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【摘要】 通过对脊柱结核(STB)患者骨代谢标志物尿脱氧吡啶啉(DPD)的测定，观察其变化与脊柱结核病的关系；评价其在判定继发于肺结核(PTB)的脊柱结核筛选诊断方面的临床意义。［方法］采用自动化学发光免疫分析法及自动化学分析法检测脊柱结核组、肺结核组和健康对照组的尿DPD水平，其中尿DPD以尿肌酐(Cr．)来校正(DPD／Cr．)，将检测结果进行诊断有效性分析。［结果］脊柱结核患者、肺结核患者、健康对照组DPD的测定值分别为（14.9±9.8） μmol／mol Cr.、（6.4±2.6） μmol／mol Cr.和（6.3±2.0） μmol／mol Cr.，脊柱结核患者尿DPD较肺结核患者、健康成人对照组显著增高，差异具有显著性意义(P=0.001，P=0.000)。肺结核患者与健康对照组相比，尿DPD的检测差异均无显著性意义(P=0.751)。所检测的脊柱结核患者尿DPD的接受者工作特性曲线(ROC)下面积为0.83，在ROC曲线下，DPD测定值以8.4 μmol／mol Cr.为截断点时，诊断脊柱结核的敏感性是87%，特异性是73%。［结论］脊柱结核可以引起骨代谢的改变，尿DPD能敏感地反映脊柱结核骨吸收的状况，尿液DPD检测有助于继发于肺结核的脊柱结核患者的早期筛选。
【关键词】 脊柱结核 肺结核 尿脱氧吡啶啉
Detection of urinary deoxypyridinoline in patients with spinal tuberculosis and its clinical significance∥SHI Jian-dang, WANG Zi-li, DING Hui-qiang, et al. Department of Orthopaedics, the Affiliated Hospital of Ningxia Medical College, Yinchuan 750004, China
Abstract: ［Objective］To investigate the changes of urinary deoxypyridinoline (DPD) in patients with spinal tuberculosis(STB) and evaluate their clinical significance. ［Method］ All subjects were divided into three groups: group 1, STB patients; group 2, Pulmonary TB patients: group 3,healthy controls. Their DPD was detected by ACS:180 automated chemiluminescence system. The values for urinary DPD were adjusted for urinary creatinine to overcome confounding variables such as body mass index and urine dilution. The results were analyzed. ［Result］The mean urinary concentrations of DPD in spinal tuberculosis , pulmonary tuberculosis and healthy controls were 1（4.9±9.8） μmol/mol Cr.,（6.4±2.6） μmol/mol Cr, and （6.3± 2.0） μmol/mol Cr., respectively (P value=0.001, 0.000). Patients with spinal tuberculosis had a higher urinary excretion of DPD than those without spinal tuberculosis. There was no difference in groups of pulmonary tuberculosis and healthy controls (P=0.751) . DPD had a better receiver operating characteristic (ROC) curve and the area under the ROC curve was 0.83. For DPD, the sensitivity (87%) and specificity (73%) were seen at the cut-off level of 8.4 μmol/mol creatinine. ［Conclusion］Change of bone matabolic activities can be found in patients with STB. Bone resorption can increase sharply by DPD. The determination of urinary DPD may provide an important reference value for the assessment of STB from Pulmonary TB.
Key words：spinal tuberculosis; pulmonary tuberculosis; urinary deoxypyridinoline
脊柱结核是常见的肺外结核病，大部分原发病灶为肺结核，如能早期在肺结核患者中发现脊柱结核，使脊柱结核早期诊断，早期治疗，不但可以减少手术的难度，还可以增加手术的治愈率。在结核杆菌侵及骨骼的过程中，存在着骨质的丧失，能否通过对骨质丧失的检测，达到对脊柱结核的早期筛选，作者检测了96例脊柱结核患者、肺结核患者和健康对照组的尿脱氧吡啶啉(DPD)的水平，探讨脊柱结核患者尿DPD水平的变化及其临床意义。
1 对象与方法
1.1 病例选择
脊柱结核病例组：选择2004年5月～2005年5月间，确诊的脊柱结核患者33例，其中男16例，女17例；年龄30～46岁之间，平均（36.3±8.5）岁。患者入院后均经胸片或胸部CT排除活动性肺结核。所有脊柱结核患者的诊断均通过病理学确定，同时选择性别、年龄与观察组匹配的对照组。肺结核对照组：随机选取2004年5月～2005年5月确诊肺结核病人33例，其中男17例，女16例；年龄28～43岁，平均（34.4±9.4）岁。经由X线、CT或MRI排外脊柱结核等肺外结核。健康对照组：为本院体检未发现任何异常的健康人，年龄性别与患病组匹配，既往均无肺结核和肺外结核病史者30例，其中男性15例，女性15例；年龄25～39岁，平均（26±8.4）岁。为排除其他可能影响尿DPD水平的因素，以上受试者均按以下标准选择：(1)在实验前(近1个月)和实验过程中均无以下药物的应用，包括免疫抑制剂或增强剂，钙剂、维生素D及其他影响骨代谢的药物。(2)无以下慢性疾病：严重的肝、肾功能不全、消化系统疾患、内分泌系统疾患、高血压、代谢性骨病、恶性肿瘤及骨折(6个月内)。(3)无HIV感染、妊娠。
1.2 方法
1.2.1 标本的收集与处理
按照Zaninotto［1］法，取病例组、肺结核对照组、健康对照组受试者空腹晨尿，被测对象检测前禁饮食10 h，次日取自然排出晨尿10 ml。避光保存在-2 ℃无霜冰箱中，集中统一编号，解冻混匀离心后测定DPD浓度。用专用吸管把样品10 ml吸入离心管，在1 000 r/min离心15 min。取上清液3 ml到反应杯，确保标本中无颗粒及泡沫。按测试步骤检测标本。
1.2.2 主要仪器和试剂
仪器为ACS：180SE全自动化学发光免疫分析仪和BACKMAN全自动生化分析仪。试剂为尿DPD分析试剂盒，DPD酶免分析试剂盒为美国Bayer Health Care公司产品。肌酐的检测采用美国贝科曼库力尔特有限公司试剂产品。
1.2.3 实验方法
ACS：180尿DPD检测是利用高灵敏度的直接化学发光免疫竞争法，测定采用双盲法。根据试剂盒提供的说明，严格按照操作规程进行检测。尿DPD通过尿肌酐来校正于体重指数和稀释因素所带来的差异。同一尿样进行肌酐的检测，Cr.采用。Jeffe’s速率法，应用美国BECKMAN COUJTER全自动生化分析仪，苦味酸法测定。结果以尿DPD浓度(nmol/L)与尿Cr.(mmol/L)的比值即尿DPD排泄率表示。
1.3 统计学处理
所有数据以x-±s表示计量资料，方差齐性检验显示为方差不齐。组间比较采用单因素分析的秩和检验。两因素间的相关性采用直线相关分析。诊断试验的相对有效性通过受试者工作特征曲线(ROC)的阳性(敏感性)比假阳性(1-特异性)率评估。统计学P值＜0.05为有显著性差异。
2 结果
2.1 脊柱结核、肺结核及健康对照组的检测的尿DPD的统计描述性数据(表1) 表1 脊柱结核、肺结核患者和健康对照组尿DPD的 测定值 注：*脊柱结核患者与肺结核患者平均尿DPD浓度比较的P值；**肺结核患者与健康成人对照组平均尿DPD浓度比较的P值；***脊柱结核患者与健康对照组平均尿DPD浓度比较的P值
脊柱结核患者、肺结核患者、健康对照组平均尿DPD浓度的测定值分别为（14.9±9.8） μmol／mol Cr.、（6.4±2.6） μmol／mol Cr.和（6.3±2.0） μmol／mol Cr.，三组两两对比(表1)，脊柱结核患者平均尿DPD浓度较肺结核患者、健康成人对照组显著增高，差异具有显著性意义(P=0.001，P=0.000)。肺结核患者与健康对照组相比，平均尿DPD浓度的检测差异均无显著性意义(P=0.751)。健康对照组的95%的可信区间确定的DPD浓度的参考值范围为［1］：5.6～7.11。
2.2 脊柱结核、肺结核及健康对照组检测对象的检测值分布
将所测的每个对象的DPD测定值一一标出(图1)，图中的水平实线代表相应测定值的平均值，虚线的为参考值的上限。从图中可以看出，脊柱结核患者的尿DPD值要高于肺结核及健康对照组。以8 μmol／mol Cr.为正常临界值［1］，脊柱结核中尿DPD含量＞8.00 μmol／mol Cr.诊断为脊柱结核的敏感性为88%(29／33)，特异性为70%(23/33)，临床诊断符合率为66.7%(22／33)。而且5%(33例中的2)的对照组的DPD测定值高于参考值的上限。
图1脊柱结核、肺结核、正常人的尿脱氧吡啶啉（DPD）（浓度。图中的水平实线代表相应测定值的平均值，虚线的为参考值的上限）
2.3 诊断脊柱结核的DPD的ROG曲线
诊断试验的性能采用受试者工作特征曲线进行评价，通过改变诊断界值获得多对灵敏度(sensitivity)和假阳性率(1-特异度)的值，以灵敏度为Y轴，1-特异度为X轴，绘制ROC曲线图，计算观察ROC曲线下面积(表2)，来发现此检测方法的优劣，理论上这一指标的取值在0.5～1。该方法的值为0.5时，为无意义的诊断方法；如曲线下面积值为1时，为完美的诊断方法。诊断脊柱结核的尿DPD的ROC曲线见图2，ROC曲线下面积分别为0.83，对于DPD，在截断值为8.4 μmol／mol Cr.时，其敏感性为87%，特异性为73%。表2 ROG曲线下面积检测物面积标准误P值95%可信区间[5]下限上限DPD.832.054.000.727.937
3 讨论
脊柱结核是最常见的骨关节结核之一。大部分病例的原发病灶为肺结核，如诊治不及时，极易累及椎管，产生脊髓、神经压迫而出现截瘫，有较高的致残率及死亡率。近50年来，尽管以脊柱结核病灶清除及脊柱重建手术为主的综合治疗取得了极大的进步［2］，但术后不愈及复发率仍高达13～26%［3］。脊柱结核如能早期发现，大部分经药物等保守治疗即可以得到治愈，而且早期诊断、早期手术也降低了手术的难度，减少了患者的手术创伤及手术并发症，增加了手术的治愈率。
结核病实验室诊断包括涂片，细菌培养及免疫学检测等［4］细菌学检查是确诊结核病的“金标准”，但由于结核菌的遗传特性决定的生长周期长，致使常规细菌学检查方法存在着灵敏度低、操作复杂、需时间较长和影响因素较多的缺点［5］。当前对脊柱结核的临床诊断主要是依靠临床症状及影像学资料等，这些临床表现多在疾病中、晚期出现，许多脊柱骨质破坏在平片中被发现时，骨矿已有50%的丢失。MRl及CT引导下的椎体穿刺活检，在普查筛选时，因为价格的因素使它的应用也受到限制。因此临床上急需寻找一种简单、早期筛查脊柱结核的重要指标。
结核杆菌在感染骨的过程中，炎症细胞产生许多炎症介质如IL-1，IL-6，TNF-α等细胞因子。这些细胞因子通过直接、间接的免疫途径作用于破骨细胞，从而引起骨吸收，另一方面又刺激免疫系统促使IL-8急剧增高，增加无菌性炎症反应，在骨结核浸润期可能起到诱导作用［6］。骨组织中骨矿质成分占细胞外基质的65%，可以通过检测血、尿等体液中骨代谢生化标志物的变化，间接反映骨骼的生理状态。本实验通过检测骨吸收标志物，从而达到早期发现骨破坏，进而达到在肺结核患者中发现骨结核的目的。
近年来，已经出现了许多新的骨代谢的生化标志物，将脱氧吡啶啉(deoxypyidinoline,DPD)作为骨吸收的敏感和特异性生化标志物已被人们所接受。目前DPD检测方法较多，ACS180 SE全自动化学发光免疫分析法因为其操作简单、检测准确、价格合理，灵敏度可达1 μg／ml， 已为大多数实验室所采用［8］。在国内外相关文献中，通过检测尿DPD来分析其他疾患的骨量变化可见报道，而用于观察分析脊柱结核患者骨破坏过程中骨量的变化并进一步在肺结核患者中早期筛选脊柱结核患者，国内外文献未见报道。
本实验采用ACS∶180化学发光免疫测试系统，测定脊柱结核尿DPD／尿Cr的水平，通过与健康对照组、肺结核组测定结果的对照观察，分析DPD在三组患者中的不同。
本实验中，健康对照组、肺结核组、脊柱结核组测定的DPD的浓度结果表明，脊柱结核组测定值最高，肺结核组次之，健康组最低，分别为（14.9±9.7） μmol／mol Cr.，（6.4±2.6） μmol／mol Cr.和（6.3±2.0） μmol／mol Cr.。经统计学处理后发现，在脊柱结核组与肺结核组及健康对照组之间差异显著(P=0.000)，肺结核组与健康对照组间无显著差异(P=0.831)。
脊柱结核患者比单纯的肺结核患者及健康对照组尿的DPD浓度显著增高，这说明了脊柱结核患者在其病变的病理过程中，刺激破骨细胞，使破骨作用增强，而在其破坏的骨组织有机物成分中，以I型胶原为主，I型胶原重要的分解产物即是脱氧吡啶啉，脱氧吡啶啉不能为肝脏代谢，以原型自尿中排泄后，出现尿的DPD增高。而在肺结核患者和健康对照组中，因为病灶不在骨中或无骨中病灶，因此尿DPD表现为正常水平。这一结果进一步验证了脊柱结核的病理过程中，大部分以破骨为主的病理表现。尿DPD是可靠的脊柱结核的骨破坏生化标志物。
在本实验中，诊断试验的性能采用受试者工作特征曲线进行评价，DPD曲线下面积为83%。当截断值为8.4 μmol／mol Cr.时，其对于脊柱结核病诊断的敏感性为87%，特异性为73%。本例ROC曲线下的面积为0.83。一般情况下，曲线下面积为0.5～0.7时，表示诊断的正确性较低；曲线下面积为0.7～0.9时，表示诊断的正确性中等，曲线下面积大于0.9时，表示诊断的正确性较高。
总之，在脊柱结核患者在病情发展过程中存在骨代谢的变化，其变化可以为尿DPD敏感、特异地反映。检测尿DPD的变化有助于早期从肺结核患者中筛选脊柱结核的患者。尿DPD测定干扰因素少、标本易留、没有创伤、测定方便快捷，可考虑作为脊柱结核辅助诊断的有效的实验室参考指标。
【参考文献】
［1］ Zaninotto M，et al.A proposal for standarding urine collections for bone resorption markers measurement［J］.J Clin Lab Anal，1998，12：145-149.
［2］ Jin DD，Qu DB，Chen JT，et al.One-stage anterior interbody autografting and instrumentation in primary surgical management of thoracolumbar spinal tuberculosis［J］.Eur Spine J，2004，13：114-121.
［3］ 施建党，王自立.脊柱结核术后未愈及术后复发的原因探讨，中国矫形外科杂志［J］.2005，13：1184-1187.
［4］ Julian E，Mitas L，Hemandez A，et al.Evaluation of a new serodiagnostic tuberculosis test based on immunoglobulin.A detection against Kp-90 antigen［J］.Int J Tuberc Lung Dis，2000，4：1082-1085.
［5］ Angeby KII，Alvarado-Galvez C，Pineda-Garcia L，et al.Improved sputum microscopy for a more sensitive diagnosis of pulmonary tuberculosis［J］.Int J Tuberc Lung Dis，2000，4：684-687.
［6］ 张春宝，张蓉，马轩祥，等.牙周治疗对种植体周围龈沟液中IL—1β、IL-6和TNF-α表达的影响［J］.牙体牙髓牙周病学杂志，2005，7：373-376.
［7］ 贾成瑶，李萍.尿吡啶啉和脱氧吡啶啉是骨吸收特异性生化标志物［J］.中国临床康复，2002，6：2256-2257.
［8］ Hubert W，Laurence M，Demers，R et al.Assessment and recommendations on factors contributing to preanalytical variability of urinary pyridinoline and deoxypyridinoline［J］.Clinical Chemistry，2002，48：220-235.
作者单位：宁夏医学院附属医院脊柱骨科，银川 750004