骨标志物与骨质疏松

骨标志物与骨质疏松 骨质疏松的定义 哥本哈根 1990年 及香港 1993年 国际会议上提出的标准 以低骨量及骨组织显微结构退变为特征的一种全身性骨骼疾病 伴有骨脆性增加 易于发生骨折 1996年在阿姆斯特丹举行的国际会议把骨质疏松定义为 可引起骨质减少和骨折高危状态的骨骼系统疾病 二 骨质疏松症的诊断 三 常用生化检查 1 骨形成生化标志物2 骨吸收生化标志物3 甲状旁腺素 骨形成生化标志物 骨特异性碱性磷酸酶 BALP 骨钙素 OC 血清 型原胶原延长肽 1 骨形成生化标志物 骨特异性碱性磷酸酶 BALP 碱性磷酸酶在骨形成和矿化中起重要作用 其主要来源于肝脏 50 骨 50 两者的交叉反应约15 20 骨钙素 OC 是骨骼中含量最高的非胶原蛋白 由成骨细胞分泌 受1 25 OH 2D3调节 通过BGP的测定可以了解成骨细胞的动态 是骨更新的敏感指标 血清 型原胶原延长肽血清I型前胶原羧基端前肽 PICP 是成骨细胞合成胶原时的中间产物 是反映成骨细胞活动状态的指标 血清I型前胶原氨基端前肽 PINP 在脯氨酸及羟脯氨酸中最为丰富 骨吸收标志物 尿羟脯氨酸 HPr 尿钙 Ca 尿羟赖氨酸糖甙 GHyI 骨涎蛋白 BSP 骨I型胶原 BIC 降解产物半乳糖羟赖氨酸 Gal HyI 尿胶原吡啶交联 PYD 及脱氧胶原吡啶交联 D PYD 血I型胶原交联羧基末端肽 ICTP I型胶原交联氨基末端肽 NTX I型胶原交联 Crosslap 骨吸收生化标志物 尿羟脯氨酸 HPr 是反映骨更新的指标 受饮食影响较大 尿钙经过肌酐排泄校正过的空腹尿钙水平是反映代谢性骨病 钙磷代谢和相关疾病的重要手段 但易受干扰 很难确切反映骨吸收时释放的钙的量 尿羟赖氨酸糖甙 GHyI 是反映骨吸收的指标 其尿中含量不如HPr高 但含量相对固定 不易受食物来源的影响 组织特异性高 老年性骨质疏松症可能升高 骨涎蛋白 BSP 是一种磷酸化的糖蛋白 占骨基质的非胶原成分的5 10 主要是由活性的成骨细胞和成牙质细胞产生 其水平反映了骨重吸收有关的主要指标 骨I型胶原 BIC 降解产物半乳糖羟赖氨酸 Gal HyI 尿胶原吡啶交联 PYD 及脱氧胶原吡啶交联 D PYD 不受新合成胶原退变的影响 其排泄与饮食无关 PYD还在软骨 骨韧带和血管中发现 D PYD几乎只见与骨中 及牙质 为评价骨吸收的指标之一 血I型胶原交联羧基末端肽 ICTP 为骨重建过程中I型胶原被降解后释放入血的小片段 其含量和变化间接反映骨吸收状态 血I型胶原交联氨基末端肽 INTP 为骨重建过程中I型胶原被降解后释放入血的另一小片段 其含量和变化间接反映骨吸收状态 I型胶原交联 Crosslap 只存在于I型胶原C 末端肽 骨再建过程中I型胶原分解产生 与其它胶原无交叉反应 为骨代谢生化方面一个敏感 简便的检测手段 3 甲状旁腺素 甲状旁腺素是由84个氨基酸残基组成的多肽 在甲状旁腺主细胞内合成 储存于细胞内 分泌到外周血中发挥生理作用 外周血PTH水平主要用4种类型测定 即 hPTHI 84 hPTHI 34 中间分子肽段 如hPTH28 54 hPTH34 44 hPTH44 68等 和羧基肽段 hPTH53 84 hPTH39 84 hPTH30 84等 PTH1 84 PTH1 34均有完全的生物活性 但后者的半衰期较短 可能很快与受体结合或迅速从血中清除 甲状旁腺激素生理功能 1 PTH使肾小管重吸收磷的能力减弱 尿排出磷增加 使肾小管重吸收Ca2 的能力增高 从而血钙水平增高 2 促进肾脏合成维生素D的活性代谢物1 25OH2D3 从而间接地促进了肠吸收钙 提高血钙水平 3 PTH加强骨细胞溶解骨钙的作用和破骨细胞吸收骨基质的作用 同时促进成骨细胞形成骨及矿化物的作用 四 骨矿密度测量 BMD 单光子吸收测定利用骨组织对放射线的吸收与骨矿含量成正比的原理 以放射性同位素为光源 测定人体四肢骨的骨矿含量 其精确性和重复性尚欠理想 对骨骼的改变反映较慢 需1 2年时间 双能X线吸收测定法射线穿透身体之后 扫描系统将接受的信号传送到计算机进行数据处理 计算骨矿物质含量 BMC 面积 AREA BMD 在我国各大城市已逐渐开展 缺点是对骨骼的改变反映较慢 需1 2年时间 定量CT可以选择性地评价皮质骨和松质骨重量 但准确度及重复性稍差 受试者接受X线量较大 不易普及应用 五 罗氏现有诊断骨质疏松的生化指标 1 N MID 骨钙素 N MID Osteocalcin 血清 或血浆 中骨钙素的含量与各种骨代谢紊乱中的骨转换率有关 骨钙素含量异常多见于骨质疏松 原发性或继发性甲状旁腺功能亢进以及Paget病等疾病中 目前 骨钙素已被视为骨转换标志物 用于对上述疾病进行抗再吸收治疗效果的监测 完整的骨钙素 氨基 酸1 49 及大的N MID片断 氨基酸1 43 均存在于血液中 完整的骨钙素在外周血中不稳定 羧基端43 44间的氨基酸易被蛋白酶水解 裂解下来的N MID则稳定得多 Elecsys N MID骨钙素测定方法采用了针对骨钙素N端片段和N MID片段上的决定簇的二株单克隆抗体 因此能够检测血清 或血浆 中稳定的N MID片段和尚未被分解的完整的骨钙素 与不稳定的C端片段 氨基酸43 49 没有关系 从而确保在常规实验室条件下获得稳定的检测结果 N MID骨钙素临床应用 1在骨转化率较高的代谢性骨病患者如paget病 甲旁亢 氟骨病 可以出现血骨钙素水平升高 比传统的碱性磷酸酶测定更敏感 更具特异性 2 甲状腺机能亢进症甲亢患者血中骨钙素水平升高 且与病情轻重程度呈正比 3 骨肿瘤 尿毒症 佝偻病 卵巢切除术后等血中骨钙素水平升高 4 骨质疏松症患者因骨质丢失 血中骨钙素水平下降 5 绝经后妇女及妊娠中期的孕妇血中骨钙素水平下降 检测范围 0 500 300ng ml 正常参考值 N MID骨钙素例数5 95百分位健康妇女绝经期前 20岁10811 43绝经期后10215 46骨质疏松患者12013 48正常男人18 29岁18324 7030 50岁17914 4251 70岁12514 46 ElecsysN MIDTM骨钙素的优势 测定完整的骨钙素由于稳定性的原因 常规实验室难以开展 电化学发光测定N MID 骨钙素使用了一对抗体不仅可测定完整的分子也可以测定N MID 骨钙素 样本在冰箱内稳定性可以长达一周 使日常实验室可以测定骨钙素 而且具有简单 快速 全自动化和可以随机进样的优点 甲状旁腺素 Parathyroidhormone PTH 有选择地检测完整的甲状旁腺素 可以直接了解甲状旁腺体的分泌活性 ElecsysPTH测定采用双抗体夹心法原理 生物素化的单抗与N端 1 37 结合 钌标记的单抗与C端 38 84 结合 对应的抗原决定簇氨基酸序列在26 32和55 64区域 PTH 在甲状旁腺中合成并分泌进入血液循环 与维生素D一起参与机体内钙的代谢 骨钙的磷酸化 通过小肠中钙的吸收及排泄参与血钙的调节 分泌受到血钙浓度的负反馈调节 甲状旁腺机能亢进导致PTH分泌增加 甲状旁腺肿瘤 甲状旁腺素的主要临床应用 诊断甲状旁腺功能亢进和继发性甲状旁腺功能亢进症 与降钙素和维生素K等共同调节机体钙磷代谢 Paget骨病 变形性骨炎 临床上出现高血钙及PTH分泌增多 诊断甲状旁腺功能低下症和甲状腺功能低下症 检测范围 1 20 5000pg ml或0 127 530pmol l正常参考值 15 65pg ml或1 6 6 9pmol l 胶原特殊序列 CrossLaps 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 重要的I型胶原分解片段是C端肽 CTx 在骨成熟过程中 C端肽的 天冬氨酸转变成 型 CTx 此C端肽的同分异构体是I型胶原降解所特异的 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 由于采用了针对 8AA八肽的两种单克隆抗体 Elecsys CrossLaps能特异检测交联的I型胶原同分异构体片段及含有此八肽双体的所有I型胶原分解片段 CTx Elecsys crosslaps的特点 全自动检测准确度高 6 全过程18分钟灵敏度高0 02ng ml 20pg ml批间同一性好 5 检测范围 0 01 6 0ng ml Elecsys crosslaps的优点 大大的缩短了检测时间结果可靠单样本检测可作为日常检测精确的监测治疗效果无需稀释易于操作 正常参考值 例数均数SD均数 2SDng ml pg ml ng ml pg ml ng ml pg ml 男性30 50岁1650 300 300 0 142 142 0 584 584 50 70岁1090 304 304 0 200 200 0 704 70 70岁3650 394 394 0 230 230 0 854 854 女性停经前2540 299 299 0 137 137 0 573 573 停经后4290 556 566 0 226 226 1 008 1008 crosslaps I型胶原的降解产物 骨吸收增加时 其水平增高 有助于指示对骨质疏松等疾病进行抗吸收治疗的有效性 在治疗后几周之后就可以检测出变化检测范围 0 010 6 00ng ml或10 6000pg ml 罗氏的主要竞争对手 DPC 是骨吸收标志物的最大供应商 主要产品尿DPD 脱氧胶原吡啶交联 全自动分析 占骨吸收市场的40 Beckman 是骨形成标志物的最大供应商 主要产品BAP 骨特异性碱性磷酸酶 占骨形成检测市场的40 该项目与肝脏来源的碱性磷酸酶的交叉反应约15 20 Ostex 骨转化单一产品 2001年报告销售额57亿美金 包括血 尿NTX和检测QuidelDiagnostics formerlyMetraBiosystems 检测项目多 包括骨形成 骨吸收和骨转化标志物 但非自动检测 市场情况 骨吸收DPC 尿DPD 脱氧胶原吡啶交联 Roche CrossLapsNordicBioscience CrossLapsOstex I型胶原交联氨基末端肽 NTX 骨形成Beckman 骨碱性磷酸酶 BAP OrionDiagnostics 血清I型前胶原氨基端前肽 PINP 骨转化 骨钙素 R