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新型骨代谢标志物在骨质疏松症中的研究进展

【摘要】骨骼具有代谢活性，由破骨细胞和成骨细胞介导的骨吸收和骨形成维

持稳态。通过测量骨代谢标志物，可以反映整体骨代谢状态和全身骨组织的动态

变化。传统的骨代谢标志物包括碱性磷酸酶、骨特异性碱性磷酸酶、1型原胶原

氨基端前肽、1型原胶原羧基端前肽、骨钙素、1型胶原交联羧基端肽（CTX）及

其亚型β-CTX、1型胶原交联氨基端肽等，在临床实践中已广泛应用，但在稳

定性、诊断可靠性、特异性反映骨骼部位等方面仍然存在局限。近年来微小RNA、

C-X-C样趋化因子配体12、凝溶胶蛋白、膜联蛋白A2、硬化蛋白、Dickkopf

相关蛋白1、柠檬酸盐等新型骨代谢标志物得到了广泛关注。本文旨在阐述新型

骨代谢标志物的产生及作用机制、检测手段以及在骨质疏松症中的诊断价值和应

用前景，以期为骨质疏松症的预防、诊断和治疗提供新的思路。

【关键词】骨代谢；生物标志物；微小RNA；骨质疏松症

骨骼是构成人体结构的重要器官，具有高度的代谢活性，由成骨细胞（ost

eoblast，OB）主导的骨形成和破骨细胞（osteoclast，OC）主导的骨吸收实现

重塑和更新。骨组织中的各类细胞和骨代谢标志物（boneturnovermarkers，

BTMs）共同参与到骨代谢的过程中。

BTMs是骨转换过程及其调节通路中产生的一系列生物分子，包括骨基质蛋

白、酶类或激素等。与骨密度（bonemineraldensity，BMD）相比，BTMs能

更敏感地反映骨代谢情况［1］。BTMs是一种无创、敏感、快速的工具，不仅可

用于评估整体骨代谢情况［2］，而且在骨代谢疾病的诊断及鉴别、疗效评估及

预测骨折风险方面有重要意义。目前广泛应用于临床评估的传统BTMs包括骨形

成标志物：碱性磷酸酶（alkalinephosphatase，ALP）、骨特异性碱性磷酸酶

（bonespecificalkalinephosphatase，b-ALP）、1型原胶原氨基端前肽

（procollagentype1N-terminalpropeptide，P1NP）、1型原胶原羧基端

前肽、骨钙素，骨吸收标志物：1型胶原交联羧基端肽（C-terminaltelopept

idesoftype1collagen，CTX）及其更为敏感特异的亚型β-CTX、1型胶

原交联氨基端肽等，在骨质疏松症（osteoporosis，OP）及代谢性、炎症性和肿

瘤性骨病的鉴别诊断中发挥重要作用［3］。但国内应用广泛的BTMs大多为骨转

换过程中的代谢产物，缺乏反映骨转换特定调节途径的因子，且易受性别、年龄、

种族等影响。此外，目前任何一项或多项BTMs的变化，都不足以诊断OP，预测

骨折风险［4］。

受益于分子诊断技术的发展，新型BTMs逐渐进入临床视野，国内外研究致

力于发现不易受年龄、性别等因素影响，可调节骨转换，特异性反映不同骨骼部

位的新型BTMs。本文将从新型BTMs的产生机制、检测手段、调节作用、对骨代

谢疾病的诊断、预后和疗效等方面进行阐述，为后续对这类BTMs的研究提供方

向，为OP等骨代谢疾病的预防、早期识别骨代谢异常并诊断、制定个性化的预

防策略提供科学依据，从而有效降低OP和骨折的风险。

一、新型BTMs

目前广泛研究的新型BTMs主要包括：微小RNA、柠檬酸盐、硬化蛋白与Di

ckkopf相关蛋白1、C-X-C样趋化因子配体12、凝溶胶蛋白、膜联蛋白A2等。

1.微小RNA（microRNA，miRNA）：miRNA是一类短的非编码RNA片段，通

过转录后沉默或抑制蛋白翻译来调节靶标基因表达，发挥负性调控作用。miRNA

以胞囊包裹或与蛋白质结合的方式被释放到细胞外，形成循环miRNA［5］。这

些miRNA在细胞外通过载体保护，具有高稳定性，能反映组织特异性表达水平。

循环miRNA检测无创且易于取样，可以通过简单、灵敏的逆转录定量聚合酶链反

应（reverse-transcriptionquantitativePCR，RT-qPCR）进行定量分析［6］，

而microRNA微阵列分析和转录组测序技术（miRNA-seq）等高通量技术可以筛

选感兴趣的miRNA或快速分析较大miRNApanel的模式。

miRNA是重要的表观遗传因子，能调控OB和OC的增殖与分化，参与骨重建、

再生和骨稳态维持［7］。进一步的研究发现，miRNA可用于区分OP