????? 骨骼是一種代謝相當(dāng)活躍的組織，與全身其他組織器官一樣，存在生長發(fā)育、衰老、病損等生命現(xiàn)象。骨組織在合成與分解代謝過程中產(chǎn)生許多代謝產(chǎn)物，并以不同濃度和結(jié)構(gòu)方式分布于骨骼、血液、尿液或其他體液中；調(diào)節(jié)骨代謝的內(nèi)分泌和旁分泌激素不但影響骨塑建與骨重建，也反饋調(diào)控骨代謝的多個環(huán)節(jié)，維持骨代謝平衡和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。因此，臨床上可以通過檢測血液或尿液中的骨代謝產(chǎn)物和相關(guān)激素，間接推斷骨骼的各種代謝狀態(tài)。這些可被檢測的生化標(biāo)志物與相關(guān)激素統(tǒng)稱為骨代謝生化標(biāo)志物或骨代謝標(biāo)志物，其中能反映骨代謝轉(zhuǎn)換的指標(biāo)稱為骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物(bone turnover markers，BTMs)。

?????? 骨代謝標(biāo)志物可大致分為一般生化標(biāo)志物、骨代謝調(diào)控激素和骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物3類。一般生化標(biāo)志物主要指血鈣、血磷、尿鈣和尿磷等；骨代謝調(diào)控激素主要包括維生素D及其代謝產(chǎn)物、甲狀旁腺素(parathyroid hormone，PTH)和成纖維生長因子23(亦稱排磷因子或排磷素，fiberblast growth factor 23，F(xiàn)GF23)等；BTMs則指反映骨骼細(xì)胞活性與骨基質(zhì)代謝水平的生化產(chǎn)物，通常分為骨形成標(biāo)志物和骨吸收標(biāo)志物兩類，前者代表成骨細(xì)胞活性及骨形成狀態(tài)，后者主要反映破骨細(xì)胞活性與骨吸收水平。

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一般生化標(biāo)志物

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血鈣

?????? 血鈣分為血清總鈣和游離鈣，是反映鈣和磷穩(wěn)態(tài)變化的基本指標(biāo)。血液中約50%的總鈣與白蛋白及球蛋白結(jié)合，因此，血清總鈣受血清白蛋白的影響，而未與蛋白質(zhì)結(jié)合的鈣稱為游離鈣。游離鈣受鈣調(diào)節(jié)激素(如甲狀旁腺素、維生素D和降鈣素)的嚴(yán)密調(diào)控，能更準(zhǔn)確地反映鈣代謝狀態(tài)。成年人血清總鈣的正常參考值范圍2.2~2.7 mmol/L，臨床發(fā)現(xiàn)血鈣異常時，應(yīng)考慮血清白蛋白、血液稀釋或濃縮以及其他因素的影響(附錄1ⅢA級)，并進(jìn)行校正。校正公式：血清總鈣修正值(mmol/L)=血鈣測量值(mmol/L)+0.02×[40－血清白蛋白濃度(g/L)]。血游離鈣一般情況下可估算為血清總鈣的一半，也可用游離鈣測定儀檢測，其正常水平為(1.18±0.05)mmol/L。

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血磷

????? 血清中的無機(jī)磷約12%與蛋白結(jié)合，絕大多數(shù)以H₂PO₄^-或HPO₄^2-離子狀態(tài)存在，成年人正常參考范圍為0.97~1.45 mmol/L，兒童為1.29~2.10 mmol/L。引起血磷升高的主要原因包括慢性腎功能衰竭等腎濾過磷障礙性疾病、維生素D中毒和甲狀旁腺功能減退癥等。引起血磷降低的常見原因有維生素D缺乏癥、原發(fā)性或三發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn)癥、范可尼綜合征、腎小管性酸中毒或其他腎小管病變等。需要注意的是，血磷易受飲食因素(特別是磷攝入量)的影響。

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尿鈣

?????? 臨床上常用24 h尿鈣排出量或尿鈣/尿肌酐比值反映尿鈣排泄水平。在飲食基本不變的情況下，24 h尿鈣檢測較為穩(wěn)定。通常情況下，24 h尿鈣排出量大于7.5 mmol(300 mg)為高鈣尿癥；低鈣尿癥的判斷需要同時考慮鈣攝入量、尿鈣排出量和血鈣水平等因素，目前尚無公認(rèn)的診斷標(biāo)準(zhǔn)。

?????? 引起尿鈣增加的常見因素：(1)鈣攝入過多；(2)骨礦物質(zhì)動員增強(qiáng)(如高PTH血癥、高糖皮質(zhì)激素血癥、高甲狀腺激素血癥、腎小管酸中毒、腫瘤骨轉(zhuǎn)移或惡性骨腫瘤等)；(3)長期制動；(4)慢性代謝性酸中毒；(5)維生素D過量或中毒；(6)結(jié)節(jié)病(1α-羥化酶活性增強(qiáng)，血清1,25(OH)₂D和血鈣升高)。引起尿鈣減少的主要因素：(1)維生素D缺乏癥；(2)代謝性堿中毒；(3)佝僂病/骨軟化癥等。

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尿磷

????? 臨床上常用24 h尿磷排出量、尿磷/尿肌酐比值反映尿磷排泄水平。尿磷排出量受多種因素的影響，主要包括來源于腸道、骨骼和軟組織的磷含量、腎小球磷濾過率和腎小管磷重吸收率等。低磷血癥患者的尿磷不降低，即意味著不適當(dāng)性尿磷排泄增加，多見于PTH分泌過多、高FGF23血癥、范可尼綜合征、低磷血癥性骨軟化癥等。

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骨代謝調(diào)控激素

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維生素D

??????? 維生素D是調(diào)節(jié)鈣磷代謝的重要激素。其生理作用主要包括：(1)促進(jìn)小腸的鈣磷吸收；(2)促進(jìn)腎小管鈣磷重吸收；(3)促進(jìn)骨礦物質(zhì)動員。除了調(diào)節(jié)鈣磷代謝之外，維生素D還對免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、骨骼肌運(yùn)動系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)和皮膚功能等有重要調(diào)節(jié)作用。

?????? 維生素D在體內(nèi)的代謝產(chǎn)物超過40種，但是絕大多數(shù)在循環(huán)中的半衰期都很短暫。25羥維生素D(25-hydroxyvitamin D,25OHD)在血液中與維生素D結(jié)合蛋白結(jié)合，半衰期約21 d，是維生素D在體內(nèi)的主要儲存形式，其檢測不受進(jìn)食和生理節(jié)律的影響。具有生理活性的1,25(OH)₂D是25OHD經(jīng)1α羥化酶羥化后的產(chǎn)物，其半衰期為4~6 h，血濃度僅為25OHD的千分之一。因此，臨床上推薦用25OHD檢測反映個體的維生素D營養(yǎng)狀態(tài)(附錄1Ⅱ-3A級)。而1,25(OH)₂D不能反映維生素D營養(yǎng)狀態(tài)，不推薦常規(guī)檢測，僅應(yīng)用于某些代謝性骨病的鑒別診斷。

?????? 高效液相法是測定血清25OHD濃度的金標(biāo)準(zhǔn)，但由于該法耗時且費(fèi)用高，不利于廣泛應(yīng)用。目前最常用的檢測方法是免疫測定法。血清1,25(OH)₂D常用放射免疫法測定。雖然血清1,25(OH)₂D較為穩(wěn)定，但由于其濃度低，測定方法難以標(biāo)準(zhǔn)化，且易受外源性活性維生素D的影響，檢測難度和誤差遠(yuǎn)高于25OHD。

?????? 國際骨質(zhì)疏松基金會(International Osteoporosis foundation，IOF)建議血清25OHD低于20 ug/L判為維生素D缺乏，20~30 ug/L為維生素D不足，老年人25OHD水平高于30 ug/L可降低跌倒和骨折風(fēng)險(xiǎn)(附錄1Ⅱ-2B級)。需要注意的是，血清25OHD水平易受日照、地理位置、季節(jié)等因素影響。臨床醫(yī)師必須重視維生素D缺乏或不足的流行現(xiàn)狀及其對骨質(zhì)疏松癥等代謝性骨病的影響。我國多中心流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，55歲以上女性血清25OHD平均值18.0±8.4 ug/L，維生素D缺乏(＜20 ug/L)的患病率43.8%，維生素D不足及缺乏(＜30 ug/L)的患病率高達(dá)86.5%；在日照時間最少的四川盆地，30歲以上女性25OHD低于20 ug/L的比例為72.5%，低于30 ug/L的比例高達(dá)95.0%。

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甲狀旁腺素?

?????? 甲狀旁腺主細(xì)胞合成和分泌的PTH含84個氨基酸殘基。PTH的主要生理功能包括：(1)增加尿鈣重吸收、抑制尿磷重吸收并調(diào)節(jié)維生素D在腎臟的活化和代謝；(2)刺激骨形成和骨吸收，但通常情況下以刺激骨吸收占主導(dǎo)地位。循環(huán)血液中的活性PTH濃度較低，半衰期僅2 min，而大量無活性的PTH片段可干擾PTH測定。

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成纖維生長因子23

?????? FGF23是一種由骨細(xì)胞分泌的重要磷調(diào)節(jié)激素，通過與Klotho-FGF受體復(fù)合物結(jié)合，抑制近端腎小管對磷的重吸收，增加尿磷排泄。FGF23還可抑制1,25(OH)₂D的合成并促進(jìn)其分解代謝，從而減少腸道磷的吸收。目前可采用酶聯(lián)免疫測定法及自動化學(xué)發(fā)光法檢測血清FGF23濃度。有限的數(shù)據(jù)建議將25 ng/L作為FGF23異常的切點(diǎn)，但需要更大樣本的研究進(jìn)行論證。

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骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物

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骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物分類和來源?

BTMs分為骨形成標(biāo)志物和骨吸收標(biāo)志物兩類。

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骨形成標(biāo)志物

?????? 骨形成標(biāo)志物是反映成骨細(xì)胞功能狀態(tài)的直接或間接產(chǎn)物。成骨細(xì)胞中含有大量的Ⅰ型前膠原，骨形成時Ⅰ型前膠原被分泌到細(xì)胞外，裂解為Ⅰ型前膠原N端前肽(N-terminal propeptide of type 1 precollagen，P1NP)、Ⅰ型前膠原C端前肽(C-terminal propeptide of type 1 precollagen，PICP)和Ⅰ型膠原3個片段。Ⅰ型膠原被組裝在類骨質(zhì)中，無機(jī)礦物質(zhì)(鈣和磷)沉積于其中，形成羥基磷灰石(類骨質(zhì)礦化)；而P1NP和PICP則作為代謝產(chǎn)物進(jìn)入血液和尿液中，故檢測P1NP和PICP可以反映骨形成水平。骨礦化過程中，成骨細(xì)胞分泌的骨特異性堿性磷酸酶(bone-specific alkaline phosphatase，bALP)將單磷酸酯水解成無機(jī)磷，增加局部無機(jī)磷的濃度，同時可水解抑制礦化結(jié)晶的焦磷酸鹽，發(fā)揮鈣結(jié)合蛋白或Ca²⁺-ATP酶的作用。骨堿性磷酸酶是總堿性磷酸酶的重要部分，肝功能正常時，肝臟和骨骼來源的堿性磷酸酶各占血液總堿性磷酸酶的一半。當(dāng)骨源性堿性磷酸酶升高時，總堿性磷酸酶也相應(yīng)升高，故后者可部分反映骨形成狀態(tài)。相對于bALP和Ⅰ型原膠原，骨鈣素(osteocalcin，OC)是骨基質(zhì)中含量最豐富和骨形成過程產(chǎn)生較晚的標(biāo)志物，由成骨細(xì)胞合成類骨質(zhì)時釋放到細(xì)胞外基質(zhì)，其中一小部分進(jìn)入血液循環(huán)，其作用尚不清楚，可能與影響類骨質(zhì)礦化并在骨重建過程中起負(fù)反饋?zhàn)饔糜嘘P(guān)。破骨細(xì)胞骨吸收時OC也會增高，因此OC除了反映骨形成狀態(tài)外，更代表骨轉(zhuǎn)化水平的綜合狀態(tài)。骨鈣素的大N端片段(N-Mid OC，1~43氨基酸殘基)比OC全段更穩(wěn)定，檢測敏感性和重復(fù)性更佳。

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骨吸收標(biāo)志物

??????? 骨吸收標(biāo)志物是在骨吸收過程中由破骨細(xì)胞分泌的或被代謝的骨組織產(chǎn)物。在骨組織中，Ⅰ型膠原交聯(lián)氨基端肽區(qū)(type I collagen cross-linked N-telopeptide，NTX)或羧基端肽區(qū)(type I collagen cross-linked C-telopeptide，CTX)通過吡啶啉(pyridinoline，Pry)或脫氧吡啶啉(deoxypyridinoline，D-Pry)將相鄰兩個Ⅰ型原膠原分子相連，而羥脯氨酸(hydroxyproline，HOP)在膠原分子內(nèi)部通過氫鍵起穩(wěn)定膠原纖維的作用。Ⅰ型膠原在賴氨酰氧化酶作用下降解后，釋放出HOP、Pry、D-Pry、NTX和CTX，因此這5個標(biāo)志物反映了骨吸收過程中的膠原降解水平。尿HOP只有10%來自骨Ⅰ型膠原的降解，其特異性較差;而Pry、D-Pry在尿液中相對穩(wěn)定。常用的CTX有α-CTX和β-CTX兩種，其中β-CTX是α-CTX的異構(gòu)體，兩者均含有Ⅰ型膠原分子間交聯(lián)物的重要區(qū)段和近似交聯(lián)物的殘基，可保護(hù)其不受腎臟降解，穩(wěn)定性較好。抗酒石酸酸性磷酸酶-5b(tartrate-resistant acid phosphatase 5b，TRAP-5b)是由破骨細(xì)胞產(chǎn)生的非膠原蛋白。破骨細(xì)胞將降解的膠原代謝產(chǎn)物吞入細(xì)胞中，并和含有TRAP-5b的細(xì)胞囊泡融合，在囊泡中膠原代謝產(chǎn)物被TRAP-5b產(chǎn)生的氧化應(yīng)激產(chǎn)物破壞并和TRAP-5b一起從基底外側(cè)細(xì)胞膜分泌到細(xì)胞外。因此，血清TRAP-5b與骨吸收水平呈正相關(guān)。

?????? 在不同年齡段及各種代謝性骨病時，BTMs能及時反映全身骨骼代謝狀態(tài)和動態(tài)變化。

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常見代謝性骨病骨代謝生化標(biāo)志物變化 Change of bone metabolic biochemical markers
代謝性骨痛	骨形成標(biāo)志物	骨吸收標(biāo)志物	PTH	25OHD	1,25(OH)2D	血鈣	血磷
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甲狀旁腺功能亢進(jìn)	↑	↑	↑↑	N或↓	↑	↑	↓
腎性骨病(高轉(zhuǎn)運(yùn)型)	↑	↑	↑	N或↓	N或↓	↓	↑
腎性骨病(低轉(zhuǎn)運(yùn)型)	N或↓	N或↓	N或↓	N或↓	N或↓	↓	↑
骨腫瘤或腫瘤骨轉(zhuǎn)移	↑	↑	↓	N	N或↓	N或↑	N或↓或↑
佝僂病或骨軟化	↑↑	↑	↑	↓或↑	N或↑或↓	N或↓	N或↓
維生素D缺乏	N或↑	N或↑	↑	↓	N或↑或↓	N或↓	N或↓
PTH:甲狀旁腺素； 25OHD:25羥維生素Dg

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整理自2015年中華醫(yī)學(xué)會骨質(zhì)疏松和骨礦鹽疾病分會《骨代謝生化標(biāo)志物臨床應(yīng)用指南》

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