慢性肾脏病患者甲状旁腺素的检测和临床应用

谢凤燕 综述 姚 刚 审校

·肾脏病临床·

慢性肾脏病患者甲状旁腺素的检测和临床应用

谢凤燕 综述 姚 刚 审校

肾脏疾病生存质量指导（KDOQI）制定了对慢性肾脏病（CKD）各期的甲状旁腺素（PTH）治疗目标值，建议应常规检测CKD患者的血清PTH水平，并维持在CKD各期相应的目标值范围内。PTH检测结果直接决定着慢性肾脏病患者治疗方案的制定。检测PTH主要采用两种方法，第一代的放射免疫测定法，第二、三代的双抗体识别法。目前在临床应用中广泛使用的是第二、三代检测方法，而检测方法的选择、检测的标准化、检测值的校正是目前PTH检测存在的主要问题。

甲状旁腺激素 检测 慢性肾脏病

肾脏疾病生存质量指导（KDOQI）制定了慢性肾脏病（CKD）各期甲状旁腺素（parathyroid hormone，PTH）治疗目标值，建议CKD患者常规检测血清PTH水平，并维持在相应目标值范围内。例如，CKD5期患者血清全段PTH（iPTH）水平应维持在150～300 pg/ml。当iPTH浓度超过目标值时，应当使用抑制PTH分泌的药物（如活性维生素D或钙受体激动剂），且应根据iPTH水平及时调整药物剂量。相反，如果iPTH浓度低于目标值，应立即停止可能抑制PTH分泌的药物，避免无动力型骨病及软组织钙化。由于检测结果直接决定治疗方案，血清PTH检测的可靠性尤为重大。本文就CKD患者PTH的检测方法和临床应用作一综述。

PTH分子结构及其生理作用

PTH是甲状旁腺主细胞合成和分泌的单链多肽激素，基因定位在11号染色体短臂，人体内源性PTH由84个氨基酸残基缩合而成，在甲状旁腺的内质网中合成。血液中存在三种形式：（1）具有生物活性的iPTH（1-84 PTH），约占5%～20%，半衰期仅2～4 min；（2）只有免疫源性，而无生物活性的羧基端PTH片段（C-PTH），如36-84PTH、44-84PTH、49-84PTH、53-84PTH等，为血循环中的主要部分，约占75%～95%，半衰期较长约25～60 min；（3）氨基端PTH片段（N-PTH），如1-34PTH，量甚少，具有生物活性。N-PTH是一类新发现的包含1-4氨基酸，但在15-20氨基酸出现变异的PTH片段。正常人群N-PTH含量约为1-84PTH的1/10，在甲状旁腺肿瘤和严重甲状旁腺功能亢进症的患者可明显增高［1］。

目前认为PTH分子活性主要与位于N端的前6个氨基酸尤其是第1个氨基酸（丝氨酸）有关。1-84PTH通过经典PTH/PTHrP受体途径活化细胞信号传导通路中的环化酶，又称为环化酶活化性PTH（cyclase activating PTH，CAP）；而7-84 PTH（失去PTH分子前6个氨基酸）则可能与PTH C端受体结合发挥作用，该通路不激活环化酶，被称为环化酶抑制性PTH（cyclase inactive PTH，CIP）。研究显示，甲状旁腺切除鼠，喂养1-84PTH可以升高血钙浓度，但同时给予1-84PTH和7-84PTH，1-84PTH引起的血钙升高作用将消失［2］。Slatopolsky等［3］的研究进一步证实，单独给予7-84PTH可引起血钙浓度下降，提示7-84PTH与1-84PTH生物学作用可能相反。

PTH的生理作用包括：（1）刺激破骨细胞骨质溶解作用，使骨钙不断释放入血，维持血钙水平；（2）增加远曲小管对钙的重吸收，使尿钙减少，血钙升高，并抑制近曲小管对磷的重吸收，增加尿磷的排出，使血磷降低；（3）增强肾1-α羟化酶活性，促进肾脏骨化三醇的合成，间接促进肠道钙的吸收；（4）调节心肌细胞，脂肪细胞，胰腺β细胞等的功能。血清PTH异常升高可引起这些细胞或组织的功能障碍，导致肾性骨病、心肌肥大、周围神经病变、贫血等并发症。

PTH检测方法

PTH检测方法经历了几个阶段（表1）。第一代PTH检测始于20世纪60年代初，主要应用放射免疫测定法，采用多克隆抗体主要识别PTH分子中部（如44-68PTH）或C末端区（如53-84PTH）。这种方法除检测完整PTH分子外，还可测C-PTH片段。C-PTH片段主要在肝脏分解、肾脏清除，由于C-PTH片段的半衰期较1-84PTH长，可能致使CKD患者体内大量蓄积［4］。因而，用这一方法检得的PTH的浓度明显增高，而在低浓度时检测敏感性较低，故此方法目前已被淘汰。

第二代PTH检测方法始于20世纪80年代中期［5］，采用双抗体识别法，一个抗体附着在固相上，识别C末端区域靶抗原39-84氨基酸，主要作用是捕获血清或血浆中PTH。另一抗体（通常作为检测抗体），识别N末端区域靶抗原15-32氨基酸，如PTH分子中的15-20氨基酸（Allegro法）或26-32氨基酸（Elecsys法）。由于较短的肽链只能与一个抗体结合而不被检测，这类种检测方法仅识别相对较长的肽链，又被称之为iPTH检测法，检测的敏感性和特异性均较第一代明显提高，但仍然存在缺陷。研究发现［6-7］，维持性血液透析患者的iPTH值并不能正确判断骨转运状态，甚至iPTH＞500 pg/ml的患者骨活检也显示低转运性骨病的可能。这主要与抗体识别位点有关，采用这一方法仍可检测到部分大片段的PTH，如7-84 PTH，但7-84 PTH与1-84 PTH是生物活性相反。第二代方法不能将两者分开，该法测得的iPTH为作用相反的1-84 PTH和7-84 PTH之和。

第三代PTH检测方法始于20世纪90年代末［8］，是一种更加特异性的检测方法，原理与第二代检测方法相同，只是抗体的结合部位不同。如“Bio-intact-PTH”检测法的抗体结合部位分别是1-6位氨基酸和39-84位氨基酸；“整分子PTH”（Whole PTH）检测法的检测抗体识别部位是N末端区域靶抗原1-4位氨基酸，避免了检测结果中包括7-84PTH的问题［9］。尽管第三代测定方法灵敏度和特异性更高，但仍然不能区分N-PTH。在甲状旁腺肿瘤、严重的原发性或继发性甲状旁腺功能亢进症病例中，发现血清PTH检测结果中除1-84 PTH外，还有较多的N-PTH存在［10］。

表1 各种甲状旁腺素（PTH）检测方法的比较

PTH检测方法的临床应用

第一代检测法的抗体主要针对PTH分子的中间段及C端，故这种检测法也称为中间段/C端PTH检测法。20世纪80年代，人们对第一代检测法提出许多质疑。研究发现，继发性甲旁亢患者给予大剂量钙三醇治疗后，骼骨活检显示骨形成明显减少［11］，提示这种方法检得的血清PTH水平不能正确反映钙三醇治疗过程中骨形成及骨转运状态。现已公认，血循环中存在各种PTH源多肽，1-84PTH及其多肽片段主要经肾脏清除，随着肾功能的进一步下降，血液中PTH片段的浓度明显增高。采用这类方法检测时，中间段及C端PTH片段可以与抗体发生交叉反应，因此第一代检测法实际上不仅检测1-84PTH，同时检测中间段和C端PTH，即测得值为1-84PTH、中间段和C端PTH的总和，不能反映肾性骨病的真实状态。

第二代是目前广泛应用的检测PTH的方法，KDOQI有关CKD患者血清PTH水平的目标值就是以透析患者骨活检的资料数据和第二代检测法（Allegro检测法）的结果为基础制定的。该法测得的PTH一直被认为是1-84PTH，称之为iPTH检测法。但进一步研究发现，第二代检测法测得的iPTH实际上是作用相反的1-84PTH和7-84PTH之和。1992年，Quarles等［6］报告采用第二代方法检测的iPTH与骨活检结果不符，此后相继有临床研究证实骨活检显示低动力骨病的终末期肾脏病（end stage renal disease，ESRD）患者测得的iPTH值偏高。由于测定误差，临床上假性高PTH增多，导致维生素D、钙剂的过量应用，甚至误行甲状旁腺切除，引起低动力骨病的发生率上升。采用第二代检测法以来，低动力骨病发生率有增加趋势，对2 000多例ESRD患者骨活检显示低动力骨病发生率从1995年12%升至2001年的50%［12，13］。

第三代检测法仅识别1-84 PTH，因为被标记抗体只与位于1-84 PTH N端最前面的抗原决定簇（主要位于N端1-6位点）反应。N端截断的PTH多肽（如7-84 PTH）因无N端抗原决定簇而不被检测，这类检测法又称之为整分子PTH检测法。研究显示，在正常人群和ESRD患者，第三代方法测定的PTH值仅是第二代方法值的50%～60%，主要与所测PTH中不包括7-84 PTH片段有关［9］。但第三代与第二代方法检测PTH值之间具有良好的相关性［3，9，14］。第三代方法的灵敏度和特异性得到了进一步提高。但近期研究发现，第三代方法仍与NPTH存在交叉反应，尤其在甲状旁腺肿瘤、严重的原发性或继发性甲状旁腺功能亢进症的患者［15］。

除采用单一方法检测PTH外，CAP/CIP比值，即1-84 PTH/7-84 PTH比值，近年来受到较多的关注。计算CAP/CIP比值需结合两种方法：用第三代检测方法检测CAP（1-84 PTH）值，而CIP（7-84 PTH）值则通过第二代方法检测iPTH间接获得（CIP =iPTH-CAP）。Faugere等［16］研究发现，51例未接受维生素D治疗的透析患者中，19例正常或高转运性骨病患者CAP/CIP均＞1.0，CAP/CIP＜1.0的32例中，28例骨活检证实为低转运性骨病，提出CAP/ CIP是评估ESRD患者骨转运状态的非创伤性指标。Fehmi等［17］研究亦显示，采用1-84PTH/7-84 PTH比值较单用1-84 PTH（bio-intact PTH法）在指导活性维生素D合理使用，避免无动力型骨病发生更有意义。近期，Herberth等［18］研究进一步表明，CAP/CIP＜1.2结合iPTH＜340 pg/ml是反映低转运性骨病的较好指标。更有研究发现，CAP/CIP比值＞1.0在甲状腺癌的早期诊断具有一定价值［19］。

血清PTH检测的影响因素

标本采集 室温下，PTH血清标本一般在6h内可保持稳定，如需保存更长时间，则最好采用EDTA抗凝血浆，但其数值常高于普通血清标本数值10%～30%，可能与钙依赖的抗原决定簇被部分抗体识别有关。标本冻存和融解4～6次通常不会影响PTH的检测结果［20］。

检测方法 尽管不同检测方法的结果间具有良好的相关性，但其PTH绝对数值存在较大的差异，主要是检测抗体与7-84 PTH等存在不同程度的交叉反应。同时，目前尚无国际公认的人工重组PTH标准品，在检测PTH时大多采用不同来源的重组PTH来进行校准。至今唯一国际标准品是在1981年用人PTH纯化而来，编码为WHO79/500，目前很少采用这一标准进行校正。

其他 在检测过程中，稀释剂中的蛋白质浓度、pH值和离子构成等所产生的基体效应，样品存放过长，都可能影响检测结果［21］。尽管各种检测方法对血清PTH浓度值影响较大，但第二代、第三代方法检测性能均比较稳定，每批次内的日间精密度变化系数低于10%，自动化检测的变化系数较之要更低。

存在问题和研究展望

检测方法选择 目前临床应用的主要为第二代和第三代检测方法。Silverberg等［22］分别采用三代不同方法检测经外科手术证实的轻度原发性甲旁亢患者血标本，以验证各类PTH检测法的准确性。结果显示，三代方法诊断正确率分别为63%、72%和96%。近期，Melamed等［17］研究显示，第三代检测值（1-84PTH＞160 pg/ml）较第二代或1-84 PTH/7-84 PTH比值能够更好地预测透析患者的死亡率。

有研究认为采用1-84 PTH/7-84 PTH比值在判断高转运与低转运性骨病时明显优于单独第二代或第三代的检测结果［21］。但是也有研究表明，无论是1-84 PTH/7-84 PTH比值还是第三代检测结果，在骨转运异常的诊断价值与第二代检测结果相似［23］。上述研究结果之间的差异可能与患者是否采用维生素D治疗有关。活性维生素D治疗后，继发性甲旁亢患者骨形成速率明显降低，血浆PTH水平此时不再能精确反映骨形成和转运速率，甚至骨组织病理学改变。

尽管KDOQI指南承认第三代PTH检测法的潜在优势，但是否比第二代优越还需要大量研究进一步证实，目前尚无必要用第三代检测法取代第二代成为标准测定方法。

PTH检测的标准化 KDOQI目标值建立于20世纪90年代，是以透析患者骨活检的资料数据和Allegro检测法的结果为基础制定的。2006年以后，Allegro检测法逐步被一些新的检测方法取代，随着检测方法和技术的改进，仍然按照该指南指导诊断和临床治疗显然不再合适，因此，PTH的检测亟待标准化。

建立国际公认的重组1-84PTH标准品，即检测试剂标准化是PTH检测的首要问题，目前大多采用不同来源的重组PTH进行校准。在采用第二代方法检测时，与7-78PTH及N-PTH交叉反应高达50～100%［4］，尤其在透析患者。C端、N端PTH片段的存在和差异，是各种检测方法的结果之间存在差异的主要原因。

其次要避免检测方法之间的误差，即检测方法标准化。由于各种检测方法对7-78PTH等片段的敏感性不一，即使采用了重组PTH的标准品检测，透析患者血清PTH值在不同检测方法之间仍有25%左右的差异。第三代方法不存在与7-78PTH等片段的交叉反应，敏感性和特异性较第二代检测法均有所提高，但在临床上尚未显示出明显优势，还有待于大量的临床研究进一步验证。由于第三代检测法目前仍然采用人工免疫放射分析，消耗的时间较多，在常规的临床实验室开展还有一定的困难。同时，第三代方法的检测值通常低于第二代，患者目标值还需要调整。

PTH检测值的校正 由于PTH检测尚未标准化，K/DOQI暂未修订CKD患者的PTH目标值。由于所有检测方法结果（甚至包括存在对7-84PTH具有交叉反应）在整体上都具有良好的相关性，因而，建立一个校正体系对误差明显的检测值重新修正应该是一个切实可行的办法。

首先，以Allegro法为基准，与Allegro法iPTH检测结果相似的检测方法作为候选的参考检测方法［38，39］，然后采用这些参考检测方法的结果与其他检测方法的结果进行比较，如果误差超过15%～20%，则评估出一个校正系数并对结果进行重新修正。校正系数必须具有可重复性，检测方法至少在三个不同实验室之间进行比较，并且需要在不同试剂和人群（患者）中进行到验证。例如，已经证实Elecsys PTH检测法与Allegro法iPTH检测结果相似，以Elecsys检测法作为参考检测方法，可对Architect PTH检测法进行校正。通过216例透析患者的PTH检测结果发现，Architect检测法的结果是Elecsys检测法的1.3倍，而且，对三批不同的透析患者在三个不同实验室，分别采用大量不同试剂检测后，两个检测法的结果之间仍然保持着这个比率，即具有良好的重复性［24］。因此，Architect PTH检测法的校正结果应该是原有的检测值再除以1.3。值得一提的是，按照K/DOQI的PTH目标值和建议，采用未经过校正的Architect PTH检测法的检测结果，将有1/4的患者（53/216）由于PTH水平超标，需接受活性维生素D等治疗，而经过校正后，仅有3%的患者需要接受这种治疗。

近期，Souberbielle等［25］对法国9 000多例透析患者的PTH检测值进行了校正分析。这些患者来自法国19个地区，代表了法国30%的透析患者，分别采用了9种不同的检测方法，根据校正系数重复性的原则，以Allegro法iPTH检测结果为标准值，分别计算出不同检测法的校正系数，仍然按照KDOQI制定的透析患者PTH目标值进行分组，结果显示，在未校正前，近17%的患者被错误诊断或者错误分类。经过校正，2.3%轻度升高的患者成为正常，5.3%正常的患者成为轻度升高，3.5%原来为正常值范围的患者实际上是明显升高的，有5.5%原先诊断为甲状旁腺功能亢进的患者实际上是正常的，因此如果不对现有PTH检测结果进行校正，将有1/5的患者受到不适当的治疗。因而，采用校正系数是目前减少各种检测方法之间误差的一种切实有效地手段。

小结：KDOQI指南建议血清iPTH水平高于300 pg/ml的透析患者应该接受活性维生素D治疗，但是目前采用的检测方法及其结果之间存在着较大的可变性，各种检测方法本身还具有一定的局限性。务实的办法首先是建立对各种检测方法的校正系统，使得检测结果更有指导意义。其次要尽快实施PTH检测方法的标准化。即便如此，仅仅检测PTH水平还远不能满足对骨代谢疾病的认识和评价，联合检测其他一些骨代谢指标如骨碱性磷酸酶等有助于骨代谢疾病的诊断，但还有待于大量的临床研究证实。

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Parathyroid hormonemeasurem ent and clinical app lication in CKD

XIE Feng-yan，YAO Gang
Department of Nephrology，2nd Affiliated Hospital of Nanjing Medical University，Nanjing，China 210011

The Kidney Disease Outcomes Quality Initiative（KDOQI）guidelines recommend that the serum parathyroid hormone（PTH）concentration of patients with chronic kidney disease（CKD）should be measured regularly and maintained within target ranges that are defined according to the stage of CKD.The quality of the PTH assay is of paramount importance，as it contributes to the therapeutic decision.There are twomainmethods of PTH detection，the first -generation PTH assayswere radioimmunoassay，the second and the third generation PTH assayswere immunor-adiometric assay used two different antibodies.In clinical applications，the second and third generation PTH assayswere widely used at present.Selecting detection methods，standardizing PTH assays and correcting PTH results are currently the main problems in PTH assays.

parathyroid hormone assays chronic kidney disease

2010-06-19

（本文编辑 律 舟）

南京医科大学第二临床医学院肾脏科（南京，210011）