骨代谢实验室检查ppt课件.ppt

骨代谢的实验室检查 林华南京大学医学院附属鼓楼医院骨病中心 75 KyphoticAtriskforhipfracture 55 PostmenopausalAtgreaterriskforvertebralfracturethananyothertypeoffracture 50MenopausalExperiencingvasomotorsymptoms TheOsteoporosisContinuum ReproducedwithpermissionfromMarketForce 中国骨质疏松现状 政府不重视社会不重视医师不重视多学科 多专业 多区域 组织管理 学科建设 女性骨质疏松性骨折与其他疾病发病率的比较 150万 0 500 1000 1500 2000 骨质疏松性骨折 所有年龄的年发生数 29岁以上女性年发生数 30岁以上预计年发生数 1996新发病例 所有年龄 51万 23万 18万 75万椎体 25万其他部位 25万前臂 25万髋骨 心肌梗死 中风 乳腺癌 年发生率x1000 RiggsBL MeltonLJ Bone1995HeartandStrokeFacts 1996 AmericanHeartAssociationCancerFacts Figures 1996 AmericanCancerSociety 5 NationalOsteoporosisFoundation 2005 Availableat http www nof org osteoporosis stats htm HeartDiseaseandStrokeStatistics 2006Update Circulation2006 113 e85 151 CancerFacts Figures2005 AmericanCancerSociety Availableat http www cancer org docroot MED content downloads MED 1 1x CFF2005 Estimated New Cases Deaths by Sex US asp 骨质疏松性骨折与其他疾病的年发病率比较 美国 年发病率 百万 6 骨折发病率随年龄增加 男性和女性的5年骨折率 股骨近端骨折 椎体骨折 其他主要部位骨折 较少发生的骨折 总人口比例 女性 男性 女性 男性 女性 男性 80 70 79 60 69 AgeGroup y AdaptedfromCenterJR etal Lancet 1999 353 878 882 骨质疏松的危害 骨质疏松骨折患者80 以上有再次骨折可能脊柱骨质疏松性骨折患者20 1年内将再发住院骨折患者60 与骨质疏松有关 内容 骨标志物概述主要标志物及临床应用实验室检测及注意事项 内容 骨标志物概述主要标志物及临床应用实验室检测及注意事项 骨的组成 骨组织的构成成分 无机物和有机物 无机物质占骨重70 其中95 为磷酸钙盐形成的羟磷灰石 有机物占骨重30 其中98 为I型胶原 2 为非胶原蛋白如骨联结蛋白 骨钙素 骨桥蛋白和骨涎蛋白 这些构成的组分在血清或血浆中的含量以及在尿中排泄量是临床监测骨代谢的重要依据 骨的转换 骨组织是新陈代谢非常活跃的组织这种代谢活动的主要标志 就是在全身组织的不同部位 时刻进行的骨吸收和骨形成的代谢偶联 即骨转换 骨的转换 基本过程 去除旧骨 破骨 形成新骨 成骨 细胞基础 成骨细胞破骨细胞 表现形式 骨的塑建骨的重塑 定义 在骨转换过程中产生的一些代谢物 叫骨代谢生化标志物或骨转换标志物 骨标志物 在正常人的不同年龄段各种代谢性骨病骨生化标志物在血循环和尿液中的水平会发生不同程度的变化会影响骨的新陈代谢并导致骨器官功能变化与异常 反映 1 骨代谢变化速率2 破骨和成骨细胞功能3 骨转换的频率和速率 反映什么 应用 骨质疏松症 面临人口老龄化的挑战全国总人口13 2亿 65岁以上老人约1亿与年龄相关的疾病骨质疏松发病率非常高 约8000万 市场巨大 应用 其它疾病 许多疾病影响骨代谢骨质疏松内分泌疾病 原发性甲旁亢 甲亢 甲减 糖尿病肿瘤骨转移 实验诊断现状 长期来缺乏反映骨代谢变化的标志物 反映骨代谢的实验诊断近年来发展迅速 对骨代谢性疾病的诊断 监测 治疗效果观察提供了许多有价值的观察指标 内容 骨标志物概述主要标志物及临床应用实验室检测及注意事项 骨转换标志物分类 直接标志物 1形成 P1NP osteocalcin ALP2吸收 crosslaps CTX NTX PYD D PYDetc 间接标志物 1激素 雌二醇 睾酮 PTH 25 OHVitD3等2细胞因子 IL1 6 TNF等3RANKL RANK OPG OGF 间接标志物 在骨重建过程中 许多激素和细胞或体液因子影响骨的重建过程 通过促进或抑制成骨细胞和破骨细胞的发育及提高或抑制其活性对骨转换起加速和抑制作用 直接标志物 形成标志物 代表成骨细胞活动及骨形成时的代谢产物 吸收标志物 代表破骨细胞活动及骨吸收时的代谢产物 特别是骨基质的降解产物 直接指标 形成指标PINP完整 N MID骨钙素PICP碱性磷酸酶骨碱性磷酸酶 吸收指标血清 crosslaps尿I型胶原C N端肽血清抗酒石酸酸性磷酸酶尿吡啶啉尿脱氧吡啶啉 I型前胶原氨基端前肽PINP 型前胶原氨基端前肽 N terminalpropeptideoftype procollagen PINP 是从1型前胶原分子的两端分解出来的前胶原肽 型前胶原是 型胶原前体 型前胶原经蛋白酶水解作用 从1型前胶原分子的两端分解出两个前胶原肽 即为PINP PICP I型前胶原氨基端前肽PINP PINP 它们是沉集于基质之前所释放出的物质 是各自从未成熟胶原释放的 在 型胶原合成增殖期 两者可反映 型胶原形成速率当成骨细胞活性增强时 前胶原合成增多 PINP在血液中浓度增高 应用评价 PINP在血清中的含量反映成骨细胞合成骨胶原的能力 构成监测成骨细胞活力和骨形成的实验室指标基础 骨钙素和N MID骨钙素 BGP是体内骨骼中最丰富的非胶原蛋白 成熟成骨细胞分泌的一种特异非胶原骨基质蛋白是成骨细胞的敏感和特异标志 BGP基因位于1号染色体 骨钙素BGP 完整BGP有49个氨基酸组成 有三个谷氨酸羧基化 分子量为5800 血清中约1 3为完整骨钙素 1 3为骨钙素N端中分子片段 1 3为氨基酸短肽 血标本放在室温 1时骨钙素大量降解检测完整分子数值降低 1 49 1 1 43 44 49 19 20 43 C terminal 完整分子 N terminal 中分子片段MIGfragment 1 3 1 3 1 3 AA 血清骨钙素的不稳定性 检测 酶标法和电化学发光免疫法完整BGP很不稳定 羧基端43 44间的氨基酸极易被蛋白酶水解 列解成大的N片段 使大多数多价抗体不能识别而不起免疫反应 用先进的ECL法测定骨钙素N MIN片段 灵敏度高 稳定性好 注意 血中骨钙素分子的非均一性骨钙素完整分子在血中的不稳定性 在室温标本放置几小时 活性明显下降 应用评价 BGP反映成骨细胞功能水平 凡属高转移代谢骨病 见前 肿瘤骨转移BGP水平可增高 骨发育生长过程中BGP水平高 如儿童期为成人水平数倍 在青春期为成人5倍 以后缓慢下降 30 35岁稳定在一水平上 骨折愈合过程中 成骨功能加强 BGP水平增高 应用评价 糖皮质激素抑制BGP的合成 BGP最好与ALP同时检测 肾衰时BGP增高但ALP正常 高转移代谢性骨病时两者都升高 肝衰时BGP正常而ALP可有升高 碱性磷酸酶和骨碱性磷酸酶ALP BALP ALP由骨 肝 肠 肾 胎盘等同功酶组成 骨型占50 余者主要来自肝脏 骨碱性磷酸酶由成骨细胞分泌 是成骨细胞成熟和具有活性的标志 检测 ALP有比色法和动力学法BALP有电泳分离法热失活法麦胚凝集素沉淀法酶标法 应用评价 凡属高转换的代谢性骨病均可有TALP和BPLP的增高 如变形性骨炎 原发和继发甲旁亢 甲亢高转换骨质疏松症佝偻病 软骨病骨转移癌 I型胶原C端肽CTX 骨基质的有机成分中 90 是由I型胶原组成的 在正常的骨代谢过程中 骨基质进行着有序的合成与分解 因此 I型胶原在骨中合成 同时也被分解成碎片释放入血流中 并从肾脏排出 通过检测骨吸收指标 可了解骨转换的程度 I型胶原C端肽CTX 在生理性或病理性 如年老或骨质疏松症 骨吸收增强时 I型胶原的降解也增高 相应的分解片段在血中的含量随之升高 重要的I型胶原分解片段是C端肽 CTx 检测血清C端肽可用于监测骨质疏松症或其它骨疾病的抗吸收治疗 疗效可在几周后反应出来 I型胶原C端肽CTX CTX又称 Crosslaps存在于成熟的骨胶原中 当破骨细胞活性增强时骨胶原溶解释放I型胶原蛋白 再分解为NTX CTX 它们均为细胞外胶原纤维降解产物 均可在血清和尿液中检测到 I型胶原C端肽CTX 用电化学发光免疫法测定利用多克隆抗体对I型胶原交连C端肽特殊氨基酸序列反应而测定 I型胶原C端肽CTX 应用评价 原发性骨质疏松患者高转换型升高 女性绝经后高于绝经前 老年妇女骨折患者明显高于非骨折妇女 代谢性骨病 原发性甲旁亢 甲亢 Pagets病明显升高 NTX是I型胶原交联末端肽 为总的N端交联物 结果用同时检测的尿肌酐来校正 NTX也是反映骨转换骨吸收特异指标 出生时尿中浓度最高 随着年龄增加逐渐下降 生长终止时处于相对恒定状态 绝经后妇女显著高于绝经前 高转换型骨质疏松症明显升高 I型胶原N端肽NTX 应用评价 NTX升高见于高转换型骨质疏松 青少年期男性高于女性 女性绝经后明显升高 代谢性骨病升高 促甲状旁腺激素PTH 甲状旁腺素是甲状旁腺细胞合成和分泌的一种多肽活性物质 由84个氨基酸组成 分子量为9500 PTH在体内具有很重要的调节和生理作用 它们是体内调节血钙水平的重要激素 具有加强溶骨作用 动员钙进入血液 加强肾小管对钙的重吸收 使血钙升高 使体液內钙离子浓度保持恒定 应用评价 PTH测定方法可采用放免法和酶免法以及电化学发光免疫法 PTH增高可见于甲旁亢 甲状旁腺瘤 单纯性甲状腺肿病人 甲旁亢患者 老年骨质疏松症PTH可增高 PTH减少见于 甲状旁腺功能低下 PTH合成和分泌缺乏 羟脯氨酸 尿羟脯氨酸目前检测的方法一般精度较差 且受食物 肉食或其他富含明胶食品 组织炎症 创伤等非骨胶原代谢物的影响 其特异性较差 血浆抗酒石酸酸性磷酸酶TRACP 破骨细胞富含TRACP 骨吸收增加的疾病可呈中度升高 但TRACP很稳定 在病理状态下改变范围也小 其判断骨吸收的价值不如吡啶啉一类常用酶动力学法 电泳法检测 目前已有酶标法应用于临床 尿吡啶啉和脱氧吡啶啉PYD和DO PYD 是目前很有价值的骨吸收指标 是胶原纤维之间的连接物 使胶原纤维共价交联稳定相聚合 PYD存在于骨 软骨 牙齿 肌键等结缔组织中 而D PYD仅存在于骨于牙的I型胶原中 后者量微 故D PYD主要来自骨骼 标志物的临床应用 新一代的骨转换标志物更为敏感和特异 目前已广泛应用于骨质疏松症监测骨流失速度 骨折风险程度和药物反应监测 1 骨丢失速率监测 骨转换标志物增高表示骨高转换状态 骨丢失速率加快 绝经后妇女由于雌激素缺乏 骨转换增高 BAP BGP CTX 游离D PYD和游离PYD增加1s 小梁骨流失速度增加1 8 2 0倍 若标志物 2s的妇女 75 80 伴有快速丢失可能性 BGP和NTX 1s绝经期妇女 椎骨丢失速度增加1 6 2 2倍 骨丢失速率监测 Source adaptedfromGarneroetal 1999 JBoneMinerRes 14 1614 1621 骨标志物浓度上升和骨质丢失正相关 女性血清骨标志物浓度显著上升 与之对应BMD数据显示前臂骨质急剧流失 BMD 2 预测骨折风险程度 高转换状态与骨密度在预测骨质风险度具有同等价值 CTX或游离D PYD每增高1s 髋骨骨折的风险增高1 7倍 BAP可预测椎体和非椎体骨折 BGP水平低而胶原联结物量高则示骨转换失藕联 crosslaps预测风险 Source Hannon Eastell 2003 JBrMenopauseSoc 血清crosslaps CTx 可用预测臀部和脊柱骨折风险 RelativeRisk RR 2 较单一指标 如结合BMD 两者预测风险能力更佳 肿瘤的骨转换标志物 溶骨型骨骼的重吸收指标升高成骨型骨骼的形成指标升高混合型 骨转移的类型 溶骨型吸收 形成肺癌肾癌甲状腺癌 骨转移的类型 成骨性生成 吸收前列腺癌混合型乳腺癌 应用 随骨转移的进展而升高可监测治疗反应是有意义的预后指标 维生素D 1 动物性食物 肝 乳及蛋黄 鱼肝油 2 皮肤微血管中的7 脱氢胆固醇经日光照射可转变为维生素D3 维生素D 1 促进肠道对钙磷的吸收 2 促进肾小管对钙磷的重吸收 3 提高血钙 血磷的浓度 促进骨的钙化 内容