骨代谢标志物在多发性骨髓瘤诊治中的应用现状

王 琳，牛爱军

关于多发性骨髓瘤（MM）的确切机制到目前为止尚不完全清楚，有研究发现，MM骨病是由于破骨细胞引起的骨重吸收增加而成骨细胞引起的新骨形成受抑所致。已经证实，在MM细胞浸润局部破骨细胞数量明显增加[1]，而MM细胞与骨髓微环境互相作用在激活破骨细胞及抑制成骨细胞活性中起着重要的作用[2]，破骨细胞活性因子 （OAF）增加。RANKL/OPG系统失衡、MIP21化学因子（α和β）分泌增加、瘤细胞分泌成骨细胞抑制因子DKK1导致成骨细胞功能及数量下调等因素均参与了MM骨病的发生[3]。现将骨代谢标志物在MM诊治中的应用进展综述如下。

1 与多发性骨髓瘤相关的常用生化指标

M蛋白是骨髓瘤细胞在骨髓内无限增殖并产生的单克隆免疫球蛋白，检出此蛋白是诊断多发性骨髓瘤重要实验室依据。

MM患者因骨重吸收增强造成广泛性骨质损害而脱钙，因此患者可出现高钙血症。国外多发性骨髓瘤患者高钙血症的发生率为10%～30%，骨损患者高钙血症的发生率明显增加[4]。 国内报道高钙血症的发生率为15%～20%，故血钙水平的高低对于10%～30%MM骨病的诊治具有重要意义。

β2微球蛋白（β2-MG）是细胞膜上完整组织相容性抗原（HLA）的轻链，其代谢与HLA 的降解相关，β2-MG分离后以游离形式存在于细胞外液，血清中β2-MG可以从肾小球毛细管壁自由滤过，其中99.9%以上被近端肾小管重吸收并分解，MM患者由于瘤细胞增生，细胞周转加速及肾功能损害而致血尿β2-MG升高。β2-MG直接反映了多发性骨髓瘤患者体内肿瘤负荷，与患者生存期相关[5]。由此可见，血清β2-MG水平是判断MM骨病发生、发展及预后的重要指标。

白细胞介素-6（IL-6）为MM细胞生长因子，由MM细胞自分泌或旁分泌方式产生，MM患者IL-6异常升高，刺激肝脏合成C反应蛋白，因此C反应蛋白水平可间接反映IL-6水平，即可反映MM肿瘤负荷、分期和预后。

MM患者的骨髓瘤细胞侵犯骨髓产生溶骨性病变，大量分解的瘤细胞引起血清尿酸含量增高，严重者可导致高尿酸血症，血尿酸水平可间接提示MM骨病的发生和严重程度。

2 与多发性骨髓瘤相关的骨代谢标志物

骨代谢标志物是在骨转换过程中形成的代谢产物，包括：骨形成标志物和骨吸收标志物，前者为骨形成的代谢产物，后者为骨吸收的代谢产物，特别是骨基质的降解产物，目前临床常用的检测指标有：

2.1 骨形成指标

2.1.1 骨特异性碱性磷酸酶 （bone alkaline phosphotase，BAP） BAP是成骨细胞的胞外酶，BAP在成骨过程中为羟磷灰石的沉积提供必需的磷酸，同时解除焦磷酸盐对骨盐形成的抑制作用。血循环中BAP升高反映了骨形成的速率快，常提示骨矿化作用减弱并停留在成骨细胞阶段，故成为反映成骨细胞活性和骨形成的特异及敏感指标。

BAP与MM患者的骨痛、骨损害、骨折明显相关。MM患者的平均BAP水平明显低于MGUS。有研究表明BAP可能有助于区别MM、MGUS，可能是MGUS破骨细胞功能增强而致骨吸收增加的同时成骨细胞活动也增强，最终不产生溶骨性病变。但BAP没有预后价值，与疾病进展没有显著相关性。

2.1.2 骨钙素 （osteocalcin，OC） 骨钙素是含有3个维生素K依赖性的γ-羧基谷氨酸，约占骨组织中非胶原蛋白的25%，主要作用是促进骨组织的正常矿化过程，抑制异常羟磷灰石的形成、抑制软骨矿化速率。由成骨细胞产生，产生后大部分沉积在骨基质中，小部分进入血循环。骨钙素与成骨细胞数目、矿物质沉积有关，血清的骨钙素是由成骨细胞合成的，而不是骨破坏时的释放。因此，骨钙素既是反映成骨细胞活性的敏感指标，也是反映骨形成的特异性指标。

关于OC的研究结果有争议。有研究表明Ⅰ、Ⅱ期MM患者OC水平高于Ⅲ期，初治MM患者OC水平与骨病相关，在鉴别骨病患者时比X线更可靠。尽管OC由成骨细胞产生，但在骨基质矿化过程中释放，抑制成骨细胞不一定会抑制基质的矿化，且OC是一个相对不稳定蛋白，释放入循环后快速经肾脏代谢，肾功能不全（即使早期）肾小球滤过率下降，OC不能被清除致血OC水平升高。

侯金霞等[6]研究发现，与健康对照组比较，MM组血清骨钙素 N端中分子（OCN-MID）明显低于对照组（P＜0.05），不同分期MM患者分析结果表明，分期越晚，OCN-MID水平越低。

2.1.3 血清Ⅰ型前胶原羧基末端 （C端）前肽（proeollagen typeⅠ carboxy-terminal propeptide，PICP）和Ⅰ型前胶原氨基末端 （N端）前肽 （proeollagen typeⅠ amino-terminal propeptide，PINP） Ⅰ型前胶原由成骨细胞合成，其氨基端和羧基端的延伸段即PINP和PICP。在Ⅰ型前胶原成熟过程中PINP和PICP断裂，它们在血清中的含量反映了成骨细胞合成骨胶原的能力，是监测成骨细胞活力和骨形成的特异指标。

Michael等[7]对新诊断MM患者检测血清PICP、MMP-9、HGF、VEGF。结果示患者血清HGF、VEGF明显高于对照组。血清PICP、MMP-9与对照无显著性差异。Ⅰ～Ⅲ期患者血清HGF、VEGF、MMP-9 明显升高；PICP 明显下降。 HGF 和MMP-9，VEGF和MMP-9呈正相关；ICTP和MMP-9呈负相关。

2.2 骨吸收指标

2.2.1 抗酒石酸酸性磷酸酶 （tartrate resistant acidphosphatase，TRACP） 血液中的酸性磷酸酶通过电泳法可分出6种同工酶，骨源型酸性磷酸酶出现在第5条泳带，因为它不受酒石酸的抑制，故称为耐酒石酸酸性磷酸酶（TRACP）。TRACP又可分为两种同工酶a和b，其中同工酶b来源于破骨细胞，即TRAP5b。TRAP5b与其它酶一起参与骨基质中固体钙、磷矿化底物的降解，在病理情况下，包括骨转移时，由于破骨细胞活性增加，TRAP5b分泌也随之增加，血清TRAP5b浓度显著升高。

Terpos等[8]监测121例多发性骨髓瘤患者和63例在服用pamidronate药物治疗期间患者的TRACP5b，同时检测其它血清生化指标如NTX、BAP、骨钙素、β2微球蛋白和IL-6等。研究发现，当多发性骨髓瘤患者OPG减少（P＜0.01），血清TRACP5b水平增加（P＜0.01）。TRACP5b活性和X射线P＜0.0001，同时和 NTX、IL-6和 β2微球蛋白的相关性 P＜0.001。联合pamidronate药物治疗和化学疗法对于TRACP5b、NTX、IL-6和β2微球蛋白都减少在2个月之后，但是OPG没有变化。TRACP5b和NTX、IL-6和β2微球蛋白有很好的相关性。

2.2.2 Ⅰ型胶原N末端肽（NTX）和I型胶原C末端肽（CTX） NTX是含有PYD和DPD的低分子量肽，是I型胶原交联末端肽，为总的N端交联物，是骨降解后尿中出现的一种稳定最终产物。Garcia等[9]研究发现NTX用于监测骨吸收变化方面是最敏感的指标。CTX中有骨Ⅰ型胶原分子间交联物的重要区段和近似交联物的残基，且不被肾脏降解，尿液置-20℃环境7 d，反复冻融5次，结果不受影响，故成为理想的稳定的骨吸收标记物，CTX有3种不同的形式，由基质金属蛋白酶（MMP）加工而成的CTX-MMP和只含8个氨基酸序列的 α-CTx和 β-CTx。

破骨细胞降解Ⅰ型胶原时NTX、CTX释放到循环中。它们分子量相对小，通过肾小球进入尿中，可检测尿中的降解产物-吡啶林（PYD），脱氧吡啶林（DPD）、NTX、CTX。 研究显示尿NTX、血清ICTP与组织形态学联合检测发现它们与MM骨病相关[10]。已证明尿NTX、血清ICTP与MM疾病分期、预测骨病发生率和疾病预后方面具更多的一致性。Michael等[7]对新诊断MM患者检测尿NTX，结果示患者尿NTX明显高于对照组，Ⅰ～Ⅲ期患者尿NTX明显升高。

侯金霞等[6]研究发现，与健康对照组比较，MM患者β-胶原特殊序列（β-CTx）含量高于对照组（P＜0.05）。不同分期MM患者分析结果表明，分期越晚，β-CTx水平越高。ROC曲线显示β-CTx灵敏度高、特异性好，ROC曲线下面积均>0.9，可以帮助临床了解MM骨损害的程度和评价病情。

2.2.3 吡啶啉和脱氧吡啶啉 （Pyridinoline，Pyr/PYD，Deoxypyridinoline D-Pyr/DPD） PYD和DPD是胶原纤维之间的连接物，使胶原纤维共价交联稳定相聚合，PYD主要存在于骨和软骨中，DPD更局限，只存在骨组织中，且DPD变成降解产物被释放入血，交联物在血中不被降解，不被肝脏代谢，不受饮食影响，骨组织特异性高，被认为是目前临床最好的评价骨吸收指标。国内外研究已经证实，尿中PYD与DPD的变化早于BMD的变化，连续测定以便得到长久的骨代谢变化，同时可有效地监测骨吸收的治疗效果。

Alessandro等[11]发现脱氧吡啶（DPD）水平升高与骨质溶解活动有明显的联系，也与异常的β2微球蛋白水平及晚期疾病有显著的联系，但是作为连续变量进行研究时，DPD水平只与骨质溶解有关。研究资料表明，多发性骨髓瘤患者的几种保护骨质的物质水平下降，包括骨钙素和骨碱性磷酸酶，但成骨细胞标志物水平与骨骼损伤的出现没有相关关系。一些没有出现溶解性病损放射学体症的患者DPD水平也异常，随后的磁共振成像（MRI）检测发现许多这样的患者实际上患有骨骼退化。Corso及其同事认为，骨代谢生物化学标志物在评估和监测多发性骨髓瘤患者的受累骨骼时非常有用。

3 MM治疗对骨标志物的影响

3.1 双磷酸盐治疗的影响 Lcin等[12]对唑来磷酸治疗前列腺癌 骨 转 移患者检测 血 ALP、BAP、CTX、NTX、ICTP、PINP等，发现治疗前有转移、无转移患者这些标志无明显差异，治疗后均下降（除 ICTP），骨转移进展时 PINP、ALP、BAP、ICTP均明显升高。Hirsh等[13]研究表明非小细胞肺癌骨转移患者尿NTX升高，唑来磷酸治疗后尿NTX下降且SRE减少。近年MM这方面的研究较少。

3.2 其它抗骨髓瘤治疗的影响 51例自体干细胞移植（ASCT） 患者的 NTX、TRACP5b 在移植前升高，BAP、OC 降低。ASCT后2个月NTX、TRACP5b显著下降，之后9～11个月OC、BAP水平升高。表明ASCT后骨吸收先恢复正常，骨生成需要更长时间恢复正常[5]。血管新生抑制剂-反应停可使复发／难治患者的NTX、TRACP5b在治疗后3个月均下降。

3.3 Pamidronate对于多发性骨髓瘤的骨代谢标记及疾病活动力的影响 给予Pamidronate的患者，自第3个月起，其NTx、IL-6、异常蛋白值均有明显下降，而第6个月起CRP、β2-MG以及疼痛程度均有明显改善。在对照組（只接受化疗）的患者，NTx、IL-6、β2-MG、CRP则沒有明显变化， 但异常蛋白在第6个月起开始改善。二组病患NTx、IL-6、β2-MG、异常蛋白间之有统计学差异，多变数分析发现NTx、IL-6之改变与疼痛的改善以及异常蛋白值的下降有统计学上的关联。

综上所述，骨代谢的生化标记物（尿NTX、血清TRACP-5b、血清BAP、血清TICP等）在评价MM骨病、监测抗溶骨治疗方面比X线片、CT、MRI更具优越性，且相对便宜、方便。但由于研究对象选择的差异、各项指标诊断试剂盒成分及方法学的差异，相关报道在临床诊断的敏感性、特异性以及其他临床应用价值方面存在差别。

[1]Terpos E，Dimopoulos MA.Myeloma bone disease:pathophysiology and management[J].Ann Oncol，2005，16（8）:1223-1231.

[2]Yeh HS，Berenson JR.Myeloma bone disease and treatment options[J].Eur J Cancer，2006，42(11):1554-1563.

[3]Abe M，Hiura K，Wilde J，et al.Role for macrophage inflammatory protein（MIP）-1 alpha and （MIP）-1 beta in the development of osteolytic lesions in multiple myeloma[J].Blood，2002，100（6）:2195-2202.

[4]Kyle RA，Gertz MA，Witzig TE，et al.Review of 1027 patients with newly diagnosed multiple myeloma[J].Mayo Clin Proc，2003，78（1）:21-23.

[5]Alexandrakis MG，Passam FH，Ganotakis ES，et al.The Clinical and prognostic significance of erythrocyte sedimentation rate，serum interleukin-6（IL-6） and acute phase pratein levels in multiple myeloma[J].Clin Lab Haematol，2003，25（1）:41-46.

[6]侯金霞，丁进芳，韩平治，等.多发性骨髓瘤患者特异骨代谢标志物检测及临床应用[J]. 检验医学，2008，23（4）:367-369.

[7]Michael G，Alexandrkis A，Aikaterini Sfiridaki B，et al．Relationship between serum levels of vascular endothelial growth factor，hepatocyte growth factor and matrix metalloproteinase-9 withbiochemical markers of bone disease in multiple myeloma[J]．Clin Chim Acta，2007，379（6）：31-35．

[8]Terpos E，de la Fuente J，Szydlo R，et al．Tartrate-resistant acid phosphatase isoform 5b:a novel serum marker for monitoring bone disease in multiple myeloma[J].Int J Cancer.2003，106（3）:455-7.

[9]Garcia-Perez MA，Moreno-Mercer J，Tarin JJ，et al．Similar efficacy of low and standard doses of transdermal estradiol in controlling bone turnover in postmenopausal women[J]．Gynecol Endocrinol，2006，22（4）：179-184．

[10]Coleman RE，Major P，Lipton A，et al．Predictive value of bone resorption and formation markers in cancer patients with bonemetastases receiving the bisphosphonate zoledronic acid[J]．J Clin Oncol，2005，23（5）：4925-4935．

[11]Corso A，Arcaini L，Mangiacavalli S，et al．Biochemical markers of bone disease in asymptomatic early stage multiple myeloma[J].Haematologica，2001，86（4）:394-8.

[12]Lein M，wirth M，Miller K，et al．Serial markers of bone turnover in men with metastatic prostate cancer treated with zoledronic Acid for detection of bone metastases progression[J]．Eur Urol，2007，52（4）：1381-1387．

[13]Hirsh V，Major PP，Lipton A，et al．Zoledronie acid and survival in patients with metastatic bone disease from lung cancer and e1evated markers of osteoclast activity[J]．Thorac Oncol，2008，3（2）：228-236．

[14]Terpos E，Palermos J，Tsionos K，et al．Effect of pamidronate administration on markers of bone turnover and disease activity in multiple mysloma[J].European Journal of Haematology，2000，65（5）：331-6.