OSTEOPOROZ BELİRTEÇLERİNİN ANALİTİK VE DİAGNOSTİK PERFORMANSI Dr.Yahya Laleli Düzen Laboratuvarlar Grubu Tarih: 10 Eylül 2005 Yer: A.Ü.Kastamonu MYO Kongre Merkezi
Osteoporozun tanı ve tedavisinin takibinde klinik laboratuvarın rolü başlangıç dönemindedir. Bu konuyla ilgimiz ve rolümüz kemik biyoloji ve patolojisini bilmemize, tanı ve takip parametrelerini tanımamıza ve değerlendirmede kullanımımıza bağlıdır.
Osteoporoz tipleri: Birincil Osteoporoz (Primer); Kemik kitle kaybı ve kemik kırıklariyla giden genelde kadınlarda menopozdan sonra ve yaşlı erkeklerde görülmekle beraber erken dönemdede başka sebep olmadan görülen osteoporoz. Ikincil Osteoporoz (Sekonder); Başka bir hastalık, cerrahi veya ilaca bağlı olarak yaşa bağımsız kemik metabolik aktivitesinin in turnover ın artması halidir dir.
Primer Osteoporoz: Primer Osteoporoz Tip I Primer Osteoporoz Tip II İdiopatik Osteoporoz (Çocuk ve genç yetişkin)
www.scantibodies.com
Tip I ve Tip II Osteoporoz Karakteristikleri Yaş (yıl) Cins (K/E) Kemik Tipi Kırık Bölgesi Kemik Kayıp Hızı Kemi Mineral Dansite Değişikliği PTH düzeyi Muhtemel Mekanizma Tip I 50-75 6:1 Trabeküler Vertebral Distal Radius Distal Tibia Artmış (osteoklast aktivitesi) Normal veya Sirkadien ritim yok Estrojen Noksanlığı Tip II >70 2:1 Trabeküler ve kortikal Vertebral (çoklu kenar kırığı) Proksimal Femur Proksimal Humerus Pelvis Artma yok (Azalmış osteblast aktivitesi) Minimal Normal ~ Estrojen noksanlığı Hiperparatiroidi
Primer Osteoporoz Gelişiminin Muhtemel Sebepleri Kalsiyum yetersizliği Vitamin D absorpsiyon ve metabolizması Parathormon salınım paterni Estrojen noksanlığı Bilinmeyenler
Sekonder Osteoporoz Sebepleri İlaçlar Endokrin ve metabolik bozukluklar Böbrek Hastalıkları Kontrektif Doku Hastalıkları Mide Barsak Hastalıkları Diğerleri Glukokortikoidler, diüretikler, antikoagulanlar, LH-RH agonistleri, antiasit, sigara ve alkol Cushing sendromu, hiperparatiroidi, hiperkalsiüri, hipertiroidi ve tiroid hormonları Böbrek yetersizlik veya yetmezliği, Vit D noksanlığı, renal tübüler asidoz ve renal osteodistrofi Osteogenezis imperfekta, Marfan/Ehler-Danlos sendromları, Glikojen depo hastalığı, Homosistinüri, Multiple Myelom, Lenfoproliferatif hastalık Celiac hastalığı, gastrektomi, inflamatuar barsak hastalığı, malabsorbsiyon Hareketsizlik, romatizmal hastalıklar, kistik fibroz, kronik obstrüktif akciğer hastalıkları, kronik karaciğer hastalıkları, amiloidozis
Kemik Yapım/Yıkım Belirleyicileri Yapım Belirleyicileri (serum) Kemik Spesifik Alkalen Fosfataz Osteokalsin Pro-kollajen I Karboksiterminal (PICP) Aminoterminal (PINP) Yıkım Belirleyicileri (serum) Tartarat dirençli asit fosfataz C- Telopeptit (beta CTX) (idrar) İdrar kalsiyumu Kemik sialoproteini Çapraz-Bağ Pridinolin Deoksipridinolin N-telopeptid C-telopeptid Tip 1 Kollajen
Kemik Alkalen Fosfataz (KAF) İzoenzimi Fosfat, esteraz grubunda glukoproteindir. Kemik, karaciğer, böbrek izoenzimleri aynı gen tarafından kodlanır, Post translational glikozilayonla farklılaşır, Doğal substratı bilinmiyor, KAF aktivitesi, pirofosfatazı inhibe ederek mineralizasyonu başlatır ve destekler, Kemik ve karaciğer formlarının ayrımı ideal olarak mümkün değil, Ölçüm için monoklonal antikor kullanımına dayalı immunassay önerilmektedir.
Kemik Alkalen Fosfataz Örnek Preanalitik önlem Serum, heparinli plazma 48 saat içinde analiz et veya döndür (-70( o C) Referans Aralığı Kadın Premenopoz Postmenopoz Access Ostase 1 2.9 13.5 µg/l 3.8 22.6 µg/l Metra BAP 2 11.6 29.6 U/L 14.2-42.7 U/L Erkek Çapraz Reaksiyonları % Karaciğer AP Placental AP Barsak AP Deney Güvensizliği (%) Biyolojik Varyasyon (%) Önemli en az değişiklik (%) 3.7 20.9 µg/l 2-6 0.3 1.8 4 6 4.2 25(13.2-17.60) 15.0 41.3 U/L 3-8 0 0.4 5 8 -- (5?) 19.5
Sağlıklı Hastalıklı SAHSA SAHSA BAGLILIGI BAGLILIGI YUKSEK, YUKSEK, INDEKSI INDEKSI DUSUK DUSUK ARH ÜRH ARH URH ARH ÜRH FERDE BASLILIK INDEKSI YUKSEK ARH ÜRH
Analiz Fertteki Değişim %cv1 Fertler Arası Değişim%cvG Şahsa Özgünlük İndeksi K A N Kalsiyum Kreatinin Mağnezyum 1.9 4.3 3.6 2.8 12.9 6.4 0.68 0.33 0.56 Fosfor 8.5 9.4 0.90 Sodyum 0.7 1 0.70 Kalsiyum konsantrasyonu 27.5 36.6 0.75 Kalsiyum (gunluk) 26.2 27 0.97 İ D R A R C-Telopeptide tip 1 Kreatinin konsantrasyonu Kreatinin (gunluk) Deoksipiridinolin/kreatinin Hidroksiprolin/dakika, gece idrarı 35.1 24 11 14.7 36.1-24.5 23 15.1 38.8 0.98 0.48 0.97 0.93 Sodyum, konsantrasyon 24 26.8 0.90 Sodyum (gunluk) 28.7 16.7 1.72!
LSC*= (1.96)( 2) ( Cvi 2 +Cva 2 ) *Reference Change Value=RCV %95 GH icin Z degeri=1.96 LSC=RCV=?en kucuk onemli fark! T-Score#= (test result patient mean ref )/SD ref #RSD LSC(KAP)=1.96x1.41V(64+64) = 2.7x11.3=%30
OSTEOKALSİN Intact (BGP)* Örnek Biyolojik yarılanma Preanalitik önlem Deney Formatı serum 5 dk. 2 saat içinde 2-82 o C hücrelerden ayır. 4 saat içinde analiz et veya dondur <-20 < o C RIA, EIA, IRMA, ELISA Referans Aralığı Kadın Premenopoz Postmenopoz DSL-7600 Intact molecule, pg/ml 2-24.624.6 2-18 Metra BAP 2 Intact molecule 3.7-10 0.5 7 Erkek Deney Güvensizliği (%) Biyolojik Varyasyon (%) En düşük önemli değişim *BGP=bone gla protein 1.1-15 15 (%95<9.2) 10 10% 30% 3.4-9.1 <10% --?
PROKOLLAJEN I Karboksi terminal (p coll-i-c) (PICP) Amino terminal (p coll-i-n) (PINP) Kollagen aktivitesine spesifik peptitler, Paget s,, hiperparatiroidi ve adolesan döneminde yüksek immunassay ve HPLC metodları var. Kemik formasyonuyla zayıf korelasyonu var. Estrojen ve bisfosfataz tedavisinde baskılanırlar. Gece daha yüksek.
İdrar Kalsiyumu Kreatinin düzeyine göre düzeltilmiş 24 saatlik veya sabah açlık idrarında kalsiyum. Kalsiyum yetersiz. Diyetle ilgili (Aç, Protein, Na*) Atılım PTH, diüretik, E2, Vit D vs. etkisi altında ASİDİFİYE ETTİKTEN SONRA ÖLÇ.
Hidroksipirolin Kemik metabolizması ve dönüşümü incelemek için kullanılan ilk belirleyici Kollajen yıkım ürünü Ana kaynağı kemik veya kollajene özgü değil Osteoporoza özgü değil, paget ve hiperparatiroidi de ve kemik metastazlarında atılımı yüksektir Yıkım ürünü olan hidroksiprolin, yapımda kullanılmaz. HPLC metodu ile Referans Aralığı Analitik Hata %6 Biolojik variasyon %30 Minimum anlamli artis %45 Detection Limit Preanalitik önlem 120 300 µmol/gün 4.2 mg/dl Sabah 2 saatlik örnek toplamadan önceki günden başlayıp hayvani gıdalar ve jelatin ihtiva eden tüm gıdalar yenmemeli
Kemik Sialoproteinleri Osteoblast, osteklast ve odontoblast tarafından sentezlenen GLIKOPROTEİN lerdir. OSTEOKLASTIN KEMİK YÜZEYİNE BAĞLANMASINDA rol alabilir. Kemik sialoproteini non-kollajen kemik dokusunun %5-10 nu oluşturur. Osteoporozdan daha çok kemik metastazı mevcudiyetini ve gelişmesini göstermede kullanılır.
Kollajen Cross-Links Tip I kollajenin stabilitesini sağlamak üzere aminoterminal telopeptit ile karboksiterminal telopeptit arasındaki çapraz bağ.
Piridinoline ve Deoksipiridinoline* Örnek Preanalitik önlemler İlk veya 2 nci sabah (10.00 dan önce) veya 24 saatlik idrar açlık Işıktan koru, 2-8 o C de sakla idrar HPLC için örneği kullanmadan asidifiye et! Piridinolin (İdrar) Deoxypiridinolin (İdrar) Deney METRA HPLC (F+B) METRA HPLC (F+B) Referans Aralığı (Unit) nmpyr/mm Kreatinin pmpır/mm nmdpd/mm pmdrd/mm Kadın Premenopoz 16.0-37.0 23 65 3.0 7.4 6 26 (<7) Erkek 12.8 25.6 18 40 2.3 5.4 4 19 (5.5) Biyolojik Değişiklik % 15 15 15.5 15 Deney güvensizliği %? 1.8?(10) 2.0 Değerli değişim düzeyi % 35 50 40 48 41 * İdrar ve serum
N-Terminal Telopeptid Crosslinks (NTx) (İdrar+Serum) Osteomark (Wampole Laboratories) Örnek Preanalitik İdrar ilk veya 2 nci sabah (<10.00) veya 24 s. Borik asit veya başka koruyucu yok, ışıktan koru. 2-82 o C de 3 gün Deney Formatı Referans Aralığı (Birim) Kadın Premenopoz Postmenopoz Erkek Deney güvensizliği % Biyolojik Değişim % Önemli Küçük değişiklik ELISA mµol Kemik Kollajen eşdeğeri (BCE) nµol Kreatinin 10 65 nµol BCE/nµol kreatinin 14 93 (?) nµol BCE/nµol kreatinin 8 63 nµol BCE/nµol kreatinin 15 (CV NTx + %CV kreatinin) 15 19 %55?
C-Terminal Telopeptid Crosslinks (CTx) Örnek Preanalitik önlemler Serum/EDTA plasma, AÇLIK Hemolizsiz örnek, 3 saat için ayır. -20 o C de sakla (jelli ayırıcıdan hemen ayır ng/ml) Referans Aralığı (ng/ml) Kadın Premenopoz Postmenopoz Erkek Deney Hatası Biyolojik Değişiklik % Değerli değişim düzeyi % Crosslaps Elısa 0.5 ± 0.25 0.3 ± 0.15 0.3 ± 0.2 <10 3 12 40 B-CrossLaps Elecsys Immunassay 0.025 0.573 0.104 1.008 0.016 0.584 <10 10 40 (med 18) 60%
Use of Osteomark in Patients Diagnosed with Paget s Disease of Bone A study was conducted to determine the ability of Osteomark to monitor m the effect of bisphosphonate therapy on bone resorption in patients diagnosed with Paget s disease of bone. The following data support the clinical utility of Osteomark to monitor the effect of bisphosphonate therapy on bone resorption levels in patients diagnosed with Paget s of bone. Visit Alendronate Etidronate Pamidronate Month 1* -48% -39% -71% Month 3** -77% -58% -67% Month 6*** -87% -72% -71% *N = 22, 17 and 20 respectively **N = 28, 23 and 20 respectively ***N = 27, 22 and 20 respectively * Osteomark values should be monitored in Paget s disease of bone patients treated with antiresorptive therapy to a>30% change or into the normal range.
Clinical Utility of Laboratory testin in women with Osteoporosis Fracture Intervention Trial. (FIT). Osteoporosis Int.2005;16(5):534-540. Objective: Klinisyenin BMD yönünden yetersiz bulduğu fakat laboratuvar testleri bakımından herhangi bir bilgisi olmadığı hastalarında bu testlerin + bulunma ihtimalinin (+LR) belirlenmesidir. Femur başında osteoporozu olan şahıslarda osteopenisi olanlara nazaran her laboratuvar testinin anormal bulunma şansı araştırılmıştır. (Analizler düşük kemik mineral yoğunluğu ile beraber vertebral kırığı olanlarda anormal test sıklığı yönünden incelenmiştir.)
Table : Ability of osteopororsis at the femoral neck to predict the presence of an abnormal laboratory test Osteoporosis Int.2005;16(5):s.536
Table 5: Prevalence of low TSH among women with and without osteoporosis Osteoporosis Int.2005;16(5):s.538
Do Bone Effect of Bisphosp Honates Differ? Randomized Double-Blind Study J Bone Miner Res. 2005;20(1):141-151 Randomize çift körülü çok merkezli 1053 hasta üzerinde, ALD ve RSD ilaçlarının kemik mineral dansitesi ve biyokimyasal belirleyiciler üzerindeki değişimin incelenmesi, çalışmasıdır. Kırık riskinin dansite değişimi en yüksek düzeye gelmeden, azalması kemik resobsiyonunun engellenmesinin, kırık riskinin azalmasında mineral dansite artışı kadar veya daha etken olduğunu düşündür. Kemik dansitesinde %10 artışın (T değerinde 1 unit artış) kırık riskini %50 azalttığını biliyoruz. ALD ile %3.4, RSD ile %2.1 artışın kırık riksini %17 ve %10.5 azaltması lazım! Bunu teyid eden bilgi yok. %10 luk kırık farkını göstermek için 50.000 hastada çalışma lazım. Biyokimyasal belirleyicilerin tedaviye cevabı erken belirlemeden etkin olabileceğini ortaya koymuştur.
FIG. Changes in biochemical markers expressed as mean percent change from baseline ± SE at 6 and 12 months (per- protocol approach). (A) Urine NTx corrected for Cr (nmol bone collagen equivalents/mmol of Cr). (B) Serum CTx (ng/ml). (C) Serum BSALP (g/liter). (D) Serum N- terminal P1NP (g/liter). Between- group comparison of ALN vs. RIS: ***p <0.001.
Biyokimyasal Tanımlayıcıların Klinik Pratikte Kullanımı Osteoporoz Tanı: Hastanın klinik prezentasyonu ve hastanın dansitometrik ölçümleriyle yapılır. Biyokimyasal Tanımlayıcılar: Hiç biri bugün için hiçbir kemik metabolik hastalığını osteoporoz dahil belirleme gücüne sahip değildir. Çünkü: A. Özgüllüğü azdır. B. Biyolojik varyasyon/hasta ve sağlıklı değerlerin örtüşmektedir.
BİYOKİMYASAL TANIMLAYICILAR NE ZAMAN NE VERİR Osteoporoz da kemiğin yeniden şekillenmesindeki hatayla ilgili bilgi verir. Altta yatan hadise, süreç, osteoblastik aktivitenin artması ve artmış dönüşüm ise biyokimyasal belirleyicilerin düzeyi yüksektir.. Eğer hadise azalmış döngü yani osteblastik aktivitenin kaviteyi dolduramamasıysa normal veya hafif yüksektir. Günlük veya mevsimlik değişiklikler hadiseyi daha komplike kılar.
Biyokimyasal Belirleyicilerin Tedavinin Takibinde Kullanımı Intra,individual variasyon serum/plazmada daha düşüktür. İdrar veya kan, tedavi öncesi tekrarlanmış bazal değerlendirme örneğine ihtiyaç vardır. ÖNEMLİ EN DÜŞÜK ANALİTİK KONSANTRASYON FARKI (RCV) bilip yorumumuzu ona gore yapmamiz gerekir. LSC* = (Z)( 2)( CVi 2 +CV 2 a) Z=Degisim(T1-T2)/V2*V(CVi2+Cva2) Z=1.96 (95%GH) Cvi = Fert içi değişim Cva= Deney güvensizliği (assay imprecision) Diğer yaklaşım 2.7 (T5) 2 + (7) 2 = 2.7x16.5 = %44.5 Test Neticesi hasta Ortalama referans T-değerlendirmesi T = SD ref T < -2.5 SD osteopeni T >- 2.5 SD osteoporoz * Referans toplum mutlak tanıtılmalı + Netice yorumlanırken metabolizma ve clearance i etkileyen faktörler gözönünde bulundurulmalı.
Klinik Kullanım Bakımından Biyokimyasal Belirleyicilerin Kullanımı CAP in uyguladığı EQA çalışması (NTx, CTx, D-Pyr) D yön gösterici olacaktır. BMD kabul edilmiş tanı kriteridir ama biyokimyasal belirleyicilerle paralel netice vermesi beklenemez. Kemik Belirleyicileri (bilhassa rezorbsiyon) İskeletteki tüm metabolik aktiviteyi belirli bir zaman aralığı için yansıtır. Hastalığı değerlendirme bilhassa tümör metastazı yönünden faydalıdır. Osteoporoz veya diğer metabolik kemik hastalıklarının takibinde kullanılabilir.