Markery kostního obratu u osteoporózy: společné stanovisko k jejich využití Společnosti pro metabolická onemocnění skeletu České lékařské společnosti J. E. Purkyně (SMOS ČLS JEP) a České společnosti klinické biochemie České lékařské společnosti J. E. Purkyně (ČSKB ČLS JEP)

Súhrn

Publikace je společným stanoviskem České společnosti klinické biochemie a Společnosti pro metabolická onemocnění skeletu k využití markerů kostního obratu u pacientů s osteoporózou. Doporučuje se užívat PINP (N-terminální propeptid prokolagenu typu 1/Procollagen type I N-terminal propeptide) v jednotkách μg/l jako marker kostní novotvorby a CTX-I (C-terminální příčně vázaný telopeptid kolagenu typu 1/C-terminal telopeptide of type I collagen) v jednotkách ng/l jako marker kostní resorpce. Odběr vzorku krve se provádí po nočním lačnění a je třeba se vyhnout enormní fyzické zátěži 24 hodin před odběrem, u PINP není lačnění třeba. Vzorky krve odebírejte vždy dopoledne v rozmezí mezi 7.–10. hodinou. Akceptovatelné jsou jak sérum, tak EDTA(EthyleneDiamineTetraacetic Acid/kyselina ethylendiamintetraoctová) plazma. EDTA-plazma je vhodnější, když není možné CTX-I zpracovat do 8 hodin od odběru. Optimální doba separace krvinek od plazmy nebo séra je do 2 hodin od odběru. PINP není vhodným parametrem při léčbě systémově podávanými kortikoidy, kromě sledování efektu anabolické terapie. Abychom sjednotili interpretaci CTX-I a PINP je doporučeno užívat pro systémy firmy Roche: základní referenční mez (CTX-I 100–600 ng/l u žen, 70–700 ng/l u mužů; PINP 20–70 μg/l u žen i mužů), horní patologická mez (CTX-I 1 000 ng/l u žen, 850 ng/l u mužů; PINP 100 μg/l u mužů i žen) a pro firmu IDS: základní referenční mez ( CTX-I 50–670 ng/l u žen, 90–780 ng/l u mužů; PINP 20–75 μg/l u žen, 20–80 μg/l u mužů), horní patologická mez (CTX-I 1 050 ng/l u žen, 850 ng/l u mužů; PINP 100 μg/l u mužů i žen). Pro monitorování terapie je definována změna sérových hodnot CTX-I a PINP o 25 % jako LSC (Least Significant Change/nejmenší signifikantní změna) nebo v absolutní hodnotě, to znamená změnu sérových hodnot CTX-I o 100 ng/l a u PINP o 10 μg/l.

Klíčová slova:

CTX-I – doporučení – klinické využití – kostní markery –osteoporóza – PINP

Úvod

Osteoporóza je pomalu se vyvíjející onemocnění, které řadu let probíhá skrytě bez příznaků. Při osteoporóze dochází k postupnému úbytku kostní hmoty a ke zhoršení mikroarchitektury a kvality kosti. Výsledkem je zvýšená kostní lomivost a vyšší riziko vzniku zlomenin. Typickým a často prvním klinickým příznakem je až osteoporotická zlomenina [1]. Ve věku 50 let má každá druhá žena (46 %) a každý pátý muž (22 %) riziko, že v průběhu svého života prodělají osteoporotickou zlomeninu. V České republice se v roce 2010 odhadovalo, že osteoporózou trpí 426 000 žen a 103 000 mužů. Zároveň se předpokládá, že v České republice dojde v letech 2010–2025 k nárůstu osteoporotických zlomenin o 27 % [2]. To dopovídá i nárůstu incidence zlomenin proximálního femoru v České republice mezi roky 1981–2009. V hodnoceném období došlo k nárůstu o přibližně 260 % u žen a o 210 % u mužů [3].

V bezpříznakovém období je diagnostika osteoporózy založena na měření kostní denzity (Bone Mineral Density – BMD) a zhodnocení rizikových faktorů. Jedním z rizikových faktorů osteoporotických zlomenin jsou i zvýšené koncentrace vybraných markerů kostního obratu (Bone Turnover Markers – BTM) [1,4]. Daleko významnější roli má stanovení markerů kostního obratu při sledování efektu terapie osteoporózy [5].

V této publikaci lze nalézt přehled možností využití BTM a jejich limitací v oblasti diagnostiky a léčby osteo­porózy.

Kostní obrat

Kostní obrat je souhrnná aktivita dvou protichůdných procesů. Prvním je kostní resorpce reprezentovaná aktivitou osteoklastů a druhým kostní novotvorba reprezentovaná aktivitou osteoblastů. Pokud obě tyto aktivity probíhají propojeně v čase i místě, mluvíme o kostní remodelaci. Kostní remodelace je zodpovědná za obnovu staré či poškozené kostní hmoty, za uvolnění v kostní hmotě uložených růstových faktorů a podílí se na udržení kalciofosfátové homeostázy a acidobazické rovnováhy [6]. Remodelace probíhá lokálně v kostních mnoho­buněčných remodelačních jednotkách (BMU – Bone Multicellular Unit nebo BRC – Bone Remodeling Compartment). V trámčité kosti je BMU lokalizována na povrchu kosti, krytá klenbou mezenchymálních buněk (tzv. bone lining cells – BLC). Je tvořena specializovanými kostními buňkami osteoklasty, osteoblasty, osteocyty v kostní matrix, kostními povrchovými buňkami (bone lining cells), které ohraničují prostor BMU a dále endoteliálními buňkami, které tvoří kapiláry zajišťující prokrvení BMU (obr. 1).

V kortikální kosti formuje BMU tzv. „řezný kužel (cutting cone)“ s osteoklasty v čele, které následují osteo­blasty s centrální kapilárou a nervovým zakončením a navazující pojivovou tkání (obr. 2) [7].

U zdravého dospělého je aktivováno 3–4 milióny BMU každý rok, z čehož 1 milión je právě aktivní. Délka celého procesu kostní remodelace se liší podle oblasti skeletu, ve kterém probíhá. Průměrná délka přestavby spongiózní kosti činí asi 200 dní, přičemž většina (přibližně 150 dní) připadá na osteoblastickou kostní novotvorbu. Proces osteoresorpce trvá 2–3 týdny a novotvorby 5–6 měsíců (včetně mineralizace nově vytvořeného osteoidu). Proces se v daném místě opakuje za 2–5 let, frekvence je však rozdílná podle typu kostní tkáně, lokality a zátěže. Průměrně se ročně obnoví asi 10 % skeletu, ale i obnova se liší dle typu kostní hmoty. U kortikální kosti, která reprezentuje 75 % kostní hmoty, se obnoví pouze asi 4 %, ale u trabekulární kosti reprezentující 25 % kostní hmoty se obnoví 28 % kostní hmoty ročně [7,8].

Dalším procesem je kostní modelace. Kostní modelace je proces tvarování kosti a změny jejího tvaru a růstu. Je dominantním procesem prvních 20 let života. V menší míře přetrvává i v dospělosti, v níž je zodpovědná za tvarovou adaptaci kosti na zátěž. Při modelaci není novotvorba místně a časově spřažena s resorpcí. Novotvorba probíhá typicky na periostálním povrchu, zatímco resorpce probíhá na endokortikálním povrchu [6,7].

Markery kostního obratu (Bone Turnover Makers)

Markery kostního obratu (BTM) jsou definovány jako molekuly měřené v krvi nebo moči, které odráží metabolickou aktivitu kostní hmoty a kostních buněk, ale samy nemají žádnou funkci v regulaci kostního obratu [9]. Tak jako je kostní obrat složen z procesů kostní resorpce a novotvorby, stejně tak rozlišujeme markery kostní resorpce a markery kostní novotvorby. V roce 2010 International Osteoporosis Foundation a International Federation of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine doporučila sérové markery PINP (N-terminální propeptid prokolagenu typu I) a CTX-I (C-terminální příčně vázaný telopeptid kolagenu typu 1) jako referenční markery klinických studií, a tedy i pro klinickou praxi u osteoporózy (tab. 1) [9]. Stejně tak učinila i National Bone Health Alliance v roce 2012 [10]. Stanovení BTM v séru nebo plazmě je preferováno oproti stanovení v moči z důvodu vysoké variability BTM v moči. Navíc BTM v moči by měly být korigovány na kreatinin, jehož exkrece však klesá s věkem a s úbytkem svalové hmoty. Korekce na glomerulární filtraci vyžaduje 24 hodinový sběr v moči a vše výše uvedené způsobuje sníženou praktickou využitelnost stanovení BTM v moči [11].

Stanovení BTM velmi slabě (r = 0,21; -0,36) korelují s histomorfometrickým měřením. Zde je nutné si uvědomit, že sérové koncentrace BTM reprezentují celkovou aktivitu BMU v celém skeletu, zatímco histomorfometrické parametry reprezentují pouze malou část kostní hmoty (biopsie malého vzorku tkáně nejčastěji z lopaty kyčelní), přičemž míra kostního obratu se místně může lišit. Kostní biopsie jako „zlatý standard“ je invazivní, obtížně opakovatelná a nákladná [11–12].

Stanoviska o použití PINP a CTX-I jako referenčních parametrů kostní novotvorby a resorpce byla znovu potvrzena stanovisky pracovní skupiny pro standardizaci kostních markerů IFCC-IOF [4]principally in regard to the relationship between BTM and incident fractures. Important data are now available on reference interval values for CTX and PINP across a range of geographic regions and for individual clinical assays. An apparent lack of comparability between current clinical assays for CTX has become evident indicating the possible limitations of combining such data for meta-analyses. Harmonization of units for reporting serum/plasma CTX (ng/L a National Bone Health Alliace (USA) [13] včetně jednotek.

Doporučení SMOS a ČSKB ČLS JEP č. 1:

Užívat PINP a CTX-I jako základní markery kostní novotvorby a resorpce.

Doporučení SMOS a ČSKB ČLS JEP č.2:

Z důvodu harmonizace jednotek je doporučeno vyjadřovat CTX-I v jednotkách ng/l a PINP v jednotkách μg/l.

Markery kostní novotvorby

PINP a PICP odráží míru syntézy kolagenu s maximem v proliferativní fázi osteoblastů, zatímco maximální aktivita bALP je v období vyzrávání bílkovinné matrix a produkce osteokalcinu během mineralizace [12].

PINP (N-terminální propeptid prokolagenu typu 1/Procollagen type I N-terminal Propeptide)

PICP (C-terminální propeptid prokolagenu typu 1/Procollagen type I C-terminal Propeptide)

Kolagen typu 1 představuje 90 % proteinové složky kosti (osteoidu). Prokolagen je syntetizován jako trimer složený ze dvou α₁ a jednoho α₂ řetězce [11]. Vytvoření finálního vlákna kolagenu vyžaduje odštěpení C-terminálního propeptidu (PICP) a N-terminálního propeptidu (PINP), které jsou následně uvolněny do cirkulace a mohou být detekovány v séru. Kolagen typu 1 je však kromě kosti syntetizován i v jiných tkáních, jako jsou kůže a šlachy, a PINP a PICP tedy nejsou stoprocentně specifické pro kost. Kolagen typu 1 z kosti představuje největší podíl cirkulujících PINP a PICP s výjimkou onemocnění s vysokým metabolickým obratem v tkáních obsahujících ko­lagen typu 1 [14]. V cirkulaci lze detekovat 2 formy PINP. Trimer PINP (intaktní PINP) a monomerické formy PINP. Trimery jsou vychytávány a degradovány v játrech (aktivní fibróza jater ovlivňuje jejich sérové hodnoty), zatímco monomery jsou vylučovány ledvinami [11]. Auto­matizované imunoanalytické metody k měření PINP jsou od firmy Roche a firmy IDS. Roche Cobas detekuje jak trimer, tak monomer. Jedná se tedy o stanovení celkové koncentrace PINP v séru (PINP total). Hodnoty PINP firmy Roche jsou tak ovlivněny renální insuficiencí, a to od hodnot eGFR < 0,5 ml.s^-1.1,73 m^-2 [15]. Naproti tomu imunoanalytické stanovení PINP firmy IDS iSYS stanovuje pouze trimer, a jedná se tedy o stanovení PINP intaktní formy (PINP intact). Vzhledem k mini­málnímu ovlivnění hodnot sníženou renální funkcí je tato metoda spolu manuálním stanovením PINP Orion Diagnostika doporučena u pacientů s chronickým renálním selháním [4]. Výsledky rozdílných metod jsou mezi sebou nepřenositelné.

Osteokalcin

Osteokalcin (OC) je hlavním nekolagenním proteinem bílkovinné matrice kosti. Po vlastní syntéze prochází post­translační γ-karboxylací, která závisí na vitaminu K. Tato forma má 3 zbytky kyseliny γ-glutamové a nazývá se karboxylovaný osteokalcin. Ten má silnou afinitu k hydro­xyapatitu kostní tkáně a je na něj navázán. Původní význam pro mineralizaci se nepotvrdil. [16], ale OC kontroluje tvar a rozměry krystalů [17]. Při kostní resorpci je osteokalcin dekarboxylován a uvolněn do cirkulace. Dekarboxylovaný osteokalcin (UnOC) má zřejmě několik endokrinních funkcí. V posledních letech probíhá intenzivní výzkum o významu UnOC v oblasti kognitivních funkcí, při svalové adaptaci na fyzickou aktivitu a v endokrinním systému (sekrece inzulinu, zvýšení citlivosti k inzulinu a sekrece testosteronu) [16,18,19]. V cirkulaci lze detektovat jak karboxylovanou (kostní novotvorba), tak nedostatečně karboxylovanou formu. Navíc v séru cirkuluje také N-terminální-mid fragment osteokalcinu (zbytek 1.–43. aminokyseliny) [11]. Z výše uvedeného vyplývá, že naměřené hodnoty celkového osteokalcinu (karboxylované i dekarboxylované formy) jsou spíš markerem celkového kostního obratu než jen novotvorby.

Kostní alkalická fosfatáza

Prvním identifikovaným sérovým kostním markerem byla v roce 1923 kostní alkalická fosfatáza (bALP) [20]. Tento enzym je přítomen ve všech tkáních a katalyzuje hydrolýzu monoesterů fosfátů. Má řadu izoenzymů v závislosti na místě tkáňové exprese (střevní, placentární, zárodečných buněk, jaterní, ledvinou a kostní) [21]. Kostní izoenzym je klíčový pro kostní mineralizaci. Za fyziologického stavu představuje přibližně 50 % celkové sérové aktivity ALP. Na membráně osteoblastů hydrolyzuje difosfát na anorganický fosfát, který se slučuje s ionty vápníku a hořčíku a tvoří hydroxyapatit. Deficit ALP je spojen s genetickou poruchou hypofosfatázií [22]. Naopak izolovaně zvýšené hodnoty ALP lze pozorovat u Pagetovy choroby a měření ALP nebo bALP se užívá ke sledování efektu terapie. [23]. Díky minimálnímu ovlivnění renálními funkcemi je kostní frakce ALP vhodným markerem u pacientů s chronickým renálním selháním (CKD-MBD) [24].

Markery kostní resorpce

Jsou to produkty aktivity osteoklastů. CTX-I, NTX-I vznikají katalytickou degradací kolagenu katepsinem K, zatímco ICTP vzniká degradací kolagenu aktivitou matrixových metaloproteináz [11]. Tartarát rezistentní kyselá fosfatáza (TRAP 5b) je enzym, který se vyskytuje v lyzosomech. Zatímco hodnoty CTX-I a NTX-I odráží resorpční aktivitu osteoklastů, hodnoty TRAP5b spíše reflektují jejich počet [12].

C-terminální příčně vázaný telopeptid kolagenu typu 1 (CTX-I) a N-terminální příčně vázaný telopeptid kolagenu typu 1 (NTX-I)

Vznikají a jsou uvolňovány do cirkulace během kostní resorpce osteoklasty. Jedná se o C- a N-terminální fragmenty kolagenu obsahující propojovací regiony (crosslinks – deoxypyridinolin a pyridinolin). V séru dochází k spontánní izomerizaci z α- na β-formu, a proto je někdy užíván termín β-CTX, β-Crosslaps. Tyto fragmenty mohou být stanoveny jak v séru, tak v moči, mají významnou cirkadiánní variabilitu a jejich sérové koncentrace významně klesají po jídle. V séru jsou finálně degradovány na malé fragmenty jako pyridinolin, deoxypyridinolin a hydroxyprolin, které jsou vyloučeny močí [11,14].

ICTP

ICTP (C-telopeptid kolagenu typu 1/cross-linked telopeptide of type I collagen) je produktem nefyziologické degradace kolagenu typu 1 pomocí matrixových metaloproteináz (MMP1, 2, 13, 14) [25]. Proto je často využíván jako marker degradace kosti u kostních metastáz a myelomu [11,26,27].

TRAP5b

Tartarát rezistentní kyselá fosfatáza je syntetizována v kostech, slezině a plicích. Její izoenzym 5b je specifický pro osteoklasty a koreluje s jejich počtem více, než s jejich aktivitou [28]. TRAP5b je nestabilní při pokojové teplotě (max. 8 hodin), v séru při +4 °C 48 hodin a 1 měsíc při -20 °C, její aktivita se snižuje dlouhodobým zmrazením (stabilní 2 roky při -80 °C), hemolýza stanovení významně neovlivňuje [11,29,30]. Koncentrace nejsou ovlivněny renálními funkcemi, proto lze TRAP5b využít jako marker kostní resorpce u pacientů s chronickým renálním selháním [31]. Rovněž je spolu s ICTP využitelný v časné detekci kostních metastáz [32,33].

DPD

Deoxypyridinolin (DPD) je spolu pyridinolinem (PYR) produktem degradace kolagenu I, II a III, ale v kostním kolagenu je více DPD, než PYR. Výhodou odběru vzorku je stanovení v moči, což je kompenzováno větší variabilitou výsledků [14]. Je méně specifický než CTX-I a NTX-I [34]. Vzhledem ke snazšímu odběru vzorku by mohl mít význam v případech, v nichž je vyžadován opakovaný odběr vzorku v krátkém intervalu a u dětí. V současnosti je jeho stanovení obsolentní.

Preanalytická fáze stanovení u doporučených markerů CTX-I a PINP

Preanalytická fáze významně ovlivňuje kvalitu stanovení a interpretaci výsledků CTX-I a PINP. Velmi důležitá je volba odběrové soupravy, aditiva a skladování vzorků do analýzy.

Odběr a skladování vzorku

CTX-I má vyšší stabilitu v EDTA plazmě (24 hodin při pokojové teplotě, 2–8 dní při teplotě 2–8 °C) než v séru (8 hodin při teplotě 4 °C). PINP je mnohem stabilnější než CTX-I (při pokojové teplotě 24 hodin, při teplotě 2–8 °C 5 dní, a to jak v séru, tak v EDTA-plazmě). Dlouhodobě lze vzorky skladovat při teplotě -20 °C, a to 3 měsíce CTX-I a 6 měsíců PINP. V případě potřeby skladovat vzorky po delší dobu (3 roky) je nutné je zmrazit na teplotu -70 °C. Problém je ale u intaktního PINP, u kterého dlouhodobým skladováním dochází k nárůstu hodnot až o desítky procent. Vzorky na stanovení CTX-I a PINP je možné rozmrazit až 2krát [13,35].

Ovlivnitelné a neovlivnitelné faktory

Preanalytické faktory rozdělit na ovlivnitelné, neovlivnitelné a asociované s chorobnými stavy nebo léčbou viz tab. 2, tab. 3 a tab. 4 [11–14].

Faktory asociované s chorobnými stavy

V tab. 4 a tab. 5 jsou uvedeny faktory asociované s chorobnými stavy nebo léčbou. Obecně lze říci, že rozdílnou mírou jsou markery kostního obratu skoro vždy ovlivněny u onemocnění spojených se sekundární osteo­porózou, a to v závislosti na stadiu a aktivitě onemocnění, typu a dávce léčby.

Po prodělané zlomenině přetrvává zvýšený kostní obrat až 12 měsíců, více je zvýšena novotvorba [36].

Chronická renální insuficience může mít jak zvýšený, tak normální nebo snížený kostní obrat v závislosti na typu kostní renální poruchy (CTX-I i PINP total se v séru významně kumulují) [15,37].

Harmonizace a preciznost měření BMT

Harmonizace CTX-I a PINP očima studií referenčních intervalů

Harmonizace výsledků měření má zcela zásadní význam pro jejich klinickou interpretaci, pro srovnatelnost s jinými metodami a k záruce její nezávislosti na použité měřící platformě, metodě měření a laboratoři, ve které se měření provádí (ICHCRL AACC, IFCC). Zásadní podmínkou harmonizovaných výsledků je standardizace metody a metrologická návaznost kalibrace na certifikovaný referenční materiál. Pokud tyto podmínky nejsou splněny, lze harmonizace výsledků dosáhnout pouze použitím stejné metody v různých laboratořích. Shrneme-li situaci, nezbývá než konstatovat, že vlivem nedostatku harmonizace nejsou k dispozici ani obecné referenční intervaly obou doporučených markerů [38,39]. Harmonizace u CTX-I a PINP proběhla v Austrálii v roce 2014 stanovením hodnot populačních referenčních intervalů pomocí diagnostik Roche. Zásadní východiska této požadované harmonizace, která mají být respektována ještě před laboratorním měřením, jsou dva:

omezení preanalytických vlivů snížením dávek jídla před odběrem a respektování diurnálních variací pomocí ranního odběru nalačno

důsledné používání harmonizovaných jednotek měření, ng/l u CTX-I a µg/L u PINP a jejich vyžadování v programech Externího hodnocení kvality (EHK)

Ovlivnění výsledků CTX-I použitou metodou měření je významně vyšší než u PINP [38,39]. Z několika dalších studií referenčních intervalů [40,41], plyne, že diference mezi testovacími soupravami u CTX-I běžně dosahují hodnot až 30 %, zatímco u PINP jsou jejich hodnoty minimální.

Mezilaboratorní srovnatelnost CTX-I a PINP očima dat programů externího hodnocení kvality

Z dat uvedených v tab. 6 a tab. 7 je zřejmá solidní analytická spolehlivost měření v jednotlivých laboratořích, stabilní v čase (5 let), ale zároveň i nutnost maximální metodické unifikace, aby bylo dosaženo také solidní mezilaboratorní reprodukovatelnosti. Z dat obou tabulek výsledků programů EHK (SEKK a RfB Německo) je závislost míry ovlivnění výsledků použitou metodou dobře patrná. Stejně zřetelně je vidět již uvedená vyšší závislost CTX-I a malá závislost PINP na použité metodě.

DOPORUČENÍ SMOS a ČSKB ČLS JEP č. 3:

Opatření k minimalizaci variability stanovení PINP a CTX-I

• Odběr vzorku provádět po nočním lačnění a zajistit, aby pacient nebyl vystaven 24 hodin před odběrem enormní fyzické zátěži (u PINP – lačnění není třeba)
• Vzorky odebírat vždy dopoledne mezi 7.-10. hodinou
• Akceptovatelné jsou jak sérum, tak EDTA-plazma. EDTA-plazma je vhodnější, když není možno CTX-I zpracovat do 8 hodin od odběru
• Optimální doba separace krvinek od plazmy nebo séra je do 2 hodin od odběru
• PINP není vhodným parametrem při léčbě kortikoidy podávanými intravenózně anebo perorálně kromě monitorace efektu anabolické terapie
• Pokud nejsou vzorky zpracovány v den odběru, je možné je zmrazit a ideálně analyzovat posléze najednou s použitím jedné šarže diagnostické soupravy, a to především v klinických studiích

Samotné zhodnocení výsledku by mělo probíhat v kontextu s účelem, dále se znalostí klinického stavu, komorbidit a aktuální terapie.

Referenční meze

Referenční meze jsou základním nástrojem v hodnocení výsledků. V případě kostních markerů je třeba v jejich hodnocení brát v úvahu účel, aktuální klinický stav a medikaci.

Dětská populace

I když využití markerů kostního obratu v dětské populaci není předmětem této publikace, je nutné si uvědomit, že u dětí a adolescentů referenční meze vykazují významnou závislost na věku, pohlaví stadiu puberty, růstu a metabolizmu a také zároveň na hladinách vitaminu D [42]. Jejich hodnocení tedy patří do rukou zkušených odborníků na kostní metabolizmus u dětí. Pro českou populaci (1–18 let, n = 439) jsou dostupná referenční rozmezí pro PINP a osteokalcin [43]. Pro CTX-I a evropskou kohortu existují data (n = 1 946) v korelaci na výšku a věkové rozmezí 3,5–8,5 roku [44]. Dále existují data z německé kohorty (2 měsíce-18 let, n = 572) v korelaci s věkem, výškou, hmotností a stadiem puberty pro CTX-I, osteokalcin, BALP, ICTP a TRAP5b [45] a z kanadské kohorty (6–18 let, n = 356) pro CTX-I, PINP, osteokalcin, ALP a BALP v korelaci s BMI, vitaminem D a PTH [42].

Dospělá populace

I u této populace jsou hodnoty kostních markerů závislé na pohlaví a věku jak u žen, tak i u mužů. Optimálním věkem pro stanovení referenčních mezí u žen je 30–45 let [4]. Důvodem je ukončení růstového období a zachovaná hormonální stimulace kosti. Ze stejných důvodů je u mužů optimální období pro stanovení referenčních mezí 35–50 let (pozdější ukončení růstu).

V posledních letech bylo publikováno několik kohort s problematikou referenčních rozmezí. Rozdíly v jednotlivých kohortách u premenopauzálních žen shrnuje tab. 8.

U dvou nejčastěji užívaných automatických analytických systémů firem Roche (Cobas) a IDS (iSYS) lze konstatovat, že referenční hodnoty se u žen prakticky neliší u PINP(pokud mají normální renální funkce), ale liší se u CTX-I. Rozdíly jsou dány mírně odlišnými věkovými skupinami a exclusion kritérii v jednotlivých kohortách [4].

Hodnoty kostních markerů jsou i u zdravých postmenopauzálních žen vyšší, než u premenopauzálních. Referenční meze postmenopauzálních žen Cobas, Roche [49] a iSYS, IDS [40], viz tab. 9.

Tab. 10 a tab. 11 shrnují referenční meze u imunoanalytického systému Roche (Cobas).

Stejně tak, jako je méně častá osteoporóza u mužů, je i méně publikací věnovaných referenčním mezím u mužů [39,40,54].

Ve studii Olmose a kol. [54] byly zjištěny referenční meze u mužů 17–71 µg/l pro PINP a 70–681 ng/l pro CTX-I (muži > 50 let, 25-OH D > 75 nmol/l, BMD T-skóre > -2,5 SD a PTH < 6,85 pmol/l). Medián PINP byl 33,2 µg/l a medián CTX-I byl 270 ng/l.

V tab. 12 a tab. 13 jsou shrnuty referenční rozmezí u mužů pro imunoanalytický systém firmy IDS (iSYS).

Nastavení referenčních mezí a cílových hodnot pro léčbu osteoporózy

Premenopauzální referenční hodnoty u žen a u mužů mezi 30.–50. rokem věku odpovídají období vyrovnané kostní remodelace. Jejich využití jako základních referenčních mezí má 2 důvody:

hodnocení abnormalit kostního obratu v premenopauzálním období u žen a v příslušné věkové kategorii u mužů

cílové hodnoty pro léčbu postmenopauzální osteoporózy a osteoporózy u mužů

Horní referenční meze u postmenopauzálních žen a starších mužů jsou nápomocné v případě, jestliže hodnotíme pravděpodobnost abnormálního kostního obratu (sekundární osteoporózy, nebo jiné sekundární příčiny) u osob příslušného věku a pohlaví. Hodnoty nad horní referenční mezí upozorňují na možnou sekundární příčinu.

U žen je tedy vhodné nastavit premenopauzální hodnoty jako základní a horní referenční mez postmenopauzálních hodnot jako významně patologickou mez. Tím se omezí chybná interpretace při neznalosti menopauzálního statutu vyšetřované ženy a i případné hormonální substituce.

U mužů lze akceptovat hodnoty mezi 30.–50. rokem věku jako základní referenční rozmezí, nebo hodnoty u mužů nad 50 let za předpokladu BMD mimo pásmo osteoporózy, dostatečné substituce vitaminem D a absence sekundární hyperparatyreózy.

Fyziologicky u mužů kostní obrat s věkem klesá a je nižší, než u postmenopauzálních žen. Proto významně patologická mez by měla být definovaná jako významně se lišící se od horní referenční meze, ale nižší, než u žen.

Hodnoty mediánu lze užít jako cílové hodnoty, která prokazuje dobrý efekt antiresorpční léčby a dobrou komplianci s léčbou. Hodnoty kostního obratu pod mediánem základního referenčního rozmezí jsou spojeny s nejnižším rizikem vzniku osteoporotických zlomenin [5] a největším efektem antiresorpční léčby [55].

V České republice se majoritně využívá stanovení CTX-I a PINP na automatických imunoanalyzátorech firmy Roche. Jak je ukázáno v přechozích tabulkách referenční meze jsou u kostních markerů především závislé na definování referenční populace (věk, komorbidity, stav zásobení vitaminem D, BMD, hodnoty PTH, užívání kontracepce atd).

DOPORUČENÍ SMOS a ČSKB ČLS JEP č 4:

Doporučení k nastavení referenčních mezí pro CTX-I a PINP

• Cílem je sjednocení interpretace výsledků CTX-I a PINP v rámci ČR
• U žen je tedy vhodné nastavit premenopauzální hodnoty jako základní a horní referenční mez postmenopauzálních hodnot jako významně patologickou mez
• U mužů lze akceptovat hodnoty mezi 30.–50. rokem věku jako základní referenční rozmezí

Doporučené nastavení referenčních mezí je navrženo pro imunoanalytické systémy firmy Roche v tab. 14 a IDS v tab. 15. Tyto meze jsou konsenzuální na základě dat uvedených v tab. 8–13.

Využití kostních markerů v klinické praxi

Diagnóza osteoporózy je až do současnosti založena na splnění denzitometrického kritéria osteoporózy (T-skóre ≤ -2,5) a/nebo prodělání osteoporotické zlomeniny [56,57]. Kostní denzita velké části pacientů s „osteoporotickou“ zlomeninou je však mimo pásmo osteoporózy [58]. Byla identifikována řada rizikových faktorů, včetně nástrojů na kalkulaci rizika osteoporotické zlomeniny [59,60]. Zároveň byla kalkulace rizika zahrnuta v některých doporučeních do indikačních kritérií k léčbě [61].

Markery kostního obratu u osteologických pacientů mají následující význam [61,62]:

• predikují riziko zlomeniny nezávisle na BMD u neléčených pacientů
• predikují míru poklesu BMD u neléčených pacientů
• predikují efektivitu snížení rizika zlomeniny již 3–6 měsíců po zahájení léčby
• predikují míru nárůstu BMD u léčených pacientů
• pomáhají určit, zda pacienti užívají léčbu (kompliance a perzistence)
• pomáhají stanovit délku přerušení terapie

Význam BTM v diagnostice a v diferenciální diagnostice osteoporózy

Přestože markery kostního obratu pomáhají v pochopení celé řady patofyziologických procesů v kosti [63], nelze je využít k diagnostice osteoporózy. Na základě znalosti hodnoty kostního markeru nelze určit, zda se jedná o osteoporózu, či nikoliv. Rovněž tak limitovaný význam mají v diferenciální diagnostice, i když hodnoty zvýšené nad referenční mez příslušného věku a pohlaví, nebo naopak snížené u hypokortizolizmu a hypotyreóze, mohou upozornit na možnou sekundární etiologii osteo­porózy [14]. Izolovaně zvýšené hodnoty ALP nebo bALP mohou pomoci diagnostikovat Pagetovu chorobu, nízké hodnoty naopak mohou svědčit pro hypo­fosfatázii. TRAP5b, bALP či intact PINP mohou mít význam v rozlišení histologických typů CKD-MBD [64]. Hlavní význam mají kostní markery především jako rizikový faktor zlomenin, mají prediktivní hodnotu změny BMD a jsou velmi cenné při kontrole efektu terapie.

Prediktivní hodnota BTM

Zvýšený kostní obrat (nad premenopauzální hodnoty) je u postmenopauzálních žen spojen se zvýšenou ztrátou kostní hmoty, především pokud je více zvýšena resorpce, než novotvorba [65–67]. Tato korelace je nejvýznamnější v časné postmenopauze, v porovnání s pozdějším obdobím (nad 70 let) nebo v premenopauzálním období [68]. BTM predikují i změnu BMD po zahájení antiresorpční terapie. Čím vyšší je hodnota kostního obratu, tím větší bude pravděpodobně nárůst BMD během terapie [69–70]. Tato data vycházejí z epidemiologických studií, tedy na individuální úrovni nemusí vždy odpovídat předpokladům z populačních studií. Zvýšené hodnoty BTM především predikují riziko osteoporotické zlomeniny a jsou považovány za nezávislý prediktivní faktor. Jak zvýšené hodnoty PINP, tak i CTX-I přibližně 1,2krát zvyšují, nezávisle na BMD, riziko osteoporotické zlomeniny, především proximálního femoru [71]. V příloze 1 je navržen algoritmus hodnocení vstupního vyšetření kostních markerů ve vztahu k diferenciální diagnostice osteoporózy a k jejich prediktivní hodnotě.

Poslední významnou prediktivní oblastí jsou nádorová onemocnění. Zvýšené hodnoty markerů kostní resorpce ICTP a CTX-I, případně TRAP5b reflektují změny v kostním metabolizmu, které jsou asociované s nádorovým onemocněním, respektive s postižením kostní tkáně nádorovým onemocněním. Dále predikují zvýšené riziko tzv. skeletal related events, progrese onemocnění, odpověď na léčbu a kratší dobu přežití u mnohočetného myelomu [26] a také solidních nádorů především plic, prsu a prostaty [27,33].

BTM a terapie

Logicky lze usuzovat, že při znalosti vstupních hodnot kostních markerů by bylo možné volit užití antiresorpčních léků (denosumab, bisfosfonáty, SERM) u vysokého kostního obratu, a naopak anabolických léků (teriparatid, abaloparatid) u nízkého kostního obratu. Tento přístup není u primární osteoporózy v současnosti doložen žádnými výsledky klinických studií [5].

Svůj význam však kostní markery prokázaly ve sledování efektu terapie. Neboť přestože je denzitometrie „zlatým standardem“ změny BMD jsou velmi malé. Významných změn (3–6 % u proximálního femoru a 2–4 % u lumbální páteře) dosahujeme většinou až po 2 letech terapie s výjimkou léčby teriparatidem a denosumabem [5,14,61]. Oproti tomu změny kostních markerů lze pozorovat již po několika dnech (denosumab, intravenózní bisfosfonáty), až 2–3 měsících (perorální bisfosfonáty, SERM) od zahájení terapie [13]. Bisfosfonáty a denosumab snižují kostní obrat o 40–85 %, nejvíce denosumab a kyselina zoledronová, zatímco SERM o 30–40 % [11]. K hodnocení významnosti změny hodnoty kostního markeru je třeba znát hodnotu minimální klinicky významné změny (LSC), která je u PINP a CTX-I 25 % [9]. V Sheffieldu převedli procentuální hodnoty do praktičtější absolutní hodnoty, tj. LSC pro PINP > 10 μg/l a LSC pro CTX-I > 100 ng/l. Pokud je léčba efektivní dojde ke změně větší než LSC. Protože nejnižší riziko zlomenin je při hodnotách kostních markerů pod mediánem referenčního rozmezí premenopauzálních žen a zároveň vstupní hodnoty se mohou mezi pacienty lišit až o desítky procent, je vhodné zhodnotit, zda kontrolní měření BTM vykazuje pokles pod hodnotou tohoto mediánu [5]. Tuto myšlenku podporuje i zjištění, že čím větší je pokles hodnot kostních markerů u antiresorpčních léků, tím větší je snížení rizika vertebrálních zlomenin [55]. V Příloze 2 je navržen algoritmus zhodnocení změn kostních markerů při monitoraci efektu terapie u antiresorpční léčby.

POZNÁMKA:

V případě potřeby časnější odběru markeru kostního obratu je nutné brát ohled na omezení frekvence úhrady u CTX-I (1krát za 6 měsíců) a PINP (1krát za 3 měsíce).

Odběr musí být proveden za standardních podmínek, viz preanalytická variabilita! (např. sladký čaj = pokles CTX-I až o 50 %).

U anabolické terapie dochází opačně ke zvýšení PINP již během několika dnů, zatímco kostní resorpce se zvyšuje méně a později s maximem do 3 do 6 měsíců. Tyto změny jsou pomalejší u pacientů předléčených alendronátem, než raloxifenem nebo risedronátem. Romosozumab indukuje zvýšení PINP během 14. dní doprovázené obdobným poklesem CTX-I. Následně dochází k mírnému vzestupu CTX-I, ale stále pod výchozí hodnotu. Obdobně dochází k poklesu PINP, ale hodnoty PINP zůstávají nad bazální hodnotou [11]. V příloze 3 je navržen algoritmus zhodnocení změn kostních markerů při monitoraci efektu terapie u anabolické léčby.

POZNÁMKA:

V případě odběru markeru kostního obratu za 3 měsíce od zahájení terapie, je nutné brát ohled na omezení frekvence úhrady u CTX-I (1krát za 6 měsíců) a PINP (1krát za 3 měsíce). Prakticky to může znamenat odběr po 3 měsících pouze PINP a po 6 měsících PINP a CTX-I.

Nárůst CTX-I bez vzestupu PINP by mohl znamenat i sekundární etiologii.

Doporučení SMOS a ČSKB ČLS JEP č. 5:

Definice LSC u CTX-I a PINP pro potřeby monitorování efektu léčby

Hodnota 25 % představuje LSC (minimální signifikantní změna) pro sérové hodnoty CTX-I a PINP nebo lze využít i absolutní změny sérových hodnot, tj. o 100 ng/l u CTX-I a o 10 μg/l u PINP.

Přerušení terapie

Přerušení léčby denosumabem je doprovázeno nárůstem kostního obratu již 3 měsíce po vynechání plánované dávky, s postupným nárůstem kostního obratu nad vstupní úroveň s vrcholem 12–18 měsíců po poslední dávce a následným poklesem. Zároveň dochází k poklesu kostní denzity k vstupním hodnotám. Tento „re-bound“ fenomén může být u některých pacientů doprovázen vznikem vertebrálních zlomenin v obdobné četnosti jako u neléčených. Ve větším riziku jsou pacienti s předchozí vertebrální zlomeninou [72].

Takový „re-bound“ fenomén nebyl popsán po léčbě bisfosfonáty. Proto ASBMR pracovní skupina doporučuje po 5leté léčbě perorálními a po 3leté léčbě intravenózními bisfosfonáty zhodnotit další pokračování v léčbě. U žen ve vysokém riziku (jako např. senioři, nízké T-skóre v proximálním femoru, předchozí významná osteoporotická zlomenina nebo vysoké riziko zlomenin) je vhodné pokračovat v léčbě u perorálně podávaných bisfosfonátů až 10 let a u intravenózně podávaných bisfosfonátů 6 let [73]. V období po přerušení léčby jsou pak kostní markery vhodným parametrem sledování změn kostního metabolizmu. Změna BTM predikuje změnu BMD po přerušení léčby především v oblasti proximálního femoru, výsledky BMD v oblasti lumbální páteře mohou být zkresleny degenerativními změnami [74,75]. Vzestup BTM o LSC nebo nad medián premenopauzálních hodnot by měl vést k posouzení opětovného zahájení léčby [5].

Ve studii TRIO porovnávající 3 perorální bisfosfonáty došlo během prvních 2 let léčby k odpovídajícímu poklesu BTM. Po následném přerušení terapie na dobu 2 let bylo možné sledovat postupný vzestup BTM většinou pod mediánem premenopauzálních hodnot a mírný, postupný pokles BMD v celkovém proximálním femoru k počátečním hodnotám. Míra poklesu BMD odpovídala míře vzestupu BTM, především CTX-I [74,75].

Analýza podskupin studie HORIZON prokázala obdobný, ale delší efekt u kyseliny zoledronové. Jedna dávka kyseliny zoledronové vedla k redukci rizika zlomenin po dobu 3 let [76]. Antiresorpční efekt kyseliny zoledronové na BMD a BTM přetrvává až 5 let [77]. V roce 2019 byla publikována studie sledování efektu přerušení léčby po 5 letech užívání alendronátu a 3 intra­venózních dávkách kyseliny zoledronové ve studii FLEX a HORIZON-PFT Extension 1 [78]. Po přerušení byla zaznamenána stabilní BMD u kyseliny zoledronové po dobu 1,5 roku, a pak mírný pokles o 1,2 % za 3 roky po přerušení. U pacientů léčených alendronátem byl zřetelný pokles BMD již od počátku přerušení a po 3 letech byl větší (o 2,3 %) než u kyseliny zoledronové [78]. Tyto změny jsou stále v rámci běžné chyby měření denzitometru (2–4 % L páteř, 3–6 % HIP) [61]. PINP analyzované v této studii po 3 letech vzrostlo > 36 μg/l (medián premenopauzálních žen) u 42 % pacientek po léčbě alendronátem a pouze u 24,6 % pacientek po léčbě kyselinou zoledronovou [78]. V příloze 4 je navržen algoritmus zhodnocení změn kostních markerů při monitoraci efektu terapie u antiresorpční léčby [79].

Poděkování

Autoři děkují slečně Kateřině Škorvánkové za pomoc s překreslením obr. 1 a obr. 2 dle původního originálu se svolením autorů.

Autor a spoluautoři práce prohlašují, že v souvislosti se vznikem a publikací článku nejsou ve střetu zájmů a pub­likace nebyla podpořena žádnou farmaceutickou nebo diagnostickou firmou.

Hlavní autor Richard Pikner je honorovaný přednášející a člen poradního sboru společnosti Amgen Česká republika, honorovaný přednášející společností Takeda, Roche, DiaSorin, Abbott, Beckmann-Coulter

MUDr. Richard Pikner, Ph.D. | richard.pikner@klatovy.nemocnicepk.cz | www.klatovy.nemocnicepk.cz

First time published in | Poprvé uveřejněno v | Prvýkrát uverejnené v

Klin Biochem Metab 2020; 28(49), No. 2: 48–63. Dostupné z WWW: <https://www.cskb.cz/wp-content/uploads/2020/07/KBM-2-20-dop-osteo-48.pdf>.

©2020 Společnost pro metabolická onemocnění skeletu ČLS JEP

©2020 Česká společnost klinické biochemie ČLS JEP

The article is published with the permission of the first author and the publisher | Článek je uveřejněn se souhlasem prvního autora a vydavatele

First time published in | Prvýkrát uverejnené v | Poprvé uveřejněno v

Klin Biochem Metab 2020; 28(49), No. 2: 48–63. Dostupné z WWW: <https://www.cskb.cz/wp-content/uploads/2020/07/KBM-2-20-dop-osteo-48.pdf>.

©2020 Společnost pro metabolická onemocnění skeletu ČLS JEP

©2020 Česká společnost klinické biochemie ČLS JEP

The article is published with the permission of the first author and the publisher | Článek je uveřejněn se souhlasem prvního autora a vydavatele