骨代謝血清標(biāo)志物

關(guān)于骨代謝血清標(biāo)志物第1頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日骨質(zhì)疏松癥的定義－WHO1999（世界衛(wèi)生組織）

骨質(zhì)疏松癥是全身骨量降低，骨組織微結(jié)構(gòu)退化，導(dǎo)致骨脆性增加，極易造成骨折的一種疾病。正常的骨骼是由皮質(zhì)骨和支狀骨構(gòu)造而成的。疏松的骨骼第2頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日

正常骨

骨質(zhì)疏松骨

骨質(zhì)疏松癥的定義（NIH2001）：以骨強度受損導(dǎo)致骨折危險性升高為特征的骨骼疾病。骨強度主要反映了骨密度和骨質(zhì)量兩個方面的綜合特征。NIHConsensusDevelopmentPanelonOsteoporosis.JAMA285(2001):785-95第3頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日老齡化人口增多，骨質(zhì)疏松病人也日益增多.

ConsensusDevelopmentConference,1993Source:IMSData(1998)骨折風(fēng)險：女性~40-50%男性~13-22%Source:Johnell&Kanis(2004)OsteoporosInt,Sep8骨質(zhì)疏松－嚴(yán)重的健康疾病第4頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日Source:1NOFHomepage(),2Boggs(2002)DecisionResource,Inc

骨質(zhì)疏松癥骨質(zhì)疏松癥是一種靜態(tài)疾?。喊l(fā)生骨折前的一些非特異性癥狀常常被忽視:如腰背痛大多數(shù)病例是在骨折后被診斷的

，相關(guān)的并發(fā)癥大多為骨折，這一點極大地提高了醫(yī)療費用。早期診斷能夠幫助減少醫(yī)療經(jīng)費。骨質(zhì)疏松癥是一個全球問題：隨著人口數(shù)量和人均壽命的增加這個問題越來越嚴(yán)重，根據(jù)WHO的顯示，骨質(zhì)疏松癥是繼心血管疾病后第二大醫(yī)療問題。醫(yī)療費用:第5頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日防治骨質(zhì)疏松癥預(yù)防骨折治療高血脂預(yù)防心肌梗塞治療高血壓預(yù)防中風(fēng)醫(yī)學(xué)界已將這三種疾病放在同樣重要位置第6頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日*ChronicObstructivePulmonaryDiseaseSource:LippunerK,etal.OsteoporosisInt1997;7:414-25.骨質(zhì)疏松相關(guān)病人與其他?。–OPD，stroke，心梗，乳癌）相比，臥床時間更久骨質(zhì)疏松臥床時間更久第7頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日骨質(zhì)疏松癥診斷骨密度（BoneMineralDensity，BMD）WHO/IOF推薦的診斷標(biāo)準(zhǔn)：mean-2.5SD中國的標(biāo)準(zhǔn)：mean-2SD為骨質(zhì)疏松血清標(biāo)志物輔助診斷第8頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日

骨質(zhì)疏松癥的分類原發(fā)性絕經(jīng)后：高骨轉(zhuǎn)換，骨破壞增加為主老年性：低骨轉(zhuǎn)換，骨形成減少為主繼發(fā)性特發(fā)性破骨細胞活性↑→骨吸收↑發(fā)病基礎(chǔ)：各種原因成骨細胞活性↓→骨形成↓

第9頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日

血清標(biāo)志物檢測△分類骨轉(zhuǎn)換評價指標(biāo)與骨轉(zhuǎn)化有關(guān)的激素△意義代謝性骨病的輔助診斷判斷骨轉(zhuǎn)換狀態(tài)，指導(dǎo)骨質(zhì)疏松治療方案選擇及療效判斷治療依從性監(jiān)測

50%以上患者是在治療過程中不能堅持治療，骨標(biāo)志物提供了一個相當(dāng)有價值的管理病人的方法第10頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日絕經(jīng)60歲絕經(jīng)期骨質(zhì)疏松65歲骨吸收抑制劑骨形成促進劑基礎(chǔ)治療：鈣劑+維生素D原發(fā)性骨質(zhì)疏松藥物選擇原則老年骨質(zhì)疏松年齡Source:OsteoporosisandActiveVitaminD(1996)EularPublishers,Basle骨轉(zhuǎn)換率正常低下增高第11頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日NDCHealthStudy:PoorPersistenceevenwithWeeklyPrescriptions每日vs每周服用雙磷酸鹽類藥物所有病人–(10/2002–10/2003)Oct-02Nov-02Dec-02Jan-03Mar-03Feb-03Apr-03May-03Jun-03Jul-03Aug-03Sep-03Oct-0354.6%每周堅持服藥36.9%每天堅持服藥堅持治療病人的比例EttingerM,etal.ArthritisRheum.2004;50(suppl):S513-S514.Abstract1325.Dataonfile(Reference#161-040),Hoffmann-LaRocheInc.,Nutley,NJ07110.骨質(zhì)疏松藥物治療依從性差第12頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日骨吸收標(biāo)志物在治療開始后3個月就可以提供治療成功的信息

第13頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日一、骨轉(zhuǎn)換指標(biāo)評價

骨形成標(biāo)志

骨吸收標(biāo)志第14頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日

（一）骨形成標(biāo)志

血清骨堿性磷酸酶（BALP）血清骨鈣素[Osteicalcin（OC）或BoneGlaprotein（BGP）]

血清Ⅰ型原膠原肽，P1NP與P1CP第15頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日

血清骨堿性磷酸酶（BALP）△

BALP成骨細胞分泌，反映成骨細胞活性△臨床意義：骨軟化癥、甲狀腺機能亢進癥、甲狀旁腺機能亢進癥、骨轉(zhuǎn)移癌、畸形性骨炎等↑骨折與高轉(zhuǎn)換的骨質(zhì)疏松癥↑：BALP改變與尿HOP呈正相關(guān)BALP作為骨轉(zhuǎn)移癌（↑）病程與療效判斷第16頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日

血清骨鈣素[Osteicalcin（OC）或

BoneGlaprotein（BGP）]△生化與生理特點骨中最豐富的非膠原蛋白，占15~20%88Aa組成，分子量112000成骨細胞分泌，標(biāo)志成骨細胞的活性。成牙質(zhì)細胞、肥大軟骨細胞也可產(chǎn)生，血小板也含有，完整的BGP來自成骨細胞分泌到細胞外的為成熟的BGP，大部分進入基質(zhì)，小部分進入血液循環(huán)維持正常骨礦化、抑制異常羥基磷灰石結(jié)晶形成第17頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日△BGP合成的影響因素

BGP的羥基化必須有VitK參與

24，25-(OH)2D3促進BGP的合成和儲存

1，25-(OH)2D3促進合成和分泌BGP的作

PTH可刺激BGP的合成和分泌

第18頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日△

血BGP檢測的影響因素晝夜節(jié)律：

午夜后出現(xiàn)高峰隨后逐漸降低，至中午后又逐漸升高峰值與低值相差大約10～30%腎功能↓→BGP↑鈣離子可鰲合BGP，需要EDTA抗凝血其他：酒精、月經(jīng)、季節(jié)等血中骨鈣素來源：成骨細胞產(chǎn)生、骨吸收第19頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日△臨床意義骨更新的敏感指標(biāo)：反映骨形成與骨吸收甲狀旁腺機能亢進、畸形性骨炎、甲狀腺功能亢進、骨折、成骨不全、佝僂病及廢用者，可↑高骨轉(zhuǎn)換的骨質(zhì)疏松癥↑，老年性骨質(zhì)疏松癥可輕度↑絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松有各種不同變化，若顯著↑，雌激素治療2-8周下降50%以上血清BGP↓：長期用糖皮質(zhì)激素，肝病，甲狀腺功能減退者，甲狀旁腺功能減退者及孕婦。第20頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日RaloxifeneSERM

治療后骨鈣素濃度降低骨轉(zhuǎn)換指標(biāo)（骨鈣素）的變化與髖部骨折的風(fēng)險相關(guān)RR=相對風(fēng)險patientweregroupedintertiles-tertile1(RR=0.37)forosteocalcinwiththelowestosteocalcinconcentrationshoweda60%riskreductionforfuturefracturesSource:Bjarnasonetal(2001),OsteoporosIntClick１２個月后的血清骨鈣素*CISBioInternationalisadistributorforNordicBiosciences-OC水平下降與骨折風(fēng)險的關(guān)系第21頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日

1型前膠原延長肽（totalP1NP）

90%的骨基質(zhì)是由I型膠原質(zhì)組成的，I型原骨膠原有N-（氨基）和C-（羧基）延長端，在前膠原轉(zhuǎn)變?yōu)槟z原纖維質(zhì)期間，它們被特異的蛋白酶去除，繼而形成骨基質(zhì)。每合成一個膠原分子，就會有一個分子的PINP產(chǎn)生，因而PINP(I型原骨膠原-N端前肽)成了I型膠原質(zhì)沉積的特異性標(biāo)志物，也因此可定義為一個具有真正意義的骨形成標(biāo)志物。在I型纖維原細胞構(gòu)造期間，PINP被釋放入細胞內(nèi)部，最終進入血液。第22頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日△生理特點Ⅰ型原膠由成骨細胞合成，反映骨形成及Ⅰ型原膠合成速率的特異指標(biāo)。可以被肝吸收，受肝功能改變而影響含有N-和C-端各一條延長肽，P1NP和P1CP檢測P1NP或P1CP可反映成骨細胞活動狀態(tài)P1NP或PICP也可來自軟組織與皮膚，反映成纖維細胞增殖理論上P1NP=P1CP，實際上P1CP清除率比P1NP快，與骨形成呈正相關(guān)。第23頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日△臨床意義病理狀態(tài)

骨?。汗悄[瘤特別是前列腺癌骨轉(zhuǎn)移的患者、畸形性骨炎、高轉(zhuǎn)換骨質(zhì)疏松↑

其它疾?。焊闻K疾?。≒1CP）、酒精中毒、肺纖維化，腹部外科手術(shù)后1

周至2個月內(nèi)有2個明顯的峰值雌激素治療6個月P1CP值可降低30%

老年性骨質(zhì)疏松癥P1CP變化不顯著。

第24頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日生理狀態(tài)兒童發(fā)育期血清P1CP↑

妊娠后3個月可增高2倍，直至4歲后迅速↓晝夜節(jié)律：凌晨幾點（約0~3點）達峰值最低值在下午相隔8h分別取血測量PICP最大波動可達4倍第25頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日TotalP1NP

是合成治療和抗再吸收治療的靈敏監(jiān)測指標(biāo)

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?？侾1NP增加超過40％就表明合成治療是成功的?？乖傥罩委煟河秒p膦酸鹽Alendronate治療的病人總P1NP下降，骨形成標(biāo)志物下降，表明骨轉(zhuǎn)換正常，這個治療是成功的。對于抗再吸收治療骨形成標(biāo)志物和骨再吸收標(biāo)志物均下降?？侾1NP下降超過40％就表明抗再吸收治療是成功的。第26頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日激素替代治療(HRT)—P1NP

降低P1NP

(OrionDiagnostics)decreasedby-40%after6monthsduringHRTtherapy

inthisstudyaminimumdecreaseof21%inP1NPvaluesisneededtoreflectatruebiologicalchange(=leastsignificantchange,LSC)P1NPalongwithosteocalcin(Immunotopics,California)showedthegreatestresponseratetoHRT

time(weeks)courseofpercentagechangeinP1NPfrombaselineintheHRTtreatedgroup(n=11).ThesolidlinerepresentsmeanchangeClickSource:Hannonetal.(1998),JBoneMineRes第27頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日（二）骨吸收標(biāo)志尿鈣尿羥脯氨酸（HYP或HOP）羥賴氨酸（GHYL）抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）Ⅰ型膠原吡啶交聯(lián)物及末端肽吡啶啉(Pyr)和脫氧吡啶啉(D-Pyr)其它：羥賴氨酸糖苷，BSP，Ⅰ型膠原1鏈螺旋區(qū)肽第28頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日尿鈣△臨床意義：尿鈣反映體內(nèi)鈣與骨代謝的狀況也是骨吸收變化的指標(biāo)△尿鈣有兩種方法：24小時尿鈣排量：≤250mg/d，20-50歲隨年齡↑而↓。絕經(jīng)后婦女有↑趨勢，特別是骨質(zhì)疏松患者有↑趨勢，但均在正常范圍尿Ca/Cr：可測骨代謝的鈣排出量，代表性強第29頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日尿羥脯氨酸（HYP或HOP）△HOP占膠原總Aa13~14%，骨骼、肌肉與皮膚等含有△膠原降解而產(chǎn)生的HOP大部分經(jīng)過腎小管重吸收，10%HOP短肽經(jīng)腎臟排泄△臨床意義：反映骨更新的指標(biāo)，缺乏特異性病理：

HOP↑：絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥，甲亢，甲旁亢，畸形性骨炎，骨轉(zhuǎn)移癌等。

HOP↓：甲狀腺機能低下，侏儒癥老年性骨質(zhì)疏松癥HOP變化不顯著

第30頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日非病理：

受飲食影響較大，收集24h尿之前，應(yīng)進素食2-3天晝夜節(jié)律：峰值在早晨，檢測24h影響不大肝功能不全者尿HOP↑腎功能不全者尿HOP↓第31頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日尿羥賴氨酸（GHYL）△反映骨吸收的較敏感、較特異性指標(biāo)△半乳糖苷及半乳糖苷-葡萄糖苷2種糖苷形式△

糖苷GHYL不再被重新利用與降解，尿中

GHYL80%是糖苷形式的△臨床意義不受飲食影響不受肝功能影響老年性骨質(zhì)疏松癥可能升高。

第32頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）△生理特點破骨細胞釋放降解骨基質(zhì)，反映破骨細胞狀態(tài)也可由巨噬細胞、Gaucher細胞、紅細胞、血小板等釋放△臨床意義TRAP↑：高轉(zhuǎn)換率的骨質(zhì)疏松患者，原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進，慢性腎功能不全，畸形性骨炎，骨轉(zhuǎn)移癌，卵巢切除術(shù)后老年性骨質(zhì)疏松癥TRAP增高不顯著第33頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日吡啶啉(Pyr)和脫氧吡啶啉(D-Pyr)△生理及生化特性成熟的膠原含有吡啶啉交聯(lián)物，膠原降解后則產(chǎn)生吡啶啉交聯(lián)物，羥賴氨酰吡啶啉(Pyr)及賴氨酰吡啶啉(D-Pyr)Pyr存在于骨骼、軟骨、牙質(zhì)、肌腱、肌肉、韌帶等全身的Ⅰ型膠原中D-Pyr只存在于骨骼、牙質(zhì)的Ⅰ型膠原中，具有很好的特異性Pyr、D-Pyr產(chǎn)生后直接進入血液不經(jīng)肝臟降解直接排入尿中Pyr、D-Pyr結(jié)構(gòu)穩(wěn)定第34頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日

吡啶啉(Pyr)和脫氧吡啶啉(D-Pyr)△D-Pyr是反映骨吸收的較敏感與特異性指標(biāo)，但需要HPLC方法檢測△臨床意義絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥↑甲旁亢，畸形性骨炎，骨轉(zhuǎn)移癌↑老年性骨質(zhì)疏松癥增高不顯著。

第35頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日Ⅰ型膠原末端交聯(lián)肽wangjundun@126.com第36頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日△生理及生化特性骨重建過程中I型膠原降解后釋放入血的片斷從腎臟排出是Ⅰ型膠原分子末端與吡啶啉的交聯(lián)物，羧基末端交聯(lián)肽（CTX）及氨基末端交聯(lián)肽（NTX）2種只來源于細胞外的膠原纖維，非新合成第37頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日△生理及生化特性與吡啶啉結(jié)合的短肽的氨基酸順序與Ⅰ型膠原中的膠原分子一致。由尿和骨中提取的NTX具有相同的免疫源性與組成，特異性較CTX佳CTX與NTX結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，尤其是NTX檢測方法：RIA、ELISA、化學(xué)發(fā)光。尿與血均可測定第38頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日△臨床意義絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥↑甲旁亢，畸形性骨炎，骨轉(zhuǎn)移癌↑老年性骨質(zhì)疏松癥增高不顯著第39頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日抗再吸收治療：用雙膦酸鹽治療的病人在開始治療后3周即可顯示β-CrossLaps濃度明顯降低。治療突然停止(therapystop)反應(yīng)了不依從病人狀態(tài)，β-CrossLaps增加。有反應(yīng)患者（responder）β-CrossLaps維持在一個低濃度，相應(yīng)地沒有反應(yīng)或沒有治療的病人維持在基礎(chǔ)濃度。β-CrossLaps

是一個對抗吸收治療敏感的指標(biāo)

第40頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日在檢測基礎(chǔ)值后.12.18.24個月檢測Alendronate治療的婦女血清β-CrossLaps濃度，有效結(jié)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(jié)果必須高于臨界線。由圖中可見，骨標(biāo)志物在治療3個月后大多數(shù)婦女顯示明顯的下降，而BMD在兩年后仍然顯示不一致的結(jié)果。LSC=最小有意義變化。LSC是有效結(jié)果的最低要求。雙磷酸鹽治療BMD無明顯變化，?-交聯(lián)肽顯著變化第41頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日17postmenopausalwomentreatedwith1mgEstradiol/50gNorethisteron&1000mgcalciumdailyLSCLSC

HRT+BMDresponseSource:Christgauetal.,Bone2000;26:505-511直至2年后BMD無明確變化

HRT治療6個月BMD無明顯變化，?-交聯(lián)肽顯示變化Click第42頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日鈣劑治療對β-CrossLaps的作用FastingCa0.2gCa1gFasting,pre-menopausalFasting,post-menopausalCa0.2g,pre-menopausalCa0:2g,post-menopausalCa1g,pre-menopausalCa1g,post-menopausal?-CrossLapsshowsdosedependentreductionhoursafterCalciumintakeinwomenmanystudieshaveshownthepositiveeffectsofCalciumandVitaminDintakeespeciallyinelderlypeopleMeanChangefromBaseline[%]inserum?-CrossLapsSource:Zikanetal.(2001),CalcifTissueInt44Click第43頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日P1NP(OrionDiagnostics),?-CrossLaps(NordicBioscience)&Osteocalcin(BrahmsDiagnostics)reductionunderIbandronateBisphosphonateTherapy

ClickSource:Stepanetal(2003),Bone33P1NP,

?-CrossLapsandOsteocalcinsignificantlydecreaseunderIbandronatetherapythereductioninBoneMarkerswasaccompaniedbyanincreaseinBMD

IbandronatetherapyIbandronatewasgivenintravenouslyevery3months

s-PTH：血清甲狀旁腺激素s-ALP：血清堿性磷酸酶s-OC：血清骨鈣素s-CTX：血清羧基端交聯(lián)肽s-P1NP：Ⅰ型膠原氨基端延長肽第44頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日總體上，尿液以及血清標(biāo)志物相關(guān)性良好1

血清標(biāo)志物檢測變異性更低Eastelletal.(2000)對于血清及其尿液中的骨重吸收標(biāo)志物的研究表明：2

血清中NTX的長期研究中，CV約為

7.5%

而尿液中NTX的長期研究中，CV為15.6%1. PeichlP,etal.ClinBiochem.2001;34:131-139.2. EastellR,etal.JBoneMinerRes.2000;15:594-598.3. ClowesJA,etal.Bone.2002;30:886-890.骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物血、尿檢測比較第45頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日12ESb-CrossLapsUrine14:0019:0021:304:300.0Time16:3023:302:0012:30ng/mL10:308:000246810nmol/mmolCreaMeanofallpatients研究顯示：b-CrossLaps在尿液中的可變性較血清中更大Source:Roche2000血液vs

尿液樣本第46頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日

二、與骨轉(zhuǎn)換有關(guān)的調(diào)節(jié)激素甲狀旁腺激素（PTH）活性VitD3降鈣素（CT）第47頁，共54頁，2023年，2月20日，星期日甲狀旁腺激素（PTH）△三種氨基端片段，生物活性羧基端片段，免疫活性，半衰期長，血中比例最高中間片段△作用：增加血鈣促進骨吸收促進腎臟重吸收鈣、增加磷排泄促進腸鈣吸收促進1,25(OH)2D3的產(chǎn)生△臨床意義：隨著年齡增加而增高

第48頁，共54頁，2023年，2月20日，星期