临床中骨代谢指标的研究

鲁一鸣

（湖南省津市市人民医院骨科主治医师415400）

【摘要】对骨代谢生化指标在临床中的应用进行综述和评价。方法从骨形成指标、骨吸收指标及展望三方面进行综述。结果骨代谢生化指标具有反映及时、灵敏性高、特异性强等优点,可以较骨密度,早期反映出骨的转换水平。结论骨代谢指标更好的应用于预测骨折发生的风险性,监测药物疗效,联合骨密度的测量,早期发现骨折高危人群。

【关键词】骨形成指标;骨吸收指标;骨代谢指标

一、骨形成指标

1.1骨钙素(osteocalcin,OC)和羧化不全骨钙素(undercarboxylatedosteocalcin,ucOC)骨钙素又称为C-羧基谷氨酸骨蛋白(boneGlaproteinBGP),最早从动物及人骨中提取的,由非增殖期成骨细胞合成和分泌的,是骨组织内非胶原蛋白的主要成分,有49个氨基酸组成,有3个谷氨酸羧基化,需要维生素K与活性的维生素D参与,才具有生物活性。成熟的BGP主要沉积在骨组织间质细胞外和牙质中,少部分释放入血循环中。1988年Eastell等提出血清BGP可作为评估骨转换率及骨形成的灵敏和特异性指标,是当前骨代谢研究的一个重要和灵敏的生化指标,至今该指标的检测一直被用于骨代谢的研究中。一些体内外试验证明,BGP不仅参与成骨细胞分化及基质的矿化过程,而且参与骨吸收的调节。Delmas认为,当骨形成与骨吸收耦联时,BGP反映骨转换指标;当骨形成与骨吸收解耦联时,BGP反映骨形成的特异性指标,可直接反映骨形成的速率。血清BGP水平存在明显昼夜节律现象,且易受月经周期、乙醇、季节、维生素D状态多种因素影响,因此血清BGP的血清标本应在抽血后迅速处理。目前对于血清骨钙素的检测方法常用放射免疫法。也有学者研究证实使用电化学发光免疫法测定血清骨钙素N-MID片断,稳定性及灵敏度好,能更好的反映骨转换的变化。血清骨钙素水平与年龄呈明显负相关,但女性在绝经后骨转换增快,BGP再度升高,进入老年后BGP逐渐下降。OweLofman在对429位绝经前后的妇女进行5年随访研究中发现,血清骨钙素在绝经时升高,且一直持续高水平约15年时间,与绝经前差异有显著性,并且不管是单独使用骨钙素或者联合使用BMD测量能更好的判断骨丢失率及间接的预测骨折发生的风险性。国内学者研究发现BGP与骨密度相关,BGP升高时,BMD相应升高,提示此时骨形成较多,骨量增加。因此BGP在一定程度上可预测骨密度的量,对骨质疏松的存在做初步预测,间接预测骨折的发生情况。羧化不全骨钙素是指含有未羧化谷氨酸残基的BGP,无论骨钙素中含有3、2或1个没有羧化的谷氨酸残基都将影响骨的矿化。近年来,BGP羧化程度与骨健康的关系在骨代谢生化指标研究中引起广泛关注。有人认为UcOC可以预测髋部骨折的发生,血清UcOC随年龄增加,尤其是70岁以后的妇女,在妇女绝经后早期UsOC水平是增加的。已经表明UcOC与骨超声波传导速率关系密切,故其水平可以间接作为骨质量的标记物。Yasui等报道血清UsOC水平在进行激素替代疗法的妇女中明显比未进行治疗的妇女降低,同时检测血清UsOC水平与雌二醇水平呈负相关。在健康的日本妇女调查研究发现,UsOC与VK1、VK2水平呈负相关。

二、骨吸收指标一、骨形成指标

1.1骨钙素(osteocalcin,OC)和羧化不全骨钙素(undercarboxylatedosteocalcin,ucOC)骨钙素又称为C-羧基谷氨酸骨蛋白(boneGlaproteinBGP),最早从动物及人骨中提取的,由非增殖期成骨细胞合成和分泌的,是骨组织内非胶原蛋白的主要成分,有49个氨基酸组成,有3个谷氨酸羧基化,需要维生素K与活性的维生素D参与,才具有生物活性。成熟的BGP主要沉积在骨组织间质细胞外和牙质中,少部分释放入血循环中。1988年Eastell等提出血清BGP可作为评估骨转换率及骨形成的灵敏和特异性指标,是当前骨代谢研究的一个重要和灵敏的生化指标,至今该指标的检测一直被用于骨代谢的研究中。一些体内外试验证明,BGP不仅参与成骨细胞分化及基质的矿化过程,而且参与骨吸收的调节。Delmas认为,当骨形成与骨吸收耦联时,BGP反映骨转换指标;当骨形成与骨吸收解耦联时,BGP反映骨形成的特异性指标,可直接反映骨形成的速率。血清BGP水平存在明显昼夜节律现象,且易受月经周期、乙醇、季节、维生素D状态多种因素影响,因此血清BGP的血清标本应在抽血后迅速处理。目前对于血清骨钙素的检测方法常用放射免疫法。也有学者研究证实使用电化学发光免疫法测定血清骨钙素N-MID片断,稳定性及灵敏度好,能更好的反映骨转换的变化。血清骨钙素水平与年龄呈明显负相关,但女性在绝经后骨转换增快,BGP再度升高,进入老年后BGP逐渐下降。OweLofman在对429位绝经前后的妇女进行5年随访研究中发现,血清骨钙素在绝经时升高,且一直持续高水平约15年时间,与绝经前差异有显著性,并且不管是单独使用骨钙素或者联合使用BMD测量能更好的判断骨丢失率及间接的预测骨折发生的风险性。国内学者研究发现BGP与骨密度相关,BGP升高时,BMD相应升高,提示此时骨形成较多,骨量增加。因此BGP在一定程度上可预测骨密度的量,对骨质疏松的存在做初步预测,间接预测骨折的发生情况。羧化不全骨钙素是指含有未羧化谷氨酸残基的BGP,无论骨钙素中含有3、2或1个没有羧化的谷氨酸残基都将影响骨的矿化。近年来,BGP羧化程度与骨健康的关系在骨代谢生化指标研究中引起广泛关注。有人认为UcOC可以预测髋部骨折的发生,血清UcOC随年龄增加,尤其是70岁以后的妇女,在妇女绝经后早期UsOC水平是增加的。已经表明UcOC与骨超声波传导速率关系密切,故其水平可以间接作为骨质量的标记物。Yasui等报道血清UsOC水平在进行激素替代疗法的妇女中明显比未进行治疗的妇女降低,同时检测血清UsOC水平与雌二醇水平呈负相关。在健康的日本妇女调查研究发现,UsOC与VK1、VK2水平呈负相关。

二、骨吸收指标

2.1羟脯氨酸(hydroxyproline,HOP)

羟脯氨酸是人体胶原蛋白的主要成分,为非必须氨基酸,是多种胶原的降解产物,长期以来人们采用氯胺T氧化法测量HOP作为骨吸收标志物,该法试剂便宜,易得。但后面发现尿中HOP仅50%来源于骨,不特异,且易受饮食、组织炎症、创伤等非骨胶原代谢物的影响,尤其是对绝经后及老年性骨吸收缺乏敏感性,不能反映胶原转换中的微小变化,现被更多特异性骨吸收标志物如DPD、PyPD取代。但它在严重性骨病如Paget病和甲状旁腺功能亢进症等仍作为一种有效的标志物。

2.2羟赖氨酸糖苷(galactosylhydroxylysine,GHyl)GHyl和羟赖氨酸-半乳糖葡萄糖苷(Glu-GHyl)是胶原降解产物的两种主要糖苷形式,GHyl是惟一系胶原组织才含有的氨基酸,一旦从胶原中分解出来,就不能再被机体利用,且不受饮食干扰,故为胶原降解较好的标志物。用GHyl单克隆抗体建立的测定方法是反映骨吸收较特异和灵敏的指标。

三、骨代谢指标在临床应用中的展望

新一代的骨代谢生化指标由于具有及时、灵敏、特异性等优点,可以早期反映出骨的转换水平,预测骨折发生的风险性,监测药物疗效,已经广泛应用于临床,但是目前仍不能作为骨质疏松的诊断标准。骨质疏松症最严重的并发症为骨折,大约有一半的妇女BND的高于阈值,仍然有发生骨折的可能性,研究发现骨量减少的绝经后妇女,具有高的骨转换、前期骨折史在未来的十年内有发生骨折的高风险,因此联合使用骨转换指标的检测,更有利于发现骨折的高危人群[35]。不同的骨代谢生化指标在不同的骨代谢疾病的使用中敏感性、特异性是不同的,大规模的临床试验为我们在合理使用骨代谢生化指标提供重要的帮助,且随着分子生物学及其研究手段进一步发展,我们深信骨代谢过程机制将被发现,从而为探索各种代谢性骨病发生的机理及有效的药物治疗方面提供有力的循证医学证据。

参考文献

[1]朱汉民.原发性骨质疏松症防治的进展和趋势.老年医学与保健,2003,9:67-68.

[2]SambrookP,CooperC.Osteoporosis.Lancet,2006,17:2010-2018.

[3]GomeszB,ArdakaniS,JuJ,etal.Monoclonalantibodyassayformeasuringbone-specificalkalinephosphataseactivityinserum.ClinChem,1995,1:1560.[4]张红,罗湘杭,谢辉,等.基质金属蛋白酶-1,-2与女性年龄、骨转换指标及骨密度的关系.中华内科杂志,2006,45:306-309.