KEMİK MARKERLARI. Dr. Murat Öktem Düzen Laboratuvarlar Grubu

KEMİK MARKERLARI Dr. Murat Öktem Düzen Laboratuvarlar Grubu

Maturitas. 2010 April; 65(4): 301 307

Markus J Seibel Biochemical Markers of Bone Turnover Part I : Biochemistry and Variability Clin Biochem Rev Vol 26 November 2005 4

Kemik Metabolizması Markerları Osteoklast ve osteoblastlardan salınan enzimler Kemik yapımı sırasında osteoblastlardan, kemik yıkımı sırasında kollajen matriksten salınan yapısal proteinler Kan İdrar 5

Kemik Markerları Kemik yapım markerları Kemik alkalen fosfataz Osteokalsin Tip 1 kollajen C-terminal propeptit (P1CP) Tip 1 kollajen N-terminal propeptit (P1NP) Kemik yıkım markerları Kollajen kaynaklı Hidroksiprolin Hidroksilizin-glikozidleri Pridinolin Deoksipridinolin Tip 1 kollajen karboksiterminal crosslinked telopeptit (CTX) Tip 1 kollajen aminoterminal crosslinked telopeptit (NTX) Kollajen 1 alfa 1 helikoidal peptit Non-kollajen proteinler Kemik sialoprotein Osteokalsin fragmanları Osteoklast enzimleri Tartarat rezistan asit fosfataz Katepsin K RANK 6

Değişkenlik Birey içi ve bireyler arası değişkenlik kemik markerları için kullanım açısından en önemli zorluklardan biridir. Preanalitik değişkenlik kaynakları 1. Teknik kaynaklar I. Örnek tipi II. III. IV. Örnek alım zamanı Örneğin saklanması Isıya bağlı yıkım V. Fotoliz VI. Laboratuvarlar arası değişim 7

Değişkenlik 2. Biyolojik kaynaklar I. Yaş II. III. IV. Cinsiyet Yeni kırık Gebelik, laktasyon V. İlaçlar VI. VII. Bazı hastalıklar İmmobilite VIII. Diyet IX. Egzersiz X. Temporal değişkenlikler I. Diurnal varyasyon II. Menstrüal III. Mevsimsel 8

Gün içi varyasyon % İdrar markerları 20-30 CTX 40-66 Günler arası varyasyon % Pridinolinler 7-26 NTX 13-35 CTX 12-35 TRAP 10-12 Diğer bazı varyasyon kaynakları % Mentrüel siklus 10-20 Mevsimsel 20-30 19

Intra-individual variability Yapım markerları >%25 Yıkım markerları %60-80 CV nin %10 olduğu durumda iki ölçüm arası farkın anlamlılığından bahsedebilmek için Serum markerlarında %25-30 değişim İdrar markerlarında %40-70 değişim görülmelidir 20

Bir Markerın Kemik Markerı Olarak Kullanılabilmesi için Taşıması Gerekli Özellikler* İyi tanımlanmış olmalı Kemiğe spesifik olmalı Tedavi takibinde olduğu kadar, kırık risk prediksiyonunda da iyi sonuç vermeli Otomatize sistemlerle geniş kullanım imkanı olmalı Biyolojik ve analitik varyasyon, preanalitik faktörler, stabilite, analiz kolaylığı vb. açılardan kolay kullanımı olmalı Kandan ölçümü yapılabilmeli International Osteoporosis Foundation ve International Federation of Clinical Chemistry Laboratory Medicine Working Group on Bone Marker Standards a göre Clin Chem Lab Med. 2011 Aug;49(8):1271-4. doi: 10.1515/CCLM.2011.602. Epub 2011 May 24. 21

International Osteoporosis Foundation ve International Federation of Clinical Chemistry Laboratory Medicine Working Group on Bone Marker Standards a göre Kemik Markeri Olarak Kullanılması En Uygun Olan Markerlar Marker Kaynak Yorum Kemik alkalen fosfataz Serum Osteoblast Kemiğe spesifik olmakla birlikte karaciğer izoformu ile %10 a kadar çapraz reaksiyon verebilir Sirkadiyen ritim çok düşük P1NP Serum Osteoblast kaynaklı tip 1 kollajenin prekürsörü NTX İdrar Tip 1 kollajenin osteoklastik hidrolizi Beta-CTX Serum Kollajenin osteoklastik hidrolizi Intact veya total formları için testler geliştirilmiş Sirkadiyen ritim çok düşük Kreatinine oranlanmalı Sirkadiyen ritim yüksek Açlık gerekir Böbrek ve karaciğer fonksiyonlarından etkilenir Sirkadiyen ritim yüksek 22

ÖNERİ Kemik turnoverının tespiti için IOF ve IFCC iki kan testi önermektedir: C-telopeptide (C-terminal telopeptide of type 1 collagen (CTx)) kemik yıkım markeri olarak P1NP (Procollagen type 1 N-terminal propeptide) kemik yapım markeri olarak International Osteoporosis Foundation ve International Federation of Clinical Chemistry Laboratory Medicine Working Group on Bone Marker Standards a göre Clin Chem Lab Med. 2011 Aug;49(8):1271-4. doi: 10.1515/CCLM.2011.602. Epub 2011 May 24. 23

Kemik Yapım Markerları Kemik alkalen fosfataz Yetişkindeki ALP nin %40-50 si Lektin presipitasyon, heat resistance, elektroforez Yeni kitlerde CV < %5 ama karaciğer formu ile %15 çapraz reaksiyon sorun Yarı-ömrü 1-2 gün Uzun dönem birey içi varyasyon %10 Biological Variation Desirable Specification CVw CVg I(%) B(%) TE(%) Alkaline phosphatase, bone 6.2 37.4 3.1 9.5 14.6 Referans: www.westgard.com CVw = within-subject biological variation CVg = between-subject biological variation I = desirable specification for imprecision B = desirable specification for inaccuracy TE = desirable specification for allowable total error

Kemik Yapım Markerları Osteokalsin Osteoblastlardan salgılanır ama matriksi oluşturan majör nonkollajen madde olduğundan matriks yıkımı ile de salgılanır. Bu nedenle saf kemik yapım markeri değil! Sirkadiyen ritmi var ve sabah en yüksek Böbreklerden atılır ve GF düşerse, düzey artar Immunoassay Çeşitli fragmanları olduğundan ölçüm etkilenir, standardizasyon sağlanamamıştır Biological Variation Desirable Specification CVw CVg I(%) B(%) TE(%) Osteocalcin 6.3 23.1 3.2 6.0 11.2 Referans: www.westgard.com CVw = within-subject biological variation CVg = between-subject biological variation I = desirable specification for imprecision B = desirable specification for inaccuracy TE = desirable specification for allowable total error

Kemik Yapım Markerları Prokollajen 1 peptitleri Tip-1 kollajen bir prekürsördür ve C- ve N-terminalleri bulunur Bu terminallerin yıkımı hormonal kontrol altındadır ama renal fonksiyonlardan etkilenmez Her iki terminal de immunoassay yöntemlerle ölçülebilir Collagen type I N propeptide (PINP) Biological Variation Desirable Specification CVw CVg I(%) B(%) TE(%) 7.4 57.3 3.7 14.4 20.5 Referans: www.westgard.com CVw = within-subject biological variation CVg = between-subject biological variation I = desirable specification for imprecision B = desirable specification for inaccuracy TE = desirable specification for allowable total error

Kemik Yıkım Markerları Asit fosfataz Tartarat ile inhibe edilemeyen izoformu osteoklastlardan salgılanır (TRAP) Total TRAP kemik yıkım markeri olarak kullanılmıştır fakat bu marker eritrosit ve trombositlerden salınan bazı enzimlerden etkilenir. Immunoassay, CV %5-15 Tip 5b TRAP ın sensitivitesi daha yüksektir Acid phosphatase tartrateresistant (TR-ACP) Biological Variation Desirable Specification CVw CVg I(%) B(%) TE(%) 8.0 13.3 4.0 3.9 10.5 Referans: www.westgard.com CVw = within-subject biological variation CVg = between-subject biological variation I = desirable specification for imprecision B = desirable specification for inaccuracy TE = desirable specification for allowable total error

Kemik Yıkım Markerları Pridinolin-deoksipridinolin crosslinks Kollajen yıkımı olduğunda idrarla atılır Total ve serbest formları var. Normal şartlar altında %50/50 Ölçülen genelde total form Tedavi yanıtını takipte serbest form etkilenmez, total etkilenir Biological Variation Desirable Specification CVw CVg I(%) B(%) TE(%) Deoxypyridinoline/creatinine, 24h 16.0 30.7 8.0 8.7 21.9 Deoxypyridinoline/creatinine, first morning 13.8 34.6 6.9 9.3 20.7 Pyridinoline/creatinine 8.7 17.6 4.4 4.9 12.1 Referans: www.westgard.com CVw = within-subject biological variation CVg = between-subject biological variation I = desirable specification for imprecision B = desirable specification for inaccuracy TE = desirable specification for allowable total error

Kemik Yıkım Markerları Tip 1 kollajen telopeptitleri Tip 1 kollajene crosslinklerin bağlandığı peptitlerdir C-terminalinin 4 izomeri vardır Immunoassay Serum ve idrar CTX leri koreledir Diğer bir tipi N-terminal telopeptide, NTX Biological Variation Desirable Specification CVw CVg I(%) B(%) TE(%) N-Telopeptide type I collagen/creatinine, first morning 17.0 52.0 8.5 13.7 27.7 N-Telopeptide type I collagen/creatinine, second void 15.5 37.6 7.8 10.2 23.0 C-Terminal telopeptide type I collagen 9.6 30.6 4.8 8.0 15.9 Referans: www.westgard.com CVw = within-subject biological variation CVg = between-subject biological variation I = desirable specification for imprecision B = desirable specification for inaccuracy TE = desirable specification for allowable total error

Önerilen Markerların Doğru Kullanımı Primer osteoporoz tanısı Tedavi takibi Radyoloji - Biyokimya Doz takibi Tedavi başlangıcı 3-6 ayda bir 32

Önerilen Markerların Doğru Kullanımı Postmenopozal kemik kaybının ön görülmesinde kemik markerlarının rolü Kırık riskinin değerlendirilmesi Tedavi seçimi Tedavi sonrası erken dönemde değerlendirme 33

Figure 3 High bone turnover is associated with all cause mortality in the frail elderly. In a prospective analysis of 1112 frail persons (79% female, mean age 86 years) recruited into the Australian FREE Study, high bone turnover was an independent predictor of... Markus J Seibel Biochemical Markers of Bone Turnover Part II : Biochemistry and Variability Clin Biochem Rev Vol 26 November 2005 34

Figure 7a. Change in markers of bone turnover following a 3-monthly dosing of sc. Denosumab. Patients received 3- monthly sc. injection of varying doses of Markus J Seibel Biochemical Markers of Bone Turnover Part II : Biochemistry and Variability Clin Biochem Rev Vol 26 November 2005 Figure 9. Change in markers of bone turnover during therapy with daily s.c. teriparatide and/ or alendronate. Patients received teriparatide, alendronate or a combination of both agents. Teriparatide results in an increase of both bone formation and resorption... 35

CUT-OFF!

Özet Serum CTX ve P1NP ilk seçilecek markerlar Osteokalsinin rutin kullanımı zor, frajil! Serum kemik alkalen fosfataz panele eklenebilir (karaciğer patolojisi yoksa) Takip aynı metotla yapılmalı Örnek alım zamanı standardize edilmeli 39

Özet Tedavi seçiminde kemik markerlarının yararı kanıtlanmış değil Kırık için bağımsız risk faktörleri Değişimin değerlendirilmesi için hangi markerın ne kadar değişiminin anlamlı olduğu bilinmeli Erken dönem değişimler, tedavi etkinliğinin gösterilmesinde kullanılabilir Ne kadar değişim optimal? Konsensus yok 40