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编号:10253496
维持性血液透析患者骨组织形态学变化与血生化指标的相关性研究
http://www.100md.com 《肾脏病与透析肾移植杂志》 2000年第2期
     作者:冯惠梅 王梅

    单位:冯惠梅(北京医科大学第一医院肾内科 北京,100034);王梅(北京医科大学第一医院肾内科 北京,100034)

    关键词:肾性骨营养不良;骨组织形态学;全段甲状旁腺素

    肾脏病与透折肾移植杂志000202 摘 要 目的:了解肾性骨营养不良在血液透析患者中的发病及分布情况,观察血生化指标与骨组织形态学有关参数的相关性。 方法:对15例血液透析患者行骨活检,进行骨活检标本骨组织形态计量学检测,同时测定某些血生化指标。 结果:15例血液透析患者均有程度不等、变化不一的骨组织学病理变化;全段甲状旁腺激素(intact parathyroid hormone,iPTH)与骨矿化率、骨形成率具有相关性(r=0.585,P<0.05;r=0.436,P<0.05)。骨特异性碱性磷酸酶(bone alkaline phosphatase,BAP)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)均与类骨质表面、类骨质面积呈正相关关系,前者相关性更好(r=0.701 vs 0.532;r=0.827 vs 0.809)。血iPTH在低转化骨病与非低转化骨病两组间差异显著(P<0.01)。2例铝中毒骨病患者,血清铝在正常范围内,去铁胺试验后血铝增加值较非铝中毒者高,而且iPTH水平较低。 结论:iPTH、BAP结合起来可以初步估计骨代谢状态;而在铝中毒骨病的诊断上,去铁胺试验结合血iPTH水平有一定帮助。但以上血生化指标在不同类型的骨病中并无严格的界限,所以,骨活检仍是诊断肾性骨营养不良的金标准。
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    THE RELATIONSHIP BETWEEN BONE HISTOMORPHOMETRIC PARAMETERS AND SERUM BIOCHEMICAL DATA IN HEMODIALYSIS PATIENTS

    FENG Huimei,WANG Mei

    (Institute of Nephrology,First Hospital,Beijing Medical University,Beijing,100034)

    OBJECTIVE To evaluate the morbidity and classification of renal osteodystrophies in hemodialysis patients according to bone histomorphometric changes and find more sensitive and specific boichemical parameters to help assess bone metabolic states.METHODOLOGY 15 chronic hemodialysis patients were involved in this study in whom bone biopsy were performed after double tetracycline labeling and serum biochemical parameter were measured at the same time. RESULTS We found that every patient has abnormal bone histomorphometric changes,iPTH has positive correlation with MAR、BFR(r=0.585,P<0.05;r=0.436,P<0.05).Bone alkaline phosphatase(BAP) had a better relation to OS/BS%、O.Ar/B.Ar% than ALP(r=0.701 vs r=0.523,P<0.001;r=0.827 vs r=0.809,P<0.001).There was a statistical difference between low turn-over and not-low turn-over bone disease in serum iPTH.Serum aluminum of the two ABD patients was in the normal range,the increment of serum aluminum after DFO-test in aluminum bone disease patients was higher and the serum iPTH lower than non-ABD patients. CONCLUSION iPTH、BAP could be used to evaluate bone metabolic changes;in conjunction with iPTH assay,DFO-test could be applied to help diagnosis ABD.But there was no absolute distinction on biochemical data among various renal bone diseases.Therefore bone biopsy is still a gold standard for classification of renal osteodystriphies.
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    Key words renal osteodystrophy bone histomorphometry iPTH

    慢性肾功能不全是各种肾脏疾病不断进展的必然结果。透析是其主要治疗方法之一。现代透析技术的不断改进,对疾病研究的深入及治疗的进展,使透析患者的存活时间延长,生活质量不断提高。对各种并发症的防治越来越引起人们的重视。肾性骨营养不良,这一严重影响透析患者生存质量的重要并发症,成为我们必须面对的迫在眉睫的问题。

    针对目前国内外研究现状,我们对此进行了研究。对15例维持性血透患者作骨活检并进行骨组织形态学的定量检测,通过骨组织病理形态学变化,了解肾性骨营养不良在血透患者的发病及不同病理类型的分布情况;观察有关血生化指标:全段甲状旁腺素(iPTH)、骨钙素(BGP)、1,25(OH)2、骨特异性碱性磷酸酶(BAP)、碱性磷酶酶(ALP)、血铝(SAl)与骨组织形态学参数的相关性,寻找敏感性、特异性较高的无创性检查指标,评价患者的骨代谢情况。
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    1 对象和方法

    1.1 研究对象 我院血液净化中心行透析治疗的15例患者,男5例,女10例。平均年龄58.9±11.3(38~70)岁,平均透析时间29.3±18.7(8~64)个月。原发疾病为:慢性肾小球肾炎8例,慢性肾盂肾炎1例,干燥综合征1例,痛风肾病1例,特发间质性肾炎1例,增生硬化性IgA肾病1例,多囊肾1例,梗阻性肾病1例。所有患者均未用过含有铝的磷结合剂,一月内未用过VitD制剂和其它影响骨代谢药物。15例血透患者均使用聚砜膜透析器(Fresenius F6),碳酸盐透析液,透析用水均经过过滤、软化、活性碳吸附及反渗处理,透析液铝含量<10 μg/L,透析液钙浓度为1.75 mmol/L。每周透析时间10~13.5h,患者一般情况较好,无急性并发症(如心绞痛、心衰、感染、出血倾向等)。所有患者透析充分,KT/V≥1.2,nPCR>1.1 g/(kg*d)。

    1.2 试验方法
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    1.2.1 血生化指标检测 所有血清标本在骨活检前收集。钙、磷、镁用BECKMAN-CX7自动生化仪测定。血铝测定用石墨炉原子吸收光谱法。小剂量去铁胺试验后计算血铝增加值。iPTH、BGP、1,25(OH)2D3采用竞争性放射免疫分析法。

    1.2.2 骨活检及骨标本染色 骨活检前作四环素标记。应用单剂量口服四环素法:四环素1g 1次/d×1天,中间间隔6~9天,再口服四环素1g 1次/d×2天,1~2天后作骨活检。骨组织体积约0.5×0.5×2cm3,置于4%福尔马林固定液24h。甲基丙烯酸甲酯(MMC)包埋。JUNG切片机切片。厚度为10 μm者用作荧光显微镜检查;厚度为5 μm者用作普通光学显微镜检查。骨标本染色用改良金染色;铝特殊染色用改良的酸性铬兰(ASA)法。

    1.2.3 骨组织形态计量学测量 骨组织形态计量学测定参数包括静态参数(类骨质表面、骨吸收表面、类骨质面积、纤维化面积)和动态参数(骨矿化率和骨形成率)。骨矿化率=双四环素标记间的平均距离/四环素两次标记时间间隔;骨形成率=骨矿化率×四环素标记线长度/类骨质表面。
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    1.2.4 肾性骨营养不良的分类 肾性骨营养不良的组织学分类采用标准:①轻度骨损害型:类骨质覆盖表面(OS/BS %)增加,骨形成率(BFR)不低于正常。②骨再生不良:类骨质覆盖面积(O.Ar/B.Ar %)不增加,BFR低于正常。③骨软化:类骨质覆盖面积增加(≥15%),BFR低于正常。④纤维性骨炎:周围骨小梁纤维化面积(Fb.Ar/B.Ar %)≥0.5%。⑤混合性骨病:类骨质覆盖面积(≥15%)及纤维化面积(≥0.5%)都增加。按病理生理学上则可分为:①高转化性骨病:骨形成率大于正常。②低转化性骨病:骨形成率小于正常。③铝中毒性骨病:铝染色阳性的骨表面(BSA)≥25%且BFR低于正常。

    1.3 统计分析 所有数据分析应用Sigma Stat软件系统。血生化指标与骨组织学参数及血生化指标之间的相关性采用直线相关与回归、Pearson Product Moment相关分析法。两组数据间有无显著性差异用t检验或Mann-Whitney rank sum检验。
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    2 结 果

    15例维持性血液透析患者均有不同程度的骨组织病理学变化。其中纤维性骨炎8例(图1),混合性骨病1例(图2),骨再生不良4例,轻度骨损害2例,未发现骨软化病例。高转化骨病组织形态学上多表现为纤维性骨炎(75%),而低转化骨病多为骨再生不良(80%)。BSA≥25%的4例患者中(图3),2例骨转化率是低的,骨组织形态学上表现为骨再生不良;另2例骨转化率正常,骨组织形态学上表现为纤维性骨炎和轻度骨损害。不同骨转化率患者的骨组织形态学参数见表1。

    Fig.1. Fibrotic osteodystrophy(modified glod stain,×100).Enlarged Fibrotic area(≥0.5%)
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    Fig.2. Mixed Osteodystrophy(modified glod stain,×100).Enlarged Fibrotic area(≥0.5%)and osteoid area(≥15%).

    Fig.3. Positive aluminum stain(ASA,×100).Aluminum deposition line.

    Table 1. Values of static and dynamic parameters in 15 hemodialysis patients(±s)

    Dialysis Patients
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    High BFR

    (n=4)

    Normal BFR

    (n=6)

    Low BFR

    (n=5)

    Normal subjects

    Static parameters

    OS/BS%

    46.97±11.32

    58.55±11.36

    58.03±11.81
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    12.8~27

    ES/BS%

    7.36±2.73

    6.94±1.43

    7.43±1.82

    2.8~8.2

    Fb.Ar/B.Ar%

    2.83±1.78

    2.33±1.30

    0.36±0.13

    0

    O.Ar/B.Ar%
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    1.77±0.43

    6.72±3.84

    7.47±6.31

    1.7~5.1

    BSA%

    11.15±7.86

    10.78±13.54

    11.77±14.11

    0

    Dynamic parameters

    MAR(μm/d)

    0.68±0.16
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    0.57±0.15

    0.27±0.05

    0.55~0.84

    BFR(μm2/mm2*d-1)

    537.03±131.05

    293.22±58.34

    105.65±35.46

    195~411

    表2为血生化指标与骨组织学各项参数的相关系数。iPTH与骨组织学动态指标(通过四环素双标记计算,图4)呈正相关(r=0.436,P<0.05;r=0.585,P<0.05);与骨小梁纤维化面积亦有相关性(r=0.586,P<0.05)。BAP、ALP均与类骨质表面、类骨质面积有相关性;BAP的相关性更好(r=0.701 vs r=0.523,P<0.001;r=0.827 vs r=0.809,P<0.001),未发现BGP与骨组织学各项参数之间的相关性。低转化骨病与非低转化骨病两组比较,iPTH值差异显著(P<0.01)见表3。BSA≥25%与<25%的两组患者各项血生化指标的比较差异不显著。2例铝中毒骨病患者,血清铝在正常范围内,去铁胺试验后血铝增加值较非铝中毒者高,而且iPTH水平较低。Table 2. Correlation coefficient between bone histology and serum biochemical
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    parameters

    iPTH

    BGP

    BAP

    ALP

    1,25(OH)2D3

    Static parameters

    OS/BS%

    0.336

    0.061

    0.701

, 百拇医药     0.523

    0.637

    ES/BS%

    -0.147

    0.409

    -0.25

    -0.236

    -0.029

    Fb.Ar/B.Ar%

    0.586

    0.448

, 百拇医药     0.318

    0.248

    0.632

    O.Ar/B.Ar%

    0.143

    -0.308

    0.827*

    0.809*

    0.426

    Dynamic parameters

    MAR
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    BFR

    0.585

    0.23

    0.124

    -0.028

    0.357

    P<0.05 *P<0.001.

    Fig.4.Tetracycline labeling(×100).

    Table 3. Biochemical parameters in 15 dialysis patients (±s)
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    Dialysis Patients

    High BFR

    (n=4)

    Normal BFR

    (n=4)

    Low BFR

    (n=5)

    Normal

    Subject

    iPTH(ng/L)

    227.25±97.14

    345.83±178.67
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    11.54±4.06*

    10~65

    BGP(μg/L)

    28.4±26.83

    16.66±11.87

    10.28±1.97

    1.8~8.4

    1,25(OH)2D3

    10.18±1.67

    11.41±7.36

    8.35±1.41
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    15.9~55.6

    BAP(U/L)

    20.5±9.63

    37.38±43.9

    33.67±18.39

    10~45

    ALP(U/L)

    86.5±36.85

    124.83±65.02

    87.8±38.4

    40~160

    Al(μg/L)
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    79.17±42.57

    51.68±26.53

    94.68±7.79

    <120

    ΔAl(μg/L)

    111.78±85.57

    111.68±84.25

    97.02±53.78

    <120

    *P<0.01,Compared with not-low BFR.3 讨 论

    随着对肾性骨营养不良发病及治疗的研究日益深入,透析技术的不断改进及一些新药物的应用,骨病的情况从各个方面发生了变化[1,2]。Sherrard等[1]报道,在七、八十年代,骨再生不良的发病率为0~9%,骨软化的发病率为24%。而90年代,骨再生不良的发生率增高达49.4%,骨软化的发病率为4%。在我们的研究中,骨再生不良的发生率为28.5%,没有骨软化的病例。骨再生不良的发病原因尚不明确,近年来它的发病率有增高趋势,本组患者有下列特点:年龄较大(63±10.55岁),血钙在正常范围内(2.31±0.13 mmol/L),iPTH值不高(87.25±75.54 ng/L),其中3例用过活性VitD3衍生物,时间3个月~3年不等。应用活性VitD3治疗继发性甲状旁腺功能亢进,并非抑制iPTH到正常水平[2]。适度增高的iPTH水平对尿毒症患者维持正常的骨转化是必要的[3,4]。所以,不恰当应用活性VitD3或剂量不当,皆会导致iPTH过度抑制,影响骨的形成。应该根据骨病类型和骨代谢状态,适当应用活性VitD3,并注意在应用过程中监测iPTH和血钙的变化。
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    文献报道,大多数混合性骨病患者的骨转化率较高,而我们仅有的1例混合性骨病患者骨转化率是低的,此例骨标本病理显示类骨质面积较纤维化面积增加显著,主要表现为骨矿化缺陷。我们认为,骨组织处于一个不断变化的多因素影响之下,会出现不同骨组织学类型在骨转化方面的重叠和交叉;同样,在一定范围的骨转化情况可以有不同骨组织形态学改变。

    iPTH同时促进成骨细胞和破骨细胞活性,促进骨的转化[5]。我们的实验亦发现,低转化骨病和非低转化骨病两组间,血清iPTH值具有显著性差异(P<0.01)。因此,iPTH值对于我们评价患者的骨转化情况,具有一定的参考价值。BAP是反映成骨细胞活性的特异性酶,血清中总ALP水平不如BAP能更好的反映骨代谢情况[6]。BGP与PTH一样,全段BGP比某个片段的BGP具有更好的敏感性、特异性[7]。但在我们实验中未证实这种相关性,可能是因为我们用放免方法测定的BGP,只是BGP的某个代谢片段,而非全段BGP,这种片段BGP同时受肾功能和骨代谢影响,可能对反映骨代谢情况有一定影响。
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    铝中毒性骨病,在七、八十年代是一种常见的骨病类型。90年代以来,由于普遍使用反渗水透析,停止或限制使用含有铝的磷结合剂,铝中毒性骨病的发生率大大降低[8]。本组中,此病的发生率为13.3%。发生了铝中毒性骨病的患者,一直用反渗水透析且透析液中铝含量低于10 μg/L,亦未用过含有铝的磷结合剂,但这些患者慢性肾功能不全的病史较长(平均为56.5个月),行透析治疗的时间相对较长(平均为38.5个月),他们发生铝中毒骨病不能排除日常饮食饮水等铝的污染。15例患者的基础血铝值都在正常范围内,而去铁胺试验后血铝值增加值比较明显。去铁胺能在一定程度上络合组织中的铝,血铝值增加值可能比基础血铝值能较好的反映组织中的铝负荷[9]。我们的试验发现,BSA≥25%与<25%的两组患者相比较,前者血iPTH水平均较后者低,而去铁胺试验后血铝增加值均较后者高。提示去铁胺试验后血铝值增加值联合iPTH水平诊断铝中毒性骨病较为敏感。

    不同类型肾性骨营养不良患者的血生化指标水平并无严格界限,而且存在一定的重叠。同样,不同骨组织形态学类型在骨转化上亦无严格界限,有一定的交叉。因此,相当一部分病例有待于骨活检,并且应当将骨组织学的动态与静态指标结合起来进行诊断。
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    参考文献

    1,Sherrard DJ,Hercz G,Pei Y et al.The spectrum of bone disease in end-stage renal failure:an envolving disorder.Kidney Int,1993,43:436

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    5,Garnero P,Delmas PD.Assessment of the serum levels of bone alkaline phosphatase with a new immunoradiometric assay in patients with metabolic bone disease.J Clin Endocrinol Metab,1993,77(4):1046

    6,Eke FU,Winterborn MH,Roberson PW.Detection of early renal osteodystrophy.Child Nephrol Urol,1989,9:33
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    7,Pei Y,Hercz G,Greenwood C et al.Non-invasive prediction of aluminum bone disease in hemo and peritoneal dialysis patients.Kidney Int,1992,41:1374

    8,Hodsman AB,Steer BM.Serum aluminum levels as a reflection of renal osteodystrophy status and bone surface aluminum staining.J Am Soc Nephrol,1992,2:1318

    9,D,Haese PC,Couttenye MM,Goodman WG et al.Use of the low dose desferrioxamine test to diagnose and differentiate between patients with aluminium-related bone disease,increased risk for aluminium toxicity,or aluminium overload.Nephrol Dial Transplant,1995,10:1874

    (1999-12-06收稿,2000-03-24修回), 百拇医药