抗酒石酸酸性磷酸酶与骨代谢

狐仙

抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase , TRACP) 为最近发现的骨吸收和破骨细胞活性的良好标志物, 测定血清中TRACP 尤其是TRACP - 5b 的浓度, 有助于了解生理条件和各种病理条件下的骨代谢状况。
1 TRACP 的来源、生化特性、调节因素及其在骨代谢中的作用机制
      1.1 来源及分型　人类TRACP 是位于第19号染色体P13.2～13.3 处的一个基因编码的单一同工酶, 该酶是一种结构高度保守的含铁糖蛋白, 分子量约30～40kD , 只有红细胞TRACP 的分子量为17kD。不同人种来源的30～40KDTRACP 氨基酸序列的同源性为85 %～95 % , 其差异性起源于转录初期的可选择性剪接和使用不同的翻译起始部位,或翻译后蛋白质的修饰, 而不是产生于多基因家族。从人体胎盘和脾脏来源的TRACPcDNA 已克隆分离, 且由此推论出的氨基酸序列是相同的(除少量残基外) 。
      TRACP是酸性磷酸酶6 种同工酶(0 —5 型) 中一种, 即第5 型。TRACP主要存在于巨嗜细胞、破骨细胞、Gaucher 细胞、红细胞、血小板、脾脏毛状细胞以及单核吞噬细胞中, 但在肺泡巨嗜细胞和破骨细胞中含量最丰富,而单核细胞的前体则不含TRACP。在正常人血清中, TRACP 以两种不同的糖基化形式存在, 即TRACP - 5a 和TRACP- 5b , 其中TRACP - 5a 主要来源于炎性巨嗜细胞, 而TRACP - 5b 则主要来源于破骨细胞。
      TRACP - 5a 可以在唾液酸酶作用下转变为TRACP - 5b。纯化的人破骨细胞的TRACP 是TRACP - 5b , 不含唾液酸残基, 而TRACP - 5a 含有唾液酸残基。TRACP - 5b 与总TRACP 的活性有强烈的相关性, 表明总TRACP 活性大部分为破骨细胞来源的TRACP - 5b 所体现。
      1.2 作用及调节机制　TRACP 缺乏和过度表达的大鼠模型分别表现为骨硬化的骨质疏松。骨吸收时, 破骨细胞附着在骨的表面, 分泌的酸和蛋白酶在骨基质与破骨细胞之间形成一个空隙, 磷酸酐酶和H + - ATP 酶质子泵形成一个酸性环境, 位于破骨细胞微粒体TRACP ,即通过破骨细胞波状缘分泌进入此空隙, 与其他酶一起参与骨基质中固体钙磷矿化物的降解。
      骨细胞TRACP 具有细胞特异性,分泌呈激素应答模式并有复杂的调节机制。甲状旁腺激素能刺激破骨细胞分泌TRACP; 降钙素可有效抑制其分泌; 细胞外高浓度的钙离子可负反馈调节TRACP 的分泌; TRACP 的有效非竞争性抑制剂钼酸盐可使TRACP 导致的骨吸收面积减小。在破骨细胞内, 环磷酸腺苷(cAMP) 、细胞内钙和鸟苷酸结合蛋白(G蛋白) 也参与TRACP 的调节。
      1.3 TRACP 的生化特性　TRACP 的最适PH 为4.9～6.0 , 等电点在8.5～9.0 ,对非特异性酸性磷酸酶和碱性磷酸酶所
共用的多种磷酸酯底物显示较低的专一性, 可以水解广泛存在于自然界和合成的各种磷酸酯, 也能水解无机焦磷酸盐。大多数TRACP 可被巯基化合物、亚铁离子、酒石酸盐等激活。
2 TRACP 的测定方法及标本保存
      测定TRACP 采用静脉血清。测定TRACP 的方法有电泳法、比色法、ELISA 等方法。现在可以使用人骨纯化的破骨细胞TRACP - 5b 抗原制备的能识别人破骨细胞的单克隆抗体, 通过免疫分析的方法测定TRACP - 5b。此法特异性更强, 操作简便, 仅检测血清中有活性的TRACP - 5b 分子, 而不会受到无活性的TRACP - 5b 的干扰。
      静脉血长时间暴露于空气中可以引起血pH 值升高, TRACP 活性发生不可逆性失活。保持TRACP 活性的方法是标本内加入醋酸盐缓冲液或抗坏血酸溶液, 一般在4 ℃可以稳定3 天。草酸盐、氟化物对TRACP 活性均有影响。
3 血清TRACP 测定的临床意义
      测定血清中TRACP 尤其是TRACP- 5b 的浓度, 有助于了解生理条件和各种病理条件下的骨代谢状况。
      3.1 原发性骨质疏松症　女性绝经期后, 由于卵巢功能减退, 内源性雌激素分泌减少, 骨重建失衡, 骨吸收大于骨形成, 血清TRACP - 5b 显著增高, 骨质疏松症发生率也增高, 而在使用雌激素替代治疗3 ～ 6 个月以后, 血清TRACP - 5b 浓度也明显下降。衰老引起的原发骨质疏松症患者, 血清中TRACP- 5b 浓度也显著增加, 且与骨密度呈显著负相关。从而提示TRACP - 5b 可作为原发性骨质疏松症的诊断治疗监测指标。
      3.2  糖尿病　糖尿病病人血TRACP - 5b活性明显升高,其可能的机理为: 维生素D 的合成需要胰岛素参与, 而胰岛素分泌又需要维生素D 存在, 所以胰岛素绝对或相对不足的糖尿病病人可能出现维生素D 的缺乏, 引起体内1 ,25 (OH)3 D3 生成及活性降低, 肠钙吸收减少, 引起继发性甲状旁腺机能亢进, 血PTH 增高及降钙素下降, 使破骨细胞活性增加, 骨吸收增加。正常情况下, 胰岛素能抑制骨外组织腺苷环化酶活性, 因此胰岛素的缺乏或胰岛素的敏感性降低都可引起一定程度的腺苷环化酶水平的增高, 从而促进骨吸收。
      3.3  代谢性骨病　如Paget 病, 甲状旁腺机能亢进等, 由于破骨细胞活性增加, 导致血清TRACP - 5b 浓度增加。当原发性甲状旁腺机能亢进患者行甲状旁腺切除术后, 血清TRACP - 5b 浓度显著下降。
      3.4  转移性骨肿瘤　各种恶性肿瘤转移至骨引起溶骨性损伤, 则血清中的TRACP - 5b 明显升高, 而无骨转移者、单纯淋巴结转移者、良性肿瘤或增生者则不高。故测定血中的TRACP - 5b 可作为癌症骨转移早期诊断的筛选试验。
      3.5  慢性肾功能不全　尿毒症血液透析前的病人, 血清TRACP - 5b 浓度显著增高。
      3.6  其他　在生长发良期, 骨重建加快, 血清TRACP - 5b 水平较成人显著增加。甲状旁腺机能减退症等骨转换率减低的疾病患者, 破骨细胞活性降低,TRACP - 5b 分泌减少, 血清TRACP - 5b浓度明显低于正常人。
                                                                                                                                  本文编辑：范伟伟