代谢性骨病患者血清骨胶原酶的检测及其意义

王 欢

(江西省进贤县中医院,江西 进贤 331700)

代谢性骨病在临床上一般是指患者由于后天或者先天的各种因素对体内的骨代谢以及生化状态产生一定的干扰,从而使得患者的骨生化代谢出现了一定的障碍,最后诱发骨疾。骨骼主要是由有机成分和无机成分组成的,有机成分有胶原蛋白和非胶原蛋白,无机成分主要是钙、镁、锌、硒。促进骨头合成的细胞叫成骨细胞,把骨头破坏掉的细胞叫破骨细胞。由于先天性及遗传性疾病、不良生活方式、其他疾病或药物引起骨骼中成骨或破骨细胞功能发生异常改变或胶原蛋白、羟基磷灰石成分发生异常改变可产生代谢性骨病。代谢性骨病包括多种疾病,可以影响骨骼的质量或结构。这些疾病有许多原因,从遗传疾病到营养缺乏,到获得性疾病。从发病机制上分析,代谢性骨病主要包含了骨生长、骨吸收以及矿物沉积3个方面的不正常[1]。代谢性骨病最主要的症状表现为腰背部疼痛,尤其是在患者长久保持一个姿势以后,那么患者的腰背部疼痛感觉往往会加剧。如果患者不及时接受治疗导致病程逐渐延长的话,那么患者还有可能会出现身高缩短,以及驼背畸形等症状表现。同时对于代谢性骨病患者来说,只要在日常生活中受到外伤,就很有可能导致自身出现骨折的现象,因此需要做好日常的护理。骨胶原酶在临床上又被称之为骨特异性碱性磷酸酶,其主要在人体内发挥的作用是在骨头形成的过程中对人体内的磷酸酯进行水解,当人体内沉积羟磷灰石时,及时地提供沉积所需要的磷酸,并且对焦磷酸盐起到水解作用,当焦磷酸盐抑制人体内部形成骨盐时,其对进行妨碍解除,对骨形成产生积极的作用[2]。骨胶原酶作为人体内成骨细胞的成分之一,是成骨过程的重点参与对象,在血清中,骨胶原酶的活性一直处于比较稳定的状态,不会轻易受到外界的影响,因此骨胶原酶的水平变化可以作为人体内部骨形成变化情况的指标之一[3]。此次研究将我院2019年12月-2020年12月接受治疗的代谢性骨病患者以及正常的健康者各100例作为研究对象,用来分析探讨代谢性骨病患者,对其血清骨胶原酶的水平以及其他血清指标进行检测的意义,为临床实践提供有效的依据。通过检测血、尿中骨代谢生化指标水平,可了解骨组织新陈代谢的情况,用于评价骨代谢状态、骨质疏松诊断分型,预测骨折风险、抗骨质疏松治疗疗效,以及代谢性骨病的鉴别诊断。本研究通过检测代谢性骨病患者跟骨骨密度(bonemineraldensity,BMD),同时选取目前具有代表性的4种骨吸收标志物脱氧吡啶酚(D-PYR)、I型胶原N端肽(NTX)、抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)、尿羟脯氨酸(HOP)进行生化检测,临床常以其与尿肌酐(Cr)的比值D-Pyr/Cr、NTX/Cr、HOP/Cr间接反映D-Pyr、NTX、HOP水平,以探讨骨吸收标志物对代谢性骨病的临床诊断、病情监测价值,同时研究骨密度的改变与骨吸收标志物水平的相关关系。现报告如下。

临床资料

1 一般资料:本次探究的研究对象是选取我院2019年12月-2020年12月接受治疗的代谢性骨病患者以及正常的健康者各100例,分别记为观察组和对照组,观察组中男性患者55例,女性患者45例;年龄最大的为76岁,年龄最小的为23岁,平均年龄为(51.03±2.39)岁;其中44例甲亢患者,24例糖尿病患者,32例慢性肾衰竭患者。对照组中男性患者54例,女性患者46例;年龄最大的为74岁,年龄最小的为25岁,平均年龄为(51.23±2.63)岁。此次研究经过医院伦理委员会批准,患者及其家属同意并签署手术同意书之后正式进行。2组患者基本资料经过比较基本无差异(P＞0.05),具有可比性。(1)纳入标准:①正常者没有内分泌类疾病以及代谢性骨病,在接受研究之前没有接受任何类型的骨代谢疾病的治疗;②甲亢患者在临床表现上有典型的Graves症状;③慢性肾衰竭患者在临床表现上各系统的症状比较明显,有明显的氮质血症。(2)排除标准:①遗传代谢性疾病;②先天性肝、肾、肺等重要脏器功能异常;③多胎妊娠;④甲状腺疾病、精神异常、凝血功能异常或伴有自身免疫系统疾病者;⑤中途放弃治疗或中转上一级医院者。

2 方法:(1)血清骨胶原酶水平检测。患者在接受研究的当天早上禁食,空腹状态下抽取3ml静脉血,使用离心机进行离心操作,离心操作结束之后取血清进行检测,使用骨胶原酶采用化学发光免疫法检测患者的血清骨胶原酶水平。(2)临床资料调查。研究对象身体一般状况稳定期间进行现场调查。现场发放调查表并指导填写,项目包括出生日期、工作、饮食、疾病史、家族史等,签署知情同意书。马丁测高仪测定身高,身体成分分析仪(日本百利达MC-180)测定体质量、体质量指数(bodymassindex,BMI),定量超声法测定BMD,超声骨密度仪(韩国OsteoPro)测定跟骨的超声波速度、T值和Z值、骨硬度指数。骨吸收标志物水平,TRAP检测采用空腹静脉血3ml离心后分离的血清标本,D-Pyr、NTX、HOP检测采用空腹晨尿标本,同时测定尿肌酐(Cr)水平,自动生化分析仪计算D-Pyr/Cr、NTX/Cr、HOP/Cr比值。TRAP、D-Pyr、NTX采用酶联免疫法(ELISA法)、HOP检测采用氯氨T化学法,上述所有操作严格遵循仪器与试剂盒说明书完成。(3)质控方法。①研究开始前,向入组病例患者及家属全面介绍本项目的研究目的及程序等,并指导患者及家属签署同意书,将相关文件资料保留、备查。②为了避免检验医生专业技能对检测结果产生的偏差,入组病例标本采集完毕后均由我院检验医生进行;所有病例的治疗均由同一位医生完成。研究中,标本采集医生具有3年临床经验的副主任医师操作完成;2组骨胶原酶水平测定为我院具有10年临床经验的副主任医师完成,检验操作步骤相同,以保证操作规范的统一性和规范性。③为了避免测量结果产生的偏倚及误差,所有研究对象均在我院检验科与骨科完成,并由科室制定的1名医生完成结局指标的测定。④所有参与本研究的人员均接受专业的培训,遵循治疗者、测量者及统计三者分离。⑤研究期间设定质量监控员,对本研究进行全程质量控制和监督,检查并确认所有研究数据的记录与报告填写的完整,保证与原始数据一致。

3 统计学方法:调查数据用Excel建立数据库,用SPSS17.0统计软件对调查数据进行统计学处理。2组间比较采用t检验。线性相关用Pearson积差相关系数表示,骨密度值与各相关体质参数、骨吸收标志物水平的影响采用逐步回归法(Stepwise)进行多元线性回归模型(multiplelinearregressionanalysis)分析(进入水准α=0.05,剔除水准α=0.10),以P＜0.05为差异有统计学意义。

4 结果

4.1 2组患者的血清骨胶原酶水平对比:对2组患者的血清骨胶原酶水平进行检测,并完成相关数据的分析与整理,结果表明:观察组3种类型的患者的血清骨胶原酶水平均比对照组患者高(P＜0.05);观察组中甲亢患者骨胶原酶水平高于慢性肾衰竭和糖尿病患者(P＜0.05);观察组慢性肾衰竭和糖尿病患者骨胶原酶水平无统计学差异(P＞0.05)。见表1。

表1 2组患者的血清骨胶原酶水平对比(±s)

表1 2组患者的血清骨胶原酶水平对比(±s)

组别 例数 平均年龄(岁)骨胶原酶(μg/L)对照组 100 51 11.28±4.38观察组甲亢 44 48 20.65±6.27慢性肾衰竭 32 52 16.47±7.41糖尿病 24 51 15.93±5.28

4.2 2组患者的TRAP、D-Pyr/Cr、NTX/Cr、HOP/Cr对比:2组患者的性别、年龄、身高、体质量、体质指数、骨密度T值、骨密度Z值、骨硬度指数,按性别分组后,男女观察组与对照组在年龄、身高上无差异,在体质量、体质指数、骨密度、骨硬度指数上差异有统计学意义,观察组＜对照组(P＜0.05)。患者的TRAP、D-Pyr/Cr、NTX/Cr、HOP/Cr,密度T、Z值与各体质人类学参数、骨吸收标志物水平之间有显著相关性。见表2。

表2 2组患者的TRAP、D-Pyr/Cr、NTX/Cr、HOP/Cr对比(±s)

表2 2组患者的TRAP、D-Pyr/Cr、NTX/Cr、HOP/Cr对比(±s)

性别 组别 TRAP(U/L) D-PYR/Cr(nmol/mmol)NTX/Cr(nmol/mmol)HOP/Cr(nmol/mmol)男 观察组(n=55) 82.77±8.64 48.54±6.11 62.22±5.36 45.38±6.60对照组(n=54) 44.21±7.82 32.06±4.30 41.07±4.94 21.52±4.86 t 21.104 14.062 18.369 18.374 P＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001女 观察组(n=45) 75.64±7.69 14.42±4.88 60.42±6.18 50.27±6.73对照组(n=46) 68.09±9.10 6.80±2.10 37.18±4.72 48.64±8.23 t 1.392 9.109 19.697 0.996 P＞0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

讨 论

关节是支撑人体进行一切活动的重要组成部分,但是随着年龄增长,人体的关节在逐渐的老化,特别是40岁以上的人群,关节老化速度加快,钙质逐渐流失,关节的功能慢慢地减弱,直到产生各种关节疾病,严重影响人们的生活质量。想要保持关节健康,首先要学会保养关节,其中重点是补充关节所需的各类营养物质,如骨胶原、钙质、磷质、维生素等[4]。其中骨胶原是胶原蛋白在人体中存在的一种形式,其主要分布在人体骨骼内,其含量占了骨骼所构成有机物的90%以上,是维持骨骼韧性以及为骨骼提供重要营养的物质。因而,骨胶原与人体骨骼的健康息息相关,若是骨胶原含量不足或代谢异常,会导致多种骨骼疾病的发生,若是无法及时补充骨胶原或调节其代谢,对于骨骼关节的软骨以及骨骼纤维网的健康会产生不良的影响。此外,骨胶原与人体骨骼吸收营养的效率也存在着重要的联系,若是骨胶原含量不足,钙镁磷等矿物质或微量元素则无法均匀分布在骨骼上,因而容易导致骨质增生以及关节灵活性下降等情况。有学者研究后发现[5],骨胶原的作用主要有2方面:(1)消除关节疼痛。骨胶原也称"骨胶原蛋白",骨基质的90%由胶原组成,最新的骨科学研究惊人发现:关节疼痛、肿胀、僵硬、无力感、嘎嘎作响、软骨磨损的根源是骨胶原受到免疫系统的错误攻击,绝非缺钙造成。因为人体自身对一种名为爱泼斯坦的病毒有遗传性的先天性过敏,而这种病毒的氨基酸和人体骨胶原内的氨基酸非常相似,所以当人体免疫系统产生抗体攻击爱泼斯坦病毒时,也错误地把软骨内的骨胶原当成外来异物加以攻击(也称"免疫交叉反应",因而使软骨受损,润滑度变差;软骨表面长出骨刺,肿胀,关节间的空隙变小,活动受阻,疼痛不已,如果缺乏治疗,最终将导致骨头破裂。免疫系统的问题只有从免疫系统入手才能解决,骨胶原经过胃,被小肠淋巴识别后,使免疫系统产生"耐受"认同作用,直达软骨组织,快速修复软骨,消除关节的疼痛、肿胀、僵硬、无力感、有响声、骨质增生、骨刺、五十肩、网球肘等,这个过程叫“口服免疫耐受作用”,补钙根本无法做到这一点;(2)延缓骨质疏松。骨质疏松、腿脚抽筋的主要原因是占骨质总量80%的骨胶原的流失,钙、镁、磷的流失量只占20%,“高效补钙”根本无济于事,只有补充足够的骨胶原,才能保证骨骼成分的合理比例,延缓骨质疏松10年[6]。代谢性骨病的病因复杂,年龄、绝经或卵巢切除、营养缺乏、糖尿病、肾功能不全、类风湿、慢性肝炎等体质因素以及体内雌激素、甲状旁腺激素、甲状腺素、降钙素、生长激素等体液调节因素,均可改变骨代谢平衡。骨代谢紊乱时,激活或抑制骨细胞、成骨细胞、破骨细胞的系列因子生理作用使得骨组织发生改变,产生的骨代谢产物必定引起骨密度的改变,甚至早期就出现影像形态学的改变。骨胶原酶在正常血清之中是由未成熟和成熟的成骨细胞进行合成,对骨代谢起到非常重要的调节作用,定量测定血清骨胶原酶的水平,可以对骨形成的变化进行监测,成为骨形成变化的参数之一[7]。肾性骨病又被称为尿毒症性骨病或者肾性的骨营养不良,慢性肾衰患者在患病之后非常常见,有研究报道几乎所有的尿毒症患者都不同程度地患有骨骼损害。由于发生慢性肾衰、肾实质破坏、肾单位减少等情况,导致患者的钙磷代谢也出现了异常,引起继发性甲状旁腺功能亢进,甲状旁腺素的水平对人体内部的成骨细胞以及破骨细胞的产生、成熟均给予一定的刺激,使其活性不断增强,从而使骨重建过程的吸收和形成两种功能均亢进,造成骨的高转换性损害[8]。

在此次探究之中,慢性肾衰竭患者有32例,其骨胶原酶的水平比正常检查者的水平明显更高,说明慢性肾衰竭患者的骨损害为高转换型,骨形成增加。甲亢患者一般情况下都会伴随患有代谢性骨病,本次研究选取了44例甲亢患者,其骨胶原酶水平比正常检查者的水平明显更高。在甲亢时,患者会分泌更多的甲状腺激素,人体的各系统代谢功能也出现亢进,从而使得患者的钙磷代谢出现紊乱,增加骨中钙磷的释放量,血钙的水平上升,对成骨细胞活性产生刺激,增加患者的骨形成,对骨转换有一定的促进作用[8]。甲状腺素也能直接或间接地对患者的皮质骨和松质骨中骨细胞的活性造成改变,从而使得患者的骨的重建过程出现改变,加快患者的转换,致使血清骨胶原酶水平显著升高[9]。骨代谢受到糖尿病的影响机制非常复杂,本次研究选取24例糖尿病患者,其骨胶原酶水平比正常检查者的水平明显更高,对于糖尿病患者,血糖升高,导致尿钙的排出量也大大增加,也增加了血中PTH水平的反馈性,骨受到PTH的作用,骨的转换率以及更新率都更高。另有学者认为在2型糖尿病早期破骨、成骨过程均显著增强,但随着病程延长,成骨过程减弱,因此,糖尿病患者在整个疾病过程中追踪检测骨胶原酶对了解骨代谢的改变也有显著意义,能为临床制定干预措施提供参考依据[9]。TRAP主要存在于与破骨细胞膜相联系的微粒体内,骨吸收期间,破骨细胞产生并分泌H+-ATP酶在细胞间形成1个空隙,TRAP即通过破骨细胞波状缘分泌入此空隙,参与骨基质中钙磷矿化底物的降解。TRAP的分泌能在血清中测得,可间接反映破骨细胞活性以及骨吸收的速率。本研究显示,男性代谢性骨病组TRAP显著升高(P＜0.01),而女性观察组未显示此种变化。初步分析原因,认为存在着年龄、雌激素等对骨代谢的影响,绝经后女性雌激素分泌不足,致使破骨细胞活跃增强,影响骨胶原的成熟、转换和骨矿化,同时雌激素抑制甲状旁腺激素的分泌,抑制肾1α-羟化酶的活性,1,25-(OH)2D3合成减少,肠吸收钙减少,骨矿含量随之减少,多因素相互作用,使得TRAP水平存在性别差异。Pyr和D-Pyr是成熟的Ⅰ型胶原分子间构成胶原纤维的交联物,受赖氨酰氧化酶作用而成为降解产物释放入血,不被肝脏降解而直接经尿液排出。因此,测定尿D-Pyr或DPyr/Cr能反映骨吸收情况。本研究显示,男女性代谢性骨病组D-Pyr/Cr均出现显著升高(P＜0.01),显示了吡啶酚在此类疾病的诊断或病情评价中的价值。因为尿中D-Pyr/Cr的浓度不受饮食与运动的影响,故认为是反映骨胶原降解和骨吸收最灵敏最特异的指标之一。Ⅰ型胶原N端肽与I型胶原C端肽均为骨胶原溶解释放的I型胶原在肝脏中被分解的产物,均为评价骨形态计量学骨吸收的重要参数。本研究显示,无论男性还是女性患者,观察组NTX显著升高(P＜0.01),认为NTX活性亦可作为骨更新的敏感指标,也有研究检测血清Ⅰ型胶原C端肽,认为其与Pyr、D-Pyr呈显著的正相关。因为人体其他组织包括肌肉和皮肤也含有一定比例的胶原,尿中HOP仅有10%来自骨Ⅰ型胶原的降解,易受到食物中动物胶原蛋白摄入量的影响,且HOP在排入尿液之前大部分已降解,故认为尿羟脯氨酸对骨更新或骨吸收反映不特异,临床分析时可同时检测清晨第2次空腹尿和24小时尿HOP综合判定。跟骨定量超声测量,超声振幅衰减平均值能较好地反映骨的密度,超声传播速度能较好地反映骨的质量,而骨硬度指数能较综合地反映骨强度的改变,有助于临床诊疗提供参考依据[10]。

综上所述,检测代谢性骨病,需要选择合适的方式。在本次研究过程中,由于病例数较少,研究结果缺乏循证医学的证据,因此需要探索更多样本、更具前瞻性的结果。但是,本文数据初步证实,对患者的血清骨胶原酶进行定量测定,可以对代谢性骨病患者的代谢改变进行有效的反馈,是研究代谢性骨病患者骨代谢改变的有效指标,值得在临床上大力推广。