社区与基层医生骨质疏松防治培训教程
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44 骨形成标志物有哪些?

骨形成标志物是反映成骨细胞功能状态的直接或间接产物,反映成骨细胞功能的不同方面。

(1)Ⅰ型前胶原C-端前肽/N-端前肽:

成骨细胞中含有大量的Ⅰ型前胶原,骨形成时Ⅰ型前胶原被蛋白酶切移,裂解为Ⅰ型前胶原N端前肽(N-terminal propeptide of type Ⅰprocollagen,PINP)、Ⅰ型前胶原C端前肽(C-terminal propeptide of type Ⅰ procollagen,PICP)和Ⅰ型胶原3个片段。酶切后形成的片段,Ⅰ型胶原被组装在类骨质中,无机矿物质(钙和磷)沉积于其表面,形成羟基磷灰石(类骨质矿化);而PINP和PICP少量沉积在骨基质中,大部分作为代谢产物进入血液和尿液中。成骨细胞的活性越强,上述的前肽产物在血液循环中的浓度越高,故可以反映骨形成水平。

PINP、PICP的分子量分别为35kD和100kD,由于分子量较大,都不能被肾脏过滤清除,但会被肝脏代谢清除,因此肝脏疾病会影响PINP和PICP在血中的浓度。PINP、PICP受昼夜节律的影响较小,室温下亦稳定,且其循环浓度基本不受饮食和肾功能的影响。

临床上,原发性甲状旁腺功能亢进症、佩吉特(Paget)病、骨软化症、肾性骨营养不良可见PINP和PICP升高。2010年,国际骨质疏松基金会(The International Osteoporosis Foundation,IOF)建议可单独使用骨形成标志物PINP作为参考分析物。中国骨转化标志物研究(chinese bone turnover marker study,CBTMS)表明血PINP水平的峰值出现在15~19岁,之后逐渐下降,绝经后10年再度升高,70岁后再次降低。30岁至绝经前女性的血PINP平均水平为40.42ng/ml。

(2)骨碱性磷酸酶:

骨矿化过程中,成骨细胞分泌的骨特异性碱性磷酸酶(bonespecific alkaline phosphatase,bALP)将单磷酸酯水解成无机磷,增加局部无机磷的浓度,为羟基磷灰石的沉积提供磷酸,同时可水解抑制矿化结晶的焦磷酸盐,发挥钙结合蛋白或Ca2+-ATP酶的作用。

骨碱性磷酸酶是总碱性磷酸酶的一部分,肝功能正常时,肝脏和骨骼来源的碱性磷酸酶各约占血液总碱性磷酸酶的一半。当骨碱性磷酸酶升高时,总碱性磷酸酶也相应升高,故后者也可部分反映骨形成状态。

在临床上,骨软化症、骨质疏松症、原发性甲状旁腺功能亢进症、Paget病、肿瘤骨转移或骨肿瘤可见bALP升高。低碱磷酶血症的患者ALP水平和bALP水平均降低,甚至低于可测定范围。

(3)骨钙素:

骨钙素(osteocalcin,OC)是骨基质中含量最丰富和骨形成过程产生较晚的标志物,由骨和牙齿中的成骨细胞合成类骨质时释放到细胞外基质,其中一小部分进入血液循环,当骨基质降解时其中的OC便进入循环中,因此可以测定血中的OC。OC是由肾脏排泄的,它的碎片可以在尿液中检测到。OC完整分子在血清中不稳定,室温或标本长时间放置会导致免疫活性明显下降。OC的大N端片段(N-Mid OC,1-43氨基酸残基)比OC全段更稳定,检测敏感性和重复性更佳。

目前骨钙素作用尚不完全清楚,可能与影响类骨质矿化并在骨重建过程中起负反馈作用有关。在骨形成和骨吸收时,OC均会增高,因此OC代表骨转化水平的综合状态。

OC是评价绝经后骨质疏松骨转换率的一个有用指标,也是监测骨质疏松症药物疗效的一个指标。绝经后骨质疏松症患者中的OC水平可以显示正常、轻微降低或升高。高骨转换时OC升高,特别是绝经后的最初几年,源于雌激素降低引起骨转换率升高而致血OC水平升高。

(陈德才)