慢性肾脏病矿物质代谢紊乱会降低CKD患者的生存质量，增加患者的死亡率。在第60届欧洲肾脏病年会上，来自英国伦敦儿童健康研究所（Institute of Child Health London）的Rukshana Shroff教授进行了CKD患者如何评估钙平衡的内容分享，包括什么是钙平衡的内容、传统的平衡研究，如何评估骨钙平衡-同位素技术。

慢性肾脏病矿物质与骨异常（CKD-MBD）是慢性肾脏病的严重并发症，可引起骨骼、皮肤软组织、内分泌、造血、心血管等多系统损害，严重影响透析患者的生活质量，是终末期肾病患者死亡的重要原因。

但目前我们尚未找到最佳的钙测量方法，血清钙水平<0.1%机体总钙水平。目前我们可以通过以下方式评估骨钙水平变化情况：①骨活检虽然是评估骨骼健康的“金标准”，但为有创检查，不宜重复。②骨生物标志物一定程度上反映了骨形成或骨吸收过程，但不能反映骨转换的净状态，也不能评估骨钙平衡。③广泛应用于临床的双能X射线吸收测量仪（DXA）并不是骨折风险的可靠预测指标。

随着年龄增长骨质含量逐渐增加，到20~30岁左右到达高峰，此后逐渐丢失，女性绝经以后，由于雌激素水平下降，骨质丢失速度加快，骨密度降到一定程度时，就不能保持骨结构的完整，甚至压缩变形，以及在很小外力下即可发生骨折，即骨质疏松症，表现为骨质含量和骨质密度的双重下降，骨脆性和骨折风险增加。峰值骨量下降10%，更年期出现骨折的风险将会增加50%。

人体每天摄入100 mg/kg BW，其中10~35 mg/kg BW被吸收，大部分成为细胞外液钙，4~8 mg/kg BW钙会沉积在骨骼，也可重新转化为细胞外液钙，并形成平衡。人体钙分为外源性钙及内源性钙，外源性钙主要来自食物、药物、透析等进入血液、软组织、组织间隙，多余的排出体外，内源性钙来自骨骼，>99%的钙在骨骼储存，钙在骨骼的沉积和流失对机体影响很大。

如何评估内源性钙

生物标志物能检测钙实时变化。与成骨相关的标志物包括骨钙素、BAP、PICP-PINP；与溶骨相关的标志物包括CTX-NTX、TRAP5b。

影像学检查能评估骨钙的长期变化情况。

钙的动态平衡

在人体调节钙动态平衡的主要是三个器官组织：肠道、骨骼、肾脏，其中肾脏在钙的实时调节中起主要作用，肠道和骨骼则确保钙的长期稳定。根据人体内吸收的钙和排泄的钙的大小关系，可以分为正钙平衡、中性钙平衡、负钙平衡，如儿童期和青少年期，钙吸收大于排出，就属于正钙平衡状态。胃肠道对钙的吸收是一个选择性的过程，食物中的钙只有约25%被吸收，小肠段是体内钙吸收的主要部位。肠道对钙吸收的过程主要受1,25-羟维生素D3的调控。肾脏对血钙的排泌主要受两种机制调控：肾小管重吸收钙和肾小球滤过钙。血液中不与蛋白质结合的钙（包括离子钙和与阴离子结合的钙） 均可从肾小球滤过进入原尿。血钙离子浓度的调节主要是通过肾小球对钙离子的重吸收，是对机体需要的一种代偿反应，补偿了肾小球水平过负荷（220 mmol/24h）。正常人每天经尿排泄的钙量比较恒定，约为100~200 mg。此外，肾脏还控制着25-羟维生素D底物转化为骨化三醇，而骨化三醇可以调控胃肠道对钙的吸收。正常人时刻进行着成骨和破骨的活动：成骨细胞形成新生骨，破骨细胞溶解陈旧骨。骨对钙的代谢依赖于成骨细胞和破骨细胞的平衡，该平衡过程更多地受激素调控，主要是甲状旁腺激素（parathyroid gland，PTH）和1，25-羟维生素D3。

钙平衡研究

2012年Spiegel和Brady在Kidney Int上发表了其研究结果：该研究纳入了eGFR 20~30 ml/min的CKD患者6例及健康对照者6人，比较了低剂量（800 mg）与高剂量（2000 mg）钙摄入情况下的钙平衡情况，结果发现，低剂量摄入情况下健康对照者和CKD患者的钙平衡情况为中性钙平衡或负性钙平衡。而高剂量摄入情况下健康人钙平衡为适度正钙平衡，CKD患者为明显正钙平衡[1]。

Hill等2013年在Kidney Int上也发表了其研究结果：该研究纳入了8例CKD患者每日补充钙1500 mg，对照组无药物钙质补充。结果发现相对于安慰剂组，额外补充钙可以使患者获得正钙平衡[2]。

钙同位素比率原理

经过一连串化学反应，从食物至血液、骨骼的44Ca/42Ca比例逐渐下降。成骨过程：血清44Ca/42Ca高，溶骨过程血清44Ca/42Ca低。儿童的44Ca/42Ca显著高于老年人。

钙同位素比率是慢性肾脏疾病

骨钙平衡的新生物标志物

Rukshana Shroff在2020年至2022年先后针对以下三类人群的钙同位素与骨钙平衡之间关系进行了研究[3,4]：①健康儿童、年轻成人及绝经期女性；②慢性肾脏病和透析的儿童；③成年透析患者。结果发现血清钙同位素比率是骨钙平衡的灵敏和特异性标志物。

研究者利用电感耦合等离子体质谱仪测定患者血、尿和粪便中的钙同位素。将同位素比值与骨生物标志物进行比较，并通过双能X射线骨密度仪和外周定量CT来测定总骨矿物质含量。

结果显示44/42血同位素钙比值与血钙、25-羟基维生素D、碱性磷酸酶呈正相关，与甲状旁腺激素等骨吸收指标呈负相关。44/42血同位素钙比值与外周定量CT测量的胫骨松质骨密度和总骨矿含量、双能X线骨密度仪测量的髋部骨密度随年龄调整的Z分数呈正相关。44/42血同位素钙比值和甲状旁腺激素是预测总骨矿含量的独立且显著的指标。

健康儿童和CKD儿童的44/42血清钙同位素比值和44/42尿钙同位素比值之间存在很强的相关性，它们之间存在密切的相互依赖关系。透析儿童的44/42血清钙同位素比值和44/42尿钙同位素比值之间也存在类似但较弱的相关性。在44/42血清钙同位素比值为-0.76的垂直虚线标志着骨形成/骨吸收的阈值水平，以及骨钙净增加和骨钙净损失的转变。大多数CKD患者和几乎所有透析患者都在阈值以下，表明骨钙净流失，而所有健康儿童的数据都在阈值以上，表明骨钙净积累和骨骼矿化。

因此，血清中自然出现的稳定的钙同位素比值是CKD儿童和透析儿童骨钙含量的一个重要的独立预测指标，比常规使用的骨密度测量（如DXA或骨生物标志物）更敏感和准确。钙同位素作为骨钙平衡的生物标志物的临床应用也可能适用于其他患者群体。未来对钙同位素比值进行系列测量的研究可能有助于预测CKD患者以及其他疾病队列的骨折风险。

参考文献

1. Spiegel, Brady et al. Kidney Int.2012

2. Hill et al. Kidney Int.2013

3. Shroff et al. JBMR.2020

4. Shroff et al. Kidney Int.2022