骨質疏松及相關檢測北京回民醫院檢驗科劉長德Contents

骨質疏松的概況骨標志物骨標志物概況主要標志物及臨床應用實驗室檢測及注意事項骨的組成骨組織的構成成分：無機物和有機物。無機物質占骨重70%，其中95%為磷酸鈣鹽形成的羥磷灰石。有機物占骨重30%，其中98%為I型膠原，2%為非膠原蛋白如骨聯結蛋白、骨鈣素、骨橋蛋白和骨涎蛋白。這些構成的組分在血清或血漿中的含量以及在尿中排泄量是臨床監測骨代謝的重要依據。骨質疏松癥定義一種以骨量減少，骨組織微結構破壞，骨骼脆性增加和易發生骨折為特征的全身骨代謝性疾病。WTO2011引入骨強度的概念骨質疏松癥的定義骨量的年齡變化曲線0102030405001020304050607080骨量年齡最大骨密度更年期老年青春期發育期退化期更年期之前很早女性的骨量已經比男性要低

通常

男性的最大骨密度要比女性高30-50%一般女性只需丟失男性骨量的一半就可形成骨質疏松。而女性的骨丟失率也較男性為高

男性女性

中國骨質疏松現狀政府不重視社會不重視醫師不重視骨質疏松癥的發病率已在世界常見多發病中躍居到第七位！女性骨質疏松性骨折與其他疾病發病率的比較150萬*0500100015002000骨質疏松性骨折

*所有年齡的年發生數?

29歲以上女性年發生數

?

30歲以上預計年發生數

§1996新發病例,所有年齡51萬?23萬?18萬§75萬椎體25萬

其他部位25萬

前臂25萬髖骨心肌梗死中風乳腺癌年發生率x1000RiggsBL,MeltonLJ.Bone1995HeartandStrokeFacts,1996,AmericanHeartAssociationCancerFacts&Figures,1996,AmericanCancerSociety中國骨質疏松癥流行病學主要發病人群：45歲以上的絕經婦女，60歲以上的老年人臨床表現：疼痛、駝背、呼吸功能下降、骨折我國老年人口1.34億，每年以3.2%的速度增加，60歲以上人口占總人口10%以上我國骨質疏松癥病人近8800萬，其中50歲以上骨質疏松患者約有6900萬。每年引起的醫療費用高達150億元人民幣骨質疏松癥發生的原因老年性：男性55歲后，女性絕經期后，由于性激素水平低下，導致骨合成減少，骨吸收加速營養性：蛋白質缺乏、維生素C、D缺乏、低鈣飲食內分泌性：皮質醇增多癥、甲狀腺功能亢進癥、糖尿病、肢端肥大癥、原發性甲狀旁腺功能亢進廢用性：長期臥床的病人、少運動等其它:肝病、腎病、類風濕型關節炎、腫瘤、吸煙、酒精等實驗診斷現狀？長期來缺乏反映骨代謝變化的標志物。反映骨代謝的實驗診斷近年來發展迅速，對骨代謝性疾病的診斷、監測、治療效果觀察提供了許多有價值的觀察指標。骨質疏松癥的診斷影像學X線檢查骨密度（BMD）測定實驗室診斷:骨標志物（吸收、合成、轉換）檢測

β-Crosslaps（CTX）P1NP（總I型前膠原氨端肽）

骨鈣素

25羥維生素D3其它指標檢測鈣、鎂、磷甲狀旁腺素、睪酮、雌二醇、性激素結合球蛋白尿吡啶啉、骨堿性磷酸酶……骨質疏松癥的治療方法

補充原料、治療原發病抗吸收治療二膦酸鹽激素代替療法（HRT）選擇性雌激素受體調節劑（SERMs）降鈣素合成代謝治療PTH鍶鹽：雷尼酸腮Contents

骨質疏松的概況骨標志物

骨標志物概況主要標志物及臨床應用實驗室檢測及注意事項骨的轉換【基本過程】去除舊骨(破骨)形成新骨(成骨)【細胞基礎】成骨細胞破骨細胞【表現形式】骨的塑建骨的重塑Contents

骨質疏松的概況骨標志物骨標志物概況主要標志物及臨床應用實驗室檢測及注意事項間接標志物在骨重建過程中，許多激素和細胞或體液因子影響骨的重建過程，通過促進或抑制成骨細胞和破骨細胞的發育及提高或抑制其活性對骨轉換起加速和抑制作用直接標志物形成標志物:代表成骨細胞活動及骨形成時的代謝產物。吸收標志物:代表破骨細胞活動及骨吸收時的代謝產物，特別是骨基質的降解產物。直接指標形成指標I型前膠原氨基/羧基端前肽（PICP/PINP

）完整/N-MID骨鈣素堿性磷酸酶骨堿性磷酸酶吸收指標I型膠原C/N端肽（CTX/NTX）血清抗酒石酸酸性磷酸酶尿脫氧吡啶啉（DPYD）I型前膠原氨基端前肽PINPⅠ型前膠原氨基端前肽（N-terminalpropeptideoftypeⅠprocollagen，PINP）是從1型前膠原分子的兩端分解出來的前膠原肽，Ⅰ型前膠原是Ⅰ型膠原前體，Ⅰ型前膠原經蛋白酶水解作用，從1型前膠原分子的兩端分解出兩個前膠原肽，即為PINP，PICP。I型前膠原氨基端前肽PINP應用評價PINP在血清中的含量反映成骨細胞合成骨膠原的能力，構成監測成骨細胞活力和骨形成的實驗室指標基礎P1NP應用評價優勢無晝夜節律與食物攝取無關骨骼高度特異性穩定的分子結構

利益個體差異小可在任何時間采取血樣不受其他器官組織干擾可重復性佳骨鈣素和N-MID骨鈣素BGP是體內骨骼中最豐富的非膠原蛋白，成熟成骨細胞分泌的一種特異非膠原骨基質蛋白是成骨細胞的敏感和特異標志。BGP基因位于1號染色體。骨鈣素BGP完整BGP有49個氨基酸組成，有三個谷氨酸羧基化，分子量為5800。血清中約1/3為完整骨鈣素，1/3為骨鈣素N端中分子片段，1/3為氨基酸短肽。血標本放在室溫>1時骨鈣素大量降解檢測完整分子數值降低14911434449192043C-terminal完整分子N-terminal中分子片段MIGfragment1/31/31/3AA血清骨鈣素的不穩定性檢測酶標法和電化學發光免疫法完整BGP很不穩定，羧基端43-44間的氨基酸極易被蛋白酶水解，列解成大的N片段，使大多數多價抗體不能識別而不起免疫反應。用先進的ECL法測定骨鈣素N-MIN片段，靈敏度高，穩定性好。注意血中骨鈣素分子的非均一性骨鈣素完整分子在血中的不穩定性，在室溫標本放置幾小時，活性明顯下降。應用評價BGP反映成骨細胞功能水平，凡屬高轉移代謝骨病（見前）、腫瘤骨轉移BGP水平可增高。骨發育生長過程中BGP水平高，如兒童期為成人水平數倍，在青春期為成人5倍，以后緩慢下降，30-35歲穩定在一水平上。骨折愈合過程中，成骨功能加強，BGP水平增高。應用評價糖皮質激素抑制BGP的合成。BGP最好與ALP同時檢測。腎衰時BGP增高但ALP正常；高轉移代謝性骨病時兩者都升高，肝衰時BGP正常而ALP可有升高。骨鈣素臨床意義是反映骨形成活性的指標，是特性骨骼蛋白，骨更新率越快，骨鈣素值越高，反之降低。增高見于：骨損傷后骨質合成早期、更年期綜合癥和卵巢功能早衰期、甲狀旁腺功能亢進、尿毒癥、肝癌降低見于：甲狀旁腺功能減退、糖尿病、妊娠等堿性磷酸酶和骨堿性磷酸酶ALP，BALPALP由骨、肝、腸、腎、胎盤等同功酶組成，骨型占50%，余者主要來自肝臟。骨堿性磷酸酶由成骨細胞分泌，是成骨細胞成熟和具有活性的標志。檢測ALP有比色法和動力學法BALP有電泳分離法熱失活法麥胚凝集素沉淀法酶標法應用評價凡屬高轉換的代謝性骨病均可有TALP和BPLP的增高，如變形性骨炎、原發和繼發甲旁亢、甲亢高轉換骨質疏松癥佝僂病、軟骨病骨轉移癌。I型膠原C端肽CTX骨基質的有機成分中，90%是由I型膠原組成的。在正常的骨代謝過程中,骨基質進行著有序的合成與分解。因此，I型膠原在骨中合成，同時也被分解成碎片釋放入血流中，并從腎臟排出。通過檢測骨吸收指標，可了解骨轉換的程度。I型膠原C端肽CTXI型膠原C端肽CTX在生理性或病理性（如年老或骨質疏松癥）骨吸收增強時，I型膠原的降解也增高，相應的分解片段在血中的含量隨之升高。重要的I型膠原分解片段是C端肽（CTx）。檢測血清C端肽可用于監測骨質疏松癥或其它骨疾病的抗吸收治療，療效可在幾周后反應出來。I型膠原C端肽CTXCTX又稱-Crosslaps存在于成熟的骨膠原中，當破骨細胞活性增強時骨膠原溶解釋放I型膠原蛋白，再分解為NTX，CTX，它們均為細胞外膠原纖維降解產物，均可在血清和尿液中檢測到。用電化學發光免疫法測定利用多克隆抗體對I型膠原交連C端肽特殊氨基酸序列反應而測定。I型膠原C端肽CTX?-CrossLaps受晝夜節律影響而變化WichersM,etal.;ClinChem1999;45:1858-186040個正常人的CTX晝夜節律變換?-CrossLaps受進食影響而變化不進食組進食組應用評價原發性骨質疏松患者高轉換型升高，女性絕經后高于絕經前，老年婦女骨折患者明顯高于非骨折婦女。代謝性骨病、原發性甲旁亢、甲亢，Pagets病明顯升高。尿吡啶啉和脫氧吡啶啉PYD和D-PYD是目前很有價值的骨吸收指標。是膠原纖維之間的連接物，使膠原纖維共價交聯穩定相聚合。PYD存在于骨、軟骨、牙齒、肌鍵等結締組織中，而D-PYD僅存在于骨于牙的I型膠原中，后者量微，故D-PYD主要來自骨骼。甲狀旁腺激素PTH甲狀旁腺素是甲狀旁腺細胞合成和分泌的一種多肽活性物質，由84個氨基酸組成，分子量為9500。PTH在體內具有很重要的調節和生理作用。它們是體內調節血鈣水平的重要激素，具有加強溶骨作用，動員鈣進入血液，加強腎小管對鈣的重吸收，使血鈣升高，使體液內鈣離子濃度保持恒定。應用評價PTH測定方法可采用放免法和酶免法以及電化學發光免疫法。PTH增高可見于甲旁亢、甲狀旁腺瘤、單純性甲狀腺腫病人、老年骨質疏松癥PTH可增高。PTH減少見于：甲狀旁腺功能低下、PTH合成和分泌缺乏。25-羥基維生素D3維生素D為一種脂溶性甾體激素前體，當皮膚暴露于陽光下時產生或者由食物直接提供（主要是蛋黃、魚油和植物）。維生素D無生物活性，必須在肝臟和腎臟經過兩步連續的羥基化過程成為有生物活性的1,25-二羥基維生素D。循環中的25-羥基維生素D的半衰期為2-3周。血清中檢測出來的95％以上的25-羥基維生素D為25-羥基維生素D3膽固醇7-脫氫膽固醇=維生素D前體膽鈣化醇(VitD3)25-羥基膽鈣化醇=鈣骨化醇

25-OH-VitD31,25-二羥膽鈣化醇=鈣三醇

1,25-(OH)2-VitD3腎臟(1-α-羥化酶)肝臟(25-羥化酶)皮膚UV光1000:1維生素D3的合成膳食←維生素D生理功能一、參與骨代謝1、促進腸道對鈣磷的吸收。2、促進腎小管對鈣磷的重吸收。3、提高血鈣、血磷的濃度，促進骨的鈣化。二、調節免疫系統

選擇性免疫調節劑三、對白血病細胞、腫瘤細胞以及皮膚細胞的生長分化均有調節作用

對原發性乳腺癌、肺癌、結腸癌、骨髓腫瘤細胞均有抑制作用；加速巨噬細胞釋放腫瘤壞死因子，進而發揮廣泛的抗腫瘤效應維生素D生理功能

25羥基維生素D3臨床應用1.孕婦缺乏將導致胎兒發育障礙預防：1）孕婦在妊娠3個月應監測25羥基維生素D3濃度，存在明顯缺乏應及時補充

2）嬰兒出生后2周應適量補充維生素D3）早產、雙胎、低體重出生兒應適量補充2.兒童缺乏導致佝僂病、骨軟化癥3.缺乏導致骨質疏松癥4.與多種惡性腫瘤相關與乳腺癌、結腸癌、前列腺癌極其預后有關，也可協助檢測腫瘤骨轉移的治療效果直接骨標志物的臨床應用新一代的骨轉換標志物更為敏感和特異，目前已廣泛應用于骨質疏松癥監測骨流失速度、骨折風險程度和藥物反應監測。1.骨丟失速率監測骨轉換標志物增高表示骨高轉換狀態，骨丟失速率加快。絕經后婦女由于雌激素缺乏，骨轉換增高。BAP、BGP、CTX、游離D-PYD和游離PYD增加1s,小梁骨流失速度增加1.8-2.0倍；若標志物>2s的婦女。75%-80%伴有快速丟失可能性。BGP和NTX>1s絕經期婦女，椎骨丟失速度增加1.6-2.2倍。CTX和PINP

在絕經后婦女骨質疏松的診斷中的效能評價劉剛等，《國外醫學》2010年8期

β-Crosslaps和PINP在老年婦女骨質疏松診斷中有較好的靈敏性、特異性，是診斷絕經后婦女骨質疏松的較理想指標。ROC曲線下面積比較結果顯示．β-Crosslaps比PINP具有更高的診斷準確性。2.預測骨折風險程度高轉換狀態與骨密度在預測骨質風險度具有同等價值，CTX或游離D-PYD每增高1s，髖骨骨折的風險增高1.7倍。BAP可預測椎體和非椎體骨折。BGP水平低而膠原聯結物量高則示骨轉換失藕聯。CTX預測骨折風險Source:Hannon&Eastell(2003),JBrMenopauseSoc

血清crosslaps(CTx)可用預測臀部和脊柱骨折風險(RelativeRisk,RR≈2)較單一指標，如結合BMD，兩者預測風險能力更佳。骨標志物聯合其他因素能夠更好評估骨折風險預后評估IOF已經發布了骨標志物和骨折預報的建議，骨吸收標志物（例如，Elecsysβ-CrossLaps高于絕經前范圍2個標準差）高濃度表明增加骨質疏松骨折大約2倍，β-CrossLaps是首選的骨折風險評估標志物。低BMD預先骨折高β-CrossLaps低BMD,高β-CrossLaps預先骨折，高β-CrossLaps低BMD，預先骨折所有結果均高相應風險骨再吸收標志物β-CrossLaps是一個鑒定骨折風險的有用的指標。65－80歲婦女10年的髖骨骨折的風險明顯增加。治療后β-CrossLaps下降45％相應的骨折風險減少7％實線表示隨著β-CrossLaps的下降骨折風險減少對照組（虛線）也有所下降但只是輕度的下降。對照組的輕度下降是由于病人服用的是維生素D和鈣治療后β-CrossLaps減少可證實患者骨折風險下降預后評估3.療效監測

骨標志物vsBMD合成代謝治療三個月后P1NP即可判斷治療效果

治療監測：合成治療：用Teriparatide治療的病人在開始治療后3個月總P1NP即顯示150％的增加。總P1NP增加超過40％就表明合成治療是成功的。抗再吸收治療：用雙膦酸鹽Alendronate治療的病人總P1NP下降，骨形成標志物下降，表明骨轉換正常，這個治療是成功的。對于抗再吸收治療骨形成標志物和和骨再吸收標志物均下降。總P1NP下降超過40％就表明抗再吸收治療是成功的。用P1NP監測治療抗再吸收治療三個月后CTX即可判斷治療效果

治療監測：期望值：3個月后從基礎值至少降低35-55%抗再吸收治療：用二膦酸鹽治療的患者在開始治療后的前3周β-CrossLaps明顯下降。突然停止治療后依從性差的患者情況（…..），會導致β-CrossLaps即刻升高，表明骨標志物敏感性高。對治療有反應的患者（—）骨標志物維持在低水平上。而對治療無反應的患者（）或從未接受治療的患者則停留在基線水平上。β-CrossLaps從基線水平下降＞35-55%，表示治療成功（IOF推薦5）在檢測基礎值后1.3.6.9.12.18.24個月檢測Alendronate治療的婦女血清β-CrossLaps濃度，有效結果的最小臨界值用虛線表示，低于這條線的是治療成功者。而BMD結果必須高于臨界線。由圖中可見，骨標志物在治療3個月后大多數婦女顯示明顯的下降，而BMD在兩年后仍然顯示不一致的結果。LSC=最小有意義變化。LSC是有效結果的最低要求。治療監控中的骨標志物和BMD比較治療監測:17postmenopausalwomentreatedwith1mgEstradiol/50gNorethisteron&1000mgcalciumdailyLSCLSCHRT+BMDresponseSource:Christgauetal.,Bone2000;26:505-511骨標志物與BMD:HRT6月后?-交聯肽顯示變化,2年后BMD依然無明確變化治療監測骨質疏松患者的治療監測流程診斷骨質疏松開始治療,，檢測標志物的基礎值β-CrossLaps-抗再吸收治療totalP1NP-合成代謝治療3個月后監測骨標志物totalP1NP或β-CrossLaps抗再吸收治療后β-CrossLaps明顯下降（大于35-55%）合成代謝治療后totalP1NP明顯上升（大于40%）抗再吸收治療后β-CrossLaps無明顯降低合成代謝治療后totalP1NP無明顯升高維持目前治療，繼續監控，每隔6-12個月一次詢問依從性、胃腸道副作用，必要時調整治療方案5.腫瘤的骨轉換標志物溶骨型骨骼的重吸收指標升高成骨型骨骼的形成指標升高骨標志物聯合其他因素能夠更好評估骨折風險預后評估IOF已經發布了骨標志物和骨折預報的建議，骨吸收標志物（例如，Elecsysβ-CrossLaps高于絕經前范圍2個標準差）高濃度表明增加骨質疏松骨折大約2倍，β-CrossLaps是首選的骨折風險評估標志物。低BMD預先骨折高β-CrossLaps低BMD,高β-CrossLaps預先骨折，高β-CrossLaps低BMD，預先骨折所有結果均高相應風險