骨代謝標志物在多發性骨髓瘤診治中的應用現狀

王 琳，牛愛軍

關于多發性骨髓瘤（MM）的確切機制到目前為止尚不完全清楚，有研究發現，MM骨病是由于破骨細胞引起的骨重吸收增加而成骨細胞引起的新骨形成受抑所致。已經證實，在MM細胞浸潤局部破骨細胞數量明顯增加[1]，而MM細胞與骨髓微環境互相作用在激活破骨細胞及抑制成骨細胞活性中起著重要的作用[2]，破骨細胞活性因子 （OAF）增加。RANKL/OPG系統失衡、MIP21化學因子（α和β）分泌增加、瘤細胞分泌成骨細胞抑制因子DKK1導致成骨細胞功能及數量下調等因素均參與了MM骨病的發生[3]。現將骨代謝標志物在MM診治中的應用進展綜述如下。

1 與多發性骨髓瘤相關的常用生化指標

M蛋白是骨髓瘤細胞在骨髓內無限增殖并產生的單克隆免疫球蛋白，檢出此蛋白是診斷多發性骨髓瘤重要實驗室依據。

MM患者因骨重吸收增強造成廣泛性骨質損害而脫鈣，因此患者可出現高鈣血癥。國外多發性骨髓瘤患者高鈣血癥的發生率為10%～30%，骨損患者高鈣血癥的發生率明顯增加[4]。 國內報道高鈣血癥的發生率為15%～20%，故血鈣水平的高低對于10%～30%MM骨病的診治具有重要意義。

β2微球蛋白（β2-MG）是細胞膜上完整組織相容性抗原（HLA）的輕鏈，其代謝與HLA 的降解相關，β2-MG分離后以游離形式存在于細胞外液，血清中β2-MG可以從腎小球毛細管壁自由濾過，其中99.9%以上被近端腎小管重吸收并分解，MM患者由于瘤細胞增生，細胞周轉加速及腎功能損害而致血尿β2-MG升高。β2-MG直接反映了多發性骨髓瘤患者體內腫瘤負荷，與患者生存期相關[5]。由此可見，血清β2-MG水平是判斷MM骨病發生、發展及預后的重要指標。

白細胞介素-6（IL-6）為MM細胞生長因子，由MM細胞自分泌或旁分泌方式產生，MM患者IL-6異常升高，刺激肝臟合成C反應蛋白，因此C反應蛋白水平可間接反映IL-6水平，即可反映MM腫瘤負荷、分期和預后。

MM患者的骨髓瘤細胞侵犯骨髓產生溶骨性病變，大量分解的瘤細胞引起血清尿酸含量增高，嚴重者可導致高尿酸血癥，血尿酸水平可間接提示MM骨病的發生和嚴重程度。

2 與多發性骨髓瘤相關的骨代謝標志物

骨代謝標志物是在骨轉換過程中形成的代謝產物，包括：骨形成標志物和骨吸收標志物，前者為骨形成的代謝產物，后者為骨吸收的代謝產物，特別是骨基質的降解產物，目前臨床常用的檢測指標有：

2.1 骨形成指標

2.1.1 骨特異性堿性磷酸酶 （bone alkaline phosphotase，BAP） BAP是成骨細胞的胞外酶，BAP在成骨過程中為羥磷灰石的沉積提供必需的磷酸，同時解除焦磷酸鹽對骨鹽形成的抑制作用。血循環中BAP升高反映了骨形成的速率快，常提示骨礦化作用減弱并停留在成骨細胞階段，故成為反映成骨細胞活性和骨形成的特異及敏感指標。

BAP與MM患者的骨痛、骨損害、骨折明顯相關。MM患者的平均BAP水平明顯低于MGUS。有研究表明BAP可能有助于區別MM、MGUS，可能是MGUS破骨細胞功能增強而致骨吸收增加的同時成骨細胞活動也增強，最終不產生溶骨性病變。但BAP沒有預后價值，與疾病進展沒有顯著相關性。

2.1.2 骨鈣素 （osteocalcin，OC） 骨鈣素是含有3個維生素K依賴性的γ-羧基谷氨酸，約占骨組織中非膠原蛋白的25%，主要作用是促進骨組織的正常礦化過程，抑制異常羥磷灰石的形成、抑制軟骨礦化速率。由成骨細胞產生，產生后大部分沉積在骨基質中，小部分進入血循環。骨鈣素與成骨細胞數目、礦物質沉積有關，血清的骨鈣素是由成骨細胞合成的，而不是骨破壞時的釋放。因此，骨鈣素既是反映成骨細胞活性的敏感指標，也是反映骨形成的特異性指標。

關于OC的研究結果有爭議。有研究表明Ⅰ、Ⅱ期MM患者OC水平高于Ⅲ期，初治MM患者OC水平與骨病相關，在鑒別骨病患者時比X線更可靠。盡管OC由成骨細胞產生，但在骨基質礦化過程中釋放，抑制成骨細胞不一定會抑制基質的礦化，且OC是一個相對不穩定蛋白，釋放入循環后快速經腎臟代謝，腎功能不全（即使早期）腎小球濾過率下降，OC不能被清除致血OC水平升高。

侯金霞等[6]研究發現，與健康對照組比較，MM組血清骨鈣素 N端中分子（OCN-MID）明顯低于對照組（P＜0.05），不同分期MM患者分析結果表明，分期越晚，OCN-MID水平越低。

2.1.3 血清Ⅰ型前膠原羧基末端 （C端）前肽（proeollagen typeⅠ carboxy-terminal propeptide，PICP）和Ⅰ型前膠原氨基末端 （N端）前肽 （proeollagen typeⅠ amino-terminal propeptide，PINP） Ⅰ型前膠原由成骨細胞合成，其氨基端和羧基端的延伸段即PINP和PICP。在Ⅰ型前膠原成熟過程中PINP和PICP斷裂，它們在血清中的含量反映了成骨細胞合成骨膠原的能力，是監測成骨細胞活力和骨形成的特異指標。

Michael等[7]對新診斷MM患者檢測血清PICP、MMP-9、HGF、VEGF。結果示患者血清HGF、VEGF明顯高于對照組。血清PICP、MMP-9與對照無顯著性差異。Ⅰ～Ⅲ期患者血清HGF、VEGF、MMP-9 明顯升高；PICP 明顯下降。 HGF 和MMP-9，VEGF和MMP-9呈正相關；ICTP和MMP-9呈負相關。

2.2 骨吸收指標

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過電泳法可分出6種同工酶，骨源型酸性磷酸酶出現在第5條泳帶，因為它不受酒石酸的抑制，故稱為耐酒石酸酸性磷酸酶（TRACP）。TRACP又可分為兩種同工酶a和b，其中同工酶b來源于破骨細胞，即TRAP5b。TRAP5b與其它酶一起參與骨基質中固體鈣、磷礦化底物的降解，在病理情況下，包括骨轉移時，由于破骨細胞活性增加，TRAP5b分泌也隨之增加，血清TRAP5b濃度顯著升高。

Terpos等[8]監測121例多發性骨髓瘤患者和63例在服用pamidronate藥物治療期間患者的TRACP5b，同時檢測其它血清生化指標如NTX、BAP、骨鈣素、β2微球蛋白和IL-6等。研究發現，當多發性骨髓瘤患者OPG減少（P＜0.01），血清TRACP5b水平增加（P＜0.01）。TRACP5b活性和X射線P＜0.0001，同時和 NTX、IL-6和 β2微球蛋白的相關性 P＜0.001。聯合pamidronate藥物治療和化學療法對于TRACP5b、NTX、IL-6和β2微球蛋白都減少在2個月之后，但是OPG沒有變化。TRACP5b和NTX、IL-6和β2微球蛋白有很好的相關性。

2.2.2 Ⅰ型膠原N末端肽（NTX）和I型膠原C末端肽（CTX） NTX是含有PYD和DPD的低分子量肽，是I型膠原交聯末端肽，為總的N端交聯物，是骨降解后尿中出現的一種穩定最終產物。Garcia等[9]研究發現NTX用于監測骨吸收變化方面是最敏感的指標。CTX中有骨Ⅰ型膠原分子間交聯物的重要區段和近似交聯物的殘基，且不被腎臟降解，尿液置-20℃環境7 d，反復凍融5次，結果不受影響，故成為理想的穩定的骨吸收標記物，CTX有3種不同的形式，由基質金屬蛋白酶（MMP）加工而成的CTX-MMP和只含8個氨基酸序列的 α-CTx和 β-CTx。

破骨細胞降解Ⅰ型膠原時NTX、CTX釋放到循環中。它們分子量相對小，通過腎小球進入尿中，可檢測尿中的降解產物-吡啶林（PYD），脫氧吡啶林（DPD）、NTX、CTX。 研究顯示尿NTX、血清ICTP與組織形態學聯合檢測發現它們與MM骨病相關[10]。已證明尿NTX、血清ICTP與MM疾病分期、預測骨病發生率和疾病預后方面具更多的一致性。Michael等[7]對新診斷MM患者檢測尿NTX，結果示患者尿NTX明顯高于對照組，Ⅰ～Ⅲ期患者尿NTX明顯升高。

侯金霞等[6]研究發現，與健康對照組比較，MM患者β-膠原特殊序列（β-CTx）含量高于對照組（P＜0.05）。不同分期MM患者分析結果表明，分期越晚，β-CTx水平越高。ROC曲線顯示β-CTx靈敏度高、特異性好，ROC曲線下面積均>0.9，可以幫助臨床了解MM骨損害的程度和評價病情。

2.2.3 吡啶啉和脫氧吡啶啉 （Pyridinoline，Pyr/PYD，Deoxypyridinoline D-Pyr/DPD） PYD和DPD是膠原纖維之間的連接物，使膠原纖維共價交聯穩定相聚合，PYD主要存在于骨和軟骨中，DPD更局限，只存在骨組織中，且DPD變成降解產物被釋放入血，交聯物在血中不被降解，不被肝臟代謝，不受飲食影響，骨組織特異性高，被認為是目前臨床最好的評價骨吸收指標。國內外研究已經證實，尿中PYD與DPD的變化早于BMD的變化，連續測定以便得到長久的骨代謝變化，同時可有效地監測骨吸收的治療效果。

Alessandro等[11]發現脫氧吡啶（DPD）水平升高與骨質溶解活動有明顯的聯系，也與異常的β2微球蛋白水平及晚期疾病有顯著的聯系，但是作為連續變量進行研究時，DPD水平只與骨質溶解有關。研究資料表明，多發性骨髓瘤患者的幾種保護骨質的物質水平下降，包括骨鈣素和骨堿性磷酸酶，但成骨細胞標志物水平與骨骼損傷的出現沒有相關關系。一些沒有出現溶解性病損放射學體癥的患者DPD水平也異常，隨后的磁共振成像（MRI）檢測發現許多這樣的患者實際上患有骨骼退化。Corso及其同事認為，骨代謝生物化學標志物在評估和監測多發性骨髓瘤患者的受累骨骼時非常有用。

3 MM治療對骨標志物的影響

3.1 雙磷酸鹽治療的影響 Lcin等[12]對唑來磷酸治療前列腺癌 骨 轉 移患者檢測 血 ALP、BAP、CTX、NTX、ICTP、PINP等，發現治療前有轉移、無轉移患者這些標志無明顯差異，治療后均下降（除 ICTP），骨轉移進展時 PINP、ALP、BAP、ICTP均明顯升高。Hirsh等[13]研究表明非小細胞肺癌骨轉移患者尿NTX升高，唑來磷酸治療后尿NTX下降且SRE減少。近年MM這方面的研究較少。

3.2 其它抗骨髓瘤治療的影響 51例自體干細胞移植（ASCT） 患者的 NTX、TRACP5b 在移植前升高，BAP、OC 降低。ASCT后2個月NTX、TRACP5b顯著下降，之后9～11個月OC、BAP水平升高。表明ASCT后骨吸收先恢復正常，骨生成需要更長時間恢復正常[5]。血管新生抑制劑-反應停可使復發／難治患者的NTX、TRACP5b在治療后3個月均下降。

3.3 Pamidronate對于多發性骨髓瘤的骨代謝標記及疾病活動力的影響 給予Pamidronate的患者，自第3個月起，其NTx、IL-6、異常蛋白值均有明顯下降，而第6個月起CRP、β2-MG以及疼痛程度均有明顯改善。在對照組（只接受化療）的患者，NTx、IL-6、β2-MG、CRP則沒有明顯變化， 但異常蛋白在第6個月起開始改善。二組病患NTx、IL-6、β2-MG、異常蛋白間之有統計學差異，多變數分析發現NTx、IL-6之改變與疼痛的改善以及異常蛋白值的下降有統計學上的關聯。

綜上所述，骨代謝的生化標記物（尿NTX、血清TRACP-5b、血清BAP、血清TICP等）在評價MM骨病、監測抗溶骨治療方面比X線片、CT、MRI更具優越性，且相對便宜、方便。但由于研究對象選擇的差異、各項指標診斷試劑盒成分及方法學的差異，相關報道在臨床診斷的敏感性、特異性以及其他臨床應用價值方面存在差別。

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