最有前途的肌少癥生化檢查方法：D3-肌酸稀釋法

任燕，陳善萍，周莉華，王凌霄，嚴(yán)雪丹，楊永學(xué)*

(1川北醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)系，四川 南充637000；2成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬第五人民醫(yī)院老年醫(yī)學(xué)科，成都 610000)

肌少癥是一種進(jìn)行性、全身性的骨骼肌疾病，與發(fā)生跌倒、衰弱、失能和死亡等不良結(jié)果可能性增加有關(guān)[1]，損害患者的整體生活質(zhì)量[2]，加重社會(huì)醫(yī)療負(fù)擔(dān)[3]，其三個(gè)核心診斷標(biāo)準(zhǔn)是低肌肉數(shù)量和質(zhì)量、低肌力和低體能[1]。最新的肌少癥診斷標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)肌肉功能，而臨床目前尚無直接測(cè)量功能性肌量的方法應(yīng)用。目前臨床常用的骨骼肌檢查手段包括生物阻抗分析(bioelectrical impedance analysis, BIA)、雙能X線吸收法(dual energy X-ray absorptiometry, DXA)、計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography, CT)和磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)檢查、超聲檢查[1,4]。BIA、DXA都是通過間接評(píng)估純解剖肌量來實(shí)現(xiàn)肌量的測(cè)定，準(zhǔn)確性有限，而直接評(píng)估純解剖肌肉質(zhì)量的超聲、MRI及CT影像學(xué)檢查亦有其局限性。這5種臨床常用的方法都是儀器檢查，而生化檢查在臨床上還未得到應(yīng)用。D3-肌酸稀釋法(D3-creatine dilution)是一種可以直接評(píng)估功能性肌量(可精確評(píng)估具有功能的肌細(xì)胞質(zhì)量)的生化檢查方法，檢查者只需口服D3-肌酸后通過測(cè)量尿中的D3-肌酐等來評(píng)估具有功能的肌細(xì)胞質(zhì)量，被認(rèn)為是目前最有前途的骨骼肌測(cè)量方法[4,5]，有望成為肌少癥最有前途的生化檢查方法，可彌補(bǔ)BIA、DXA、CT、MRI、超聲等方法存在的缺陷。

本文對(duì)肌少癥目前常用的肌肉質(zhì)量測(cè)定方法進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并重點(diǎn)對(duì)D3-肌酸稀釋法相關(guān)的文獻(xiàn)研究進(jìn)行回顧，為預(yù)測(cè)肌少癥的發(fā)生、發(fā)展及輔助診斷提供一種無創(chuàng)、簡(jiǎn)單、易行、便宜的方法，以期為肌少癥早期診斷、特異性診斷、嚴(yán)重性分級(jí)和靶向治療等提供新的有效方法。

1 CT/MRI

兩者都是臨床常用的高分辨率影像學(xué)技術(shù)，可提供脂肪、肌肉的橫斷面測(cè)量。數(shù)個(gè)CT或MRI橫斷面的三維重建可以評(píng)估各個(gè)部位肌肉、脂肪、全身骨骼肌及脂肪浸潤(rùn)肌肉的程度[5]，是直接測(cè)量的純解剖肌量的評(píng)估指標(biāo)，可以精確評(píng)估單個(gè)肌肉群減少情況，準(zhǔn)確性高，故CT/MRI檢查常作為肌少癥中骨骼肌質(zhì)量研究的金標(biāo)準(zhǔn)來校準(zhǔn)其他方法。受限于全身CT/MRI價(jià)格，一般臨床不提供全身骨骼肌的整體評(píng)估，通常僅測(cè)量單個(gè)肌群，而全身測(cè)量只在特定的科研工作中才會(huì)使用。由于費(fèi)用較高，場(chǎng)所固定，輻射暴露(CT)等限制了其在大規(guī)模社區(qū)篩查隨訪及大型臨床流行病學(xué)調(diào)研的使用[6-8]，亦不適用于極度肥胖、不宜搬動(dòng)、無法平躺及體內(nèi)含有金屬材料的受檢者。

2 BIA

BIA是根據(jù)人體的導(dǎo)電性來間接估計(jì)肌量，根據(jù)不同組織的電導(dǎo)率差異來量化身體組織的成分[1,5,6]，該方法具有經(jīng)濟(jì)、可床旁使用、無輻射、易于攜帶、無創(chuàng)、操作簡(jiǎn)單及用時(shí)短等優(yōu)點(diǎn)[9]。但所有BIA評(píng)估的肌肉質(zhì)量參數(shù)都依賴于其參考方法(常用的有MRI或DXA)的研究產(chǎn)生的方程，特定設(shè)備的BIA方程和截點(diǎn)只適用于特定人群和設(shè)備，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化限制了BIA評(píng)估肌肉質(zhì)量的準(zhǔn)確性，不同人群，種族，年齡，非肌肉的軟組織含量(脂肪、筋膜、結(jié)締組織等)，機(jī)體含水量變化(慢性心力衰竭、慢性阻塞性肺疾病、慢性腎臟疾病和癌癥等慢性疾病患者)，環(huán)境溫度及體內(nèi)電解質(zhì)情況等均可影響其準(zhǔn)確性，并且體內(nèi)有金屬或電子裝置植入物者亦無法使用該方法[1,8,10]。

3 DXA

DXA是臨床常用的評(píng)估骨骼肌的方法，通過人體兩種不同能量的X線衰減而直接測(cè)量脂肪和骨礦物質(zhì)含量，然后通過減去骨量和脂肪兩項(xiàng)確定瘦肉質(zhì)量，作為替代直接肌肉質(zhì)量測(cè)量的方法。本法主要是用于測(cè)量骨密度診斷骨質(zhì)疏松癥，并不專門用作評(píng)估肌肉質(zhì)量，其測(cè)量的瘦質(zhì)量包含了真正的肌肉質(zhì)量，內(nèi)臟器官(肝、肺和腸道等)，筋膜，結(jié)締組織，神經(jīng)組織等非骨和非脂肪軟組織，導(dǎo)致該方法常常高估實(shí)際肌肉質(zhì)量[11]，在肌少癥測(cè)量方面準(zhǔn)確性仍欠佳，且作為大型設(shè)備，不適合社區(qū)臨床流行病學(xué)調(diào)研，不適用于體內(nèi)存在造影劑或放射性元素、過度肥胖及體內(nèi)含水量過多者[6,12,13]。

4 超 聲

超聲測(cè)定骨骼肌的原理是聲波通過皮膚表面，然后反射到底層的骨骼肌和骨界面，通過超聲探頭捕獲返回的聲波或回波[4,5,10]。MRI、CT和DXA這些大型設(shè)備不適合床旁使用，因此它們?cè)谏眢w衰弱無法移動(dòng)的老年人中的使用受限，而超聲可以實(shí)現(xiàn)該類患者的床旁檢查[14]。超聲評(píng)估簡(jiǎn)單、安全、便攜、無創(chuàng)、可評(píng)估各個(gè)部位的肌肉質(zhì)量、適用于大型社區(qū)流行病學(xué)調(diào)查及所有人群，但超聲評(píng)估肌少癥目前還缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的評(píng)估方案，易受到操作者的主觀影響，不適用于過度肥胖者[15]。

5 D3-肌酸稀釋法

5.1 原理

D3-肌酸稀釋法是一種簡(jiǎn)單、臨床可行的新的全身肌肉質(zhì)量直接評(píng)估方法[7]，其測(cè)量骨骼肌的原理如下。(1)全身95%的肌酸存在于骨骼肌，骨骼肌自身無法合成肌酸[16,17]，人體肌酸通過飲食直接攝取或體內(nèi)肝臟和腎臟合成。(2)肌酸分為游離型肌酸和磷酸化型肌酸[18]，兩者構(gòu)成肌酸池。(3)D3-肌酸是一種生物利用度近乎100%的穩(wěn)定同位素標(biāo)記肌酸[19]，受檢者口服給藥D3-肌酸30 mg[20]后幾乎全部被主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入骨骼肌，并被骨骼肌內(nèi)肌酸池中未標(biāo)記的肌酸稀釋(也存在部分人群口服D3-肌酸后少量D3-肌酸直接經(jīng)尿液溢出)。(4)每天機(jī)體約2%的肌酸會(huì)通過不可逆的非酶反應(yīng)轉(zhuǎn)化為肌酐，且肌酐不在體內(nèi)存儲(chǔ)和使用[17]。即口服給藥后肌酸池內(nèi)約2%的肌酸(包括一定量的D3-肌酸和未標(biāo)記的肌酸)不可逆地代謝為D3-肌酐和未標(biāo)記肌酐，然后他們經(jīng)骨骼肌擴(kuò)散到血漿和尿液中，最后從尿液排出[6,18]。(5)給藥48 h后尿中D3-肌酐富集處于穩(wěn)態(tài)，并保持穩(wěn)定約48 h[20]，故給藥48～96 h后采用空腹單次尿液樣本通過測(cè)定同位素標(biāo)記的D3-肌酐與總的肌酐之比(即D3-肌酐富集比)可得到D3-肌酸對(duì)肌酸池中未標(biāo)記的肌酸的稀釋度，從而得出肌酸的總量[13]。(6)已知肌酸在骨骼肌中的濃度恒定，約為4.3g /kg肌重[16]，通過換算即可得出骨骼肌質(zhì)量。

5.2 計(jì)算步驟和公式[19-21]

(1)儀器測(cè)定尿液中的D3-肌酐、肌酐、溢出D3-肌酸含量，采用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法(LC-MS/MS)測(cè)定出尿液中3者的含量。(2)計(jì)算尿液總肌酐。尿液總肌酐=D3-肌酐+尿液中未標(biāo)記的肌酐。(3)計(jì)算尿液中D3-肌酐富集比，用過量摩爾百分比(mole percent excess，MPE)表示。MPE=尿液中D3-肌酐/尿液總肌酐×100%。(4)計(jì)算肌酸池大小。肌酸池(g)= (131.1/134.1)×[口服D3-肌酸(g)-溢出D3-肌酸(g)]/MPE。公式中131.1/134.1為未標(biāo)記的肌酸分子量與D3-肌酸分子量之比。(5)計(jì)算全身骨骼肌質(zhì)量(skeletal muscle mass，SMM)。骨骼肌質(zhì)量(kg)=肌酸池大小(g)/4.3。在應(yīng)用中SMM可使用體質(zhì)量( SMM/體質(zhì)量)調(diào)整其結(jié)果，校正體質(zhì)量對(duì)其的影響。

5.3 影響因素

單位體積的骨骼肌肌酸含量在不同性別及有無鍛煉的人群中無明顯差別[18]，并且在相對(duì)穩(wěn)定的慢性疾病中亦發(fā)現(xiàn)單位體積的骨骼肌肌酸含量亦無明顯變化[22](除非慢性疾病急劇惡化[18]或原發(fā)性肌肉疾病如肌營(yíng)養(yǎng)不良[23])。骨骼肌肌酸含量主要影響因素來自于飲食差異或直接補(bǔ)充肌酸，如嚴(yán)格的素食者最高可降低15%[24]，而高劑量肌酸補(bǔ)充者會(huì)增加高達(dá)15%肌酸含量甚至更高[25]。實(shí)際上大多數(shù)非極端飲食和肌酸補(bǔ)充的情況下機(jī)體會(huì)抑制或促進(jìn)內(nèi)源性肝臟或腎臟合成肌酸量以達(dá)到一個(gè)相對(duì)恒定狀態(tài)，故大多數(shù)情況下單位骨骼肌體積內(nèi)的肌酸量是恒定的，通過肌酐富集比得到的值穩(wěn)定可靠。

5.4 目前應(yīng)用和前景

1970年Kreisberg等[21]使用14C同位素標(biāo)記的肌酸對(duì)人體肌酸池總大小進(jìn)行估算，并測(cè)量骨骼肌活檢組織中同位素富集度以確定人類的肌酸池大小，但14C具有放射性。2012～2014年有學(xué)者基于類似原理使用D3-肌酸對(duì)小鼠[19，26]和人類[20]肌酸池總大小進(jìn)行估算，后續(xù)該方法分別在運(yùn)動(dòng)員[27]、老年人、充血性心力衰竭和慢性阻塞性肺疾病[11]等方面驗(yàn)證了其有效性及準(zhǔn)確性。我國(guó)D3-肌酸稀釋法應(yīng)用相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道很少，目前還僅限于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。越來越多的研究表明肌肉質(zhì)量減少與多種不良結(jié)果之間有很強(qiáng)的相關(guān)性，如在老年人、肌少型肥胖、癌癥、心力衰竭及慢性腎功能衰竭患者中，肌肉質(zhì)量減少與發(fā)病率、住院率和死亡率的增加有關(guān)[28-30]，故準(zhǔn)確評(píng)估人體骨骼肌質(zhì)量至關(guān)重要。D3-肌酸稀釋法提供了一種準(zhǔn)確、無創(chuàng)、簡(jiǎn)單、不受機(jī)體水分影響、不受機(jī)體金屬物質(zhì)及電子植入物影響的功能性骨骼肌細(xì)胞質(zhì)量評(píng)估方法。Clark等[11,19,20,27]研究顯示D3-肌酸稀釋法在骨骼肌測(cè)量上具有良好的準(zhǔn)確性，偏差小于DXA，甚至可與MRI媲美，能彌補(bǔ)CT/MRI全身掃描費(fèi)用貴、輻射暴露(CT)、存在不適于檢查者的缺陷，適用人群廣泛(本檢查方法依靠測(cè)D3肌酸達(dá)到穩(wěn)態(tài)后的單次尿樣本D3-肌酐富集比，不依賴于肌酐清除率或腎功能，推測(cè)腎功能受損者也可使用該方法[20])。Duchowny等[13]研究表明D3-肌酸評(píng)估的肌肉質(zhì)量比DXA更合適、更準(zhǔn)確。作為D3-肌酸稀釋法測(cè)量的一個(gè)重要參數(shù)，肌酸池與骨骼肌功能密切相關(guān)，肌節(jié)中肌酸和磷酸肌酸位于Z盤和A帶附近[31]，與非收縮性成分無關(guān)，故該參數(shù)可以排除骨骼肌間浸潤(rùn)的脂肪和纖維組織等的干擾。脂肪和纖維組織都隨年齡增長(zhǎng)而增加，使DXA評(píng)估肌少癥的準(zhǔn)確性降低,而D3-肌酸稀釋法應(yīng)用在老年人及肥胖患者中比DXA的偏倚更小[18,20]，可直接評(píng)估在增齡、不活動(dòng)、運(yùn)動(dòng)者、疾病者中的骨骼肌質(zhì)量及其變化[26, 32]。DXA評(píng)估的瘦體質(zhì)量與老年生活質(zhì)量及不良事件(低體能、跌倒、骨折、住院率等)的關(guān)系并不一致[ 29]，然而使用D3-肌酸稀釋法評(píng)估卻表現(xiàn)出低肌肉質(zhì)量/體質(zhì)量與體能、跌倒等不良事件有很好的相關(guān)性[7,13]。D3-肌酸稀釋法不受體內(nèi)水分變化、金屬物質(zhì)及電子裝置等影響，比BIA、DXA更準(zhǔn)確，適用于多種原因所致的惡病質(zhì)患者的肌少癥評(píng)估[32]，能更好地反映肌少癥在增齡相關(guān)的功能喪失和慢性疾病病因中的相關(guān)作用[6,18,20,22,27]。該方法的局限性是只能整體評(píng)估全身骨骼肌質(zhì)量和功能情況，不能像CT/MRI等能反映肌肉橫截面、單個(gè)肌群或全身骨骼肌分布情況。不同的評(píng)估方法將導(dǎo)致不同的肌肉減少癥患病率，因此可能對(duì)預(yù)防或治療策略產(chǎn)生重大影響[33]。目前肌少癥診斷中骨骼肌質(zhì)量評(píng)估沒有一種技術(shù)可以滿足所有要求[33]，因此僅使用單一方法評(píng)估骨骼肌質(zhì)量可能成為老年人失能和慢性疾病的一個(gè)強(qiáng)大的危險(xiǎn)因素[6]，故需要多種方法[18]聯(lián)合使用來評(píng)估全身骨骼肌功能、骨骼肌肌群及脂肪等分布情況。

6 總 結(jié)

D3-肌酸稀釋法為臨床應(yīng)用提供了一種無創(chuàng)、簡(jiǎn)單、易操作、費(fèi)用相對(duì)低、不受機(jī)體水分影響、可準(zhǔn)確評(píng)估全身具有功能的肌細(xì)胞質(zhì)量的生化檢查方法，極有可能是肌少癥目前最有前途的生化檢查方法，為預(yù)測(cè)肌少癥的發(fā)生、發(fā)展、嚴(yán)重程度分級(jí)、輔助診斷，甚至促進(jìn)未來肌少癥相關(guān)的靶向治療提供新的方法。未來我們還需要更多的大樣本的隊(duì)列研究、臨床隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)等探討其在肌少癥診斷中的作用。本文重點(diǎn)對(duì)D3-肌酸稀釋法相關(guān)的文獻(xiàn)研究進(jìn)行回顧，可知它不受水分、骨骼肌中的脂肪和纖維組織等非收縮成分的干擾，可以彌補(bǔ)CT/MRI檢查的缺陷，可能在老年人、肥胖者中評(píng)估較BIA、DXA等方法更準(zhǔn)確，可能更好地反映肌少癥在增齡相關(guān)的功能喪失、慢性疾病等病因中的相關(guān)作用，可直接評(píng)估在增齡、不活動(dòng)、運(yùn)動(dòng)者、疾病者中的骨骼肌質(zhì)量及其變化，其在未來的研究及臨床應(yīng)用中都有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。但該方法只是整體評(píng)估全身骨骼肌質(zhì)量和功能情況。總的來說，目前肌少癥診斷中骨骼肌質(zhì)量的評(píng)估沒有一種技術(shù)可以滿足所有要求，未來肌少癥中骨骼肌質(zhì)量評(píng)估需聯(lián)合使用包括D3-肌酸稀釋法在內(nèi)的骨骼肌測(cè)量方法，以更準(zhǔn)確地反映骨骼肌功能、質(zhì)量及各個(gè)部位骨骼肌分布情況，更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)肌少癥患者的發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后等情況，以期早診斷、早干預(yù)和早治療。