课件：骨代谢血清标志物.ppt

骨代谢血清标志物,骨质疏松症的定义WHO1999（世界卫生组织） 骨质疏松症是全身骨量降低，骨组织微结构退 化，导致骨脆性增加，极易造成骨折的一种疾病。,正常的骨骼是由皮质骨和支状骨构造而成的。,疏松的骨骼,正常骨 骨质疏松骨,骨质疏松症的定义（NIH2001）：以骨 强度受损导致骨折危险性升高为特征的骨骼疾病。骨强度主要反映了骨密度和骨质量两个方面的综合特征。,NIH Consensus Development Panel on Osteoporosis. JAMA 285 (2001): 785-95,老龄化人口增多，骨质疏松病人也日益增多. Consensus Development Conference, 1993,Source: IMS Data (1998),骨折风险： 女性 40-50 % 男性 13-22 %,Source: Johnell & Kanis (2004) Osteoporos Int, Sep 8,骨质疏松严重的健康疾病,Source: 1 NOF Homepage () , 2Boggs (2002) Decision Resource, Inc,骨质疏松症,骨质疏松症是一种静态疾病： 发生骨折前的一些非特异性症状常常被忽视:如腰背痛 大多数病例是在骨折后被诊断的 ，相关的并发症大多为骨折，这一点极大地提高了医疗费用。早期诊断能够帮助减少医疗经费。 骨质疏松症是一个全球问题：随着人口数量和人均寿命的增加这个问题越来越严重，根据WHO的显示，骨质疏松症是继心血管疾病后第二大医疗问题。 医疗费用:,防治 骨质疏松症 预防骨折,治疗高血脂 预防心肌梗塞,治疗高血压 预防中风,医学界已将这三种疾病放在同样重要位置,*Chronic Obstructive Pulmonary Disease Source: Lippuner K, et al. Osteoporosis Int 1997;7:414-25.,骨质疏松相关病人与其他病（COPD，stroke，心梗，乳癌）相比，卧床时间更久,骨质疏松卧床时间更久,骨质疏松症诊断,骨密度（Bone Mineral Density，BMD） WHO/IOF推荐的诊断标准：mean-2.5 SD 中国的标准：mean-2 SD为骨质疏松 血清标志物辅助诊断,骨质疏松症的分类 原发性 绝经后：高骨转换，骨破坏增加为主 老年性：低骨转换，骨形成减少为主 继发性 特发性 破骨细胞活性骨吸收 发病基础：各种原因 成骨细胞活性骨形成,血清标志物检测 分类 骨转换评价指标 与骨转化有关的激素 意义 代谢性骨病的辅助诊断 判断骨转换状态，指导骨质疏松治疗方案选择及疗效判断 治疗依从性监测 50%以上患者是在治疗过程中不能坚持治疗，骨标志物提供了一个相当有价值的管理病人的方法,绝经,60岁,绝经期骨质疏松,65岁,骨吸收抑制剂,骨形成促进剂,基础治疗：钙剂 + 维生素D,原发性骨质疏松药物选择原则,老年骨质疏松,年龄,Source: Osteoporosis and Active Vitamin D (1996) Eular Publishers, Basle,骨转换率,正常,低下,增高,NDC Health Study: Poor Persistence even with Weekly Prescriptions,每日 vs 每周 服用双磷酸盐类药物 所有病人 (10/200210/2003),坚持治疗病人的比例,Ettinger M, et al. Arthritis Rheum. 2004;50(suppl):S513-S514. Abstract 1325. Data on file (Reference # 161-040), Hoffmann-La Roche Inc., Nutley, NJ 07110.,骨质疏松药物治疗依从性差,骨吸收标志物在治疗开始后3个月 就可以提供治疗成功的信息,一、骨转换指标评价 骨形成标志 骨吸收标志,（一）骨形成标志 血清骨碱性磷酸酶（BALP） 血清骨钙素Osteicalcin（OC） 或Bone Gla protein（BGP） 血清型原胶原肽， P1NP与P1CP,血清骨碱性磷酸酶（BALP） BALP成骨细胞分泌，反映成骨细胞活性 临床意义： 骨软化症、甲状腺机能亢进症、甲状旁腺机能亢进症、骨转移癌、畸形性骨炎等 骨折与高转换的骨质疏松症：BALP改变与尿HOP呈正相关 BALP作为骨转移癌（）病程与疗效判断,血清骨钙素Osteicalcin （OC）或 Bone Gla protein（BGP） 生化与生理特点 骨中最丰富的非胶原蛋白，占1520% 88Aa组成，分子量112000 成骨细胞分泌，标志成骨细胞的活性。成牙质细 胞、肥大软骨细胞也可产生，血小板也含有，完 整的BGP来自成骨细胞 分泌到细胞外的为成熟的BGP，大部分进入基质，小部分进入血液循环 维持正常骨矿化、抑制异常羟基磷灰石结晶形成, BGP合成的影响因素 BGP的羟基化必须有VitK参与 24，25-(OH)2D3促进BGP的合成和储存 1，25-(OH)2D3促进合成和分泌BGP的作 PTH可刺激BGP的合成和分泌, 血BGP检测的影响因素 昼夜节律： 午夜后出现高峰 随后逐渐降低，至中午后又逐渐升高 峰值与低值相差大约1030% 肾功能BGP 钙离子可鳌合BGP，需要EDTA抗凝血 其他：酒精、月经、季节等 血中骨钙素来源：成骨细胞产生、骨吸收,临床意义 骨更新的敏感指标：反映骨形成与骨吸收 甲状旁腺机能亢进、畸形性骨炎、甲状腺功能亢进、骨折、成骨不全、佝偻病及废用者，可 高骨转换的骨质疏松症，老年性骨质疏松症可轻度 绝经后骨质疏松有各种不同变化，若显著，雌激素治疗2-8周下降50%以上 血清BGP：长期用糖皮质激素，肝病，甲状腺功能减退者，甲状旁腺功能减退者及孕妇。,Raloxifene SERM 治疗后骨钙素浓度降低,骨转换指标（骨钙素）的变化与髋部骨折的风险相关,RR = 相对风险,patient were grouped in tertiles - tertile 1 (RR = 0.37) for osteocalcin with the lowest osteocalcin concentration showed a 60% risk reduction for future fractures,Source: Bjarnason et al (2001), Osteoporos Int,Click,个月后的血清骨钙素,* CIS Bio International is a distributor for Nordic Bioscience,s-OC水平下降与骨折风险的关系,1型前胶原延长肽（ total P1NP ） 90%的骨基质是由I型胶原质组成的 ，I型原骨胶原有N-（氨基）和C-（羧基）延长端，在前胶原转变为胶原纤维质期间，它们被特异的蛋白酶去除，继而形成骨基质。每合成一个胶原分子，就会有一个分子的PINP产生，因而PINP(I型原骨胶原-N端前肽)成了I型胶原质沉积的特异性标志物，也因此可定义为一个具有真正意义的骨形成标志物。 在I型纤维原细胞构造期间，PINP被释放入细胞内部，最终进入血液。,生理特点 型原胶由成骨细胞合成，反映骨形成及型原胶合成速率的特异指标。 可以被肝吸收，受肝功能改变而影响 含有N-和C-端各一条延长肽，P1NP和P1CP 检测P1NP或P1CP可反映成骨细胞活动状态 P1NP或PICP也可来自软组织与皮肤，反映成纤维细胞增殖 理论上P1NP=P1CP，实际上P1CP清除率比P1NP快，与骨形成呈正相关。, 临床意义 病理状态 骨病：骨肿瘤特别是前列腺癌骨转移的患 者、畸形性骨炎、高转换骨质疏松 其它疾病：肝脏疾病（P1CP）、酒精中 毒、肺纤维化，腹部外科手术后1 周至2个月内有2个明显的峰值 雌激素治疗6个月P1CP值可降低30% 老年性骨质疏松症P1CP变化不显著。,生理状态 儿童发育期血清P1CP 妊娠后3个月可增高2倍，直至4岁后迅速 昼夜节律： 凌晨几点（约03点）达峰值 最低值在下午 相隔8h分别取血测量PICP最大波动可达4倍,Total P1NP 是合成治疗和抗再吸收治疗的灵敏监测指标,合成治疗： 用Teriparatide 治疗的病人在开始治疗后3个月总P1NP即显示150的增加。 总P1NP增加超过40就 表明合成治疗是成功的。,抗再吸收治疗： 用双膦酸盐Alendronate治疗的病人总P1NP下降，骨形成标志物下降，表明骨转换正常，这个治疗是成功的。 对于抗再吸收治疗骨形成标志物和骨再吸收标志物均下降。总P1NP下降超过40就 表明抗再吸收治疗是成功的。,激素替代治疗(HRT)P1NP 降低,P1NP (Orion Diagnostics) decreased by -40% after 6 months during HRT therapy in this study a minimum decrease of 21% in P1NP values is needed to reflect a true biological change (= least significant change, LSC) P1NP along with osteocalcin (Immunotopics, California) showed the greatest response rate to HRT,time (weeks),course of percentage change in P1NP from baseline in the HRT treated group (n =11). The solid line represents mean change,Click,Source: Hannon et al. (1998), J Bone Mine Res,（二）骨吸收标志 尿钙 尿羟脯氨酸（HYP或HOP） 羟赖氨酸（GHYL） 抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP） 型胶原吡啶交联物及末端肽 吡啶啉(Pyr)和脱氧吡啶啉(D-Pyr) 其它：羟赖氨酸糖苷，BSP， 型胶原1链螺旋区肽,2019/4/19,29,可编辑,尿钙 临床意义： 尿钙反映体内钙与骨代谢的状况 也是骨吸收变化的指标 尿钙有两种方法： 24小时尿钙排量：250mg/d，20-50岁随年龄而。绝经后妇女有趋势，特别是骨质疏松患者有趋势，但均在正常范围 尿Ca/Cr：可测骨代谢的钙排出量，代表性强,尿羟脯氨酸（HYP或HOP） HOP占胶原总Aa1314%，骨骼、肌肉与皮肤等含有 胶原降解而产生的HOP大部分经过肾小管重吸收，10%HOP短肽经肾脏排泄 临床意义：反映骨更新的指标，缺乏特异性 病理： HOP：绝经后骨质疏松症，甲亢，甲旁亢， 畸形性骨炎，骨转移癌等。 HOP：甲状腺机能低下，侏儒症 老年性骨质疏松症HOP变化不显著,非病理： 受饮食影响较大，收集24h尿之前，应进素食2-3天 昼夜节律：峰值在早晨，检测24h影响不大 肝功能不全者尿HOP 肾功能不全者尿HOP,尿羟赖氨酸（GHYL） 反映骨吸收的较敏感、较特异性指标 半乳糖苷及半乳糖苷-葡萄糖苷2种糖苷形式 糖苷GHYL不再被重新利用与降解，尿中 GHYL 80%是糖苷形式的 临床意义 不受饮食影响 不受肝功能影响 老年性骨质疏松症可能升高。,抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP） 生理特点 破骨细胞释放降解骨基质，反映破骨细胞状态 也可由巨噬细胞、Gaucher细胞、红细胞、血小板等释放 临床意义 TRAP：高转换率的骨质疏松患者，原 发性甲状旁腺功能亢进，慢性肾功能不全，畸形性骨炎，骨转移癌，卵巢切除术后 老年性骨质疏松症TRAP增高不显著,吡啶啉(Pyr)和脱氧吡啶啉(D-Pyr) 生理及生化特性 成熟的胶原含有吡啶啉交联物，胶原降解后则产生吡啶啉交联物，羟赖氨酰吡啶啉(Pyr)及赖氨酰吡啶啉(D-Pyr) Pyr存在于骨骼、软骨、牙质、肌腱、肌肉、韧带等全身的型胶原中 D-Pyr只存在于骨骼、牙质的型胶原中，具有很好的特异性 Pyr、D-Pyr产生后直接进入血液不经肝脏降解直接排入尿中 Pyr、D-Pyr结构稳定,吡啶啉(Pyr)和脱氧吡啶啉(D-Pyr) D-Pyr是反映骨吸收的较敏感与特异性指标，但需要HPLC方法检测 临床意义 绝经后骨质疏松症 甲旁亢，畸形性骨炎，骨转移癌 老年性骨质疏松症增高不显著。,型胶原末端交联肽,,生理及生化特性 骨重建过程中I型胶原降解后释放入血的片断从肾脏排出 是型胶原分子末端与吡啶啉的交联物，羧基末端交联肽（CTX）及氨基末端交联肽（NTX）2种 只来源于细胞外的胶原纤维，非新合成,生理及生化特性 与吡啶啉结合的短肽的氨基酸顺序与型胶原中的胶原分子一致。由尿和骨中提取的NTX具有相同的免疫源性与组成，特异性较CTX佳 CTX与NTX结构稳定，尤其是NTX 检测方法：RIA、ELISA、化学发光。尿与血均可测定, 临床意义 绝经后骨质疏松症 甲旁亢，畸形性骨炎，骨转移癌 老年性骨质疏松症增高不显著,抗再吸收治疗：用双膦酸盐治疗的病人在开始治疗后3周即可显示-CrossLaps浓度明显降低。 治疗突然停止(therapy stop)反应了不依从病人状态，-CrossLaps增加。有反应患者（responder）-CrossLaps维持在一个低浓度，相应地没有反应或没有治疗的病人维持在基础浓度。,-CrossLaps 是一个对抗吸收治疗敏感的指标,在检测基础值后. 12.18.24个月检测Alendronate治疗的妇女血清-CrossLaps浓度，有效结果的最小临界值用虚线表示，低于这条线的是治疗成功者。 而BMD结果必须高于临界线。 由图中可见，骨标志物在治疗3个月后大多数妇女显示明显的下降，而BMD在两年后仍然显示不一致的结果。 LSC= 最小有意义变化。LSC是有效结果的最低要求。,双磷酸盐治疗 BMD无明显变化，-交联肽显著变化,17 postmenopausal women treated with 1 mg Estradiol / 50 g Norethisteron & 1000 mg calcium daily,LSC,LSC,HRT,+ BMD response,Source: Christgau et al., Bone 2000;26:505-511,直至2年后BMD无明确变化,HRT治疗6个月 BMD无明显变化，-交联肽显示变化,Click,钙剂治疗对-CrossLaps 的作用,Fasting,Ca 0.2 g,Ca 1g,Fasting, pre-menopausal,Fasting, post-menopausal,Ca 0.2 g, pre-menopausal,Ca 0:2 g, post-menopausal,Ca 1 g, pre-menopausal,Ca 1 g, post-menopausal,-CrossLaps shows dose dependent reduction hours after Calcium intake in women many studies have shown the positive effects of Calcium and Vitamin D intake especially in elderly people,Mean Change from Baseline % in serum -CrossLaps,Source: Zikan et al. (2001), Calcif Tissue Int 44,Click,P1NP (Orion Diagnostics), -CrossLaps (Nordic Bioscience) & Osteocalcin (Brahms Diagnostics) reduction under Ibandronate Bisphosphonate Therapy,Click,Source: Stepan et al (2003), Bone 33,P1NP, -CrossLaps and Osteocalcin significantly decrease under Ibandronate therapy the reduction in Bone Markers was accompanied by an increase in BMD,Ibandronate therapy Ibandronate was given intravenously every 3 months s-PTH：血清甲状旁腺激素 s-ALP：血清碱性磷酸酶 s-OC： 血清骨钙素 s-CTX：血清羧基端交联肽 s-P1NP：型胶原氨基端延长肽,总体上，尿液以及血清标志物相关性良好1 血清标志物检测变异性更低 Eastell et al. (2000) 对于血清及其尿液中的骨重吸收标志物的研究表明：2 血清中NTX的长期研究中，CV约为 7.5% 而尿液中NTX的长期研究中，CV为15.6%,1. Peichl P, et al. Clin Biochem. 2001;34:131-139. 2. Eastell R, et a