骨代谢实验室检查.ppt

骨代谢的实验室检查,林 华,南京大学医学院附属鼓楼医院 骨病中心,75+Kyphotic,At risk for hip fracture,55+Postmenopausal,At greater risk for vertebral fracture than any other type of fracture,Healthy spine,Kyphotic spine,50 Menopausal,Experiencing vasomotor symptoms,The Osteoporosis Continuum,Reproduced with permission from MarketForce,中国骨质疏松现状,政府不重视,社会不重视,医师不重视,多学科、多专业、多区域：,组织管理,学科建设,女性骨质疏松性骨折,与其他疾病发病率的比较,150,万*,0,500,1000,1500,2000,骨质疏松性,骨折,*,所有年龄的年发生数,29,岁以上女性年发生数,30,岁以上预计年发生数,1996,新发病例,所有年龄,51,万,23,万,18,万,75,万,椎体,25,万 其他部位,25,万前臂,25,万髋骨,心肌梗死,中风,乳腺癌,年发生率,x 1000,Riggs BL,Melton LJ.Bone 1995,Heart and Stroke Facts,1996,American Heart Association,Cancer Facts&Figures,1996,American Cancer Society,5,National Osteoporosis Foundation.,2005.Available at:www.nof.org/osteoporosis/stats.htm.,Heart Disease and Stroke Statistics:2006 Update.,Circulation,2006,；,113:e85-151.,Cancer Facts&Figures 2005,.American Cancer Society.Available at:www.cancer.org/docroot/MED/content/downloads/MED_1_1x_CFF2005_ Estimated_New_Cases_Deaths_by_Sex_US.asp,骨质疏松性骨折与其他疾病的年发病率比较,(,美国,),年发病率,(,百万,),骨折,1,300,，,000,例髋部骨折,700,，,000,例椎体骨折,300,，,000,例其他骨折,0,0.5,1.0,1.5,250,，,000,例腕部骨折,565,，,000,心脏病发作,2,700,，,000,中风,2,211,，,240,乳腺癌,3,6,骨折发病率随年龄增加：男性和女性的,5,年骨折率,股骨近端骨折,椎体骨折,其他主要部位骨折,较少发生的骨折,总人口比例,%,女性,男性,女性,男性,女性,男性,80,7079,6069,Age Group(y),0,5,10,15,20,25,30,Adapted from Center JR,，,et al.,Lancet,.1999,；,353:878-882.,骨质疏松的危害,骨质疏松骨折患者,80%,以上有再次骨折可能,脊柱骨质疏松性骨折患者,20%,1,年内将再发,住院骨折患者,60%,与骨质疏松有关,内容,骨标志物概述,主要标志物及临床应用,实验室检测及注意事项,内容,骨标志物概述,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。,无机物质占骨重,70%,，其中,95%,为磷酸钙盐形成的羟磷灰石。,有机物占骨重,30%,，其中,98%,为,I,型胶原，,2%,为非胶原蛋白如骨联结蛋白、骨钙素、骨桥蛋白和骨涎蛋白。,这些构成的组分在血清或血浆中的含量以及在尿中排泄量是临床监测骨代谢的重要依据,。,骨的转换,骨组织是新陈代谢非常活跃的组织,这种代谢活动的主要标志，就是在全身组织的不同部位，时刻进行的骨吸收和骨形成的代谢偶联，即骨转换。,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,各种代谢性骨病,骨生化标志物在血循环和尿液中的水平会发生不同程度的变化,会影响骨的新陈代谢并导致骨器官功能变化与异常,反映,:,1.,骨代谢变化速率,2.,破骨和成骨细胞功能,3.,骨转换的频率和速率,骨代谢,标志物,骨转换,标志物,反映什么？,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，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,实验诊断现状？,长期来缺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,。,内容,骨标志物概述,主要标志物及临床应用,实验室检测及注意事项,骨转换标志物分类,【,直接标志物,】,1,形成：,P1NP,osteocalcin,ALP,2,吸收：,crosslaps(CTX),NTX,，,PYD,D-PYD etc.,【,间接标志物,】,1,激素,：雌二醇，睾酮，,PTH,25-OH Vit D3,等,2,细胞因子,：,IL1,6,TNF,等,3RANKL/RANK:,OPG/OGF,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,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。,直接指标,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,PINP,它们是沉集于基质之前所释放出的物质，是各自从未成熟胶原释放的（在,型胶原合成增殖期），两者可反映,型胶原形成速率,当成骨细胞活性增强时，前胶原合成增多，,PINP,在血液中浓度增高,应用评价,PINP,在血清中的含量反映成骨细胞合成骨胶原的能力，构成监测成骨细胞活力和骨形成的实验室指标基础,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,是成骨细胞的敏感和特异标志。,BGP,基因位于,1,号染色体。,骨钙素,BGP,完整,BGP,有,49,个氨基酸组成，有三个谷氨酸羧基化，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。,血标本放在室温,1,时,骨钙素大量降解,检测完整分子数值降低,1,49,1,1,43,44,49,19,20,43,C-terminal,完整分子,N-terminal,中分子片段,MIG fragment,1/3,1/3,1/3,AA,血清骨钙素的不稳定性,检测,酶标法和电化学发光免疫法,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。,用先进的,ECL,法测定骨钙素,N-MIN,片段，灵敏度高，稳定性好。,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。,应用评价,BGP,反映成骨细胞功能水平，凡属高转移代谢骨病（见前）、肿瘤骨转移,BGP,水平可增高。骨发育生长过程中,BGP,水平高，如儿童期为成人水平数倍，在青春期为成人,5,倍，以后缓慢下降，,30-35,岁稳定在一水平上。骨折愈合过程中，成骨功能加强，,BGP,水平增高。,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。,碱性磷酸酶和骨碱性磷酸酶,ALP,，,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,应用评价,凡属高转换的代谢性骨病均可有,TALP,和,BPLP,的增高，如,变形性骨炎、,原发和继发甲旁亢、甲亢,高转换骨质疏松症,佝偻病、软骨病,骨转移癌。,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。通过检测骨吸收指标，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。,I,型胶原,C,端肽,CTX,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,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。,I,型胶原,C,端肽,CTX,应用评价,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。,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。,I,型胶原,N,端肽,NTX,应用评价,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,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。,应用评价,PTH,测定方法可采用放免法和酶免法以及电化学发光免疫法。,PTH,增高可见于甲旁亢、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,尿羟脯氨酸,目前检测的方法一般精度较差，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。,血浆抗酒石酸酸性磷酸酶,TRACP,破骨细胞富含,TRACP,，骨吸收增加的疾病可呈中度升高，但,TRACP,很稳定。在病理状态下改变范围也小，其判断骨吸收的价值不如吡啶啉一类,常用酶动力学法、电泳法检测。目前已有酶标法应用于临床。,尿吡啶啉和脱氧吡啶啉,PYD,和,DO-PYD,是目前很有价值的骨吸收指标。,是胶原纤维之间的连接物，使胶原纤维共价交联稳定相聚合。,PYD,存在于骨、软骨、牙齿、肌键等结缔组织中，而,D-PYD,仅存在于骨于牙的,I,型胶原中，后者量微，故,D-PYD,主要来自骨骼,。,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。,1.,骨丢失速率监测,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。,骨丢失速率监测,Source:adapted from Garnero et al.(1999),J Bone Miner Res,14:1614-1621,骨标志物浓度上升和骨质丢失正相关。,女性血清骨标志物浓度显著上升，与之对应,BMD,数据显示前臂骨质急剧流失,(BMD,),。,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,。,crosslaps,预测风险,Source,:Hannon&Eastell(2003),J Br Menopause Soc,血清,crosslaps(CTx),可用预测臀部和脊柱骨折风险,(Relative Risk,RR,2),较单一指标，,如结合,BMD,，两者预测风险能力更佳。,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,骨转移的类型,成骨性,生成,吸收,前列腺癌,混合型,乳腺癌,应用,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,维生素,D,1,、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,D,3,。,维生素,D,1,、促进肠道对钙磷的吸收。,2,、促进肾小管对钙磷的重吸收。,3,、提高血钙、血磷的浓度，促进骨的钙化。,内容,骨标志物概述,主要标志物及临床应用,实验室检测及注意事项,国际骨质疏松基金会,IOF,导则,哪些标志物应用于实验室检测,?,吸收指标,:,-Crosslaps(CTX),NTX,等,合成指标,:P1NP,Osteocalcin,ALP,等,检测间隔多长,?,吸收及合成指标：治疗前和治疗后,3,或,6,个月,为减少差异，治疗前可测定一次以上,何时收集样本,?,血清：空腹，清晨（,9,点前）,尿液：第,1,次或第,2,次晨尿,降低分析前变异,【,可控生物变异,】,季节，运动，饮食，昼夜节律，月经周期，参考范围和长期个体差异等,【,不可控生物变异,】,年龄，性别，种族，肾功能，骨折，怀孕及哺乳，疾病，药物，口服避孕药和制动等,血清标本降低变异,14:00,19:00,21:30,4:30,0.0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,Time,16:30,23:30,2:00,12:30,ng/mL,10:30,8:00,0,2,4,6,8,10,nmol/mmol Crea,患者均值,Elecsys crossLaps,检测，血清标本,ES,b,-CrossLaps,检测，尿液标本,注意事项,样本采集要求,新鲜校准品,系统定期保养,Elecsys,菜单,直接指标,tP1NP,-crosslaps,Osteocalcin,钙磷调节,PTH,钙磷调节,25OH VD3,激素类,Testosterone,Estradiol,SHBG,DHEA-S,罗氏骨代谢检测,骨矿物,Ca,P,Mg,Elecsys,试剂性能,crosslaps,P1NP,N-MID,骨钙素,标本采集,早晨空腹,静脉血,静脉血,早晨空腹,静脉血,检测下限,LDL,0.01ng/ml,5ng/ml,0.5ng/ml,总精密度,CV,8%,5%,7%,1.,健康女性,2.30-45,岁,3.,月经周期规则,4.150-200,如何建立参考范围？,参考范围,N-MID,骨钙素,1023ng/ml,PINP,1655pg/ml,-crosslaps,100650pg/ml,PTH,1565pg/ml,总结,骨代谢指标临床价值,罗氏菜单齐全,简便，快速，适合个体监测,试剂稳定，精密度高,结果准确,Thank You!,资料可以编辑修改使用,学习愉快！,课件仅供参考哦，,实际情况要实际分析哈！,感谢您的观看,