ความก้าวหน้าในการวิจัยกำลังเปลี่ยนวิธีที่ผู้เชี่ยวชาญโรคกระดูกพรุนคิดเกี่ยวกับโรคนี้

โดย Gina Shaw

เป็นเวลาหลายปีแล้วที่เราคิดว่าเราเข้าใจโรคกระดูกพรุน: เป็นโรคที่กระดูกมีความเปราะบางมากขึ้นเนื่องจากความหนาแน่นลดลงซึ่งมักเกิดจากวัยชราวัยหมดประจำเดือนและปัจจัยอื่น ๆ เช่นการขาดแคลเซียมและวิตามินดีในอาหาร

แต่วันนี้ความก้าวหน้าในการวิจัยกำลังเผยให้เห็นแสงใหม่เกี่ยวกับโรคกระดูกพรุนซึ่งคาดการณ์ว่าจะมีผลต่อคนอเมริกันมากกว่าครึ่งอายุ 50 ปีในปี 2563จากการวินิจฉัยไปจนถึงการป้องกันการรักษาโรคกระดูกพรุนงานวิจัยใหม่กำลังเปลี่ยนความเข้าใจเดิมของเราเกี่ยวกับโรคกระดูกพรุนกลับหัวกลับหาง

ปรับความเสี่ยงโรคกระดูกพรุน

การทดสอบ "มาตรฐานทองคำ" สำหรับการวินิจฉัยโรคกระดูกพรุนคือการสแกน DEXA (การดูดกลืนรังสีเอกซ์พลังงานคู่) ซึ่งวัดความหนาแน่นของกระดูกในกระดูกสันหลังสะโพกหรือข้อมือ เหล่านี้เป็นตำแหน่งที่พบบ่อยที่สุดสำหรับการแตกหักของกระดูก แต่การทดสอบนี้ขั้นสูงอย่างที่เป็นอยู่มีข้อ จำกัด

“ ผู้ป่วยจำนวนมากที่มีการวัดความหนาแน่นของกระดูกตามปกติในการสแกน DEXA ยังคงมีรอยแตกและผู้ป่วยจำนวนมากที่การสแกน DEXA แสดงให้เห็นว่าโรคกระดูกพรุนไม่ได้รับการแตกหัก” Sundeep Khosla, MD, ศาสตราจารย์ด้านการแพทย์และ คลินิกในโรเชสเตอร์, มินน์ "DEXA จะบอกคุณว่ามีกระดูกมากเพียงใด แต่ไม่มากนักเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของกระดูกนั้น" เห็นได้ชัดว่าแพทย์ต้องการที่จะสามารถทำนายความเสี่ยงต่อการแตกหักได้แม่นยำยิ่งขึ้นเพื่อปรับแต่งผู้ที่มีความเสี่ยงสูงสุดในการแตกหักและต้องการยามากที่สุด

Khosla เปรียบเทียบโครงกระดูกมนุษย์กับสะพานที่ทำจากโลหะ “ คุณอาจมีสะพานสองแห่งที่มีปริมาณโลหะเท่ากัน แต่ก็มีความทนทานมากกว่าเนื่องจากวิธีการก่อสร้าง” เขากล่าว "ในทำนองเดียวกันเนื่องจาก microar Architecture ของกระดูกของคนหนึ่งนั้นแตกต่างจากคนอื่นความแข็งแกร่งที่แท้จริงของพวกเขาอาจแตกต่างกันมาก"

Khosla และนักวิจัยโรคกระดูกพรุนกำลังศึกษาเทคนิคการถ่ายภาพและคอมพิวเตอร์ใหม่ ๆ ที่จะช่วยให้พวกเขามอง ภายใน กระดูกและดูลักษณะโครงสร้างเฉพาะ สิ่งนี้จะช่วยให้พวกเขาสร้างแบบจำลองความแข็งแรงของกระดูกที่สามารถช่วยทำนายว่าผู้ป่วยรายใดที่มีแนวโน้มว่าจะมีกระดูกหัก

เทคนิคการถ่ายภาพแบบหนึ่งนั้นคือการสแกนเอกซ์เรย์คอมพิวเตอร์ (CT) ของกระดูกสันหลังและสะโพก นักวิจัยใช้ภาพสามมิติของกระดูกที่ CT scan สร้างขึ้นและใช้เทคนิคการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่แบ่งภาพออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ “ ความหนาแน่นของแต่ละชิ้นช่วยให้คุณประเมินความแข็งแรงของแต่ละชิ้นและรับความแข็งแรงโดยรวมของโครงสร้าง” Khosla กล่าว "ขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่กระดูกอ่อนแอที่สุดมันอาจจะแตกหักได้มากหรือน้อย"

อย่างต่อเนื่อง

ซึ่งนำไปสู่ระดับที่สูงขึ้นในเครื่องมือใหม่ที่ใช้ในการศึกษาโรคกระดูกพรุนเรียกว่าการตรวจเอกซ์เรย์ต่อพ่วงเชิงความละเอียดสูง เนื่องจากมันใช้รังสีในระดับที่สูงขึ้นจึงไม่สามารถใช้ที่กระดูกสันหลังหรือใกล้อวัยวะสำคัญ แต่สามารถใช้ในพื้นที่ภาพเช่นกระดูกข้อมือ “ ความละเอียดด้วยสแกนเนอร์ต่อพ่วงนั้นดีพอที่คุณจะเห็นส่วนประกอบโครงสร้างแต่ละอันซึ่งให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับความแข็งแกร่งของกระดูก” Khosla กล่าว

เขาคาดการณ์ว่าเครื่องสแกนอุปกรณ์ต่อพ่วงซึ่งอาจไม่แพงกว่า DEXA ในปัจจุบันอาจได้รับการอนุมัติให้ใช้ในทางคลินิกในไม่ช้า เนื่องจากการสแกน CT มีราคาแพงกว่าอย่างมากจึงไม่สามารถใช้เป็นเครื่องมือคัดกรองแบบสแตนด์อโลนได้ อย่างไรก็ตามเมื่อผู้ป่วยมี CT scan ด้วยเหตุผลอื่นมันค่อนข้างง่ายที่จะได้รับข้อมูลกระดูกในเวลาเดียวกัน

“ เรายังจำเป็นต้องรวบรวมข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีที่เครื่องมือเหล่านี้ทำนายความเสี่ยงต่อการแตกหัก แต่ผลลัพธ์เบื้องต้นมีแนวโน้มที่ดี” Khosla กล่าว

ทำความเข้าใจกับการเปลี่ยนแปลงของกระดูก

ยา Bisphosphonate ถูกคิดว่าเป็นวิธีการรักษาโรคกระดูกพรุนที่ช่วยในการสร้างมวลกระดูก แต่ในไม่ช้ามันก็ชัดเจนว่ามีบางอย่างเกิดขึ้นที่นี่ ผู้ป่วยหลายรายที่รับ bisphosphonates อาจเห็นว่าความหนาแน่นของกระดูกเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเพียง 1% และยังลดความเสี่ยงต่อการเกิดกระดูกหักได้มากขึ้นถึง 50%

“ การวิจัยแสดงให้เห็นว่าไม่มีความสัมพันธ์กันว่ายาเหล่านี้สร้างมวลกระดูกและการลดความเสี่ยงต่อการแตกหักได้อย่างไร” Robert Heaney, MD, ศาสตราจารย์ด้านการแพทย์จากศูนย์วิจัยโรคกระดูกพรุนที่ Creighton University School of Medicine ใน Omaha, Neb กล่าว .

นักวิทยาศาสตร์ตระหนักว่ายาเสพติดยังชะลออัตราการเปลี่ยนแปลงของกระดูก -- กระบวนการที่บริเวณที่มีอยู่ของกระดูกถูกตัดออกไปในภายหลังเพื่อแทนที่ด้วยกระดูกใหม่ ในผู้หญิงวัยหมดประจำเดือนอัตราการเปลี่ยนแปลงของกระดูกนั้นเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าและจากนั้นจะเพิ่มขึ้นสามเท่าในช่วงต้นยุค 60 ของผู้หญิง

“ ลองนึกภาพถ้าคุณเริ่มปรับปรุงบ้านของคุณ: ก่อนอื่นคุณใส่ส่วนขยายข้างหนึ่ง แต่ก่อนที่คุณจะทำเสร็จคุณตัดสินใจที่จะรื้อโรงรถและก่อนที่จะจบคุณตัดสินใจที่จะวางบนดาดฟ้า” เฮนนีย์กล่าว “ คุณมีบ้านที่ค่อนข้างบอบบางนั่นคือสิ่งที่เกิดขึ้นกับการเปลี่ยนแปลงของกระดูกแบบเร่ง”

อย่างต่อเนื่อง

ตอนนี้พวกเขาเข้าใจถึงความสำคัญของการเปลี่ยนแปลงของกระดูกผู้เชี่ยวชาญด้านโรคกระดูกพรุนกำลังพยายามใช้ความรู้นั้นเพื่อช่วยทำนายปัจจัยเสี่ยงของโรคกระดูกพรุน พวกเขากำลังพัฒนาเครื่องมือที่รู้จักกันในนามไบโอมาร์คเกอร์ซึ่งเป็นมาตรการทางเคมีของอัตราการสร้างกระดูกที่สามารถพบได้ในการหลั่งจากเลือดหรือปัสสาวะ ขณะนี้มีผู้ตรวจสอบทางชีวภาพสำหรับอัตราการเปลี่ยนแปลงของกระดูกที่ทำงานได้ดีในการศึกษาประชากรจำนวนมาก Heaney กล่าว แต่พวกเขายังไม่มีเครื่องหมายที่ทำงานได้ดีในสำนักงานแพทย์ในระดับผู้ป่วยแต่ละราย เมื่อพัฒนา biomarkers ที่แม่นยำยิ่งขึ้นเทคนิคการถ่ายภาพขั้นสูงเหล่านี้และอาจช่วยปรับปรุงความเข้าใจของเราว่าใครมีความเสี่ยงมากที่สุดจากโรคกระดูกพรุน

"สิ่งนี้ช่วยให้เราสามารถมุ่งเน้นไปที่ปัญหาที่แท้จริง: การเปลี่ยนแปลงส่วนเกินที่ทำให้กระดูกเปราะบาง" Heaney กล่าว

ใหม่การรักษาโรคกระดูกพรุน

ไม่กี่ปีที่ผ่านมา Heaney เห็นเด็กหญิงอายุ 18 ปีผู้ซึ่งประสบอุบัติเหตุทางรถยนต์อย่างร้ายแรง เธอรอดพ้นจากรอยฟกช้ำเพียงเล็กน้อยและรังสีเอกซ์เปิดเผยว่าเธอมีความหนาแน่นของกระดูกสูงผิดปกติ ปรากฎว่าแม่ของเธอก็มีความหนาแน่นของกระดูกสูงกว่าค่าเฉลี่ย Heaney และเพื่อนร่วมงานของเขาที่ Creighton เริ่มศึกษาทั้งครอบครัวมากกว่า 150 คนและในที่สุดก็ระบุว่าพวกเขาเรียกว่า "ยีนมวลกระดูกสูง"

การกลายพันธุ์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในยีนนี้ทำให้ร่างกายสร้างโปรตีนที่เรียกว่า LRP5 ในปริมาณสูงผิดปกติ (โปรตีนความหนาแน่นต่ำของไลโปโปรตีนตัวรับที่เกี่ยวข้องกับโปรตีน 5) LRP5 มีอิทธิพลต่อจำนวนกระดูกที่ถูกสร้างและบำรุงรักษา “ ไม่มีผู้ใดที่มียีนมวลกระดูกสูงเคยทำสิ่งใดเสียหายแม้ว่าพวกเขาจะตกลงมาจากหลังคาโรงนา” Heaney กล่าว

การระบุยีนที่มีมวลกระดูกสูงและเส้นทางการส่งสัญญาณทางเคมีที่เกี่ยวข้องนั้นได้เปิดโอกาสใหม่ ๆ มากมายในการรักษาโรคกระดูกพรุน “ โอกาสที่นี่คือการสร้างยาหรือโรคกระดูกพรุนที่ทำให้ร่างกายทำตัวเหมือนมีการกลายพันธุ์นั้นสร้างกระดูกให้มากขึ้น” Heaney กล่าว เขาเชื่อว่ายาที่มีจุดประสงค์ในเส้นทางนี้ได้ทำการทดสอบกับมนุษย์แล้ว แต่อาจใช้เวลาสักครู่ก่อนที่จะออกสู่ตลาด "เนื่องจากทางเดินนี้ทำหน้าที่ในส่วนอื่น ๆ ของร่างกายนอกเหนือจากกระดูกคุณต้องแน่ใจว่ายาของคุณไม่ได้ให้ผลลัพธ์ที่ไม่ได้ตั้งใจไว้ที่อื่น"

อย่างต่อเนื่อง

นักวิทยาศาสตร์ยังตรวจสอบสารประกอบใหม่ที่เรียกว่า analogs วิตามินดีเพื่อรักษาโรคกระดูกพรุน ยาเหล่านี้โดยพื้นฐานแล้วเป็นผลิตภัณฑ์เสริมวิตามิน D ที่มีประจุมากเกินไป - โมเลกุลที่เปลี่ยนแปลงไปตามโครงสร้างของวิตามินดีเพื่อลดการสูญเสียมวลกระดูกและลดการสะสมของกระดูก

หนึ่งในยาเหล่านี้คือ 2MD แสดงให้เห็นถึงสัญญาที่ยอดเยี่ยมในรูปแบบสัตว์ของโรคกระดูกพรุนและตอนนี้กำลังอยู่ในการศึกษาของมนุษย์ “ มันช่วยกระตุ้นการสร้างกระดูกอย่างมากและถ้าเราสามารถมองเห็นสิ่งใด ๆ ที่แม้แต่ผลการประเมินในรูปแบบเดียวกันในมนุษย์ก็จะมีขนาดใหญ่มาก” Neil Binkley, MD, ผู้อำนวยการร่วมของศูนย์คลินิกโรคกระดูกพรุนกล่าว โครงการวิจัยที่มหาวิทยาลัยวิสคอนซินแมดิสัน ข้อดีอีกประการหนึ่ง: เนื่องจากยานี้ใช้วิตามินดี Binkley ทำนายว่าอาจไม่มีผลข้างเคียงที่ผิดปกติและอาจทำให้ระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายทำงานตามที่วิตามินดีตามธรรมชาติทำ

ยาหนึ่งตัวที่ใกล้เคียงกับการอนุมัติคือการทดลองทดลองที่เรียกว่า denosumab การฉีดสองครั้งต่อปีขณะนี้อยู่ในการทดลองทางคลินิกระยะที่ 3 และได้รับการแสดงเพื่อปรับปรุงความหนาแน่นของกระดูก Denosumab มุ่งเป้าไปที่เป้าหมายใหม่ทั้งหมดสำหรับโรคกระดูกพรุน: โปรตีนที่เรียกว่า RANK Ligand โปรตีนนี้มีบทบาทสำคัญในกระบวนการที่เซลล์ที่เรียกว่า osteoclasts สลายกระดูก และนักวิจัยหวังว่ายาจะช่วยรักษากระบวนการสูญเสียมวลกระดูกในการตรวจสอบด้วยการแทนที่กระดูก Denosumab อาจวางตลาดในปลายปี 2551

“ โรคกระดูกพรุนเป็นสนามที่ค่อนข้างเล็ก” Binkley กล่าว "เมื่อตอนที่ฉันอยู่ในโรงเรียนแพทย์คุณวินิจฉัยโรคกระดูกพรุนเฉพาะเมื่อมีคนทำลายกระดูกเช่นเดียวกับที่เราเคยวินิจฉัยโรคหัวใจหลังจากหัวใจวายเท่านั้นตอนนี้เรารู้มากขึ้นและเรากำลังพัฒนาเครื่องมือที่ดีกว่าในการวินิจฉัยรักษาและ ป้องกันโรคกระดูกพรุน "