骨代谢标志物与骨质疏松症.ppt

1、骨代谢标志物与骨质疏松症,张小宁 第四军医大学西京医院全军临床检验医学中心,主 要 内 容,骨标志物概述 骨质疏松 主要标志物及临床应用 实验室检测及注意事项,主 要 内 容,骨标志物概述 骨质疏松 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：占骨重70%， 有机物：占骨重30%，,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 骨生化标志物在血循环和尿液中的水平

2、会发生 不同程度的变化 各种代谢性骨病 会影响骨的新陈代谢并导致骨器官功能变化与 异常,骨转换标志物分类,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。 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。,反映什么？,反映: 骨代谢变化速率 破骨和成骨细胞功能 骨转换的频率和速率,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

3、， 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,主 要 内 容,骨标志物概述 骨质疏松 主要标志物及临床应用 实验室检测及注意事项,骨质疏松症,骨质疏松症(osteoporosis) 是一种系统性骨病，其特征是骨量下降和骨的微细结构破坏，表现为骨的脆性增加，因而骨折的危险性大为增加，即使是轻微的创伤或无外伤的情况下也容易发生骨折。 包括：有机物和无机物量的绝对减少,对骨质疏松症的概念定义的理解和认识：,骨的脆性增高、骨力学强度下降、骨折危险性增加，对载荷承受力降低而易于发生微细骨折或完全骨折。 可悄然发生腰椎

4、压迫性骨折，或在不大的外力下发生挠骨远端、股骨近端和肢骨上端骨折。,正常,骨质疏松,严重骨质疏松,发病原因,骨质疏松症的具体病因尚未完全明确，一般 认为与以下因素有关： 1. 内分泌因素 2. 遗传因素 3. 营养因素 4. 废用因素 5. 药物及疾病 6. 其他因素,骨质疏松症分类和分型,原发性骨质疏松症 随着年龄的增长而发生的一种退行性病变 I型或称为绝经后骨质疏松症： 一般发生在绝经后5-10年内 II型老年性骨质疏松症： 指老人70岁后发生的骨质疏松 继发性骨质疏松症 由其他疾病或药物等一些因素所诱发的骨质疏松症 特发性骨质疏松症： 多见于青少年， 一般伴有遗传病史, 女性多见(女性哺

5、 乳和妊娠期所致的骨质疏松往往也归入此类骨质疏松症),绝经后骨质疏松症演变进程,55岁以上 绝经后期 脊柱骨折危险性高于其它类型骨折,50岁 更年期 出现血管舒缩症状,75岁以上 驼背 髋骨骨折危险性高,目前的诊治措施,治疗 越来越多的医院开设了骨质疏松门诊 内分泌科、骨科、妇产科、中医科等，开始重视收治骨 质疏松病人 中、西医治疗方案 诊断和预后监测 目前以骨密度为诊断标准 骨密度检测(Bone mineral density，BMD)是骨折最好的预测指标。测量任何部位的骨密度，可以用来评估总体的骨折发生危险度;测量特定部位的骨密度可以预测局部的骨折发生的危险性。,实验诊断现状？,长期以来缺

6、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。,主 要 内 容,骨标志物概述 骨质疏松 主要标志物及临床应用 实验室检测及注意事项,主要标志物及临床应用,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-terminal propeptide of type procollagen，PINP） 是从1型前胶原分子的两端分

7、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,临床意义：疗效监测 PTH类药物治疗患者:三个月后tPINP上升了150 在特立帕肽 （Teriparatide）的治疗方案中也观察到同样的模型 相对于基础值，如果P1NP再次检测时上升40%提示促进骨合成治疗成功,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 是成骨细胞敏感和特异的标志物。BGP基因位于1 号染色体。,完整BGP由49个氨基酸组成，有三个谷氨酸羧基 化

8、，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。,检 测,常见测检测方法 电化学发光免疫法(ECL) 进口酶标试剂(FDA认证) 国产酶标试剂 放免试剂,如何选择检测方法,使用两种高度特异的单克隆抗体 可同时检测: 全段骨钙素(氨基酸1-49)和N-MID 骨钙素氨基酸(1-43),由于： 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。,选择检测,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 及时检测,临床

9、意义,骨折愈合过程中，成骨功能加强，BGP水平增高 高转换型骨质疏松患者升高 代谢性骨病、原发性甲旁亢、甲亢，Paget,s病 明显升高 肿瘤骨转移BGP水平可增高,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。,ALP和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,I型胶原C端

10、肽CTX,生物学特性： 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,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。 检测CTX（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

11、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。,CTX的检测,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。,临床应用,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。,I型胶原N端肽NTX,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

12、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。,临床应用,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的生物学特性： 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。,检测及临床应用,检 测： PTH测定方法：放免法、酶免法及电化学发光法 临床意义： PTH增高：甲旁亢、

13、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,人体胶原蛋白所特有的氨基酸，是一种非必需氨基酸，起稳定胶原纤维的作用。胶原被降解，羟脯氨酸释放入血，有游离和肽结合两种形式。游离的羟脯氨酸经肾小球滤过，几乎被肾小管完全重吸收,在肝脏内进一步降解；尿中羟脯氨酸90%为肽结合形式。尿羟脯氨酸排泌有昼夜节律, 峰值在早晨。,生物学特性：,尿羟脯氨酸的排泄反映机体的胶原代谢状况，是一项常用的骨吸收指标。,1. 羟脯氨酸只对骨吸收严重的疾病如甲状旁腺功能亢进症、 Paget骨病等或骨转换很快的儿童生长期,

14、才是一项有用 的标志物。 2. 对于骨更新率低的原发性骨质疏松症则缺乏敏感性, 大约 有30%的骨质疏松症患者羟脯氨酸在正常范围。 伴有骨外组织损伤时用其评价骨吸收的价值更大。 羟脯氨酸是多种胶原的降解产物, 尿中只有10%来自骨1型胶 原，大部分来于非骨胶原、前胶原肽和细胞内胶原的降解。 因此, 尽管羟脯氨酸常作为骨吸收标志物使用，但既不敏感也不特异，已逐步被更多特异性的标志物所替代。,羟脯氨酸检测的临床意义,羟脯氨酸检测,目前检测的方法：ELISA 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。,抗酒石酸酸性磷酸酶（TRACP）： 主要来

15、源于破骨细胞，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与抗酒石酸酸性磷酸酶同工酶5b。 只有来源于破骨细胞的抗酒石酸酸性磷酸酶同工酶5b才具有酶活性，由激活的巨噬细胞分泌的抗酒石酸酸性磷酸酶同工酶5a无酶活性。,抗酒石酸酸性磷酸酶,生物学特性,抗酒石酸酸性磷酸酶检测,1. 酶动力学法 2. 电泳法检测 3. 酶标法,TRACP检测临床意义,TRACP升高： 1. 男性更年期后及女性绝经期后, 血清TRACP同工酶5b 水平有所升高，如果患有骨质疏松, 其含量增加更明显。 2. TRACP同工酶增高，还见于原发性甲状旁腺功能亢进 症、慢性肾功能

16、不全、畸形性骨炎、骨转移癌、软骨 病、戈谢(高雪)病、卵巢切除术后及高转换型骨质疏松 症等。,TRACP降低： 该酶水平降低见于甲状旁腺功能减退症。,1、维生素D来源于动物性食物：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。,（25-羟维生素D3）,（25-羟维生素D3）,促进肠道对钙磷的吸收。 促进肾小管对钙磷的重吸收。 提高血钙、血磷的浓度，促进骨的钙化。,25-(OH) Vitamin D3生理作用：,促甲状旁腺激素,甲状旁腺素（PTH）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

17、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。,生物学特性：,检测及临床意义,检测方法： 采用放免法、酶免法和电化学发光免疫法进行PTH 检测 临床意义： PTH增高可见于、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。,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。,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

18、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NTX1s绝经期妇女，椎骨丢失速度增加1.6-2.2倍。,标志物的临床应用,1. 骨丢失速率监测,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。,标志物的临床应用,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,肿瘤的骨转换标志物,骨转移的类型,成骨性 生成吸收 前列腺癌 混合型 乳腺癌,肿瘤的骨转换标志物,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,肿瘤的骨转换标志物应用,主 要 内 容,