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多发性骨髓瘤骨病及其治疗对策.ppt
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    多发性骨髓瘤骨病及其治疗对策

    首都医科大学附属北京朝阳医院

    血液肿瘤科 黄仲夏

    * 多发性骨髓瘤(MM)是一B细胞恶性肿瘤,伴有骨基质和骨小梁大量破坏,形成溶骨性骨质破坏--即骨髓瘤骨病,引起骨痛、病理性骨折、截瘫和高钙血症,偶尔引起神经压迫综合症,严重影响患者的生存质量。

    一.发生率

    * U.S3-4/10万人,每年有13,500名新发病人,黑人>白人,男:女=3:2。

    * 过去30年以400%的发生率增加,其中<50岁的发病率增加提示环境因素的致病作用。

    * 中位发病年龄为65岁,3%患者年龄小于40岁。

    二.发病机理

    * (一)正常骨重建:

    * 破骨细胞(OC)旧骨重吸收=成骨细胞(OB)新骨重建

    * OB、骨基质细胞与OC的相互作用在骨吸收机制中更为重要。

    *

    1.成骨细胞(OB):

    * 1 为骨髓基质细胞的组成成分,支持造血干细胞的增殖和分化;

    * 2 参与OC的激活、分化、成熟,为骨吸收的必要条件;

    * 3 分泌骨钙素(BGP)、骨桥蛋白(OPN,Osteopontin)、FN(Fibronectin)、VN(Vitronectin)等多肽因子,参与成骨过程;

    * 4 生成IL-6等因子,且参与OC的骨吸收;

    * 5 OB表达一对特异性因子--RANKL(细胞核因子κB受体活化因子配基)和OPG(护骨素),是一对分别促进骨吸收和抑制骨吸收的因子。

    2 骨基质

    * 1 诱导和调控OC的活化和骨吸收--通过OC膜整合素实现;

    * 2 多肽分子(骨钙素、骨桥蛋白、FN、VN等,由OB分泌,储存于骨基质)与OC膜整合素序列结合,形成细胞外基质整合素--细胞骨架信号传递分子复合物,影响OC的基因表达;

    * 3 生成基质金属蛋白酶(MMPs):MMPs是一类具蛋白溶解酶活性的锌依赖性内肽酶家族,可溶解许多细胞外基质。与肿瘤浸润或转移有关。

    MMPs家族分五类:

    * 胶原酶:MMP-1、MMP-8、MMP-13、MMP-19

    * 明胶酶:MMP-2、MMP-9

    * 基质溶解素:MMP-3、MMP-10、MMP-11

    * 膜型MMP:MT1-MMP、 MT2-MMP、 MT3-MMP

    * 其它:MMP-7

    * 首先MMP-1在中性PH环境下降解I型胶原(骨和骨基质层的主要结构蛋白)和II型胶原(软骨的主要成分);

    * 接着明胶酶MMP-2和MMP-9启动并降解IV型胶原(软骨和基底膜的主要结构蛋白)并变性蛋白,引起骨质脱矿和基质溶解;

    * MMP-3可溶解弹性硬蛋白、纤连蛋白、酪蛋白等糖蛋白,后者也是软骨的构成成分。

    * 最后CPK在适宜PH环境下溶解残余的蛋白样物质。

    * 在上述过程中,细胞因子IL- 1、IL-6 和可溶性IL-6R可上调OC的作用及MMP-2、 MMP-3和 MMP-13的产生

    * MMPs活动与基因表达、蛋白酶激活和特异性的MMPs组织抑制剂(TIMP)的相互作用有关。

    * 生理条件下,MMPs/TIMP维持一动态平衡。

    3 破骨细胞(OC)

    * 目前把抗酒石酸磷酸酶(TRAP)和降钙素(CT)作为 鉴定OC的标志。

    *

    破骨细胞分化过程:

    * CD34+ 干细胞

    *↓

    * TRAP阴性前破骨细胞

    *↓

    * TRAP阳性前破骨细胞

    *↓

    * TRAP阳性破骨细胞

    *

    * OC在骨吸收与重建中起启动作用。

    * OC的骨吸收过程为:OC黏附骨面,变为吸收态,形成波状缘、空泡区(含许多酶)、封锁带(保证骨吸收的酸性环境)和细胞基底部(含丰富线粒体、高尔基体和粗面内质网等),进行破骨活动。

    * 在此过程中,OC合成、分泌多种溶酶体酶降解胶原等有机骨基质,形成吸收小凹。这些酶主要有组织蛋白酶K(CK)和基质金属蛋白酶(MMPs)。

    4RANKL/OPG系统是OC生物学中必要的最终的、效应因子

    * RANKL/OPG是一对由OB分泌的分别促进和抑制骨吸收的因子。

    * OC源于单核巨噬系统,在骨吸收中,先分化为多核细胞。

    * OC表达RANK(细胞核因子κB受体活化因子),当RANK被其配基RANKL结合激活时,可增强OC前体细胞的增殖、分化和生存,成熟OC的迁移和激活也加强,而凋亡被抑制,使OC的数量增加、功能明显增强。

    * RANKL主要由OB产生,此外免疫细胞(如T细胞)、肿瘤细胞也表达RANKL。

    * 当OC上的RANK被激活与RANKL结合时,引起OC的骨吸收。

    * OB分泌OPG,OPG为RANKL拮抗剂,能特异阻断RANKL对OC的刺激作用,故称骨保护素,抑制骨质重吸收。

    * OPG可抑制1,25(OH)2D3、PTH、IL-11三种途径诱导的破骨细胞形成;抑制破骨细胞在骨表面形成吸收陷窝的能力;促进破骨细胞凋亡,抑制其生存。

    * OPG作为RANKL的假目标受体可与RANK竞争抑制地与同一个配基RANKL结合,但OPG对RANKL的结合能力较RANK强。

    * RANK及其膜信号受体RANK和假目标受体OPG之间的平衡是调节OC分化、活化的关键因素。

    * 生理条件下, RANKL/OPG维持一动态平衡。

    * 无诱导条件下,OPG的表达占优势。

    *

    * 引起骨吸收的上述因素均通过RANKL/OPG系统起作用。

    * RANKL/OPG系统是OC生物学中必要的最终的效应因子

    5 骨吸收的调节因子

    * 降钙素(CT):抑制骨吸收和降低血钙,CT对OC有直接抑制作用。 OC膜上丰富的CTR与CT结合,抑制Na-K-ATP酶,使波状缘伸展受限, OC不能黏附骨面、酸分泌减少

    * PTH:调节钙、磷代谢,促进骨吸收。OB膜上有PTH - R,OC膜上无。

    * PTH的作用机制:使OC内空泡增多、促进酸分泌和水解酶合成、促进cAMP生成。

    * 前列腺素(PGs):抑制OC活性,抑制骨吸收

    * 1;25(OH)2VD3:在钙、磷作用下由肾产生,增加OC数量,激活OC的成熟,与PTH有协同作用。

    (二)骨髓瘤骨病发病机制

    * 仍不清楚 。

    1 骨髓瘤骨病的研究历史

    * 骨髓瘤骨质破坏的三种类型:

    * ①72% MM患者以骨吸收为主,称为不平衡性破骨性MM;

    * ②20%患者成骨和破骨均增强,称为平衡性MM;

    * ③8%患者临床上缺乏骨病变,骨病变随病情进展出现。

    * 骨活检病理切片显示,骨髓瘤细胞浸润部位的骨质破坏增强,破骨细胞数量增多。

    * 破骨细胞为多发性骨髓瘤骨病发生的主要效应细胞。

    * 破骨细胞可能通过分泌破骨细胞激活因子(OAFs)引起溶骨性骨质破坏。

    * OAFs的成分仍不清楚。

    * OAFs主要由IL-1 ? 、IL-6、TNF ? 和TNF?(LT)组成;

    * OAFs量与溶骨程度呈正相关;

    * 在OAFs中,IL-1?和IL-6为主要的溶骨因子,TNF? 和TNF?(LT)的溶骨作用较弱,仅为IL-1?的1/1000。它们有协同和放大作用;

    * 在活体实验中,上述因子均不能单独引起骨质破坏。

    MIP-1(巨噬细胞炎性蛋白-1)

    * MIP-1由骨髓瘤细胞产生,其受体存在于骨髓基质细胞、破骨细胞或骨髓瘤细胞表面。

    * 当MIP-1与其受体结合后,可诱导骨髓基质细胞表达RANKL,增加破骨细胞的形成和骨质重吸收。

    * 此外,MIP-1可促进骨髓瘤细胞的迁移和信号传导,有利于骨髓瘤细胞的的增殖和生存。

    * 国外学者对92例MM患者的研究也证实,患者MIP-1基因的表达增强。

    * 在鼠骨髓瘤模型中应用抗MIP-1,可明显减弱MM的溶骨程度,且减慢MM的病情进展及肿瘤负荷。

    2 RANKL/OPG系统为MM骨病的主要的终末效应因子

    * MM中存在RANKL/OPG比率失衡--RANKL表达上调,OPG表达下降,这种变化与MM骨病的发生有关;

    * RANKL主要由骨髓基质细胞(BMSCs)表达,L-1?、骨髓瘤细胞(MMC)对RANKL的产生有正向刺激作用;

    * MMC与BMSCs之间的作用可能是通过细胞-细胞间接触产生的。

    * RANKL/OPG比率异常与MM骨病范围、肿瘤负荷和预后有关。

    * MMC与OC的生长有交互支持和促进作用;且OC可保护MMC免于凋亡和细胞毒药物的杀伤。

    * 推测在MM中,MMC与OC形成了恶性循环生长圈。

    3 骨髓瘤骨病可能的发病机制

    * 一旦MMC浸润骨髓,MMC黏附于骨髓基质细胞分泌OAFs,包括IL-1 ? 、IL-6、TNF ? 和TNF?(LT)等,这些因子促进基质细胞和OB分泌过多的RANKL,引起RANKL/OPG比率异常,使OC活化、分化和成熟加强,骨形成减弱,引起骨髓瘤骨病。

    三.骨髓瘤骨病的临床表现

    * 骨痛和溶骨性骨质破坏是本病的突出临床表现。

    * 大约70-80%患者有不同程度的骨痛,部位以腰背部最多见,其次为胸骨、肋骨和下肢骨骼。

    *由于本病患者常有严重骨质疏松,可在稍用力或不经意情况下发生病理性骨折;

    * 突然的、严重的疼痛可能为骨折的信号;

    * 脊椎骨折造成的机械性压迫可引起神经系统症状,严重者造成截瘫。

    * 高钙血症发生于30%的患者,可引起乏力、口渴。

    * 也可出现骨骼肿物,瘤细胞由骨髓向外浸润骨质、骨膜及临近组织形成肿块。

    * 局限于一个部位的孤立性浆细胞瘤较少见,最终可演变为多发性骨髓瘤。

    * 患者可因骨痛或腰腿痛不予重视,或就诊于骨科,被误诊扭伤、骨折、骨结核或骨肿瘤而延误病情。

    四.诊断与鉴别诊断

    * 由于本病患者早期可无骨痛、贫血或血常规、尿常规改变,诊断主要依据以下三方面实验室检查:

    (一)诊断标准

    * 骨髓浆细胞>10%,并有异常浆细胞或组织活检证实为骨髓瘤细胞;

    * 血清中出现大量M蛋白:IgG>35g/L,IgA>20g/L,IgD>2.0g/L,IgE>2.0g/L,IgM>15g/L,或尿M蛋白(即尿本周氏蛋白)>1.0g/24h;

    * 无其他原因的溶骨性病变或广泛骨质疏松。

    * 故对于中老年患者严重骨质疏松或发生骨折的患者,在诊断时应考虑到本病。

    * 注意查血免疫球蛋白和血清蛋白电泳等以早期明确诊断。

    五.骨髓瘤骨病的检查手段

    * X线检查:在本病诊断中具有重要意义。

    * 典型表现为:

    * ①穿凿样溶骨性病变;

    * ②弥漫性骨质疏松;

    * ③病理性骨折。

    * MRI:

    * PET:

    * CT:

    * 临床上骨X线检查只有当骨质脱钙达20%才有阳性发现

    六.骨髓瘤骨病的治疗对策

    * 适当活动

    * 避免危险的生活方式

    * 化疗:

    * PBSCT:

    * 纠正骨痛和高钙:最好的途径是治疗MM并控制高钙。

    * 双磷酸盐可起到这双重作用。打破MMC与OC的恶性循环。

    双磷酸盐的应用

    * 双磷酸盐为内源性焦磷酸盐的类似物,以一碳原子取代了焦磷酸盐中心的氧原子。

    * 这种结构可抵御水解,且其中含羟基的链与钙和骨盐有高亲和力。

    * 故双磷酸盐对骨有亲和力,应用于体内后,首先进入骨吸收部位,一旦沉积于骨表面,即被OC吸收。

    双磷酸盐的作用

    * (1)对骨吸附的作用:

    *

    * A. 与骨结合,直接抑制骨吸收;

    * B. 改变骨基质的活性,影响其对OC的激活;

    * C. 抑制破骨细胞活性,使其波状缘消失,抑制机动蛋白合成,抑制溶酶体酶等酶的活性,干扰OC对骨的吸附和重吸收;

    * D. 抑制 MMP-1的分泌及骨基质的降解

    * E.缓解MM相关的疼痛,提高生活质量。

    * (2)抗MM作用:

    * A. 减少IL-6、TNF的含量;

    * B. 促进MMC 凋亡;

    * C. 直接抑制MMC的生长;

    * D. 通过T细胞激活抗MM的免疫反应;

    * E. 抗血管新生作用;

    * F. 动物模型中已显示出抗MM效应。

    双磷酸盐的用法

    * 帕米磷酸盐(pamidronate)90 mg/次静脉点滴至少6小时,一月一次。肾功能不全者适当减量。

    * 脞来磷酸(zoledronate)4mg/次静脉点滴至少15分钟, 脞来磷酸的功效为帕米磷酸盐的100倍。

    * 孤立浆细胞瘤、髓外浆细胞瘤或惰性骨髓瘤不推荐使用双磷酸盐。

    * 止痛:吗啡类

    * 骨折整形:脊椎成型术

    * 局部放疗:主要用于孤立浆细胞瘤或髓外浆细胞瘤。

    *治疗MM骨病的新药:

    * (1) AMGN0007(RANK-FC融合蛋白)

    * (2)抗 IL-6 抗体

    * (3)抗 MMP 疗法

    *

    七.临床中存在的问题

    * ①少数骨质破坏与浆细胞、M蛋白值等病情进展指标不平行;

    * ②骨质破坏少有吸收,即使allo-BMT。MM骨修复率仅10%;......(后略) ......