骨碱性磷酸酶在肾性骨病中的意义

骨碱性磷酸酶在肾性骨病中的意义

慢性肾衰竭患者通常伴有甲旁甲侧骨病、低铝血症、骨软化、动力骨病、骨质疏松症和其他骨病。在诊断这些骨病或区分高转化和低转化性骨病常需使用侵入性或高费用的手段,如四环素双标骨活检、闪烁扫描、CT和骨密度仪测量等。近年来对骨代谢的非侵入性方法的研究已取得许多进展。本文就骨碱性磷酸酶在肾性骨病中的意义作一综述。1骨髓细胞的不同表达目前已发现有6种碱性磷酸酶(AP)同工酶:肝、肠、骨骼、肾、胎盘和肿瘤碱性磷酸酶。编码人类碱性磷酸酶的基因至少有4种,其中3个位于染色体2q34-37,一个位于染色体1p36.1-34。编码肝脏、骨骼、肾脏碱性磷酸酶的基因为同一基因,这3种同工酶的区别仅在于转录后糖基化的不同。骨碱性磷酸酶的分子量为80kda。它不能被肾脏透析或滤过,故其血浆水平不受肾功能影响。bAP仅能由成骨细胞产生,并以四聚体形式存在于胞内,然后通过聚糖酯和磷酸肌醇固定于胞膜外表。体外研究显示从成骨细胞表面释放的bAP有两种活性形式:非固定的可溶(亲水性)形式和固定的完整不溶(疏水性)形式。人类血清中大多数bAP以非固定或可溶性形式存在。其血浆浓度依赖于成骨细胞的释放率和肝脏的降解率。bAP的生理作用尚不完全清楚,但它在骨形成和矿化过程中起着重要作用。焦磷酸是矿化的重要抑制剂,bAP可催化磷酸酯的水解,并在成骨细胞表面形成较高的磷酸盐浓度以增加矿化。而对缺乏碱性磷酸酶基因的细胞,经转染其cDNA后而具有矿化的能力。另外,AP在VitB缺乏症中也可能有重要作用,通过同源重组去除AP基因后的转基因鼠,会死于惊厥和VitB缺乏症。2bap与肾性骨病2.1血浆bap与ipth的关性研究近来研究者发现在使用上述方法评价慢性肾功不全病人的骨重建时,血浆bAP较总碱性磷酸酶(tAP)、骨钙素(OC)和骨粘连蛋白敏感。而且因bAP单克隆抗体与其它磷酸酶交叉反应少,故可区分是肝病还是骨病引起的tAP升高。一生中有两个年龄依赖的生理性血浆bAP高峰期,即婴儿期和青春期。研究发现小儿尿毒症病人的身高发育受到影响,这与两个bAP高峰都受到干扰有关;且血浆bAP(而不是tAP)与iPTH有相关关系,长高的速度与bAP的相关性较与tAP的相关性更好。血浆bAP值与骨小梁密度成正相关。骨小梁是骨代谢最活跃部分,提示bAP作为骨形成标志物的重要意义。Urena等人发现在成人血透病人中,血浆bAP值高于20ng/ml者均伴有继发性甲旁亢的生物学和组织学上的征象,或伴高转化性骨病。高转化性骨病患者血浆bAP为69.8±63.9ng/ml,正常和低转化性骨病者为10.7±4.4ng/ml。血浆bAP与iPTH有较好相关,且较tAP与iPTH的相关性好。bAP与大多数骨组织形态学参数包括破骨细胞和成骨细胞面积,及骨形成率的相关性较tAP和iPTH好。所以,用这些骨参数在预测高转化性骨病时,bAP超过20ng/ml的敏感性和特异性达100%,阳性预测值为84%。若以iPTH>200pg/ml和bAP>20ng/ml作为诊断继发性甲旁亢的标准,则bAP的敏感性降为56%,特异性为92%。这可能是因为许多病人iPTH超过200pg/ml而无bAP增高。但用血浆bAP值来判断动力障碍性骨病或低转化骨病较困难。目前报道了基于骨活检而bAP测量方法不同的两个研究。其中一研究因动力障碍性骨病(ABD)例数太少,不能得出满意的预测ABD的血浆bAP浓度。但这些观察建议,当血浆iPTH水平低于50pg/ml,且bAP低于20ng/ml(Osituse)或27U/L(Isopal)时,应当怀疑血透病人ABD的诊断。另一研究显示41例行骨活检的血透病人,血浆bAP低于12.9ng/ml时,预测低转化骨病的敏感性为100%,特异性94%,阳性预测值72%。血浆bAP和iPTH值并非总是一致。一研究发现只有15%至20%尿毒症病人的bAP和iPTH值均在正常范围。此外就有许多不同情况。45-50%病人bAP和iPTH同时高于或低于正常。但其中也有不完全同步的情况。例如,血浆bAP在60-80ng/ml时,一些病人的iPTH值在500-600pg/ml,而另一些病人高达1000-1100pg/ml,这可能反映了骨骼对PTH反应的程度不同。25%-30%病人iPTH水平高于200pg/ml,而bAP正常。10%-15%病人bAP水平升高而iPTH正常。当血浆bAP增高,伴血浆iPTH降低或正常(<200pg/ml)时有几种假设。①有tAP明显增高时,血浆bAP值可能因交叉反应升高,故此时以20ng/ml为界限不充分。因抗bAP抗体显示仅与16%tAP有交叉反应性,故若tAP升高不超过其正常上限的2.6倍,放免法测定的bAP仍被认为可靠。②既然肝、肾和骨AP同工酶源于相同的基因,在肝脏或肾脏就可能存在bAP的合成。③骨骼产生bAP可不依赖PTH刺激的成骨细胞活动。有报道显示几种细胞因子和生长因子可对骨细胞产生PTH样的作用,如IL-1、IL-6和TNF,它们在透析病人的血浆中有增加。④某些血清电解质浓度能影响bAP活性。bAP活性与培养环境中磷的浓度成比例,钙对bAP释放入循环起负性调节作用。⑤高bAP与低iPTH水平可能是骨骼铝负荷达到某一程度的征象。15%-20%血透病人bAP浓度降低伴iPTH超过200pg/ml。可能有以下几种解释:①这些病人的iPTH增高不一定是高骨转化率的征象。②低血浆bAP水平可能反映了尿毒症成骨细胞合成bAP降低。已有研究报道血透病人成骨细胞对包括PTH的几种刺激,较正常人的反应差。③成骨细胞对PTH反应差和低血浆bAP水平可能是因PTH受体下调。④可能存在遗传性低碱磷酸酶血症。⑤基于免疫测定法测得的iPTH浓度可能偏高,使bAP和iPTH没有直接联系。较多研究发现一种在尿毒症病人血清中蓄积的非PTH分子能干扰目前使用的方法对iPTH的测定。另外,不能排除bAP和iPTH分离可能反映骨形成和骨吸收的解离(uncoupling)。通过骨的组织形态测量(histomorphometry),一些病人没有四环素双标的骨形成面,而仍保持有骨吸收。2.2血浆ipth水平的变化甲状旁腺切除术(PTX)后,血浆bAP浓度变化同iPTH,术前平均约40ng/ml,术后三月降至10ng/ml。若血浆bAP水平仍维持较高水平,则应怀疑PTX成功后合并了另一种高转化骨病。肾移植成功后,低钙血症、高磷血症和钙三醇缺乏症常被纠正,且有70%-90%的病人血浆iPTH水平恢复正常。随着肾功能的恢复,血浆OC水平降低,但矛盾的是,血浆bAP水平呈增高趋势,这可能是由于大多数免疫抑制药物诱导骨转化增高所致。但从肾移植后一年内骨丢失量来看,骨的吸收似乎多于骨形成。对此原因还不清楚。对于伴有继发性甲状旁腺亢进的尿毒症病人行口服或静脉钙三