骨代谢相关检测指标的相关介绍
一、骨代谢调节相关物质
1．维生素D
维生素D具有重要的生理作用，它可以维持体内钙的平衡（血液中钙和磷的浓度），增加小肠对钙的吸收，促进骨的矿化，参与免疫系统的调节，抑制细胞分裂，促进细胞分化，进而可防止肿瘤的发骨代谢检测指标及代谢性骨病生。血中可检测到两种形式的维生素D（维生素D代谢过程见图1）25-羟维生素D和1,25-二羟维生素D。25-羟维生素D是血中激素的主要形式，是1,25-二羟维生素D有效激素的前体，其半衰期长、浓度高，可用于测定由于维生素D缺乏或过剩导致钙异常代谢（通过
异常的钙、磷或PTH试验结果反映出），评估和监测个体维生素D的状态。通常所指的维生素D为25-羟维生素D，25-羟基维生素D在体内也存在两种形式，即25-羟维生素D2和25-羟维生素D3，两者均在肾脏转化为激素活性的1,25-OHD，专家认为，尽管许多国家在补充维生素、食物强化治疗时已将D2改为D3，而D2在天然食物中含量极低，通常还是应该同时测量25-羟维生素D2或25-羟维生素D3，即测定总25--羟维生素D来反映维生素D的储存状态。
测定1,25-二羟维生素D可用于高钙血症的鉴别诊断，PTH过多引起的高血钙，1,25-二羟维生素D浓度变化较小；而非PTH相关性高血钙（如肿瘤），1,25-二羟维生素D浓度通常下降。肾外原因（如结节病、结核、炎症、伯克肉样瘤或某些淋巴瘤等）导致的高血钙，血清1,25-二羟维生素D浓度升高。
（1）应用
① 判定有无维生素D储存不足。
血清25-OHD的浓度持续小于10μg/L（25nmol/L），可导致儿童佝偻病和成人骨质疏松的发生。为避免PTH代偿性升高、钙吸收增加和骨转化平衡失调，血清25-OHD至少应高于20μg/L（50nmol/L）。专家建议所有儿童和成人都应将维持在30～100μg/L（75nmol/L～250nmol/L）才安全，但对于肾外合成1,25-OHD患者（包括慢性肉芽肿紊乱和一些淋巴瘤）则例外；
② 有无吸收不良导致的维生素D缺乏（肠炎、胆囊纤维化、溃疡性结肠炎和胃旁路术后测定维生素D评价其吸收障碍的程度具有意义）；
③ 维生素D治疗依从性及效果监测。
（2）影响因素
① 25-羟化维生素D的水平受阳光照射、纬度、季节（冬季比夏季低）、皮肤色素沉着、使用的防晒霜及肝功能、年龄的影响；
② 25-羟维生素D3不同的测定方法，结果有差异。
（3）升高见于
口服维生素药片或其他营养品中补充的维生素D过量。
（4）下降见于
① 骨质疏松症、内分泌代谢性疾病（如甲亢、糖尿病等）；
② 日光中暴露不足、维生素D摄入不足或小肠吸收障碍。
③ 抗癫痫药物，特别是苯妥英（狄兰汀）会干扰肝内25-羟基维生素D的生成；
④ 肿瘤（如结肠癌、乳腺癌、肺癌等）病人该指标会减低，但临床检测意义不大。
2．甲状旁腺素（PTH）
PTH是由甲状旁腺主细胞分泌的一种含有84 个氨基酸的直链肽类激素，释放入血后裂解为多种片段，片段主要形式为PTH（35-84 ） 和PTH（7-84）（目前临床上检测的多为全段甲状旁腺素），主要生理作用是升血钙、降血磷，激素作用的主要靶器官有肾、骨和肠道，对肾脏的作用，PTH可抑制近球小管对磷酸盐的重吸收，增加尿磷排出，使血磷下降；促进远球小管对钙的重吸收，减少尿钙排出，使血钙升高。对骨的作用，通过快速效应与延迟效应两个时相刺激骨质吸收，动员骨的钙、磷入血。对肠道的作用，PTH通过增强肾内羟化酶活性的作用，活化维生素D3，间接使肠道吸收的Ca2+增加。激素的调节方面，PTH的合成和分泌受细胞外Ca2+浓度的负反馈调节。
（1）应用
① 评估甲状旁腺功能；
② 鉴别血钙失衡的原因；
③ 评价甲状旁腺功能亢进手术切除治疗的效果。
（2）干扰因素
① 完整的PTH以间断性的或脉冲的方式分泌，分泌具有昼夜节律，于凌晨2点达到峰值，通常在早晨8点采样；
② 标本储存时间过长能引起PTH水平假性增高；
③ 某些药物，如磷酸盐、抗惊厥药、类固醇类药、异烟肼、锂和利福平等可导致PTH水平升高。
（3）升高见于
① 甲状旁腺功能亢进症，若PTH增高，同时伴有高血钙和低血磷，则为原发性甲状旁腺功能亢进症，常见于甲状旁腺肿瘤（通常为良性），其分泌PTH不受反馈机制调节。继发性甲状旁腺功能亢进多见于肾功能衰竭、吸收不良综合征、维生素D、钙缺乏等所致的低钙血症；
② 肺癌、肾癌所致的异源甲状旁腺功能亢进等（副肿瘤综合征）。
（4）下降见于
甲状腺或甲状旁腺手术后、特发性甲状旁腺功能减退症（病因有自身免疫性疾病、遗传学因素和严重疾病等），患者通常PTH和血钙水平很低，血磷水平很高。
3．性激素（雌激素与雄激素）
雌激素和雄激素的缺乏使破骨细胞功能增强，骨丢失加速，引起骨量减少。
二、无机物：钙、磷、镁
1．钙
骨是机体最大的钙磷储存库，机体99%的钙以羟基磷灰石结晶的形式存在于骨骼中，其余1%左右包含在细胞外液和软组织中。钙离子具有重要的生理功能，特别是维持神经肌肉兴奋性方面。人体内钙的平衡的调节主要依靠甲状旁腺激素，维生素D及降钙素共同作用于骨、肾及消化道。钙与PTH的关系见下表1
钙与维生素D的关系：维生素D可促进肠道对钙、磷的吸收；促进肾小管对钙、磷的重吸收。
（1）应用
高钙血症和低钙血症的诊断。
（2）影响因素
① 血液的PH值降低或酸中毒、采血时静脉压迫过久过重会因血细胞的代谢而导致钙离子升高；血液的PH值升高或碱中毒时，样本中的CO2排出而导致钙离子下降；
② 生理因素，运动、体位由仰卧位变为直立位，血总钙和离子钙均升高；进食后不久采样会因食物吸收而导致一过性高钙血症；大量摄入牛奶等高钙饮食可由于肠道过量吸收引起血钙增高。
（3）升高见于
① 甲状旁腺激素相关，原发性、继发性甲状旁腺功能亢进；
② 维生素D相关，维生素D中毒、结节病和肉芽肿性疾病、淋巴瘤（新生物产生过多的1,25羟维生素D3）；
③ 恶性肿瘤，骨转移瘤（溶骨性，例如乳腺癌、结肠癌、前列腺癌）、激素引起骨溶解导致高血钙，PTH相关蛋白（例如肺鳞状细胞癌、肾细胞癌）、破骨细胞激活因子（例如多发性骨髓瘤）；
④ 药物，噻嗪类利尿剂（轻度高血钙）、锂制剂、乳碱综合征（含钙的抗酸药）、维生素A中毒；
⑤ 其他内分泌疾病，甲状腺功能亢进、肾上腺功能不全、肢端肥大症、嗜铬细胞瘤；
⑥ 基因异常，家族性低尿钙性高血钙。
（4）下降见于
① 缺少甲状旁腺激素，见于甲状旁腺功能减退：特发性甲状旁腺机能减退、甲状旁腺或甲状腺切除术损伤甲状旁腺后、低镁血症（阻断PTH分泌）、颈部放疗术后、肿瘤浸润（血色病，肉芽肿性疾病）、DiGeorge综合征、遗传性（先天性）甲状旁腺机能减退症；
② 甲状旁腺激素抵抗，包括假性甲状旁腺机能减退症（缺乏有效的PTH）、低镁血症；
③ 维生素D缺乏，见于摄入不足、吸收不良、日照不足、抗惊厥药治疗、维生素D依赖性佝偻病-I型；
④ 维生素D抵抗，维生素D依赖性佝偻病-II型；
⑤ 慢性肾衰竭；
⑥ 低白蛋白血症时总钙会下降，离子钙正常，校正公式为：校正血钙（mg/dl）=检测血总钙（mg/dl）+0.8 [4-血清白蛋白（g/dl）]；
⑦ 高磷血症，见于肾衰竭、溶瘤综合征、横纹肌溶解、过量磷摄入；
⑧ 骨饥饿综合征（在甲状旁腺切除术后立即发生）；
⑨ 急性胰腺炎；
⑩ 大量输入枸橼酸抗凝的血制品；
⑾革兰阴性菌败血症；
⑿抗骨吸收制剂（如降钙素、双磷酸盐、光辉霉素）。
2．磷
磷广泛分布在体内，骨骼中的磷占80%~85%，软组织中占15%，细胞外液中的磷占1%，细胞外液中的磷大部分以磷的无机化合物的形式存在，而血磷的测定通常是指测定血浆中的无机磷，80%~85%以HPO42-的形式存在，其余为H2PO4-，而PO43-仅微量。
（1）应用
血磷通常与钙同时检测，用于辅助诊断引起钙代谢异常（特别是肾脏、胃肠功能紊乱时）的疾病及治疗效果监测。
（2）干扰因素
① 样本及采血时间，血清优于血浆，血样本应在禁食一夜后的清晨采集；
② 溶血，引起假性升高，血标本须在采血后2小时内将血清与血细胞分离，避免溶血；
③ 血小板增多症时血磷可升高；
④ 高胆红素血症和高脂血症也可干扰无机磷的测定；
⑤ 检测方法和分析系统产生的干扰；
⑥ 生物学因素，单克隆免疫球蛋白症在采用磷酸钼酸法时可引起假性高磷酸血症。
（3）升高见于
① 细胞外液磷负荷增加，包括外源性磷负荷增加（维生素D过多症、含磷的缓泻剂或灌肠剂、静脉补充磷）；内源性磷负荷增加，见于横纹肌溶解（特别是合并肾功能不全）、恶性肿瘤化疗引起细胞破坏，特别是淋巴系统恶性肿瘤、代谢性酸中毒、呼吸性酸中毒（磷进入细胞减少）；
② 尿液中磷排出减少，包括肾衰竭（急性和慢性）、甲状旁腺功能减退、假性甲状旁腺功能减退、生长激素过量（肢端肥大症）；
③ 假性高磷血症，见于多发性骨髓瘤、高甘油三酯血症、细胞溶解。
（4）下降见于
① 摄入减少和吸收下降，见于饥饿、肠道营养磷组分配置不当、吸收不良综合征，小肠切除、摄入含铝或含镁的抗酸剂、脂肪泻或慢性腹泻、维生素D缺乏性和维生素D抵抗性骨软化；
② 排出增加，包括摄入增加尿磷排出的药（如渗透性利尿、利尿剂、支气管扩张剂）、原发性和继发性甲状旁腺功能亢进、甲状腺功能亢进、肾小管功能缺陷（Fanconi综合征）（先天性，单克隆轻链）、肾损伤，重金属中毒，嗜酒、低钾肾病、糖尿病控制不良、低血磷性佝偻病（FGF-23基因突变）、肿瘤相关性骨软化（FGF-23升高）、维生素D缺乏或抵抗；
③ 磷向细胞内转移，见于静脉用葡萄糖、合成代谢类固醇、雌激素、口服避孕药、β肾上腺素能受体激动剂、黄嘌呤衍生物、水杨酸中毒、胰岛素升高、急性呼吸性碱中毒、骨饥饿综合征；
④ 电解质异常，见于高血钙、低血镁、代谢性碱中毒。
3．镁
人体内含镁量约25g，近99%的镁位于骨骼和细胞内液，镁参与了细胞内大多数的生理活动，对于神经传导、肌肉收缩、钾和钙的转运有重要意义。
（1）应用
① 通常与钙、磷同时检测，低镁水平会造成难以纠正的低钙；
② 肾功能（镁经肾脏排泄）及胃肠功能紊乱（肠吸收减少）导致的高镁/低镁血症的监测。
③ 静脉或口服镁制剂的监测（产科血镁的应用）。
（2）干扰因素
① 样本采集，需空腹采血，避免溶血，不能使用柠檬酸盐、草酸盐和EDTA抗凝的血浆；
② 血清总镁浓度的测量不能完全指示镁离子的生理活性。
（3）升高见于
① 影响肾小球滤过的肾脏疾病，如急性肾小球肾炎、肾功能衰竭的少尿和无尿期；
② 还见于多发性骨髓瘤、严重脱水、用含镁制剂治疗过量、慢性感染、横纹肌溶解、严重脱水等。
（4）下降见于
① 胃肠道原因导致的低血镁（如摄入减少，如饥饿、厌食）、蛋白质营养不良、静脉营养缺少镁的补充、肠道丢失、胃肠减压、呕吐、短肠综合征、炎症性肠病、胰腺炎、腹泻；
② 肾脏丢失，见于袢利尿剂和噻嗪类利尿剂长期使用、渗透性利尿（葡萄糖、甘露醇、尿素）、高血钙、乙醇、肾毒性物质/药物（顺铂、庆大霉素、环孢素、两性霉素B等）、间质肾炎、急性肾小管坏死恢复期、肾移植后、梗阻性肾病解除梗阻后、Bartter综合征、Gitelman综合征、RTA、家族性低血镁、高尿钙和肾钙化、低镁血症合并继发性低尿钙症。
三、非矿物质骨基质成分：骨吸收、骨形成标志物
骨标志物检查是对骨吸收和骨形成标志物进行检测，它们是骨骼变化过程的标记，可用于辅助骨密度检查。尿液或血液中的骨吸收标志物包括血清抗酒石酸酸性磷酸酶（TRACP）、骨I型胶原降解产物（CTX、NTX），骨形成标志物包括骨源性碱性磷酸酶（B-ALP）、血清骨钙素、Ⅰ型前胶原C-端前肽（PICP）、Ⅰ型前胶原N-端前肽（PINP）；可以通过检查上述一个或多个指标来评价患者骨吸收速率和（或）形成速率，因此骨标志物可帮助诊断骨质疏松症，选择相应的治疗药物，监测药物治疗的效果，相对于骨密度检查，它们可在更短的时间内（3-6个月对比1~2年）提示医生，判断患者是否对抗吸收或骨形成治疗有反应，当疗效不佳时，可根据这些检查及时调整治疗方式，同时根据患者骨转化速率来预测患者的骨丢失速度及骨折风险。目前，国际骨质疏松基金会推荐PINP和S-CTX（血清CTX）是敏感性相对较好的两个骨转换生化标志物。此外，为进一步鉴别诊断的需要，可酌情选择性地进行以下检查，如血沉、甲状腺、甲状旁腺功能、性激素、维生素D、尿钙和磷、皮质醇、血尿轻链、肿瘤标志物，甚至放射性核素骨扫描、骨髓穿刺或骨活检等，需加强对原发疾病的筛查。
（一）骨吸收标志物
1．血清抗酒石酸酸性磷酸酶（TRACP5b）
血中的酸性磷酸酶来源于多种组织，如骨、前列腺、红细胞及血小板等，共有6种同功酶，在电泳时显示6条泳带，骨源性（还包括肺泡细胞，巨噬细胞、脾细胞等来源）酸性磷酸酶在第5泳带，所以又称5型酸性磷酸酶（TRACP5），能抵抗酒石酸的抑制，因而称之为抗酒石酸酸性磷酸酶。TRACP主要由破骨细胞分泌，反应破骨细胞活性和骨吸收状态。破骨细胞行骨吸收时，TRACP由位于破骨细胞内溶酶体样结构中排泌至骨吸收表面，将骨桥蛋白以及骨连素等非胶原骨基质蛋白去磷酸化，从而有利于破骨细胞与骨吸收处表面的黏接。
（1）干扰因素
① 静脉血长时间暴露于空气中可以引起血PH值升高，TRACP活性发生不可逆性失活；
② 目前无完全特异性识别骨性TRACP的抗体，检测结果无公认的参考范围；
③ 据报道，健康和绝经后妇女体内TRACP5b的量都随其年龄的增大而增加。
（2）升高见于
原发性甲状旁腺功能亢进、慢性肾功能不全、变形性骨炎、转移性骨癌、骨软化症、卵巢切除术后及高转换型骨质疏松症等。
（3）下降见于
甲状旁腺功能减退、甲状腺功能减退。
2．骨I型胶原降解产物（CTX、NTX）
1型胶原交联N末端肽（NTX) 和l型胶原交联C-末端肽（CTX）通过3-羟吡啶交联物将相邻的2个胶原分子各自N（C）末端的1条肽链与毗邻的另一胶原分子螺旋处相连而成。二者组成框架相似，其主要区别是NTX的2条肽链中分别为α(1)和α(2)，而CTX的都是α(1)；另外，NTX的螺旋交联部位在分子的C端930氨基酸处，而CTX的螺旋交联部位则在分子N端的97位氨基酸处。吡啶交联物只来源于细胞外的胶原纤维，并非新合成的胶原分子，所以只能是胶原降解而来；交联物在血中不被降解，由肾脏排出，能直接反映骨基质胶原降解情况；骨胶原含量远高于其他组织，转换也较主要的结缔组织快，所以更具代表性；有的食物中虽含吡啶交联物，但不被肠道吸收，不干扰测定。
（1）应用
① 判断骨质疏松症治疗所需的疗程及监测治疗效果，治疗4到8周后CTX（或NTX）变化若<30%提示需更改治疗方案；
② 该检测项目不作为诊断标准。
（2）干扰因素
① 尿CTX的排出有明显昼夜节律，一般夜间比白天高，故在临床应用中，标本收集的时间对测定结果有影响。部分报道认为，夜间（11PM~7AM）和第一次空腹晨尿标本比24小时尿更能反应骨吸收情况，且收集方便，容易实行，建议作为收集标本的标准；
② 测定尿CTX，最后的结果需以尿肌酐校正，以减少尿量和体型的影响，但也因为如此，尿CTX结果会受诸如身体肌肉群的大小和肌肉代谢紊乱、尿肌酐的检测误差等因素的影响；
③血清CTX与尿CTX相比，昼夜节律小，不需测尿肌酐，但是受肾功能影响，肾功能不全时血清CTX的值可能升高。
（3）升高见于
骨质疏松症、原发性甲旁亢、Paget病、骨肿瘤以及甲亢等多种代谢性骨病。
（二）骨形成标志物
1．骨源性碱性磷酸酶（B-ALP）
体内碱性磷酸酶包括组织特异性碱性磷酸酶和组织非特异碱性磷酸酶，广泛存在于人体各组织器官中，以肝脏最多，其次是肾脏、胎盘、小肠、骨骼等，来源于骨骼的碱性磷酸酶成为B-ALP，B-ALP可在成骨过程中水解磷酸酯，为羟磷灰石的沉积提供必需的磷酸，同时水解焦磷酸盐，解除其对骨盐形成的抑制作用，利于骨的形成。
（1）干扰因素
B-ALP在反映成骨细胞活性和骨形成上有较高特异性，但检测应用的抗B-ALP的抗体特异性不高，与肝性ALP存在5%~20%的交叉反应。
（2）升高见于
① 儿童骨发育性疾病，如佝偻病；
② 骨质疏松症；
③ 恶性肿瘤骨转移；
④ 肾脏疾病；
⑤ 原发性甲状旁腺功能亢进症；
⑥ Paget病；
⑦ 妊娠。
（3）下降见于
呆小病（骨形成受抑）、多发性骨髓瘤（由于骨再造不平衡，B-ALP活性明显低于正常）。
2．血清骨钙素
骨钙素由成骨细胞合成分泌，大部分沉积在骨基质中，小部分进入血循环。当骨基质降解时其中的OC进入循环中，因此测定血中OC能反映成骨细胞的活性，但在更大程度上反映的是骨转换。
（1）应用
① 主要反映骨转换，评价骨质疏松症的患病风险；
② 用于骨质疏松症的分类；判断骨质疏松症治疗的疗效。
（2）干扰因素
① 骨钙素存在生物节律性（午夜和凌晨4：00间达高峰，下午和傍晚降至最低点）；
② 标本类型（血浆低于血清）；
③ 血中的骨钙素分子的非均一性，完整分子仅占总骨钙素的36%；完整分子的骨钙素不稳定，标本的存放时间过长，骨钙素水平下降；
④ 其他，甲状旁腺激素、糖皮质激素及香豆素衍生物可抑制骨钙素的合成；羧基化不全骨钙素随年龄增长而增加；儿童正常骨钙素水平高于成人，在青春期达到高峰，妇女月经周期中骨钙素水平明显升高，女性血清骨钙素水平高于男性。
（3）升高见于
儿童生长期、肾功能不全、骨髓炎、骨折、甲状旁腺功能亢进、高转换率的骨质疏松症患者、骨转移癌、低磷血症等。
（4）下降见于
甲状旁腺功能减退、甲状腺功能减退、糖尿病、孕妇、使用糖皮质激素治疗等。
3、Ⅰ型前胶原羧基端前肽（PICP）、Ⅰ型前胶原基端前肽（PINP）
Ⅰ型胶原在成骨细胞合成时，首先合成的是前胶原。在前胶原的N端和C端各有一延长肽，称为前肽。当合成的前胶原以整分子从成骨细胞分泌到胞外介质时，分子两端的前肽分别被N端蛋白酶和C端蛋白酶切移去。被酶切下的前肽少量沉积在骨基质中，大部分进入血循环。成骨细胞的活性增强，前胶原合成增多，使上述前肽产物在血循环中的浓度增加。在骨基质蛋白中，Ⅰ型胶原占90％，因此，前胶原的两种前肽在血中浓度的测定是评价骨形成的有用指标。
（1）干扰因素
① 受肝功能影响；
② 存在昼夜节律，峰值在凌晨0~3点。
（2）升高见于
儿童发育期、妊娠最后3个月、原发性甲状旁腺功能亢进、骨肿瘤、畸形性骨炎、骨软化症、肾性骨营养不良、酒精性肝炎、肺纤维化、遗传性高PICP等。
（3）下降见于
Cushing综合征时可减低。
摘自定向点金《临床实验室》杂志2013年第一期
编辑：范伟伟
