骨代谢标志物的临床检测及应用

羧化不全骨钙素-ucOC
• 羧化不全骨钙素与钙离子的亲和力下降，不具有生物活性 • 维生素K缺乏可影响骨钙素的羧化，羧化不全骨钙素升高，可加速骨
量丢失，易致骨折
绝经后妇女羧化不全骨钙素的水平增加
-----Knapen MHJ. et al, 1989 and Knapen MHJ. et al, 1993
影响因素
最重要的影响因素：生理节律、年龄、性别和绝经状态
中华医学会骨质疏松和骨矿盐疾病分会.骨代谢生化标志物临床应用指南.中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志.2015,8(4):283-293.
影响因素
• 指南建议：
➢ 收集过夜空腹状态下的血液和尿液标本（II-3A级）。 ➢ 尽量选择血液作为检测标本（II-3A级）。 ➢ 通常血液标本用于检测OC、bALP、TRAP-5b、P1NP、P1CP等，尿
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主要内容
骨代谢生化标志物分类
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主要内容
推荐指标
• 在疾病诊断和治疗过程中，至少选择一个骨形成标志物和一个骨吸收标志物； 疾病随访、疗效监测时应检测同样的BTMs。
• 目前国际上多推荐P1NP为首选骨形成标志物，β-CTX为首选骨吸收标志物(I A 级)。
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高ucOC水平是独立于BMD的髋部骨折风险因 素
EPIDOS研究：7598名健康受试者（75岁或以上）在随访的22个月期间有104例 患者发生骨折，从未发生骨折人群中选择255例年龄相匹配的受试者作为对照组， 评估ucOC与老年女性的髋部骨折的关系：
6
5.5
髋 部
5
骨
折4
风
险 比
3
2.4
值
1.9
比2
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骨转换标志物的应用
骨转换标志物（BTMs）的检测
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液标本用于检测PYD、DPD，血清和尿液标本均可用于测定NTX和 CTX。用尿液标本检测BTMs通常需要用肌酐（Cr）校正，以BTMs/Cr 表示。
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参考范围
• 建议各实验室参照35-45岁绝经前健康女性的BTMs建立本地的成人参考范围 （IIIA级）。
骨代谢标志物的临床检测及应用
主要内容
骨代谢标志物检测及应用证据质量分级
证据质量等级
分级依据
I级证据
至少一个设计良好的随机对照临床试验中获得的证据
II-1级证据 II-2级证据 II-3级证据 III级证据
设计良好的非随机对照试验中获得的证据
设计良好的队列研究或病例对照研究 （主要是多中心研究）的证据
研究纳入32例27-76岁血液透析患者，给予维生素K2 45mg/天口服持续12月，观 察1月、3月、12月时骨代谢标志物表达水平与基线相比的变化。
Nakashima A, Yorioka N, Doi S, et al. Bone, 2004, 34(3):579-83.
小结
• 骨代谢生化标志物可反映骨代谢状态，是协助代谢性骨病 的诊断、鉴别诊断、治疗以及疗效评价的重要指标
➢ 另一个国内研究选择的是30岁至绝经前女性，采用同样的实验室检测 方法得出的参考范围如下：P1NP 17.10-102.15 μg/L， β-CTX 0.080.72μg/L 。
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1
0
低股骨颈BMD
高ucOC
低股骨颈BMD+ 高ucOC
➢ 高ucOC水平是独立于BMD的髋部骨折风险因素（OR=1.9，95%CI：1.2–3.0 ）
Vergnaud P. J Clin Endocrinol Metab 1997; 82: 719-724
固力康®应用2周即显著降低ucOC水平
20名老年（71-81岁）骨松性骨折女性患者随机分为治疗组或对照组，治疗组每天服 用VK245mg+钙600mg，对照组每天服用钙600mg，为期2周。测量基线、7天及14 天的血清ucOC水平
推荐等级
分级依据
A级推荐 B级推荐 C级推荐 D级推荐 I级推荐
良好的科学证据提示该医疗行为带来的获益实质性地压倒 其潜在风险；临床医师应与适用的患者讨论该医疗行为
证据提示该医疗行为带来的获益超过其潜在风险；临床医 师应与适用的患者讨论该医疗行为
科学证据提示该医疗行为能提供益处，但获益与风险十分 接近，无法进行一般性推荐；临床医师不需要提供此医疗 行为，除非存在某些个体化特别考虑
骨转换标志物的应用
骨钙素（OC）--骨骼中含量最高的非胶原蛋白
➢ 骨钙素属于γ-羧谷氨酸包含蛋白类，为维生素K依赖性蛋白 ➢ 是骨骼中含量最高的非胶原蛋白：由成骨细胞分泌，受1,25(OH)2D3调节； ➢ 骨钙蛋白能特异地结合钙和羟磷灰石，使骨盐沉积形成羟磷灰石结晶，调整骨
矿化沉积速率，调节骨的生长，骨钙蛋白促进非结晶的钙磷盐向羟磷灰石转变， 调整结晶在胶原上的分布、走向，进而增加骨盐含量提高骨的强度； ➢ 血清骨钙蛋白是反映成骨细胞功能活性的分子标志物；
Ozuru R, et al. Endocr J. 2002;49(3):363-70.
固力康显著增加骨钙素、ALP等骨代谢标志 物的表达水平
应用维生素K2 后骨代谢标志物的变化
基线
1月
3月
Gla osteocalcin (ng/ml) 19.2 ± 11.6 31.3 ± 27.5a 33.0 ± 28.1a
固力康显著增加骨钙素表达水平
应用维生素K2 4周即明显增加骨钙素水平
★★
★
骨 钙 素 增 加 百 分 比
与基线相比：
★★
★★
★ P<0.05
★★P<0.01
研究纳入34例48-82岁绝经后妇女，给予维生素K2 45mg/天口服持续48周，观察骨 代谢标志物表达水平的变化。研究结果显示，口服维生素K2 4周骨钙素表达水平明显 增加。
羧化不全骨钙素和骨量呈负相关性
-----Szulc P. et al, 1994
羧化不全骨钙素是髋骨骨折的一个独立预测因子
-----Szulc P. et al, 1993 and Szulc P. et al, 1996
维生素K2缺乏和骨折风险—ucOC的分界值
✓ ucOC > 4.5 ng/mL： 维生素K缺乏 ✓ ucOC > 5.5 ng/mL： 骨折风险增加
科学证据提示该医疗行为的潜在风险超过潜在获益；临床 医师不应该向无症状的患者常规实施该医疗行为
该医疗行为缺少科学依据，或证据质量低下，或相互冲突， 或风险与获益无法衡量和评估；临床医师应当帮助患者理 解该医疗行为存在的不确定性
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14.5 ± 5.3
16.2 ± 6.3a
16.7 ± 6.4a
17.3 ± 6.3a
P1CP (ng/ml)
186.7 ± 62.9 188.5 ± 61.0 194.1 ± 85.8 222.5 ± 88.2a,bTRACP (U/l)
5.2 ± 1.2
5.4 ± 1.4
5.8 ± 1.5a,b
• 建立参考范围时，需注意受试者的维生素D状态正常，且避免疾病和药物的影 响。
• 不同实验室的结果比较需谨慎。
➢ 我国研究者得出基于35-45岁女性的BTMs参考范围为（采用罗氏点化 学发光系统检测）：N-MID 4.91-22.31μg/L，P1NP 13.7258.67μg/L，β-CTX 0.112-0.497μg/L。
Ozuru R, et al. Endocr J. 2002;49(3):363-70.
固力康显著增加碱性磷酸酶表达水平
应用维生素K2 48周后碱性磷酸酶的水平明显增加
★
与基线相比：
★ P<0.05
ALP
增 加 百 分 比
研究纳入34例48-82岁绝经后妇女，给予维生素K2 45mg/天口服持续48周，观察骨 代谢标志物表达水平的变化。研究结果显示，口服维生素K2 48周碱性磷酸酶表达水 平明显增加。
5.9 ± 1.8a,b
NTx (nmol BCE/1)
47.3 ± 27.2 53.4 ± 39.5 59.5 ± 38.8a,b 67.0 ± 37.2a,b
a P < 0.05 vs. baseline. b P < 0.05 vs. 1 month by the Wilcoxon signed rank test.
维生素K2在成骨细胞系通过类固醇异生物受体（SXR）途径诱导靶基因的 表达，增加成骨细胞的胶原聚集，提高碱性磷酸酶（ALP）、基质γ羧基 谷氨酸蛋白（MGP）和骨保护素（OPG）等标志物的表达水平，参与骨 动态平衡的调节。
Tabb MM, et al. J Biol Chem. 2003;278(45):43919-27.
结果解读
• 在诊断疾病时，如BTMs超过参考范围上限的1.5倍(IIIC级)，可认 为骨转换率明显升高。
• 常见于新发骨折、甲状旁腺功能亢进症、多发性骨髓瘤或骨质软 化症等疾病。
中华医学会骨质疏松和骨矿盐疾病分会.骨代谢生化标志物临床应用指南.中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志.2015,8(4):283-293.
- 高血清 ucOC水平是独立于骨密度的骨折风险因子
- 高血清 ucOC跟骨质量的下降相关
Shiraki M. Igaku to Yakugaku 2007; 57: 537-546
VK2（固力康®）有效降低羧化不全骨钙素水平，降低骨折风险
Clinical Interventions in Aging 2014:9 1–7
对照组 治疗组
基线
7天
14天
➢ 治疗组第7天及14天的ucOC水平较基线值分别降低36.6%和33.5%，差异 具显著性，而对照组的ucOC水平变化在12%以下，差异无显著性
Miki T, et al. J Bone Miner Metab. 2003;21(3):161-5.
骨转换标志物的应用
固力康通过SXR途径增加骨标志物的水 平
骨转换标志物的应用
骨形成标志物—反映成骨细胞功能状态
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骨转换标志物的应用
骨吸收标志物—反映全身骨骼 代谢状态和动态变化
• 骨吸收标志物是在骨吸收过程中由破骨细胞分泌的或被代谢的骨组织 产物。
主要内容
骨代谢生化标志物
• 定义：骨代谢生化标志物是从血液、尿液中可检测出的骨代谢生化产物或相 关激素。
• 意义：骨代谢生化标志物可反映骨代谢状态，是协助代谢性骨病的诊断、鉴 别诊断、治疗以及疗效评价的重要指标。
代谢性骨病的诊断
代谢性骨病治疗的 疗效评价
骨代谢生化 标志物
代谢性骨病的 鉴别诊断
代谢性骨病的治疗
Intact osteocalcin (ng/ml)
Gla/intact osteocalcin
9.3 ± 6.6 2.6 ± 1.9
9.7 ± 7.3 3.7 ± 2.9a
9.8 ± 7.7 4.2 ± 3.6a
12月 40.2 ± 25.8a,b 12.6 ± 7.9a,b
3.7 ± 2.4a
B-ALP (U/l)
多个带有或不带有干预时间序列研究获得的证据；非对照 试验得出差异极为明显的结果有时也作为这一等级的证据
临床经验、描述性研究或专家委员会报告的权威意见
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骨代谢标志物检测及应用推荐等级