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血清骨转换标志物在骨髓瘤骨病患者中的应用

2020-10-17 168 上传者：管理员

摘要：目的:研究血清骨转换标志物β-异构化的C-端肽I型胶原片段(β-CrossLaps，β-CTx)、N-MID骨钙素、总1型前胶原氨基末端肽在骨髓瘤骨病中的临床应用价值。方法:通过罗氏全自动电化学发光分析仪检测55例MBD患者(MBD组)和20例健康体检者(对照组)血清中的β-CTx、Osteocalcin、TP1NP浓度;并通过影像学技术(MRI或CT)判断MBD患者是否有骨质破坏及其破坏范围。结果:计量资料根据数据分布特征，以中位数(P25,P75)表示。结果表明，β-CTx在MBD患者和对照组血清中的浓度分别为0.72(0.48,1.28)ng/ml和0.53(0.34,0.61)ng/ml,MBD组β-CTx浓度显著高于对照组(P=0.002);β-CTx与TP1NP比值(%)在MBD组和对照组中分别为1.50(1.05,3.36)和1.25(0.86,1.35),MBD组的β-CTx与TP1NP比值显著高于对照组(P=0.007)。β-CTx在局限型和广泛型骨质破坏的MBD组患者中的浓度分别为0.41(0.31,0.66)ng/ml、1.14(0.72,1.81)ng/ml，广泛型骨质破坏的MBD患者血清中β-CTx的浓度显著高于局限型的患者(P<0.001);β-CTx与TP1NP比值(%)在局限型和广泛型MBD患者中分别为1.30(0.90,2.49)和1.98(1.18,3.76)，骨质破坏广泛型MBD组患者的这一比例显著高于局限型患者(P=0.019);Osteocalcin在局限型和广泛型MBD组患者血清中的浓度分别为14.31(8.82,19.39)ng/ml和21.52(14.42,47.76)ng/ml，广泛型骨损伤MBD组患者显著性高于局限型MBD患者(P=0.008)。β-CTx在广泛型骨损伤MBD患者诊断中的AUC=0.88(95%CI:0.78-0.98,P<0.001),cut-off值在0.69ng/ml时，其敏感性、特异性分别为80.65%、83.33%。结论:MBD患者存在骨吸收亢进和高骨转换率;血清骨转换志物中的β-CTx、osteocalcin可有效地反映MBD患者的骨损伤程度，尤其是β-CTx对广泛型骨损伤MBD患者的诊断具有重要价值;但这些骨转换标志物与MM的疾病进展无必然的关系。

关键词：
多发性骨髓瘤
疾病进展
血液肿瘤
骨转换标志物
骨髓瘤骨病
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多发性骨髓瘤是一种以骨髓中克隆性浆细胞异常增殖为特征的恶性血液肿瘤，也是临床诊疗中最为常见的一种血液系统疾病。据美国国家癌症数据中心最新的统计数据表明，2016年美国MM的发病率和死亡率均在血液系统恶性肿瘤中排在第三位，分别为6.63/10万和3.24/10万。在国内，2017年MM和淋巴瘤患者的年龄标准化死亡率达到3.74/万，且自2007年始有显著的上升趋势[1]。该病主要的临床表现为高钙血症、贫血、肾功能异常及溶骨性骨病变。自对MM病例的记载资料来看，骨质破坏、易骨折是该疾病最具特征性的病变[2]，这种因克隆性浆细胞恶性增殖引起的骨质病变也被称为骨髓瘤骨病[3]，其在新诊断MM中的发生率接近79%[4]，严重影响了MM患者的总体生存率与生活质量。传统对MBD及其严重程度的诊断方法主要是通过骨组织活检和全身骨骼X射线检查，但随着影像学技术的不断革新，低剂量全身CT、MRI、PET-CT等影像技术显著提高了对MBD诊断的敏感性和特异性[5]。然而，在MBD的实验室诊断方面，高特异性和敏感性的实验室指标还有待进一步的研究。2018年国际骨质疏松症基金会和国际临床化学联合会(IFCC)骨标记物标准工作组已确定血液中I型前胶原的N末端前肽(PINP)和I型胶原C末端肽(CTx-I)作为骨转换参考标志物，用于骨折风险预测和骨质疏松症治疗监测[6]。在正常骨基质的有机成分中，I型胶原的含量约占90%，而β-异构化的C-端肽I型胶原片段(β-CrossLaps，β-CTx)是成熟I型胶原降解后的片段产物，是反映骨吸收功能的特异性指标，在生理或病理情况下，该指标升高则提示患者骨吸收亢进;N-MID骨钙素由成骨细胞产生，是骨基质中最重要的一种非胶原且依赖于维生素K发挥作用的骨特异性的钙结合蛋白，与骨代谢疾病的骨转化率有很好的相关性;总1型前胶原氨基末端肽是I型前胶原在转化为I型胶原时，被特异性蛋白酶切割所产生的片段，其能够作为一种骨形成的特异性的血清标志物。鉴于以上血清学骨转换标志物能够很好地反映骨吸收、骨形成等骨转换的过程，且在大部分临床实验室中均能够常规开展。因此，本研究试图探讨这些骨转换标志物在MBD诊断及MM疾病进展评估中的临床应用价值，为MBD患者骨损伤程度的判断提供除影像学以外的血清学指标。

1、材料和方法

1.病例资料

2015年8月至2019年12月期间，入住苏北人民医院血液科的多发性骨髓瘤患者55例，所有患者在CT或MRI影响学诊断中均显示有至少1处(>5mm)溶骨性病变，符合2014年国际骨髓瘤工作组对骨髓瘤骨病的定义[7]，且所有患者均未合并其他浆细胞相关恶性血液系统疾病。55例患者中男性32例，女性23例，中位年龄68岁;按照免疫学分型，IgG型36例，IgA型11例，IgD型1例，轻链型7例;按照ISS国际分期，I期10例、II期14例，III期31例。同时以20例健康体检者作为对照组，其中男性9例，女性11例，中位年龄64.5岁。

2.试剂与仪器

β-CTx、Osteocalcin、TP1NP及相关校准品、质控品均采用罗氏公司生产的原装试剂，为德国罗氏公司产品。Cobase602自动化学发光免疫分析仪为德国罗氏公司产品;离心机为中佳低速离心机(型号KDC-40)，为中国科大创新股份有限公司产品。

3.检测方法

取静脉采血4ml,2191×g离心10min，常规生化项目检测后，将剩余血清-10℃冻存，用于检测骨转换标志物。通过影像学技术(MRI或CT)判断患者是否有骨质破坏及破坏范围。

4.统计学分析

使用SPSS26.0、GraphPadPrism7.0软件进行数据统计分析。计量资料根据数据分布特征，以中位数(P25,P75)表示;两组数据之间的差异比较采用非参数Mann-WhitneyU检验;多组之间的差异性比较采用Kruskal-Wallis检验;两组率的比较采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2、结果

1.临床病例资料特征

鉴于年龄对骨代谢指标有较大的影响，本研究在设计对照组时已考虑到这方面的影响因素，对照组(20例)和MBD组(55例)患者之间年龄差异无统计学意义。检测结果发现，血清中碱性磷酸酶(ALP)、钙离子(Ca2+)这两种反映骨质代谢状态的常规标志物在骨质破坏1处(局限型)与2处及以上(广泛型)MBD患者中无显著性差异;同样，骨髓中浆细胞的比例也不能够反映骨损伤严重程度(表1)。

MBD患者中β-CTx、TP1NP、β-CTx与TP1NP比值(%)、osteocalcin值的比较

β-CTx在MBD患者和健康对照组血清中的浓度分别为0.72(0.48,1.28)ng/ml和0.53(0.34,0.61)ng/ml,MBD患者β-CTx显著高于健康对照组(P=0.002)(图1A);TP1NP在MBD患者血清中的浓度略低于健康对照组[40.31(25.81,65.85)ng/mlvs41.65(34.22,51.79)ng/ml](P=0.796)(图1B);在MBD患者和对照组中β-CTx与TP1NP比值(%)分别为1.50(1.05,3.36)和1.25(0.86,1.35),MBD患者组该比值显著高于对照组(P=0.007)(图1C);Osteocalcin在MBD患者和对照组血清中的浓度分别为17.28(11.06,30.95)ng/ml和15.02(11.56,19.92)ng/ml，虽然MBD组略有升高，但2组间差异并无统计学意义(P=0.211)(图1D)。

不同骨损伤严重程度的MBD患者中β-CTx、TP1NP、β-CTx与TP1NP比值(%)、osteocalcin值的比较

将MBD患者分为2组，分别为骨质破坏1处(局限型)、2处及以上(广泛型)。β-CTx在这2组患者中的浓度分别为0.41(0.31,0.66)ng/ml和1.14(0.72,1.81)ng/ml，骨质破坏广泛型的MBD患者血清中β-CTx的浓度显著高于局限型的患者(P<0.001)(图2A);TP1NP在这2组患者中的浓度分别为33.79(22.12,56.53)ng/ml、46.08(31.51,78.97)ng/ml，骨质破坏广泛型的MBD患者中的浓度有升高，但与局限型组相比无统计学意义(P=0.055)(图2B)。局限型和广泛型MBD患者β-CTx与TP1NP比值(%)分别为1.30(0.90,2.49)、1.98(1.18,3.76)，骨质破坏广泛型MBD患者的这一比例显著高于局限型患者(P=0.019)(图2C);Osteocalcin在局限型和广泛型MBD患者血清中的浓度分别为14.31(8.82,19.39)ng/ml和21.52(14.42,47.76)ng/ml，广泛型骨损伤MBD患者的浓度显著高于局限型MBD患者(P=0.008)(图2D)。

β-CTx在MBD及广泛型骨损伤MBD中诊断效能比较

检测结果证实，反映骨吸收的血清标志物β-CTx在MBD患者尤其是在广泛型骨损伤的MBD患者中的浓度显著性升高。本研究进一步通过ROC曲线分析了这个指标在MBD及广泛型骨损伤MBD患者诊断中的效能。结果表明，β-CTx在MBD患者诊断中的AUC=0.73(95CI%:0.62-0.84)(P=0.003)(图3A);cut-off值在0.62ng/ml时，其敏感性、特异性分别为67.27%和80.00%。而在MBD患者骨质损伤严重程度的鉴别诊断中，β-CTx表现出较高的诊断价值，其在广泛型骨损伤MBD患者诊断中的AUC=0.88(95%CI:0.78-0.98)(P<0.001);cutoff值在0.69ng/ml时，其敏感性、特异性分别为80.65%和83.33%(图3B)。

β-CTx、TP1NP、β-CTx与TP1NP比值(%)、osteocalcin在MBD进展中的比较

β-CTx在I期、II期、III期MBD患者血清中的浓度分别为0.585(0.45,1.18)ng/ml、0.69(0.39,1.42)ng/ml和0.79(0.62,1.46)ng/ml。虽然随着疾病的进展浓度略有上升，但3组之间无统计学意义(P=0.431)(图4A);TP1NP在I期、II期、III期MBD患者血清中的浓度分别为35.17(24.89,63.05)ng/ml、52.97(24.65,99.39)ng/ml和40.31(24.67,64.02)ng/ml,3组患者之间浓度变化无显著性差异(P=0.686)(图4B);β-CTx/TP1NP(%)比值在I期、II期、III期MM患者中分别为1.40(1.08,1.95)、1.23(0.86,3.39)和1.80(1.17,3.80),3组之间比较无显著性差异(P=0.222)(图4C);Osteocalcin在I期、II期、III期MM患者血清中的浓度分别为15.59(14.35,17.36)ng/ml、17.43(10.52,53.98)ng/ml、19.26(10.43,39.88)ng/ml，虽然随着疾病的进展有上升趋势，但差异仍无显著性统计学意义(P=0.582)(图4D)。

以上结果显示，MBD患者存在骨吸收亢进和高骨转换率;血清骨转换志物中的β-CTx、Osteocalcin可有效地反映MBD患者的骨损伤程度，尤其是β-CTx对广泛型骨损伤MBD患者的诊断具有重要价值;但这些骨转换标志物与MM的疾病进展无必然的关系。

3、讨论

本研究探讨了临床常规开展的血清骨转换标志物，包括了反映骨吸收能力的β-CTx、反映骨转换率的Osteocalcin及反映骨合成能力的TP1NP，及其在MBD患者中浓度变化。研究结果显示，在MBD患者中β-CTx的浓度及β-CTx与TP1NP比值(%)显著高于对照组。这提示，在MBD患者体内存在骨吸收能力的增加，产生这一现象的机制，可能是由于MM患者骨髓微环境中各种机制导致的破骨的细胞的活性增加，成骨细胞的活性抑制[8,9,10,11]。由于MM患者骨吸收能力的增加，导致MM患者出现不同骨损伤程度的MBD。因此，本研究进一步探讨了这些骨转换标志物与MBD患者骨损伤程度的关系。结果显示，在广泛型骨损伤的MBD患者中，β-CTx、Osteocalcin的浓度及β-CTx与TP1NP比值(%)有显著性的增加。ROC曲线分析结果显示，β-CTx在MBD诊断尤其是在广泛型骨损伤的MBD诊断中具有重要的价值，这一研究结果可为MBD患者骨损伤程度的判断提供除影像学以外的血清学指标。最后，本研究还分析了骨转换标志物与MM进展的关系。结果显示，β-CTx虽然随着疾病的进展有逐渐上升的趋势，但是缺乏显著性的改变;其他骨转换标志物与MM患者的进展无必然的关系，本研究结果与Vallet等[12]的研究结论一致。在MBD的治疗方面，目前尽管有一些新型药物如denosumab和denosumab似乎很有应用前景，但双膦酸盐仍然是治疗骨髓瘤骨病的主要手段[13]。Auzina等[14]的研究显示，β-CTx可作为MBD治疗后疗效评估的一个很好的实验室指标。由于本研究缺失对治疗后患者的追踪，并未对这些标志物在MBD患者治疗前、后作相关的研究，对此工作将在后续的研究中深入探讨。此外，反映骨合成能力的TP1NP在MBD患者中并无差异性改变，这一标志物的临床价值有待进一步研究。综上所述，在诸多血清骨转换标志物中，β-CTx可作为MBD的诊断和疗效监测的最佳的实验室指标。

王广洲,王正芳,王军,马莉,周林.血清骨转换标志物在骨髓瘤骨病患者中的应用价值[J].中国实验血液学杂志,2020,28(05):1618-1624.

基金:苏北人民医院第四批扶持技术项目(fcjs201848).