Bone histomorphometry and serum bone gla-protein in the diagnosis of primary hyperparathyroidism

Abstract

The diagnosis of primary hyperparathyroidism (PHP) may be difficult, especially in the case of asymptomatic hypercalcemia. Since bone is the major target organ of parathyroid hormone (PTH), the hypersecretion of PTH in patients with PHP can be assessed by bone biopsy and by measured markers of bone turnover. In a first study, a transiliac bone biopsy was performed in 184 patients with surgically proven parathyroid adenoma (159 cases) or parathyroid hyperplasia (25 cases), and quantitative measurements were compared with age-and sex-matched controls. In patients with parathyroid adenoma, there was a marked and significant increase of the resorption surfaces, the area of the periosteocytic lacunae, and the osteoid surfaces measured on the trabecular bone. Similar results were found in patients with parathyroid hyperplasia. Only 4 patients (2.2% of cases) had a normal bone biopsy, indicating that bone histomorphometry is a sensitive method for detecting an increase of bone turnover in PHP. However, this method is not specific and does not differentiate between primary and secondary hyperparathyroidism.

In a second study, we measured serum bone gla-protein (sBGP), also called osteocalcin, which is a new specific marker of bone turnover, in 25 patients with primary hyperparathyroidism: sBGP was increased (14.2±9.6 ng/ml versus 6.2±2.4 ng/ml in controls, p<0.001) and was significantly correlated with serum PTH, serum calcium, and adenoma weight. In the patients who had a simultaneous bone biopsy, sBGP was found to be significantly correlated with the parameters reflecting bone formation. In conclusion, bone histomorphometry and measurement of sBGP are 2 sensitive methods for detecting increased bone turnover in patients with PHP. These methods may be useful for the diagnosis of PHP when other biochemical tests fail.

Résumé

Le diagnostic d'hyperparathyroïdisme primitif (PHP) peut être difficile particulièrement en cas d'hypercalcémie asymptomatique. L'os étant l'organe cible majeur de l'hormone parathyroïdienne (PTH) l'hypersécrétion de PTH chez les malades hyperparathyroïdiens peut être évaluée par biopsie osseuse et par la mesure des marqueurs du rénouvellement de l'os. Dans une première série une biopsie de l'os iliaque fut pratiquée chez 184 malades qui présentaient à l'intervention un adénome parathyroïdien (159 cas) ou une hyperplasie parathyroïdienne (25 cas) et des mesures quantitatives furent comparées à celles de témoins de même âge et de même sexe. Chez les sujets qui présentaient un adénome furent observées une augmentation significative des surfaces de résorption, des aires des lacunes périostéocytiques et des surfaces ostéoides mesurées au niveau de l'os trabéculaire. Des résultats identiques furent constatés chez les sujets qui présentaient une hyperplasie parathyroïdienne. Quatre malades seulement (2.2% des cas) présentaient une biopsie osseuse normale ce fait témoignant que l'histomorphométrie osseuse est une méthode sensible pour déceler une augmentation du renouvellement osseux dans l'hyperparathyroïdisme. Cependant cette méthode n'est pas spécifique et ne permet de distinguer l'hyperparathyroïdisme primitif de l'hyperparathyroïdisme secondaire.

Dans une deuxième série l'ostéocalcine, (ou sBGP = sérum bone gla-protein), nouveau marqueur spécifique du rénouvellement osseux, fut dosée chez 25 malades qui présentaient un hyperparathyroïdisme primitif. Le taux d'ostéocalcine était élevé (14.2±9.6 ng/ml contre 6.2±2.4 ng/ml chez les témoins, p<0.001) et en corrélation significative avec la parathormone sérique, la calcémie et le poids de l'adénome. Chez les sujets qui subirent simultanément une biopsie osseuse le taux de l'ostéocalcine était en corrélation significative avec les paramètres qui reflètent la formation osseuse. En conclusion l'histomorphométrie osseuse et les mesures de l'ostéocalcine sont 2 méthodes très sensibles qui permettent de déceler l'augmentation du renouvellement de l'os chez les patients atteints d'hyperparathyroïdisme. Elles peuvent être utiles pour le diagnostic quand les autres tests biochimiques sont en défaut.

Resumen

El diagnóstico de hiperparatiroidismo primario (HPP) puede ser difícil, especialmente en casos de hipercalcemia asintomática. Puesto que el hueso es el órgano blanco principal de la hormona paratiroidea (HPT), la hipersecreción de HPT en pacientes con HPP puede ser valorada mediante biopsia de hueso y la medición de los marcadores del recambio óseo. En un primer estudio se realizó biopsia transilíaca en 184 pacientes con adenoma paratiroideo quirúrgicamente comprobado (159 casos) o con hiperplasia (25 casos) y las mediciones cuantitativas fueron comparadas con las de controles equiparados en cuanto a edad y sexo. En pacientes con adenoma paratiroideo se presentó un aumento marcado y significativo de las superficies de resorción, las áreas de lagunación periosteocíticas, y las superficies osteoides medidas en el hueso trabecular. Resultados similares fueron hallados en pacientes con hiperplasia paratiroidea. Solo 4 pacientes (2.2% de los casos) presentaron una biopsia ósea normal indicativa de que la histomorfometría ósea es un método sensitivo para la detección de recambio óseo incrementado en el HPP. Sinembargo, este método no es específico y no permite la diferenciación entre el hiperparatiroidismo primario y el secundario.

En un segundo estudio se realizó la medición de gla-proteína ósea sanguínea (GPOs), también llamada osteocalcina, que es un nuevo marcador específico de recambio óseo, en 25 pacientes con HPP. La GPOs apareció elevada (14.2±9.6 ng/ml vs 6.2±2.4 ng/ml en controles, p<0.001) y presentó una correlación significativa con la HPT sérica, el calcio sérico y el peso del adenoma. En los pacientes que fueron sometidos simultáneamente a biopsia ósea, la GPOs apareció significativamente correlacionada con los parámetros que reflejan formación de hueso. En conclusión, la histofotometría ósea y la medición de la GPOs son dos métodos sensitivos para la detección de recambio óseo aumentado en pacientes con HPP. Pueden ser de utilidad para el diagnóstico del HPP cuando otras pruebas bioquímicas han fallado.