： 1. 男性更年期后及女性絕經(jīng)期后, 血清TRACP同工酶5b 水平有所升高，如果患有骨質(zhì)疏松, 其含量增加更明顯。 2. TRACP同工酶增高，還見于原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進 癥、慢性腎功能

16、不全、畸形性骨炎、骨轉(zhuǎn)移癌、軟骨 病、戈謝(高雪)病、卵巢切除術(shù)后及高轉(zhuǎn)換型骨質(zhì)疏松 癥等。,TRACP降低： 該酶水平降低見于甲狀旁腺功能減退癥。,1、維生素D來源于動物性食物：肝、乳及蛋黃、 魚肝油。 2、皮膚微血管中的7-脫氫膽固醇經(jīng)日光照射可轉(zhuǎn) 變?yōu)榫S生素D3。,（25-羥維生素D3）,（25-羥維生素D3）,促進腸道對鈣磷的吸收。 促進腎小管對鈣磷的重吸收。 提高血鈣、血磷的濃度，促進骨的鈣化。,25-(OH) Vitamin D3生理作用：,促甲狀旁腺激素,甲狀旁腺素（PTH）是甲狀旁腺細胞合成和分泌的一種多肽活性物質(zhì)，由84個氨基酸組成，分子量為9500。PTH在體內(nèi)具有很重要的

17、調(diào)節(jié)和生理作用。 它們是體內(nèi)調(diào)節(jié)血鈣水平的重要激素，具有加強溶骨作用，動員鈣進入血液，加強腎小管對鈣的重吸收，使血鈣升高，使體液內(nèi)鈣離子濃度保持恒定。,生物學(xué)特性：,檢測及臨床意義,檢測方法： 采用放免法、酶免法和電化學(xué)發(fā)光免疫法進行PTH 檢測 臨床意義： PTH增高可見于、甲狀旁腺瘤、單純性甲狀腺腫病人、甲旁亢患者，老年骨質(zhì)疏松癥PTH可增高。 PTH減少見于：甲狀旁腺功能低下、PTH合成和分泌缺乏。,標(biāo)志物的臨床應(yīng)用,新一代的骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物更為敏感和特異，目前已廣泛應(yīng)用于骨質(zhì)疏松癥監(jiān)測骨流失速度、骨折風(fēng)險程度和藥物反應(yīng)監(jiān)測。,骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物增高表示骨高轉(zhuǎn)換狀態(tài)，骨丟失速率加快。絕經(jīng)后婦女由于

18、雌激素缺乏，骨轉(zhuǎn)換增高 BAP、BGP、CTX、游離D-PYD和游離PYD增加1s,小梁骨流失速度增加1.8-2.0倍； 若標(biāo)志物2s的婦女。75%-80%伴有快速丟失可能性。 BGP和NTX1s絕經(jīng)期婦女，椎骨丟失速度增加1.6-2.2倍。,標(biāo)志物的臨床應(yīng)用,1. 骨丟失速率監(jiān)測,2. 預(yù)測骨折風(fēng)險程度,高轉(zhuǎn)換狀態(tài)與骨密度在預(yù)測骨質(zhì)風(fēng)險度具有同等價值： CTX或游離D-PYD每增高1s，髖骨骨折的風(fēng)險增高1.7倍。 BAP可預(yù)測椎體和非椎體骨折。 BGP水平低而膠原聯(lián)結(jié)物量高則示骨轉(zhuǎn)換失藕聯(lián)。,標(biāo)志物的臨床應(yīng)用,腫瘤的骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物,溶骨型 骨骼的重吸收指標(biāo)升高 成骨型 骨骼的形成指標(biāo)升高 混合型,骨轉(zhuǎn)移的類型,溶骨型 吸收形成 肺癌 腎癌 甲狀腺癌,腫瘤的骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物,骨轉(zhuǎn)移的類型,成骨性 生成吸收 前列腺癌 混合型 乳腺癌,腫瘤的骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物,隨骨轉(zhuǎn)移的進展而升高 可監(jiān)測治療反應(yīng) 是有意義的預(yù)后指標(biāo),腫瘤的骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物應(yīng)用,主 要 內(nèi) 容,