骨代謝生化指標(biāo)臨床應(yīng)用專家共識(shí)(2020)

張萌萌 張秀珍 鄧偉民 張智海 徐輝 葛繼榮 王永福 黃宏興 史曉林 張東偉 毛未賢 馬倩倩 高遠(yuǎn) 楊茂偉 郭郡浩 張紅紅 張曉梅 印平 趙方 鄭洪新 晁愛軍 張巖 孔西建 李英華 李毅中 趙國(guó)陽(yáng) 胡玲 董紅宇 吳巖 吳滌 鄒軍 周惠瓊 范馨月

1.《中國(guó)骨質(zhì)疏松雜志》社，北京 100102 2.同濟(jì)大學(xué)附屬同濟(jì)醫(yī)院，上海 200065 3.中國(guó)人民解放軍南部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院，廣東 廣州 510010 4.航空總醫(yī)院，北京 100012 5.吉林大學(xué)，吉林 長(zhǎng)春 130012 6.福建省中醫(yī)藥科學(xué)院，福建 福州 350003 7.內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院， 內(nèi)蒙古 包頭 014010 8.廣州中醫(yī)藥大學(xué)第三附屬醫(yī)院，廣東 廣州 510240 9.浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院，浙江 杭州 310005 10.北京中醫(yī)藥大學(xué)糖尿病研究中心，北京 100029 11.吉林省一汽總醫(yī)院，吉林 長(zhǎng)春 130011 12.中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，遼寧 沈陽(yáng)110000 13.中國(guó)人民解放軍東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院，江蘇 南京 210002 14.解放軍總醫(yī)院，北京 100853 15.北京大學(xué)國(guó)際醫(yī)院，北京 102206 16.大連醫(yī)科大學(xué)附屬金山醫(yī)院，遼寧 本溪 117000 17.遼寧省金秋醫(yī)院，遼寧 沈陽(yáng) 110016 18.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)，遼寧 沈陽(yáng)110000 19.天津醫(yī)院，天津 300211 20.上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬龍華醫(yī)院，上海 200032 21.河南省骨科醫(yī)院，河南 洛陽(yáng) 450000 22.上海市第五人民醫(yī)院，上海 200240 23.福建醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院，福建 泉州 362000 24.江蘇大學(xué)附屬醫(yī)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212000 25.南昌大學(xué)第三附屬醫(yī)院，江西 南昌 330000 26.首都醫(yī)科大學(xué)北京市石景山醫(yī)院，北京 100043 27.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010110 28.內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭醫(yī)學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014040 29.上海體育學(xué)院，上海 200438 30.中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院第四醫(yī)學(xué)中心，北京 100037 31.大連醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院，遼寧 大連 116000

骨是具有新陳代謝的活組織，由破骨細(xì)胞吸收舊骨、成骨細(xì)胞生成等量新骨取代以完成骨轉(zhuǎn)換。在伴隨人一生的骨轉(zhuǎn)換過程中，骨代謝生化指標(biāo)(bone metabolism biochemical indicators)發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用[1-2]。

骨代謝生化指標(biāo)包括鈣磷代謝調(diào)節(jié)指標(biāo)、骨形成標(biāo)志物、骨吸收標(biāo)志物、激素與細(xì)胞因子，其中骨形成標(biāo)志物與骨吸收標(biāo)志物合稱為骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物。

骨代謝生化指標(biāo)分別來源于骨、軟骨、軟組織、皮膚、肝、腎、小腸、血液及內(nèi)分泌腺體等，是由成骨細(xì)胞或破骨細(xì)胞分泌的酶和激素，以及骨基質(zhì)的膠原蛋白代謝產(chǎn)物或非膠原蛋白。

目前臨床上的檢測(cè)方法包括：酶聯(lián)免疫吸附分析(enzyme linked immunosorbent assay，ELISA)、化學(xué)發(fā)光免疫測(cè)定(chemiluminescence analysis，CLIA)、電化學(xué)發(fā)光免疫分析(electrochemiluminescence immunoassay，ECLIA)、放射免疫分析(radioimmunoassay，RIA)、免疫放射分析(immunoradiometric assay，IRMA)、高效液相色譜(high performance liquid chromatography，HPLC)及比色法等。

通過檢測(cè)血、尿中骨代謝生化指標(biāo)水平，可以了解骨組織新陳代謝的情況，骨代謝生化指標(biāo)用于評(píng)價(jià)骨代謝狀態(tài)、骨質(zhì)疏松診斷分型、預(yù)測(cè)骨折風(fēng)險(xiǎn)和代謝性骨病的鑒別診斷。此外，骨代謝生化指標(biāo)作為監(jiān)測(cè)治療的早期指標(biāo)，還可用于評(píng)估骨質(zhì)疏松治療的變化[3]。

1 鈣磷代謝調(diào)節(jié)指標(biāo)

在骨代謝調(diào)節(jié)過程中，主要的鈣磷代謝調(diào)節(jié)指標(biāo)包括甲狀旁腺素、降鈣素和維生素D3。

1.1 甲狀旁腺素

甲狀旁腺素(parathyroid hormone，PTH)是由甲狀旁腺主細(xì)胞合成分泌的、含有84個(gè)氨基酸的堿性單鏈多肽，人的PTH基因定位在11號(hào)染色體短臂(11p15)。對(duì)維持機(jī)體鈣磷平衡和調(diào)節(jié)骨代謝起著重要作用。PTH與骨、腎等組織表面的受體結(jié)合，促使血鈣水平升高，血磷水平下降[1]。PTH可精細(xì)調(diào)節(jié)骨的合成、分解代謝，對(duì)成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的分化、成熟、凋亡發(fā)揮重要作用。

PTH分泌受多種因素的調(diào)節(jié)，如維生素D、鈣、磷、蛋白激酶、性腺類固醇類激素等。高血鈣抑制PTH分泌，低血鈣上調(diào)PTH表達(dá)。活性維生素D可抑制PTH基因轉(zhuǎn)錄，使PTH分泌減少。

PTH促進(jìn)骨吸收和骨轉(zhuǎn)換，動(dòng)員骨鈣入血，血鈣升高。首先，PTH直接刺激破骨前體細(xì)胞，增加成熟的破骨細(xì)胞數(shù)量，破骨細(xì)胞功能增強(qiáng)，骨吸收增加。有研究表明PTH可通過甲狀旁腺素受體信號(hào)通路，上調(diào)破骨細(xì)胞核因子κB受體活化因子配體(receptor activator of NF-κB ligand，RANKL)的表達(dá)，從而誘導(dǎo)骨吸收[4]。其次，PTH與成骨細(xì)胞或成骨細(xì)胞前體細(xì)胞結(jié)合，抑制其活性，包括抑制Ⅰ型膠原的合成和骨基質(zhì)蛋白的合成。

研究表明，PTH對(duì)骨形成和骨吸收具有雙重效應(yīng)，PTH的生物效應(yīng)取決于其作用劑量，在持續(xù)大劑量PTH的作用下，破骨細(xì)胞活性超過成骨細(xì)胞，導(dǎo)致骨丟失大于骨形成。間歇性小劑量PTH促進(jìn)骨代謝，骨形成大于骨吸收，因此可起到促進(jìn)骨形成的作用[5]。

PTH增高，見于原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn)、異位性甲狀旁腺功能亢進(jìn)、繼發(fā)于腎病的甲狀旁腺功能亢進(jìn)、假性甲狀旁腺功能減退等。PTH減低，見于甲狀腺手術(shù)切除所致的甲狀旁腺功能減退癥、腎功能衰竭和甲狀腺功能亢進(jìn)所致的非甲狀旁腺性高血鈣癥等[6]。

測(cè)定血清PTH是診斷PTH相關(guān)性骨病的最重要指標(biāo)，在判斷和鑒別原發(fā)性和繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn)時(shí)，可結(jié)合血鈣、血磷和維生素D水平一起分析。PTH測(cè)定方法有生物學(xué)法、RIA、IRMA、ELISA等。其中，放射免疫分析法對(duì)測(cè)定循環(huán)中的PTH具有足夠的敏感性且易于常規(guī)應(yīng)用。酶聯(lián)免疫法用以測(cè)定人體血中完整的PTH含量。

臨床上診斷骨質(zhì)疏松血鈣異常時(shí)，為查找原因常檢測(cè)PTH，而當(dāng)血鈣正常時(shí)，一般不常規(guī)檢測(cè)PTH，但血鈣正常PTH也有升高現(xiàn)象。在應(yīng)用雙膦酸鹽類藥物治療骨質(zhì)疏松時(shí)，由于抑制破骨細(xì)胞的作用，使得血鈣減低，PTH分泌增加，血中PTH輕度升高，同時(shí)激發(fā)維生素D合成增加[7]。

測(cè)定血清PTH是診斷PTH相關(guān)性骨病的最重要指標(biāo)之一。正常參考值尚不統(tǒng)一，不同方法差異較大。甲狀旁腺素(PTH1-84)的參考范圍：14.5～87.1 pg/mL(化學(xué)發(fā)光法LIAISONXL)；15～65 pg/mL(電化學(xué)發(fā)光法Cobase)；15～68.3 pg/mL(化學(xué)發(fā)光法i2000)。

1.2 降鈣素

降鈣素(calcitonin，CT)是一種重要的參與鈣磷代謝調(diào)節(jié)的多肽類激素。在人體內(nèi)由甲狀腺濾泡旁細(xì)胞(parafollicular cells，又稱明亮細(xì)胞或C細(xì)胞)產(chǎn)生和分泌[1]，是含有32個(gè)氨基酸的多肽激素，是Copp等研究者于1961年首次發(fā)現(xiàn)[8]，主要生理作用是降低破骨細(xì)胞的數(shù)量、抑制破骨細(xì)胞的活性，減少骨吸收；抑制小腸對(duì)鈣離子的吸收，降低體內(nèi)血鈣濃度，使血中游離鈣沉積于骨組織中；抑制腎小管遠(yuǎn)端對(duì)鈣磷的重吸收，增加尿鈣排泄；還可直接作用于人成骨細(xì)胞，刺激成骨細(xì)胞增殖和分化。此外，降鈣素對(duì)許多骨代謝疾病所引起的骨痛癥狀也具有良好的緩解作用[9-11]。降鈣素與甲狀旁腺素、1,25(OH)2D3共同維持人體內(nèi)血鈣的穩(wěn)定。

降鈣素主要的靶細(xì)胞為破骨細(xì)胞，通過與靶細(xì)胞膜上的降鈣素受體(calcitonin receptor，CTR)特異性結(jié)合而產(chǎn)生作用。降鈣素對(duì)破骨細(xì)胞的骨吸收功能有明顯的抑制作用，成熟的降鈣素是骨吸收的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑。通過對(duì)破骨細(xì)胞的增殖和凋亡進(jìn)行調(diào)節(jié)，降鈣素抑制破骨細(xì)胞的活性與增殖。

降鈣素對(duì)成骨細(xì)胞亦有直接作用。降鈣素可以增加成骨細(xì)胞堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)的活性，促進(jìn)骨的形成和礦化過程。降鈣素可以促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖和分化，有利于骨形成。

血降鈣素升高的常見原因：①甲狀腺髓樣癌，血降鈣素水平明顯升高；②產(chǎn)生降鈣素的異位腫瘤(如支氣管癌、胰腺癌、上額竇癌、前列腺癌、子宮癌、膀胱癌、乳腺癌、肺癌、肝癌及類癌等)；③原發(fā)性甲亢可輕度增高；④慢性腎病降鈣素可高達(dá)(269±51)ng/L；⑤原發(fā)性甲旁減；⑥肢端肥大癥降鈣素可輕度增高；⑦其他如惡性貧血、高鈣血癥、腦膜炎、胰腺炎等，某些內(nèi)分泌激素如胰高血糖素和胃泌素升高等。

降鈣素水平減低，見于重度甲狀腺功能亢進(jìn)、甲狀腺手術(shù)切除等[1]。

降鈣素是調(diào)節(jié)體內(nèi)鈣磷代謝的重要激素。具有抑制破骨細(xì)胞骨吸收、促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖分化的作用；同時(shí)抑制小腸對(duì)于鈣離子的吸收，降低體內(nèi)血鈣濃度，使血中游離鈣向骨組織轉(zhuǎn)化；抑制腎小管對(duì)鈣和磷的重吸收，增加尿鈣流失。

降鈣素對(duì)血鈣的調(diào)節(jié)作用快速而短暫，即啟動(dòng)快，在1 h內(nèi)就可達(dá)到高峰，但是持續(xù)作用時(shí)間較短，很快被PTH的代償作用所抵消。降鈣素在血漿中極易被滅活，其半衰期很短，通常不超過15 min，在血液中的含量甚微。正常男性血降鈣素<36 ng/L，女性<17 ng/L，一般均應(yīng)<75 ng/L[12]。正常人降鈣素在白天有較大波動(dòng)，中午有一高峰，以后逐漸下降，夜間較恒定。正常成人為5.0～30.0 pmol/L；兒童為(27.9±12.6) pmol/L。

1.3 維生素D3

維生素D3是自然存在的脂溶性維生素，屬類固醇激素[13]。在人類30余種細(xì)胞及組織器官都發(fā)現(xiàn)了維生素D3受體的表達(dá)[14-15]。

維生素D3是所有生物活性物質(zhì)中一種非常獨(dú)特的成分，具有多重作用，它是維生素，但本質(zhì)上是激素，還可能是細(xì)胞因子。維生素D3參與機(jī)體免疫應(yīng)答、細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、凋亡等生理和病理學(xué)過程[14-16]。

人體內(nèi)維生素D的來源有內(nèi)源性合成和外源性吸收兩種。內(nèi)源性合成指在陽(yáng)光或紫外線照射下，存在于大多數(shù)高等動(dòng)物表皮組織的7-脫氫膽固醇經(jīng)光化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成維生素D3[17]。環(huán)境因素(香煙、空氣微粒、吸入性氧化劑等)、日照、地理緯度、年齡因素、皮膚因素、種族、人工紫外線等都影響維生素D3的合成[18]。外源性吸收指人類通過攝取含有維生素D2或D3的飲食來補(bǔ)充體內(nèi)維生素D含量。

1,25(OH)2D3能夠促進(jìn)小腸黏膜細(xì)胞合成鈣結(jié)合蛋白，增加小腸黏膜對(duì)鈣的吸收，增加磷吸收。在腎臟，1,25(OH)2D3能夠增加近端腎小管對(duì)鈣、磷的重吸收，升高血鈣水平，增加骨密度。在骨組織中，生理劑量下1,25(OH)2D3直接作用于骨的礦物質(zhì)代謝，促進(jìn)骨基質(zhì)形成及類骨質(zhì)礦化。大劑量時(shí)1,25(OH)2D3調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞生成，促進(jìn)骨吸收。

血清1,25(OH)2D3的水平可反映體內(nèi)活性維生素D的絕對(duì)含量，但其在體內(nèi)代謝快、半衰期短(4～6 h)、儲(chǔ)存少，25(OH)D3是人體內(nèi)維生素D的主要儲(chǔ)存形式，是反映機(jī)體維生素D代謝的重要指標(biāo)，臨床上一般通過監(jiān)測(cè)血清25(OH)D3的含量來反映血液維生素D3的水平。

根據(jù)Holick[19]在新英格蘭雜志發(fā)表的維生素D3水平判定標(biāo)準(zhǔn)，在人群中維生素D不足或缺乏相當(dāng)普遍。維生素D3不足的發(fā)生率高達(dá)30%～80%，老年人、較貧困地區(qū)的發(fā)病率可能更高，全球近10 億人維生素D3不足或缺乏，且逐年上升。40%～100%的歐美老人存在維生素D3缺乏；50%的絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松婦女藥物治療時(shí)存在維生素D3不足[25(OH)D3水平小于30 ng/mL(75 nmol/L)]。

多種方法可用于檢測(cè)血清25(OH)D3水平，受可控生物學(xué)變異與不可控生物學(xué)變異影響，不同的檢測(cè)方法，結(jié)果有一定的差異，參考范圍亦不同。維生素D3缺乏：<10 ng/mL，維生素D3不全：10～30 ng/mL，維生素D3均衡：30～100 ng/mL，維生素D3中毒癥：>100 ng/mL(化學(xué)發(fā)光LIAISONXL)。維生素D3缺乏：<20 ng/mL，維生素D3不足：21～29 ng/mL，維生素D3正常：≥30 ng/ml(電化學(xué)發(fā)光法Cobas e)。

2 骨形成標(biāo)志物

骨形成標(biāo)志物包括骨特異性堿性磷酸酶、骨鈣素、Ⅰ型前膠原C-端前肽/N-端前肽、骨保護(hù)素。

2.1 骨特異性堿性磷酸酶

ALP是指堿性條件下水解多種磷酸酯并具有轉(zhuǎn)磷酸基作用的一組糖蛋白酶。骨特異性堿性磷酸酶(bone specific alkaline phosphatase，BALP)是成骨細(xì)胞的一種細(xì)胞外酶，其主要作用是在成骨過程中水解磷酸酶，為羥基磷灰石的沉積提供磷酸，同時(shí)水解焦磷酸鹽，解除其對(duì)骨鹽形成的抑制作用，有利于成骨。

BALP的增殖、分化和成熟與骨骼的正常生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān)。BALP合成于骨基質(zhì)成熟階段，與骨基質(zhì)礦化密切相關(guān)，在堿性環(huán)境中骨礦化活躍，成骨細(xì)胞釋放的血清堿性磷酸酶可水解無機(jī)磷酸鹽，進(jìn)而降低焦磷酸鹽濃度，利于骨的礦化。骨骼礦化受阻時(shí)，成骨細(xì)胞合成大量堿性磷酸酶，使血清BALP明顯升高。

BALP參與骨形成過程，在血清中穩(wěn)定，是成骨細(xì)胞成熟和具有活性的標(biāo)志[1]。臨床研究表明，BALP水平與成骨細(xì)胞和前成骨細(xì)胞活性呈線性關(guān)系，血清BALP定量測(cè)定與動(dòng)態(tài)觀察可作為監(jiān)測(cè)骨形成變化的有效參數(shù)。BALP被認(rèn)為是最精確的骨形成標(biāo)志物之一。血清BALP定量測(cè)定與動(dòng)態(tài)觀察對(duì)骨代謝疾病，特別是骨質(zhì)疏松癥的早期診斷、治療效果的監(jiān)測(cè)、病情預(yù)后的判斷等提供有效的依據(jù)。

目前主要采用免疫分析法測(cè)定，包括單克隆抗體的免疫放射測(cè)定法和酶聯(lián)免疫分析法，但是這類檢測(cè)方法的特異性并不完全，與肝源性ALP有一定的交叉，因此，當(dāng)血清BALP升高時(shí)，臨床上需要綜合分析。

血清BALP定量測(cè)定與動(dòng)態(tài)觀察對(duì)骨代謝疾病的早期診斷、治療效果的監(jiān)測(cè)、病情預(yù)后的判斷等提供有效的依據(jù)。高轉(zhuǎn)換的代謝性骨病均可有ALP和BALP的增高，如變形性骨炎(Paget’s病)、原發(fā)和繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn)、甲狀腺功能亢進(jìn)、高轉(zhuǎn)換型骨質(zhì)疏松癥及佝僂病和軟骨病、骨轉(zhuǎn)移癌等[20-21]。應(yīng)用雙膦酸鹽類藥物治療骨質(zhì)疏松可以使骨特異性堿性磷酸酶下降，而這種下降往往在骨密度增加之前，所以BALP是骨質(zhì)疏松治療療效評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一。

BALP能夠反映骨細(xì)胞的形成和活動(dòng)狀態(tài)，穩(wěn)定性好，半衰期長(zhǎng)。它的定量測(cè)定與動(dòng)態(tài)觀察對(duì)骨代謝疾病的早期診斷、治療效果的監(jiān)測(cè)、病情預(yù)后的判斷等提供有效的依據(jù)。

血清BALP檢測(cè)的參考范圍，男性：11.6～20.1μg/L，女性絕經(jīng)前：8.5～14.3μg/L，女性絕經(jīng)后：12.5～22.4μg/L(化學(xué)發(fā)光法Access2)。

2.2 骨鈣素

骨鈣素(osteocalcin，OC或bone glaprotein，BGP)又稱為γ-羧基谷氨酸骨蛋白(R-hydroxy glutamic acid protein，GLa蛋白)，是由非增殖期成骨細(xì)胞合成和分泌的一種特異非膠原骨基質(zhì)蛋白，由49個(gè)氨基酸組成，是骨組織內(nèi)非膠原蛋白的主要成分，屬于非膠原酸性糖蛋白，是一種維生素K依賴性鈣結(jié)合蛋白。骨鈣素是骨基質(zhì)礦化的必需物質(zhì)，目前已能將血液中的羧基化、部分羧基化和未羧基化的BGP區(qū)別開來。在骨吸收和骨溶解時(shí)，沉積在骨基質(zhì)中BGP的片段，如游離的γ-羧基谷氨酸可游離出來[20]，這類多肽在血中的量則表示骨吸收的變化。骨鈣素在調(diào)節(jié)骨鈣代謝中起重要作用，成熟的骨鈣素主要沉積于骨組織間質(zhì)細(xì)胞外和牙質(zhì)中，少部分釋放入血循環(huán)中。

骨鈣素是骨組織中含量最豐富的非膠原蛋白，占非膠原蛋白的10%～20%，主要由成熟的成骨細(xì)胞(osteoblast，OB)、成牙質(zhì)細(xì)胞和增生的軟骨細(xì)胞合成[22]。成熟的BGP分子大部分進(jìn)入細(xì)胞外骨基質(zhì)中，小部分進(jìn)入血循環(huán)，從骨釋放入血的時(shí)間大約為3 h，血中半衰期為4～5 min，大部分經(jīng)腎臟過濾并分解排泄，腎臟功能影響血中骨鈣素水平。

骨鈣素的主要功能是定位羥基磷灰石，在骨形成和骨吸收時(shí)均釋放BGP，因此，骨鈣素反映了骨代謝的總體水平。在成骨細(xì)胞發(fā)育成熟的3個(gè)階段，成骨細(xì)胞活化增殖期、細(xì)胞外基質(zhì)成熟期、基質(zhì)礦化期中，骨鈣素只有在第三期基質(zhì)礦化后開始表達(dá)。

骨鈣素是反映骨形成的特異性生化指標(biāo)，不僅參與骨吸收的調(diào)節(jié)，更重要的是參與基質(zhì)的礦化過程及成骨細(xì)胞分化，與骨轉(zhuǎn)換相關(guān)，能夠維持骨的正常礦化速率，抑制軟骨的礦化速率，并抑制骨異常的羥磷灰石結(jié)晶形成[23]。因此，BGP通常被認(rèn)為是反映骨形成的生化指標(biāo)。臨床上，血清骨鈣素水平與成骨功能變化相關(guān)。

血清骨鈣素濃度升高時(shí)提示骨形成速率加快，主要見于兒童生長(zhǎng)期、成骨不全、腎功能不全、骨折、變形性骨炎、腫瘤骨轉(zhuǎn)移、低磷血癥、甲狀腺功能亢進(jìn)癥、甲狀旁腺功能亢進(jìn)癥、高轉(zhuǎn)換骨質(zhì)疏松癥、尿毒癥、佝僂病、卵巢切除術(shù)后等。

BGP降低見于甲狀腺功能減退癥、腎上腺皮質(zhì)功能亢進(jìn)癥、長(zhǎng)期使用糖皮質(zhì)激素、肝病、糖尿病患者及孕婦等?？构俏账幬锟墒笲GP水平下降，刺激骨形成治療則使BGP水平上升。

血清骨鈣素水平與年齡呈明顯負(fù)相關(guān)，但女性在絕經(jīng)后骨轉(zhuǎn)換增快，BGP再度升高，進(jìn)入老年后BGP逐漸下降[24]。單獨(dú)使用BGP或者聯(lián)合使用骨密度(bone mineral density，BMD)測(cè)量，能更好地判斷骨丟失率，間接預(yù)測(cè)骨折風(fēng)險(xiǎn)[25-26]。血清中骨鈣素水平能夠直接反映骨質(zhì)疏松患者成骨細(xì)胞活性和骨形成情況，對(duì)使用抗骨質(zhì)疏松藥物治療中患者血藥濃度的動(dòng)態(tài)變化也有一定參考價(jià)值[27]。臨床上，骨鈣素檢測(cè)聯(lián)合其他骨代謝指標(biāo)被廣泛應(yīng)用于輔助絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松診斷、抗骨吸收治療療效監(jiān)測(cè)和骨折風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)等方面。

血清骨鈣素檢測(cè)的參考范圍，健康女性絕經(jīng)前：11～43 ng/mL，健康女性絕經(jīng)后：15～46 ng/mL，女性骨質(zhì)疏松癥：13～48 ng/mL，健康男性18～30歲：24～70 ng/mL，健康男性30～50歲：14～42 ng/mL，健康男性50～70歲：14～46 ng/mL(電化學(xué)發(fā)光法Cobas e)。

2.3 Ⅰ型前膠原C-端前肽/N-端前肽

骨組織主要由有機(jī)質(zhì)、無機(jī)礦物質(zhì)、骨細(xì)胞和水組成。有機(jī)質(zhì)約占骨干重的35%，其90%～98%為Ⅰ型膠原。I型膠原是人體內(nèi)含量最豐富的膠原類型，也是礦化骨中唯一的膠原類型，其合成與分解的代謝產(chǎn)物可間接反映骨轉(zhuǎn)換的狀況。

Ⅰ型膠原衍生自一個(gè)較大的蛋白，即I型前膠原。前膠原在成骨細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成，經(jīng)高爾基復(fù)合體分泌出細(xì)胞，細(xì)胞外液中存在的內(nèi)切肽酶使分泌出來的前膠原水解，去除其羧基及氨基端的附加肽段(extensionpeptide)，生成原膠原，此后眾多的原膠原再聚合成骨的膠原纖維。前膠原去除下來的羧基端附加肽段稱I型前膠原羧基末端肽(typeⅠ procollagen carboxyl-terminal peptide，PICP)，氨基端附加肽段稱I型前膠原氨基末端肽(typeⅠ procollagen amino-terminal peptide，PINP)。PICP或PINP在血清中的含量反映成骨細(xì)胞合成骨膠原的能力，可用于監(jiān)測(cè)成骨細(xì)胞活力和骨形成的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)[28]。PICP相對(duì)分子質(zhì)量為10 000，血中半衰期為6～8 min，由肝臟網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞甘露糖受體俘獲消除。PINP代謝類同。其血液中的含量主要反映Ⅰ型膠原的合成速率和骨轉(zhuǎn)換的情況，是新骨形成的特異性的敏感指標(biāo)。

骨代謝疾病、腎功能不全患者血清總PINP升高。兒童發(fā)育期、妊娠晚期、骨腫瘤、骨轉(zhuǎn)移、畸形性骨炎、酒精性肝炎、絕經(jīng)后婦女、肺纖維化、嚴(yán)重肝損害等血清PICP升高[29]。

Chen等[30]對(duì)患有骨質(zhì)疏松的絕經(jīng)后婦女使用特立帕肽治療后發(fā)現(xiàn)，在所研究的骨代謝指標(biāo)BALP、PICP、PINP、D-Pyr、NTX中，PICP和PINP是治療后BMD增加最佳的預(yù)測(cè)指標(biāo)。張萌萌等[24]研究結(jié)果表明，骨質(zhì)疏松患者無論男性、女性血清PINP水平明顯低于正常組，且與股骨頸BMD正相關(guān)，說明骨質(zhì)疏松患者成骨細(xì)胞功能衰退，合成膠原減少，骨形成減少。綜合多項(xiàng)研究，在眾多骨代謝指標(biāo)中，PICP、PINP在預(yù)測(cè)骨質(zhì)疏松的發(fā)生、評(píng)價(jià)骨量、監(jiān)測(cè)抗骨質(zhì)疏松療效等都有較高的特異性和敏感性，PINP表現(xiàn)得尤為明顯，且不受激素影響[31]，在臨床研究和應(yīng)用中有著重要的意義。因此，推薦空腹血清PINP為反映骨形成敏感性較高的標(biāo)志物[32]。

血清I型前膠原羧基末端肽(PICP)檢測(cè)的參考范圍：女性50～170 μg/L，男性38～202 μg/L(酶聯(lián)免疫分析法)。血I型前膠原氨基末端肽(PINP)檢測(cè)的參考范圍：女性31.7～70.7 ng/mL，平均21～78 μg/L(酶聯(lián)免疫分析法)。

2.4 骨保護(hù)素

骨保護(hù)素(ostoeprotegerin，OPG)又稱護(hù)骨素、骨保護(hù)蛋白、破骨細(xì)胞生成抑制因子，由Simonet等于1997年首次在大鼠小腸表達(dá)序列標(biāo)簽cDNA計(jì)劃中克隆得到，是可溶性腫瘤壞死因子受體超家族中的新成員。在骨髓基質(zhì)細(xì)胞、成骨細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等細(xì)胞中均有表達(dá)。OPG主要通過OPG/核因子κB受體活化因子(RANK)/RANK配體(RANKL)系統(tǒng)發(fā)揮調(diào)節(jié)骨代謝作用。OPG的主要作用是影響骨代謝，可抑制破骨細(xì)胞(osteoclast，OC)發(fā)生，并促進(jìn)成熟OC的凋亡[33]。

OPG是一種含401個(gè)氨基酸殘基的蛋白質(zhì)，人OPG基因定位在染色體8q23～24。Southern印跡顯示OPG只有1個(gè)基因，長(zhǎng)27 kb，包括長(zhǎng)度為270、367、192、225和1 765 bp的5個(gè)外顯子[34]。OPG基因編碼一段含有401個(gè)氨基酸殘基的前體蛋白質(zhì)，N末端21個(gè)氨基酸殘基裂解后成為成熟的OPG。OPG蛋白質(zhì)分子具有兩種形式，即60 kDa的單體和膜結(jié)合的120 kDa的同二聚體。其單體和二聚體分子生化特性相似，但二聚體分子具較強(qiáng)的肝素結(jié)合能力，單體分子則在生物體內(nèi)的半衰期更長(zhǎng)[8]。

OPG mRNA廣泛表達(dá)于多種組織和細(xì)胞系，其中以肺、心臟、甲狀腺和骨的表達(dá)最多。許多成骨細(xì)胞譜系細(xì)胞、動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、樹突細(xì)胞及B淋巴細(xì)胞也有高水平表達(dá)[35]。研究表明，OPG的表達(dá)受到體內(nèi)多種激素和細(xì)胞因子調(diào)控。

OPG/RANKL/RANK系統(tǒng)是近年來發(fā)現(xiàn)的在破骨細(xì)胞分化過程中的一個(gè)重要信號(hào)傳導(dǎo)通路，其主要機(jī)制是：(1)成骨細(xì)胞及骨髓基質(zhì)細(xì)胞表面表達(dá)RANKL，與破骨細(xì)胞前體細(xì)胞或破骨細(xì)胞表面上的RANK結(jié)合后促進(jìn)破骨細(xì)胞的分化，從而引起骨溶解。(2)成骨細(xì)胞及骨髓基質(zhì)細(xì)胞分泌表達(dá)OPG，與RANKL競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合，阻止RANKL與RANK之間的結(jié)合，或與RANKL/RANK結(jié)合體結(jié)合成三聚體，直接抑制RANKL/RANK的作用，從而抑制骨溶解的產(chǎn)生。

離體實(shí)驗(yàn)顯示，OPG可提高骨密度，增加骨小梁骨量，減少破骨細(xì)胞數(shù)，控制鈣的吸收，還可以通過抑制破骨細(xì)胞f-肌動(dòng)蛋白環(huán)形成抑制骨吸收或干擾基質(zhì)細(xì)胞與破骨細(xì)胞之間的相互作用，誘導(dǎo)破骨細(xì)胞凋亡[35]。

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者血清OPG水平明顯增高。強(qiáng)直性脊柱炎患者骨吸收增強(qiáng)，血清OPG水平增高，是機(jī)體對(duì)抗過度骨吸收的保護(hù)性反應(yīng)。骨硬化癥是OC形成和骨吸收減弱為特征的多基因遺傳性疾病，與OPG和(或)RANKL有關(guān)。腫瘤轉(zhuǎn)移引起的溶骨性破壞OPG表達(dá)明顯降低。前列腺癌患者OPG水平明顯高于前列腺增生患者。肺癌患者血清OPG水平顯著高于正常人群，肺癌骨轉(zhuǎn)移患者高于肺癌骨未轉(zhuǎn)移患者。OPG可在內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞產(chǎn)生，通過自分泌和旁分泌作用提高內(nèi)皮細(xì)胞活性，防止炎癥細(xì)胞因子對(duì)血管的損害。糖尿病患者OPG水平反應(yīng)性增加。OPG隨年齡遞增，骨吸收增強(qiáng)后機(jī)體代償性分泌，且低OPG水平者較高OPG水平者具有更高的骨折危險(xiǎn)性。絕經(jīng)后女性血清OPG水平隨著年齡增加而升高，推測(cè)雌激素缺乏時(shí)破骨細(xì)胞功能活躍，機(jī)體為代償骨吸收，骨形成增加，最終OPG升高[36]。

臨床上血清OPG常采用免疫分析法檢測(cè)。血清OPG水平隨年齡的增長(zhǎng)而增加，并受種族、檢測(cè)試劑等多種因素的影響，正常血清OPG參考值目前尚未統(tǒng)一確定。

3 骨吸收標(biāo)志物

骨吸收標(biāo)志物主要包括抗酒石酸酸性磷酸酶、I型膠原交聯(lián)C-末端肽、I型膠原交聯(lián)N-末端肽、尿吡啶啉、尿脫氧吡啶啉。

3.1 抗酒石酸酸性磷酸酶

抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase，TRACP)是酸性磷酸酶6種同工酶中的一種，主要存在于巨噬細(xì)胞、破骨細(xì)胞、Gaucher 細(xì)胞、紅細(xì)胞、血小板、脾臟毛狀細(xì)胞以及單核吞噬細(xì)胞中，在肺泡巨噬細(xì)胞和破骨細(xì)胞中含量豐富。人類TRACP是位于第19號(hào)染色體P13.2～13.3 處的一個(gè)基因編碼的單一同工酶，該酶是一種結(jié)構(gòu)高度保守的含鐵糖蛋白，分子量為30～40 kD，不同人種來源的TRACP氨基酸序列的同源性為85%～95%，其差異性起源于轉(zhuǎn)錄初期的可選擇性剪接和使用不同的翻譯起始部位，或翻譯后蛋白質(zhì)的修飾，而不是產(chǎn)生于多基因家族。

在正常人血清中，TRACP以兩種不同的糖基化形式存在，即TRACP-5a和TRACP-5b，其中TRACP-5a主要來源于炎性巨噬細(xì)胞，而TRACP-5b則主要來源于破骨細(xì)胞[37]。TRACP-5a可以在唾液酸酶作用下轉(zhuǎn)變?yōu)門RACP-5b。純化的人破骨細(xì)胞的TRACP是TRACP-5b，不含唾液酸殘基，而TRACP-5a含有唾液酸殘基。

TRACP-5b由于其特異性高、不受晝夜變化、飲食、肝、腎疾病影響，故在監(jiān)測(cè)骨代謝方面有重要作用。TRACP-5b作為第2代骨吸收標(biāo)志物，是一個(gè)有特異和高敏感度的骨吸收指標(biāo)[38]。

TRACP增高見于原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn)癥、慢性腎功能不全、畸形性骨炎、腫瘤骨轉(zhuǎn)移、高轉(zhuǎn)換型骨質(zhì)疏松等；降低見于甲狀腺功能減退癥。

甲狀旁腺機(jī)能亢進(jìn)、Paget’s病等代謝性骨病時(shí)，血清TRACP-5b水平升高是由于破骨細(xì)胞活性增加所致。甲狀旁腺機(jī)能亢進(jìn)患者手術(shù)及藥物治療過程中血清TRACP-5b水平下降。

絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松患者由于卵巢功能減退，雌激素水平減少，破骨細(xì)胞活性增加，骨重建失衡，骨吸收大于骨形成，血清TRACP-5b顯著增高。70歲以上老年性骨質(zhì)疏松癥患者血清TRACP-5b濃度也顯著增加，且與骨密度呈顯著負(fù)相關(guān)。

糖尿病患者體內(nèi)胰島素絕對(duì)或相對(duì)不足，導(dǎo)致維生素D缺乏，1,25(OH)2D3活性下降，腸道鈣吸收減少，繼發(fā)甲狀旁腺機(jī)能亢進(jìn)，破骨細(xì)胞活性增加，骨吸收加快，因而TRACP-5b水平升高。腎性骨病由于鈣、磷及維生素D代謝障礙，繼發(fā)甲狀旁腺機(jī)能亢進(jìn)，血PTH升高、CT下降，骨吸收增加，血清TRACP-5b升高。惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移造成骨代謝活躍，主要表現(xiàn)為骨吸收大于骨形成，血清中TRACP-5b升高。

抗酒石酸酸性磷酸酶(TRACP-5b)血清、血漿檢測(cè)的參考范圍：女性絕經(jīng)前0.5～3.8 U/L，絕經(jīng)后0.5～4.8 U/L，男性0.5～3.8 U/L(色譜法)。

3.2 I型膠原交聯(lián)C-末端肽

在骨的有機(jī)質(zhì)中，90%為Ⅰ型膠原，I型膠原交聯(lián)羧基末端肽[I型膠原交聯(lián)C-末端肽(type I collagen carboxy-terminal peptide，CTX)]是使用最為廣泛的膠原降解標(biāo)志物。

α-CTX和β-CTX是骨吸收的重要指標(biāo)，α-CTX與β-CTX為同型異構(gòu)體結(jié)構(gòu)，α-CTX與β-CTX的區(qū)別為β- CTX的肽序列中的天冬氨酰(Asp)是L-對(duì)映異構(gòu)體，α-CTX和β- CTX是含有骨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[8]，結(jié)構(gòu)緊密，所以不受腎臟的進(jìn)一步降解，具有較好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。CTX的水平反映了破骨細(xì)胞的骨吸收活性，CTX是代謝性骨病的有效標(biāo)志物[24，29]。

I型膠原交聯(lián)C-末端肽水平反映了破骨細(xì)胞骨吸收活性，其升高程度與破骨細(xì)胞活性增高的程度相一致，是骨吸收的重要生化標(biāo)志物[38]。

骨質(zhì)疏松癥、Paget’s病、多發(fā)性骨髓瘤和腫瘤骨轉(zhuǎn)移等患者血清CTX水平升高[24,38-39]。CTX與骨重吸收程度相關(guān)，對(duì)抗骨吸收治療反應(yīng)迅速而靈敏，檢測(cè)血清CTX水平可以預(yù)測(cè)骨轉(zhuǎn)換異常的嚴(yán)重程度，并作為臨床評(píng)估骨轉(zhuǎn)換相關(guān)疾病的重要參考指標(biāo)[40]。

近年來，國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者對(duì)I型膠原交聯(lián)C-末端肽反映骨吸收的作用進(jìn)行了一些臨床研究。50～79歲女性CTX-1明顯高于其他年齡組女性，與BMD呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[38]。一些研究發(fā)現(xiàn)，在骨密度水平相近的老年骨質(zhì)疏松患者中，髖部脆性骨折患者的血清CTX水平達(dá)到或超過正常值上限，高于對(duì)照組，可能獨(dú)立預(yù)示髖部脆性骨折風(fēng)險(xiǎn)的增加[41-42]。U-CTX水平在股骨頸有骨質(zhì)疏松的男性人群較正常健康男性顯著升高，并與BMD存在明顯相關(guān)性，認(rèn)為U-CTX更能顯示當(dāng)前骨代謝狀態(tài)[43]。骨代謝指標(biāo)BALP、BGP、CTX對(duì)2型糖尿病合并骨質(zhì)疏松的診斷及發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估價(jià)值，并分析三者與2型糖尿病合并骨質(zhì)疏松患者的臨床特征之間的關(guān)系。證明聯(lián)合血清BALP、BGP和CTX 3項(xiàng)指標(biāo)可協(xié)助2型糖尿病合并骨質(zhì)疏松的診斷[44]。

I型膠原交聯(lián)C-末端肽是反映骨吸收的重要骨代謝指標(biāo)，是使用最為廣泛的膠原降解標(biāo)志物，與骨吸收程度密切相關(guān)，檢測(cè)血清CTX水平可以預(yù)測(cè)骨轉(zhuǎn)換的活躍程度，并作為臨床評(píng)估骨轉(zhuǎn)換相關(guān)骨代謝疾病的重要參考指標(biāo)。推薦空腹血清CTX為反映骨吸收敏感性較高的標(biāo)志物[32]。

血清I型膠原交聯(lián)C-末端肽(?-CTX)檢測(cè)的參考范圍，女性絕經(jīng)前：均值0.299 ng/mL，女性絕經(jīng)后：均值0.556 ng/mL，男性30～50歲：均值0.3 ng/mL，男性50～70歲：均值0.304 ng/mL，男性>70歲：均值0.394 ng/mL(電化學(xué)發(fā)光法Cobas e)。

3.3 I型膠原交聯(lián)N-末端肽

I型膠原交聯(lián)N-末端肽(type I collagen amino-terminal peptide，NTX)是骨膠原在肝臟中降解后尿中出現(xiàn)的一種穩(wěn)定的最終產(chǎn)物[30]，是反映骨吸收的特異和敏感的指標(biāo)。NTX是含有尿吡啶啉(Pyr)和尿脫氧吡啶啉(D-Pyr)的低分子量多肽，屬于低分子質(zhì)量肽，具有半抗原性。

I型膠原交聯(lián)N-末端肽通過骨吸收入血，經(jīng)人體器官排泄后部分入尿液，尿液中的NTX只來源于成熟的Ⅰ型膠原，因此，正常含膠原飲食不會(huì)影響該生化指標(biāo)的測(cè)量，即NTX的代謝幾乎不受食物影響。晨起和夜間的尿NTX最能反映骨吸收情況，為減少尿量和體型的影響，NTX結(jié)果需用尿肌酐(uCr)校正。NTX是尿中穩(wěn)定的骨質(zhì)溶解終產(chǎn)物，被認(rèn)為是診斷骨吸收破壞特異性較高的指標(biāo)。多項(xiàng)研究證實(shí)尿NTX/Cr與BMD呈顯著負(fù)相關(guān)，是反映骨吸收的特異和敏感的指標(biāo)[45]。

I型膠原交聯(lián)N-末端肽作為破骨細(xì)胞降解骨Ⅰ型膠原的部分直接產(chǎn)物，主要反映破骨細(xì)胞骨吸收活性[46]，可靈敏地反映骨代謝的變化，是評(píng)價(jià)骨形態(tài)計(jì)量學(xué)骨吸收的重要參數(shù)[47]，被認(rèn)為是目前反映骨吸收狀況最敏感、最特異的指標(biāo)。

臨床上骨質(zhì)疏松、原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn)癥、畸形性骨炎、甲狀腺功能亢進(jìn)癥、腫瘤骨轉(zhuǎn)移和多發(fā)性骨髓瘤等都觀察到NTX水平的升高[48]。

在多種用于肺癌骨轉(zhuǎn)移診斷的血清學(xué)指標(biāo)中，尿NTX是診斷骨轉(zhuǎn)移最有效的標(biāo)志物[49]。一項(xiàng)回顧性研究說明，NTX與CTX是骨代謝的敏感指標(biāo)，與骨密度的改變、骨折的發(fā)生具有良好的相關(guān)性，其增加可提示骨關(guān)節(jié)炎患者骨量的減少[50]。

I型膠原交聯(lián)N-末端肽因其反映骨吸收特性的穩(wěn)定性與敏感性，被認(rèn)為是診斷骨吸收破壞特異性較高的指標(biāo)，對(duì)代謝性骨病的早期預(yù)防、診斷與鑒別診斷、治療轉(zhuǎn)歸判斷，具有重要的臨床意義。

與CTX在血清中檢測(cè)不同，臨床上NTX常在尿液中測(cè)定。

I型膠原交聯(lián)N-末端肽(NTX)在尿液中檢測(cè)的參考范圍，女性絕經(jīng)前：5～65 nmol BCE/mmol Cr，男性：3～63 nmol BCE/mmol Cr；在血清中檢測(cè)的參考范圍，女性：6.2～19 nmol BCE/L，男性：5.4～24.2 nmol BCE/L(酶聯(lián)免疫測(cè)定法)。

4 激素與細(xì)胞因子

4.1 生長(zhǎng)激素

生長(zhǎng)激素(growth hormone，GH)是機(jī)體組織細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)育和代謝的調(diào)節(jié)因素之一，具有促細(xì)胞分化增殖的重要作用[8]。

人生長(zhǎng)激素是由腦垂體前葉含有嗜酸性顆粒的生長(zhǎng)激素分泌細(xì)胞所分泌，是腺垂體合成量最多的一種蛋白質(zhì)激素，正常成人垂體含5～10 mg。GH的基因家族分為GH-1、GH-2、絨毛膜促生長(zhǎng)素-1(chorionic somatomammotropin，CS-1)、CS-2和CS-P 5種。垂體和循環(huán)中GH的分子形式呈非均一性，包括多種形式的單體、同(異)多聚體、分子片段及單體與其結(jié)合蛋白的復(fù)合體等；其中最主要的GH 形式是分子質(zhì)量為22 124 Da(約22 kDa)的單體[8]。

GH以脈沖方式分泌入血，受下丘腦分泌的生長(zhǎng)激素釋放激素(growth hormone-releasing hormone，GHRH)和生長(zhǎng)激素釋放抑制激素(somatostatin，SRIH)的雙重調(diào)節(jié)。除了內(nèi)分泌激素作用以外，GH具有促進(jìn)骨的線性生長(zhǎng)、骨重建、骨骼肌生長(zhǎng)、糖脂代謝及免疫調(diào)節(jié)作用[8]。兒童至青春期發(fā)育成熟的骨骼(長(zhǎng)骨)線性生長(zhǎng)主要由GH、胰島素樣生長(zhǎng)因子-1(insulin like growth factor-1，IGF-Ⅰ)、糖皮質(zhì)激素和甲狀腺素調(diào)節(jié)。兒童的軀體線性增長(zhǎng)速度是了解有無GH缺乏或GH作用障礙的簡(jiǎn)單而特異的診斷指標(biāo)。生長(zhǎng)激素缺乏癥(growth hormone deficiency，GHD)是一種生長(zhǎng)發(fā)育障礙疾病，由于生長(zhǎng)激素分泌不足而形成，主要臨床表現(xiàn)為生長(zhǎng)緩慢、身材矮小等，患病同時(shí)常會(huì)伴脂代謝、糖代謝及骨代謝異常[51]。研究表明，生長(zhǎng)激素可直接、間接地對(duì)破骨細(xì)胞的前體細(xì)胞與成熟破骨細(xì)胞進(jìn)行作用，并對(duì)骨吸收進(jìn)行調(diào)控，同時(shí)也可對(duì)前體細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化進(jìn)行刺激，從而更好地促進(jìn)軟骨細(xì)胞和骨細(xì)胞增殖[52-53]。

下丘腦分泌GHRH控制著GH細(xì)胞的生長(zhǎng)，以及GH的合成和分泌。大鼠中的GHRH基因有126個(gè)堿基對(duì)，國(guó)外一項(xiàng)研究建立動(dòng)物模型時(shí)，使用Neor代替了GHRH基因中內(nèi)含子2的一部分和外顯子3的大部分，獲得了 GHRH基因突變的 GHD大鼠模型。在研究中，雜合子(+/-)的雜交育種得到25.8%的正常后代(+/+)，以及52.8%的雜合子(+/-)后代、21.4%的突變后代(-/-)，說明GHRH基因的變異在大鼠身上未表現(xiàn)出致命性。出生3周后，突變鼠(-/-)開始表現(xiàn)出了較為明顯的生長(zhǎng)阻礙；12 周后，突變鼠的體重僅為正常鼠的60%[54-55]。

近年來有研究認(rèn)為，GH可直接作用于骨骼細(xì)胞，但更多的是通過刺激IGF-Ⅰ的合成進(jìn)行控制的[56-58]。胚胎時(shí)期存在著一個(gè)軟骨內(nèi)骨化的過程，生長(zhǎng)板內(nèi)的軟骨細(xì)胞增殖、生長(zhǎng)并分化形成新的軟骨，新形成的軟骨被血管入侵，然后形成骨小梁，這個(gè)過程受基因、激素、環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)等控制。Waters等[59]發(fā)現(xiàn)這一時(shí)期胎兒生長(zhǎng)主要是由非垂體的胎兒組織局部分泌的GH和胰島素樣生長(zhǎng)因子控制，此時(shí)IGF-Ⅰ的促生長(zhǎng)作用獨(dú)立于GH之外。GH和IGF-Ⅰ在出生后的整個(gè)青春期中的縱骨生長(zhǎng)過程中都扮演著一個(gè)重要的角色[60-63]。

GH對(duì)骨骼的影響是通過間接刺激肝臟合成IGF-Ⅰ來發(fā)揮作用的，這些作用大部分是通過GH介導(dǎo)骨骼中IGF-Ⅰ的表達(dá)和活性來完成的[64-65]。由此可見，IGF-Ⅰ對(duì)骨代謝有重要調(diào)節(jié)作用。Tsiridis等[66]研究也顯示二者不僅促進(jìn)骨形成，同時(shí)激活整個(gè)骨轉(zhuǎn)換過程。

生長(zhǎng)激素在維持骨骼健康中起著重要作用，GH分泌不足是引起中老年人骨質(zhì)疏松的重要原因之一。研究發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)激素分泌不足者骨密度較正常人低，隨著年齡的升高，生長(zhǎng)激素分泌水平逐漸下降，骨密度也隨之降低[67]。GH分泌不足者骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病率明顯增高，同時(shí)骨折的風(fēng)險(xiǎn)增加。

生長(zhǎng)激素(GH)血清檢測(cè)的參考范圍，女性：0.06～6.88 ng/mL，男性：0.02～1.23 ng/mL，總體：0.02～4.77 ng/mL(化學(xué)發(fā)光法LIAISONXL)。

4.2 雌激素

雌激素(estrogen，E)在女性體內(nèi)有雌酮(E1)、雌二醇(E2)、雌三醇(E3)3種。其中，雌二醇的生物活性最強(qiáng)，目前臨床常用的雌激素類藥物多是以雌二醇為母體人工合成的衍生物。

雌激素由18個(gè)碳組成的甾體類固醇類激素，具有廣泛而重要的生物活性。

雌激素的生理作用主要是通過作用于組織細(xì)胞的雌激素受體(estrogen receptor，ER)進(jìn)而調(diào)控靶基因的轉(zhuǎn)錄翻譯來完成，具有廣泛而重要的生物活性。

骨組織是雌激素作用的重要靶組織，雌激素受體α和β在骨和骨髓中廣泛表達(dá)。雌激素主要通過與雌激素受體α作用發(fā)揮骨代謝調(diào)節(jié)作用。

雌激素與雌激素受體結(jié)合后，通過多種途徑調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞活性，參與骨代謝活動(dòng)。雌激素可抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)[68]，促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖，抑制成骨細(xì)胞凋亡，延長(zhǎng)成骨細(xì)胞生存時(shí)間[69]，促進(jìn)膠原合成，促進(jìn)骨形成蛋白(bone morphogenetic protein，BMP)合成，提高骨礦化；雌激素對(duì)破骨細(xì)胞的抑制作用可分為直接作用和間接作用，直接作用是通過雌激素與雌激素受體結(jié)合介導(dǎo)產(chǎn)生的[70]，間接作用主要是利用成骨細(xì)胞與免疫細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子[71-72]，通過抑制破骨細(xì)胞活性，誘導(dǎo)破骨細(xì)胞凋亡維持骨密度，保護(hù)骨組織[73]。此外，雌激素還可通過鈣代謝調(diào)節(jié)系統(tǒng)影響骨代謝活動(dòng)。

雌激素是維持正常骨骼骨量和骨結(jié)構(gòu)的必需激素，雌激素在維持骨吸收和骨形成中起主要作用，其主要作用是：①雌激素刺激骨骺生長(zhǎng)板中的軟骨發(fā)生，促進(jìn)骨的縱向生長(zhǎng)；②雌激素的濃度決定了男女性骨骺融合的時(shí)間；③直接影響個(gè)體峰值骨量的獲得；④在生育年齡段，維持正常骨量和正常的骨結(jié)構(gòu)；⑤在雌激素作用下，骨骼向女性型表型發(fā)育和生長(zhǎng)[8]；⑥成年期，雌激素促進(jìn)骨的成熟和骨髓生長(zhǎng)板融合[28]。

雌激素自然缺乏(如絕經(jīng)后女性)或病理性缺乏(如卵巢切除、卵巢早衰等)，可導(dǎo)致循環(huán)雌激素水平明顯下降，機(jī)體處于持續(xù)的雌激素缺乏狀態(tài)，不僅生殖器官會(huì)發(fā)生明顯變化，而且其他組織也會(huì)產(chǎn)生顯著變化，最明顯的變化之一是骨量丟失。主要原因是雌激素水平降低，骨形成受抑制，骨吸收增強(qiáng)，即骨形成減少伴骨吸收增多。雌激素缺乏是絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥發(fā)生的主要原因[74]。

臨床上雌激素常采用免疫分析法和色譜法檢測(cè)，其中以前者應(yīng)用作為廣泛。血清中雌激素(E)的參考范圍，男性：40～115 ng/L，女性：61～437 ng/L，孕婦：700～30 000 ng/L。尿液中的參考范圍：男性：5～25 μg/d，女性：5～100 μg/d，孕婦：45 000 μg/d。

4.3 睪酮

睪酮(testosterone，T)是男性體內(nèi)主要的性腺激素，主要由睪丸間質(zhì)細(xì)胞合成，在男性原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥中起著非常重要的作用，男性原發(fā)性骨質(zhì)疏松及骨折與睪酮關(guān)系密切[32]。

睪酮分泌水平有規(guī)律性變化，當(dāng)進(jìn)入青春期后睪酮分泌水平會(huì)逐漸增高，在20～30歲時(shí)達(dá)到最高峰，之后隨著年齡的增長(zhǎng)，男性體內(nèi)睪酮的分泌會(huì)逐漸下降。據(jù)估計(jì)，60～80歲老年男性20%有睪酮下降。80歲以上男性中約30%處于雄激素缺乏狀態(tài)。國(guó)外大樣本流行病學(xué)調(diào)查表明，老年男性血清睪酮水平隨年齡增長(zhǎng)而降低，大約每增長(zhǎng)10歲降低4 nmol/L，但存在顯著的個(gè)體差異[12]。

在靶組織如性腺、腦和骨中，睪酮轉(zhuǎn)化成活性更高的代謝產(chǎn)物而發(fā)揮作用，5α還原酶可逆性地催化睪酮生成雙氫睪酮，而芳香化酶則可逆性地催化睪酮生成雌激素[8]。血液中的睪酮大部分是與一種特殊的α-球蛋白，即皮質(zhì)類固醇結(jié)合球蛋白或稱睪酮結(jié)合球蛋白結(jié)合而進(jìn)行運(yùn)輸?shù)?，少?shù)睪酮與白蛋白非特異結(jié)合或以游離形式存在于血液中。

睪酮在骨骼的生長(zhǎng)代謝、骨量維持及抗骨量丟失方面均起著重要作用。兒童期表現(xiàn)尤為突出，如促進(jìn)骨骼肌發(fā)育、促進(jìn)骨骼中鈣鹽沉積，使骨骼增厚生長(zhǎng)等作用；青春期主要增加骨松質(zhì)與骨皮質(zhì)的骨量，對(duì)達(dá)骨峰值起著重要作用；成年后則主要促進(jìn)骨形成并抑制骨吸收，并與其他調(diào)節(jié)骨代謝的激素共同維持骨量，調(diào)節(jié)骨代謝。

女性血清總睪酮的正常參考值為0.21～3.01 nmol/L；男性血清總睪酮的正常參考值為9.45～37.45 nmol/L。女性血清游離睪酮正常參考值為(11±2) pmol/L；男性血清游離睪酮正常參考值為(276±80) pmol/L。

4.4 白細(xì)胞介素-1

白細(xì)胞介素-1家族(interleukin-1 family，IL-1F)有11個(gè)成員，可稱作IL-1F1至IL-1F11，IL-1又名淋巴細(xì)胞刺激因子，可由間充質(zhì)細(xì)胞、成骨細(xì)胞[8]、活化的單核-巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，骨髓中的巨噬細(xì)胞也可合成少量IL-1。此外，幾乎所有的有核細(xì)胞，如B細(xì)胞、NK細(xì)胞、體外培養(yǎng)的T細(xì)胞、角質(zhì)細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、星形細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞以及平滑肌細(xì)胞均可產(chǎn)生IL-1。人IL-l基因位于第2號(hào)染色體。IL-1可分為IL-1α和IL-1β兩種活性形式，由不同的基因分別編碼。

IL-1通過與IL-1受體結(jié)合發(fā)揮生物學(xué)作用。IL-1是一種重要的骨吸收因子，多通過其他激素或因子介導(dǎo)生物學(xué)效應(yīng)。IL-1既可促進(jìn)成骨性細(xì)胞譜系RANKL的生成，又可直接作用于破骨細(xì)胞。IL-1可直接加強(qiáng)破骨細(xì)胞的活性及抑制成熟破骨細(xì)胞的凋亡，延長(zhǎng)成熟破骨細(xì)胞的壽命。

當(dāng)雌激素水平降低時(shí)，可通過IL-1和腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)-α促進(jìn)成骨細(xì)胞/基質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生前列腺素E2，進(jìn)而刺激前B細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞表達(dá)RANKL，通過 RANKL/RANK/OPG系統(tǒng)增加破骨細(xì)胞形成和分化[75-76]，促進(jìn)破骨細(xì)胞前體分化及成熟的破骨細(xì)胞的功能。IL-1可降低骨保護(hù)素的表達(dá)，抑制骨形成。IL-1也可直接通過RANKL影響破骨細(xì)胞的增殖、分化、成熟。

IL-1還可促進(jìn)基質(zhì)金屬蛋白酶及其他分解產(chǎn)物的釋放，激活破骨細(xì)胞，促進(jìn)破骨細(xì)胞分化，從而促進(jìn)骨丟失。大量的臨床研究表明[77]，雌激素能夠抑制IL-1的分泌，絕經(jīng)前女性與經(jīng)雌激素治療的絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松患者外周血單核細(xì)胞分泌的IL-1水平低于未經(jīng)治療的絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松患者。IL-1β和白細(xì)胞介素-6(interleukin-6，IL-6)等可作用于軟骨細(xì)胞誘導(dǎo)基質(zhì)金屬蛋白酶、促分解代謝因子和其他炎癥因子基因的表達(dá)，引起軟骨基質(zhì)的降解。

IL-1是破骨細(xì)胞的重要激活因子，也是決定骨密度的重要因素之一，是破骨細(xì)胞性骨吸收的強(qiáng)有力刺激因子。正常情況下，IL-1水平較低，骨關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis，OA)患者滑液中IL-1β的含量平均可達(dá)(90.51±5.03) pg/mL。IL-1是絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松的誘因之一，在雌激素缺乏情況下IL-1增加，伴隨IL-1產(chǎn)物和IL-1 Rα阻抑的增加。

IL-1是巨噬細(xì)胞集落刺激因子(macrophage colony stimulating factor，M-CSF)、IL-6、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulating factor，GM-CSF)的強(qiáng)有力的刺激因子，而M-CSF、IL-6、GM-CSF可刺激破骨細(xì)胞前體的增殖及分化。IL-1是破骨細(xì)胞的重要激活因子，也是決定骨密度的重要因素，是破骨細(xì)胞性骨吸收的強(qiáng)有力刺激因子，在雌激素缺乏情況下IL-1增加，伴隨IL-1產(chǎn)物和IL-1 Rα阻抑的增加，因此，IL-1在骨質(zhì)疏松演變中具有重要作用。

4.5 白細(xì)胞介素-6

人類IL-6基因位于第7號(hào)染色體上，IL-6分子量為21～30 kD?？捎啥喾N細(xì)胞合成，包括活化的T細(xì)胞和B細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、骨髓基質(zhì)細(xì)胞和成骨細(xì)胞等分泌，IL-6作用的靶細(xì)胞很多，包括巨噬細(xì)胞、肝細(xì)胞、靜止的T細(xì)胞、活化的B細(xì)胞和漿細(xì)胞等。

IL-6生物效應(yīng)也十分復(fù)雜，曾被稱為B細(xì)胞刺激因子2(bsf-2)、B細(xì)胞分化因子(bCDf)、肝細(xì)胞刺激因子(hsf)等。能夠刺激活化B細(xì)胞增殖，分泌抗體；刺激T細(xì)胞增殖及CTL活化；刺激肝細(xì)胞合成急性期蛋白，參與炎癥反應(yīng)；促進(jìn)血細(xì)胞發(fā)育。

IL-6在原發(fā)性骨質(zhì)疏松的發(fā)病機(jī)制中具有重要作用。通過調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞發(fā)育和功能實(shí)現(xiàn)對(duì)骨代謝的調(diào)節(jié)作用。①IL-6 可直接作用于成骨細(xì)胞，提高RANKL的表達(dá)。IL-6屬前吸收性細(xì)胞因子，刺激破骨細(xì)胞前體細(xì)胞(osteoclast precursor cell，OPC)的增殖及分化，促進(jìn)破骨細(xì)胞生成，加強(qiáng)破骨細(xì)胞功能表達(dá)，刺激破骨細(xì)胞活性。同時(shí)促進(jìn)骨基質(zhì)的降解，抑制成骨細(xì)胞活性，從而加強(qiáng)骨吸收，促進(jìn)骨量流失，誘發(fā)骨質(zhì)疏松。②IL-6能刺激角質(zhì)細(xì)胞生長(zhǎng)，并能促進(jìn)骨髓造血的功能。③IL-6上調(diào)糖皮質(zhì)激素受體(glucocorticoid receptor，GR)結(jié)合位點(diǎn)的表達(dá)，IL-6還可以自分泌方式調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞糖皮質(zhì)激素受體α(GRα)的活性，是糖皮質(zhì)激素性骨質(zhì)疏松發(fā)生的誘因之一。糖皮質(zhì)激素也下調(diào)成骨細(xì)胞IL-6的表達(dá)，患者應(yīng)用糖皮質(zhì)激素后，可在一定范圍內(nèi)降低高濃度的血清IL-6水平。④PTH上調(diào)成骨細(xì)胞IL-6的表達(dá)，血清PTH升高(如原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn)患者)，血清IL-6的水平也升高。⑤IL-6的作用可被雌激素拮抗，IL-6與雌激素對(duì)骨代謝的影響作用相反。

IL-6與骨質(zhì)疏松癥的發(fā)生相關(guān)。IL-6升高可作為機(jī)體破骨細(xì)胞功能活躍的標(biāo)志[78]。血清IL-6、TNF-α水平升高，可能與絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的發(fā)生有關(guān)。變形性骨炎(Paget’s骨病)患者的破骨細(xì)胞分泌過多的IL-6和IL-6受體，血清IL-6水平顯著升高。經(jīng)治療后，IL-6受體明顯下降。IL-6是變形性骨炎患者破骨細(xì)胞活性升高和骨吸收增強(qiáng)的主要原因[79-80]。IL-6水平升高也見于多發(fā)性骨髓瘤、銀屑病。

實(shí)驗(yàn)研究顯示，骨質(zhì)疏松組外周血血清中IL-6 的表達(dá)水平升高，與骨質(zhì)疏松患者骨密度降低程度呈正相關(guān)[81]。

血清中白介素6(IL-6)的參考范圍：0.373～0.463 ng/L(酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn))，<5 U/mL(四甲基偶氮唑藍(lán)比色法)。

4.6 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β

轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(transforming growth factor，TGF)是一類能刺激細(xì)胞表型發(fā)生轉(zhuǎn)化的生長(zhǎng)因子，是細(xì)胞生長(zhǎng)與分化的重要調(diào)節(jié)因子。包括兩類多肽類生長(zhǎng)因子：轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-α(TGF-α)和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)，對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)育、增殖、分化、凋亡、轉(zhuǎn)型等均具有重要的生理調(diào)節(jié)作用。

在轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子家族中，TGF-β是骨組織中的重要細(xì)胞因子，參與骨與軟骨的形成，對(duì)骨組織修復(fù)與骨重建具有重要的調(diào)節(jié)作用。

TGF-β可以從骨、血小板、腎、胎盤組織、T和B淋巴細(xì)胞等組織和細(xì)胞中提取，其中血小板和骨組織中TGF-β含量最為豐富，骨基質(zhì)中TGF-β的干重含量為0.l mg/kg[82]。

人類轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β有3個(gè)亞型：TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3，三者具有極高的同源性。

TGF-β通過與細(xì)胞膜表面特異性受體結(jié)合發(fā)揮生物學(xué)作用。

TGF-β廣泛存在于骨組織中。在骨骼中，成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞可以合成TGF-β，骨組織中TGF-β的濃度是其他組織的100倍，骨是TGF-β最大的組織來源和儲(chǔ)存庫(kù)，骨組織中含量最多的是TGF-β1。TGF-β沉積于細(xì)胞外基質(zhì)中，以自分泌和旁分泌的方式調(diào)控成骨細(xì)胞增殖與分化。TGF-β通過與靶細(xì)胞表面具有絲氨酸和或蘇氨酸激酶活性的受體Ⅰ、Ⅱ結(jié)合而產(chǎn)生生物學(xué)作用[83]。TGF-β是調(diào)節(jié)骨代謝的重要細(xì)胞因子，對(duì)骨組織的生長(zhǎng)發(fā)育和骨重建具有重要的調(diào)節(jié)功能。

TGF-β與骨形成密切相關(guān)，可作用于成骨細(xì)胞，調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞增殖、分化，在骨形成和骨組織修復(fù)過程中起十分重要的調(diào)節(jié)作用。TGF-β對(duì)骨形成的每個(gè)階段均具有調(diào)節(jié)作用[84]，具有顯著的促進(jìn)骨形成作用。TGF-β對(duì)破骨細(xì)胞具有促進(jìn)和抑制的雙相作用。TGF-β與骨細(xì)胞外基質(zhì)代謝有關(guān)，同時(shí)，TGF-β也能夠促進(jìn)軟骨細(xì)胞的生成，在骨組織中，可啟動(dòng)新生骨與軟骨生成。

TGF-β通過強(qiáng)大的骨形成和骨修復(fù)作用，可增加骨密度。TGF-β/TGF-β受體的結(jié)構(gòu)或功能異?？蓪?dǎo)致各種代謝性骨病。血中TGF-β濃度下降時(shí)，促進(jìn)骨形成作用減弱，骨密度降低，可誘發(fā)骨質(zhì)疏松等代謝性骨病。TGF-β直接應(yīng)用于骨時(shí)，可增加破骨細(xì)胞的數(shù)量和活性，促進(jìn)骨形成。小劑量TGF-β能治療骨質(zhì)疏松，減少骨丟失，局部應(yīng)用外源性TGF-β，不僅可以刺激組織細(xì)胞分泌TGF-β量增加，同時(shí)還可直接刺激成纖維細(xì)胞、間充質(zhì)細(xì)胞和成骨細(xì)胞等的增殖與分化，加速受損組織的修復(fù)，并促進(jìn)軟組織修復(fù)和骨折愈合。

4.7 腫瘤壞死因子

人類TNF-α基因定位于6p21.4，長(zhǎng)約3.6 kbp，人TNF-α前體由233個(gè)氨基酸組成(26 kDa)，其中包含由76個(gè)氨基酸殘基組成的信號(hào)肽，在TNF-α轉(zhuǎn)化酶(tumor necrosis factor α converting enzyme，TACE)的作用下，切除信號(hào)肽，形成成熟的157個(gè)氨基酸殘基的TNF-α(17 kDa)[85]。

TNF有α(TNF-α)和β(TNF-β)兩種亞型，TNF-α主要由活化的單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，又稱惡液質(zhì)素(cachectin)，占TNF總活性的70%～95%，目前常說的TNF多指TNF-α；TNF-β由活化T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生，與TNF-α有30%左右的同源性，并與TNF-α有共同的受體。其中TNF-α引起骨吸收并抑制關(guān)節(jié)炎和衰老過程中的骨形成[86]，與骨質(zhì)疏松關(guān)系密切。

TNF-α是重要的破骨細(xì)胞調(diào)節(jié)因子，其在破骨細(xì)胞生成及破骨細(xì)胞介導(dǎo)的局部骨丟失過程中都起著重要作用。TNF-α可直接促進(jìn)破骨細(xì)胞前體細(xì)胞的有絲分裂及破骨祖細(xì)胞的分化，刺激前祖細(xì)胞產(chǎn)生新的破骨細(xì)胞；另一方面，TNF-α還可介導(dǎo)基質(zhì)細(xì)胞和成骨細(xì)胞分泌參與破骨細(xì)胞分化所必需的“下游”細(xì)胞因子，如M-CSF、IL-6、IL-11、RANKL等，間接促進(jìn)破骨祖細(xì)胞的增殖[87]。TNF-α抑制成骨的作用表現(xiàn)在對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨分化、成骨細(xì)胞礦化有顯著的抑制功能?？偟膩碚f，TNF-α是骨分解作用的動(dòng)因，一方面促進(jìn)骨吸收，另一方面抑制骨重建，最終導(dǎo)致骨量減少[88]。當(dāng)機(jī)體出現(xiàn)炎癥性疾病或者免疫性疾病時(shí)，患者血清中TNF-α則會(huì)顯著升高。在病理性骨缺失如老年性骨質(zhì)疏松、慢性炎癥引起的骨吸收組織中，TNF-α濃度均有提高，說明TNF-α是調(diào)節(jié)骨代謝的重要因子。

正常人體內(nèi)血清中TNF-α的濃度為7.65～75.35 pg/mL[89]。

4.8 胰島素樣生長(zhǎng)因子

胰島素樣生長(zhǎng)因子(insulin-like growth factor，IGF)是一類結(jié)構(gòu)上類似于胰島素原的單鏈多肽，有兩種類型，包括IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ。IGF-Ⅰ是骨骼中含量最豐富的生長(zhǎng)因子，骨組織中的IGF-Ⅰ主要來自成骨細(xì)胞和骨髓基質(zhì)細(xì)胞，通過內(nèi)分泌、自分泌和旁分泌途徑作用于骨[90]。

人IGF-Ⅰ基因定位12號(hào)染色體長(zhǎng)臂端12q23-23，是由70個(gè)氨基酸殘基組成的單鏈多肽，與胰島素原有60%的同源序列，分子量為7 649 kD。人體內(nèi)許多組織可以合成分泌IGF-Ⅰ，但體循環(huán)中的IGF-Ⅰ主要由肝臟合成。血清IGF受很多血清中其他因子的影響，其中影響肝合成和釋放IGF-Ⅰ的主要因素是GH，但胰島素、甲狀旁腺素、糖皮質(zhì)激素及營(yíng)養(yǎng)狀況也是重要的影響因素。

正常情況下，血清及細(xì)胞外液中的IGF絕大部分都與IGF結(jié)合蛋白(insulin-like growth factor binding proteins，IGFBPs)以復(fù)合物形式存在，其復(fù)合物包括IGFBP-1至IGFBP-6，不表現(xiàn)活性。其中IGFBP-3是循環(huán)中的主要結(jié)合蛋白，與IGF關(guān)系最為密切。若IGFBP發(fā)生降解，游離的IGF與其特異性受體結(jié)合則可發(fā)生一系列生物反應(yīng)[91]。

隨著增齡，絕經(jīng)年限延長(zhǎng)，血清雌激素、生長(zhǎng)激素水平不斷下降，IGF體系中促骨形成因素含量減少，抑制因子活性增加，成為骨骼老化、骨質(zhì)疏松發(fā)生的啟動(dòng)因子。IGF-Ⅰ是成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞功能的主要局部調(diào)節(jié)因子之一，在骨重建中起重要作用。

研究表明，IGF-Ⅰ可促進(jìn)成骨細(xì)胞分化、增殖、募集，促進(jìn)成骨細(xì)胞膠原及骨鈣素合成，加快骨礦化[92]。生長(zhǎng)激素可與肝細(xì)胞表面的GH受體結(jié)合，促進(jìn)肝細(xì)胞分泌IGF-Ⅰ，還可以直接作用于成骨細(xì)胞，促進(jìn)成骨細(xì)胞分泌IGF-Ⅰ。同時(shí)，IGF-Ⅰ通過反饋機(jī)體內(nèi)腺垂體激素的水平調(diào)節(jié)GH的分泌。GH和IGF-Ⅰ彼此間相互調(diào)節(jié)形成GH/IGF-Ⅰ軸，在骨代謝方面調(diào)節(jié)作用顯著[93]。IGF-Ⅰ還可以通過促進(jìn)破骨細(xì)胞分化來影響破骨細(xì)胞的形成[94]。此外，IGF-Ⅰ能刺激骺板軟骨細(xì)胞增生和分化，被認(rèn)為是長(zhǎng)骨生長(zhǎng)的必需生長(zhǎng)因子。

血清IGF-Ⅰ水平主要受GH調(diào)節(jié)，IGF-Ⅰ濃度在很大范圍內(nèi)與GH濃度一致。檢測(cè)IGF-Ⅰ和IGFBP-3能全面反映GH產(chǎn)物及其對(duì)組織的影響，而IGF-Ⅰ的診斷靈敏度和特異度更佳，可作為首選檢測(cè)指標(biāo)。

有研究發(fā)現(xiàn)，血清IGF-Ⅰ水平隨增齡而明顯下降，女性絕經(jīng)后血清IGF-Ⅰ水平明顯低于絕經(jīng)前，骨骼中IGF的含量亦隨增齡而下降[95]。IGF-Ⅰ與骨密度呈正相關(guān)，老年骨質(zhì)疏松患者血清IGF-Ⅰ含量低于正常對(duì)照組[96]。還有研究表明，血清中IGF-Ⅰ水平下降與骨折的發(fā)生率密切相關(guān)，IGF-Ⅰ的水平也可以作為骨折風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的指標(biāo)[97]。

隨著骨代謝生化指標(biāo)檢測(cè)技術(shù)的逐漸成熟，臨床應(yīng)用日趨廣泛，但不同來源的標(biāo)本、不同方法、不同設(shè)備、不同試劑、人的不同年齡段、不同種族和不同性別等，檢測(cè)結(jié)果存在差異。至今，骨代謝生化指標(biāo)測(cè)定國(guó)內(nèi)外尚無統(tǒng)一檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。為此，將骨代謝生化指標(biāo)的生物學(xué)作用及臨床意義、技術(shù)應(yīng)用與質(zhì)量控制，分別整理、凝煉成一篇為各位同仁可讀、可用、可參考的文字材料。期待通過“共識(shí)”為推動(dòng)臨床骨代謝生化指標(biāo)檢測(cè)技術(shù)的提高，規(guī)范檢測(cè)流程，建立科學(xué)的參考范圍，使骨代謝生化指標(biāo)在骨質(zhì)疏松規(guī)范診斷、規(guī)范治療、抗骨質(zhì)疏松藥物療效評(píng)價(jià)及科研工作中發(fā)揮重要作用。