Assessment of bone health by bone turnover biomarkers in a cohort of Egyptian patients with inflammatory bowel disease /
Salma Tarek Ahmed Omran,
Assessment of bone health by bone turnover biomarkers in a cohort of Egyptian patients with inflammatory bowel disease / تقييم صحة العظام بواسطة الدلالات البيوكيميائية لأختلال الامتصاص/ إعادة التكوين في مجموعة من المرضى المصريين المصابين بمرض التهاب الأمعاء / by Salma Tarek Ahmed Omran ; Supervision of Prof. Dr. Maissa El Said El Raziky, Prof. Dr. Hadeel GamalEldeen AbdelMoniem, Prof. Dr. Zeinab Abdellahtif Mahmoud Soliman, Prof. Dr Doaa Mohamed Abdou. - 153 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2023.
Bibliography: pages 121-152.
Background
Patients with inflammatory bowel disease (IBD) may suffer from extraintestinal manifestations (EIM). Of which, around 13% to 42% of IBD patients are at risk of reduced bone mineral density and osteoporosis (OP) owing to many factors as glucocorticoids, malabsorption, chronic inflammation, etc. This makes them prone to osteoporotic fractures of the spine, wrist, and hip, which poorly affect the quality of life.
Aim of work
Our aim is to assess the bone health of an Egyptian cohort of IBD patients by measuring bone turnover markers (BTMs) reflecting bone resorption and formation, in addition to calciotropic hormones, to detect the difference between ulcerative colitis (UC) and Crohn's disease (CD) patients and comparing them to healthy controls and its relation to disease activity, extension and treatment modalities.
Methods
This is a cross-sectional analytic study that included 92 participants: 45 IBD patients (UC and CD) in addition to 47 healthy controls. Fasting blood samples were withdrawn for BTMs including bone formation markers (Procollagen I N-terminal propeptide and bone specific alkaline phosphatase ) and bone resorptive marker (C-terminal telopeptide of type I collagen) in addition to calciotropic hormones (25-hydroxyvitamin D and parathyroid hormone ). Additional laboratory tests were collected, including serum bone minerals. These markers were evaluated in both UC and CD in respect to disease activity, extension, and treatment modality.
Results
Compared to the healthy group, hypocalcemia was detected in 4% and 15%, and hyperphosphatemia was detected in 12% and 5% of the UC and CD groups, respectively, with normal median calcium and phosphorus levels. Serum albumin levels were significantly lower in CD compared to UC and control groups, with normal median levels as well. Considerably lower serum 25(OH)D levels were detected in UC (92%) and CD (100%), whereas higher PTH levels were detected in UC (48%) and CD (45%) with elevated median levels. No significant differences were identified between the UC and CD groups.
IBD patients exhibited a significant increase in CTX, PINP and BALP levels indicating higher turnover and metabolic bone disease with no significant differences between UC and CD groups. Considering disease activity and bowel involvement, BTMs levels were comparable in UC and CD patients. Anti-tumor necrosis- α (anti-TNF-α) users had significantly lower CTX and PINP rises than non-users.
Conclusion
Biochemical and hormonal work-up using BTMs, 25(OH)D and PTH may be beneficial in the initial work-up to assess bone health in IBD patients. Anti-TNF-α users were less prone to bone changes than non-users يعاني مرضى التهاب الأمعاء المناعي من اعراض خارج الأمعاء مثل هشاشة العظام بسبب العديد من العوامل مثل الكورتيزون، سوء الامتصاص، الالتهاب المزمن، وما إلى ذلك، مما يجعلهم اكثر عرضه للكسور وما يترتب عليه من انخفاض جودة الحياة.
هدفنا في هذه الدراسة هو تقييم صحة العظام لدى مجموعة مصرية من مرضى التهاب الأمعاء (٢٥ مصاباً بالقولون تقرحي و ٢٠ مصاباً بداء كرونز) عن طريق قياس دلالات بيوكيميائية لأختلال امتصاص/ اعادة تكوين العظام، بالإضافة إلى الهرمونات المؤثرة على الكالسيوم مثل فيتامين دال و الهرمون الجاردرقي عند مجموعة مرضى القولون التقرحي ومرضي داء كرونز ومقارنتهم بالاشخاص الأصحاء (٤٧) وعلاقتها بمكان و نشاط المرض، وطرق العلاج.
وبالمقارنة بمجموعة الاصحاء، تم اكتشاف مستويات أقل بكثير من فيتامين دال في الدم عند مرضي التهاب القولون التقرحي (٩٢%) ومرضي كرونز (١٠٠%)، في حين تم اكتشاف مستويات أعلى من هرمون الغدة الجاردرقية في مرض التهاب القولون التقرحي (٤٨%) ومرض كرونز (٤٥%) ولم يتم تحديد أي اختلافات كبيرة بين المجموعتين. لذلك نوصي بضرورة ضمان تناول كمية كافية من فيتامين دال لدى مرضى التهاب الامعاء المناعي لتجنب فرط هرمون الغدة الدرقية الثانوي.
ومن ضمن كثير من الدلالات البيولوجية لامتصاص/تكوين العظام، تعتبر تلك الدلائل البيولوجية procollagen I N-terminal propeptide (PINP) وC-terminal telopeptide of type I collagen (CTX) الدلائل المعيارية و المفضلة لقياس تكوين العظام وامتصاصها، علي التوالي، تبعا للمؤسسة الدولية لهشاشة العظام و الاتحاد الدولي للكيمياء السريرية.
في هذة الدراسة قمنا بقياس المؤشر CTX كانعكاس لامتصاص العظام و PINP وBone-specific alkaline phosphatase (BALP) كمقياس لتكوينه. وقد تبين زيادة بشكل ملحوظ في مستويات ال CTX و PINP و BALP في مرضى التهاب الامعاء المناعي، مما يشير إلى زيادة معدل امتصاص/تكوين العظام، مع عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية بين كلتا مجموعتي القولون التقرحي وداء كرونز.
وعند مقارنة نشاط المرض و اماكن تأثر الأمعاء بالمرض، كانت لدى المجموعتين مستويات مماثلة من تلك المؤشرات البيولوجية. وقد أظهر مستخدمو مركب مضادات عامل نخر الورم (المضادة لـ TNF-α) حماية أقوى للعظام، مع انخفاض مستويات CTX وPINP مقارنة بغير المستخدمين.
ونظرًا لأن امتصاص العظام من المحتمل أن يكون طوريًا ويستغرق سنوات للتراكم، فإن الدلالات البيولوجية لامتصاص/تكوين العظام هي بديل جيد لقياس امتصاص الأشعة السينية المزدوج، الذي له العديد من القيود، فهذة المؤشرات البيولوجية تكتشف هشاشة العظام مبكرًا عندما تكون قراءات كثافة المعادن في العظام غير كافية. فيمكن لـكلتا الدلالات البيولوجية و قياس كثافة المعادن عن طريق قياس امتصاص الأشعة السينية المزدوج ان يساعدا في الكشف المبكر عن هشاشة العظام. يمكن لهذة الدلالات ايضاً ان تتبع معدل امتصاص العظام بكفاءة، بالاضافة الي تقييم الالتزام بالأدوية المضادة للامتصاص وفعاليتها.
لذلك يمكن أن يكون دمج التقييمات البيوكيميائية والهرمونية جنبًا إلى جنب مع فحوص الامتصاص الثنائي للأشعة السينية مفيدًا في التقييم الأولي لامراض العظام الأيضية لدى مرضى التهاب الامعاء المناعي.
هناك حاجة إلى إجراء دراسات كبيرة متعددة المراكز لتحقيق صحة نتائجنا وتحديد تأثيرات العلامات الحيوية للعظام في الكشف المبكر وعلاج اضطرابات العظام الايضية لدي مرضى التهاب الامعاء المناعي.
Text in English and abstract in Arabic & English.
Inflammatory Bowel
Inflammatory bowel disease Ulcerative colitis Crohn’s disease Bone turnover markers Bone mineral density Osteoporosis Vitamin D Metabolic bone disease
616.333
Assessment of bone health by bone turnover biomarkers in a cohort of Egyptian patients with inflammatory bowel disease / تقييم صحة العظام بواسطة الدلالات البيوكيميائية لأختلال الامتصاص/ إعادة التكوين في مجموعة من المرضى المصريين المصابين بمرض التهاب الأمعاء / by Salma Tarek Ahmed Omran ; Supervision of Prof. Dr. Maissa El Said El Raziky, Prof. Dr. Hadeel GamalEldeen AbdelMoniem, Prof. Dr. Zeinab Abdellahtif Mahmoud Soliman, Prof. Dr Doaa Mohamed Abdou. - 153 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2023.
Bibliography: pages 121-152.
Background
Patients with inflammatory bowel disease (IBD) may suffer from extraintestinal manifestations (EIM). Of which, around 13% to 42% of IBD patients are at risk of reduced bone mineral density and osteoporosis (OP) owing to many factors as glucocorticoids, malabsorption, chronic inflammation, etc. This makes them prone to osteoporotic fractures of the spine, wrist, and hip, which poorly affect the quality of life.
Aim of work
Our aim is to assess the bone health of an Egyptian cohort of IBD patients by measuring bone turnover markers (BTMs) reflecting bone resorption and formation, in addition to calciotropic hormones, to detect the difference between ulcerative colitis (UC) and Crohn's disease (CD) patients and comparing them to healthy controls and its relation to disease activity, extension and treatment modalities.
Methods
This is a cross-sectional analytic study that included 92 participants: 45 IBD patients (UC and CD) in addition to 47 healthy controls. Fasting blood samples were withdrawn for BTMs including bone formation markers (Procollagen I N-terminal propeptide and bone specific alkaline phosphatase ) and bone resorptive marker (C-terminal telopeptide of type I collagen) in addition to calciotropic hormones (25-hydroxyvitamin D and parathyroid hormone ). Additional laboratory tests were collected, including serum bone minerals. These markers were evaluated in both UC and CD in respect to disease activity, extension, and treatment modality.
Results
Compared to the healthy group, hypocalcemia was detected in 4% and 15%, and hyperphosphatemia was detected in 12% and 5% of the UC and CD groups, respectively, with normal median calcium and phosphorus levels. Serum albumin levels were significantly lower in CD compared to UC and control groups, with normal median levels as well. Considerably lower serum 25(OH)D levels were detected in UC (92%) and CD (100%), whereas higher PTH levels were detected in UC (48%) and CD (45%) with elevated median levels. No significant differences were identified between the UC and CD groups.
IBD patients exhibited a significant increase in CTX, PINP and BALP levels indicating higher turnover and metabolic bone disease with no significant differences between UC and CD groups. Considering disease activity and bowel involvement, BTMs levels were comparable in UC and CD patients. Anti-tumor necrosis- α (anti-TNF-α) users had significantly lower CTX and PINP rises than non-users.
Conclusion
Biochemical and hormonal work-up using BTMs, 25(OH)D and PTH may be beneficial in the initial work-up to assess bone health in IBD patients. Anti-TNF-α users were less prone to bone changes than non-users يعاني مرضى التهاب الأمعاء المناعي من اعراض خارج الأمعاء مثل هشاشة العظام بسبب العديد من العوامل مثل الكورتيزون، سوء الامتصاص، الالتهاب المزمن، وما إلى ذلك، مما يجعلهم اكثر عرضه للكسور وما يترتب عليه من انخفاض جودة الحياة.
هدفنا في هذه الدراسة هو تقييم صحة العظام لدى مجموعة مصرية من مرضى التهاب الأمعاء (٢٥ مصاباً بالقولون تقرحي و ٢٠ مصاباً بداء كرونز) عن طريق قياس دلالات بيوكيميائية لأختلال امتصاص/ اعادة تكوين العظام، بالإضافة إلى الهرمونات المؤثرة على الكالسيوم مثل فيتامين دال و الهرمون الجاردرقي عند مجموعة مرضى القولون التقرحي ومرضي داء كرونز ومقارنتهم بالاشخاص الأصحاء (٤٧) وعلاقتها بمكان و نشاط المرض، وطرق العلاج.
وبالمقارنة بمجموعة الاصحاء، تم اكتشاف مستويات أقل بكثير من فيتامين دال في الدم عند مرضي التهاب القولون التقرحي (٩٢%) ومرضي كرونز (١٠٠%)، في حين تم اكتشاف مستويات أعلى من هرمون الغدة الجاردرقية في مرض التهاب القولون التقرحي (٤٨%) ومرض كرونز (٤٥%) ولم يتم تحديد أي اختلافات كبيرة بين المجموعتين. لذلك نوصي بضرورة ضمان تناول كمية كافية من فيتامين دال لدى مرضى التهاب الامعاء المناعي لتجنب فرط هرمون الغدة الدرقية الثانوي.
ومن ضمن كثير من الدلالات البيولوجية لامتصاص/تكوين العظام، تعتبر تلك الدلائل البيولوجية procollagen I N-terminal propeptide (PINP) وC-terminal telopeptide of type I collagen (CTX) الدلائل المعيارية و المفضلة لقياس تكوين العظام وامتصاصها، علي التوالي، تبعا للمؤسسة الدولية لهشاشة العظام و الاتحاد الدولي للكيمياء السريرية.
في هذة الدراسة قمنا بقياس المؤشر CTX كانعكاس لامتصاص العظام و PINP وBone-specific alkaline phosphatase (BALP) كمقياس لتكوينه. وقد تبين زيادة بشكل ملحوظ في مستويات ال CTX و PINP و BALP في مرضى التهاب الامعاء المناعي، مما يشير إلى زيادة معدل امتصاص/تكوين العظام، مع عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية بين كلتا مجموعتي القولون التقرحي وداء كرونز.
وعند مقارنة نشاط المرض و اماكن تأثر الأمعاء بالمرض، كانت لدى المجموعتين مستويات مماثلة من تلك المؤشرات البيولوجية. وقد أظهر مستخدمو مركب مضادات عامل نخر الورم (المضادة لـ TNF-α) حماية أقوى للعظام، مع انخفاض مستويات CTX وPINP مقارنة بغير المستخدمين.
ونظرًا لأن امتصاص العظام من المحتمل أن يكون طوريًا ويستغرق سنوات للتراكم، فإن الدلالات البيولوجية لامتصاص/تكوين العظام هي بديل جيد لقياس امتصاص الأشعة السينية المزدوج، الذي له العديد من القيود، فهذة المؤشرات البيولوجية تكتشف هشاشة العظام مبكرًا عندما تكون قراءات كثافة المعادن في العظام غير كافية. فيمكن لـكلتا الدلالات البيولوجية و قياس كثافة المعادن عن طريق قياس امتصاص الأشعة السينية المزدوج ان يساعدا في الكشف المبكر عن هشاشة العظام. يمكن لهذة الدلالات ايضاً ان تتبع معدل امتصاص العظام بكفاءة، بالاضافة الي تقييم الالتزام بالأدوية المضادة للامتصاص وفعاليتها.
لذلك يمكن أن يكون دمج التقييمات البيوكيميائية والهرمونية جنبًا إلى جنب مع فحوص الامتصاص الثنائي للأشعة السينية مفيدًا في التقييم الأولي لامراض العظام الأيضية لدى مرضى التهاب الامعاء المناعي.
هناك حاجة إلى إجراء دراسات كبيرة متعددة المراكز لتحقيق صحة نتائجنا وتحديد تأثيرات العلامات الحيوية للعظام في الكشف المبكر وعلاج اضطرابات العظام الايضية لدي مرضى التهاب الامعاء المناعي.
Text in English and abstract in Arabic & English.
Inflammatory Bowel
Inflammatory bowel disease Ulcerative colitis Crohn’s disease Bone turnover markers Bone mineral density Osteoporosis Vitamin D Metabolic bone disease
616.333