Osteoporose-Risikoindex (OSIRIS)

Klinischer Hintergrund

Der Osteoporosis Index of Risk (OSIRIS) wurde entwickelt, um ein Ressourcenproblem zu lösen: Die DXA-Knochendichtemessung ist kostspielig und nicht immer verfügbar, insbesondere außerhalb spezialisierter Einrichtungen. Zugleich ist die Prävalenz der Osteoporose bei postmenopausalen Frauen so hoch, dass ein Massenscreening mit DXA ressourcenintensiv wird. OSIRIS ist ein Vorselektionsinstrument, das Frauen anhand von vier einfachen Variablen in Risikokategorien einteilen soll, sodass die DXA denjenigen vorbehalten bleibt, bei denen das Ergebnis das weitere Vorgehen tatsächlich beeinflusst. Das Instrument ist also kein diagnostisches Werkzeug, sondern eine Triage-Methode. Sie soll Frauen mit so geringer Osteoporosewahrscheinlichkeit identifizieren, dass die DXA aufgeschoben werden kann, sowie Frauen mit so hoher Wahrscheinlichkeit, dass eine Behandlung unabhängig von der Knochendichtemessung erwogen werden kann.

Berechnung des Osteoporosis Index of Risk

OSIRIS wird nach folgender Formel berechnet:

$$\text{OSIRIS} = \text{trunc}(0{,}2 \times \text{Gewicht}) - \text{trunc}(0{,}2 \times \text{Alter}) - 2 \times (\text{frühere Fragilitätsfraktur}) + 2 \times (\text{laufende Hormonersatztherapie})$$

wobei $\text{trunc}$ bedeutet, dass die Dezimalstellen abgeschnitten werden (Abrunden auf eine ganze Zahl), das Gewicht in Kilogramm und das Alter in Jahren angegeben wird. Eine frühere Fragilitätsfraktur (Fraktur nach Bagatelltrauma) wird mit 1 kodiert, wenn vorhanden, andernfalls mit 0. Eine laufende Hormonersatztherapie (HRT) wird mit 1 kodiert, wenn vorhanden, andernfalls mit 0. Frakturen und HRT tragen also ±2 Punkte bei, während Alter und Gewicht über ihre abgeschnittenen Produkte mit 0,2 eingehen.

Das Instrument wurde von Sedrine et al. in einer Kohorte von 1303 postmenopausalen Frauen entwickelt, die aus einer belgischen Osteoporose-Ambulanz rekrutiert wurden [1]. Die Population bestand aus westeuropäischen Frauen kaukasischer Herkunft. Zielgröße war die Osteoporose, definiert als T-Score ≤ −2,5 in der DXA (Dual-Röntgen-Absorptiometrie) der Lendenwirbelsäule und/oder des Schenkelhalses. Die Autoren wählten die Variablen anhand einer Literaturübersicht zu Risikofaktoren für Osteoporose aus und prüften die Leistung des Modells anschließend in derselben Kohorte.

Es wurden drei Risikokategorien mit den Schwellenwerten +1 und −3 gebildet:

Interpretation in der Praxis

OSIRIS ist ein Vorselektionswerkzeug, keine Entscheidungshilfe für die Behandlung. Die drei Kategorien führen zu unterschiedlichen Vorgehensweisen:

Niedriges Risiko (> 1): Die Wahrscheinlichkeit für eine Osteoporose ist gering. Die DXA kann aufgeschoben werden. In der Ableitungskohorte hatten nur 7 % der Frauen dieser Kategorie eine Osteoporose [1]. Die Patientin sollte im Rahmen einer jährlichen Neubewertung nachbeobachtet werden, da das Risiko nicht statisch ist: Das Alter steigt, das Gewicht kann sinken und die HRT kann beendet werden, was die Punktzahl jeweils nach unten verschiebt.

Mittleres Risiko (−3 bis 1): Die Entscheidung über eine DXA wird individuell getroffen. In der Ableitungskohorte hatten 39 % in dieser Gruppe eine Osteoporose [1], das heißt, fast zwei von fünf Frauen haben eine verminderte Knochendichte. Eine DXA ist gerechtfertigt, wenn weitere Risikofaktoren hinzukommen, zum Beispiel Familienanamnese, Rauchen, geringe körperliche Aktivität, Steroideinnahme oder frühere Stürze.

Hohes Risiko (< −3): Die Wahrscheinlichkeit für eine Osteoporose ist deutlich erhöht. In der Ableitungskohorte hatten 66 % eine Osteoporose [1]. Hier kann eine Behandlung erwogen werden, unabhängig davon, ob die DXA sofort durchgeführt wird oder nicht. Die DXA sollte dennoch erfolgen, zum einen zur Bestätigung der Diagnose, zum anderen als Ausgangswert für die Verlaufskontrolle des Behandlungseffekts.

Validierung und Leistung

Die Ableitungskohorte ergab eine Fläche unter der ROC-Kurve (AUC) von 0,71, mit einer Sensitivität von 78,5 % und einer Spezifität von 51,4 % am Schwellenwert +1 [1]. Die Diskriminationsfähigkeit war somit mäßig, was für ein Instrument mit nur vier Variablen und dem Ziel der Vorselektion statt der Diagnostik zu erwarten ist.

Externe Validierung in einer französischen Population: Reginster et al. validierten OSIRIS prospektiv an 889 postmenopausalen Frauen aus Frankreich [2]. Die Ergebnisse bestätigten im Wesentlichen die Ableitungsdaten: 62 % der Frauen in der Hochrisikokategorie hatten eine Osteoporose, verglichen mit 34 % in der mittleren Gruppe und 16,8 % in der Niedrigrisikogruppe. Die Prävalenz in der Niedrigrisikogruppe war jedoch höher als in der Ableitungskohorte (16,8 % gegenüber 7 %), was darauf hindeutet, dass die Schwellenwerte für Populationen mit höherer Hintergrundprävalenz möglicherweise kalibriert werden müssen.

Vergleichsstudie in Taiwan: Chen et al. evaluierten neun Screeninginstrumente bei 553 älteren, selbstständig lebenden Personen (186 Männer, 367 Frauen, mittleres Alter etwa 68 Jahre) in Taiwan [3]. Bei Frauen lag die AUC für OSIRIS im Bereich von 0,70 bis 0,83, zusammen mit den übrigen einfachen Screeningwerkzeugen (ABONE, BWC, ORAI, OSTA, SCORE). Die Sensitivität betrug 100 % und der negative prädiktive Wert 90 bis 92 %, die Spezifität und der positive prädiktive Wert waren jedoch niedrig. Die Instrumente schnitten in dieser Population bei Männern besser ab als bei Frauen. Die Autoren stellten fest, dass OSIRIS und ähnliche einfache Werkzeuge dasselbe zugrunde liegende Konstrukt messen und am besten geeignet sind, eine Osteoporose auszuschließen, nicht, sie zu bestätigen.

Validierung in einer iranischen Population: Sani et al. evaluierten sieben Screeninginstrumente in der Bushehr-Elderly-Health-Kohorte mit 1237 iranischen Frauen mit einem mittleren Alter von 69,1 Jahren, von denen 59 % eine Osteoporose hatten [4]. An den empfohlenen Schwellenwerten hatte OSIRIS eine Sensitivität von nur 16,7 %, das schlechteste Ergebnis unter allen getesteten Instrumenten. FRAX und OPERA schnitten am besten ab. Die niedrige Sensitivität spiegelt vermutlich wider, dass die OSIRIS-Schwellenwerte für eine Population mit niedrigerer Prävalenz kalibriert sind als die 59 % der iranischen Kohorte.

Validierung in einer thailändischen Population: Indhavivadhana et al. testeten sieben Instrumente bei 1038 thailändischen Frauen mit einem mittleren Alter von 53 Jahren und einer Osteoporoseprävalenz von 7,3 % [5]. OSIRIS erreichte keine AUC > 0,8 und wurde nicht als Screeningwerkzeug empfohlen. FRAX, SCORE und OSTA schnitten besser ab.

Validierung im ländlichen Taiwan: Hsieh et al. evaluierten zehn Screeninginstrumente bei 567 älteren Personen im ländlichen Taiwan [6]. Bei Frauen hatte OSIRIS eine AUC von 0,71 (95 %-KI 0,66 bis 0,76), vergleichbar mit OSTA. Die Autoren empfahlen OSTA gegenüber OSIRIS wegen seiner Einfachheit und vergleichbaren Leistung bei beiden Geschlechtern.

Zusammenfassend bleibt die Diskriminationsfähigkeit von OSIRIS in mehreren Populationen bei einer AUC von etwa 0,71 stabil, doch die Sensitivität variiert stark in Abhängigkeit von der Prävalenz und der ethnischen Zusammensetzung der Population. Das Instrument eignet sich am besten als Ausschlusswerkzeug in Populationen mit mittlerer Prävalenz und am schlechtesten in Populationen mit sehr hoher Prävalenz, in denen die Schwellenwerte nicht genügend Fälle erfassen.

Einschränkungen

OSIRIS wurde für postmenopausale Frauen kaukasischer Herkunft abgeleitet und nicht für Männer, prämenopausale Frauen oder jüngere Populationen validiert. Versuche, das Instrument bei asiatischen Populationen einzusetzen, haben eine variable und oft schlechtere Leistung gezeigt, insbesondere in Populationen mit hoher Osteoporoseprävalenz, in denen die Schwellenwerte eine niedrige Sensitivität ergeben [4, 5].

Das Instrument erfasst nur vier Risikofaktoren und lässt mehrere klinisch zentrale Variablen aus: Familienanamnese einer Hüftfraktur, Rauchen, Alkoholkonsum, Steroideinnahme, sekundäre Ursachen der Osteoporose (Hypogonadismus, Hyperthyreose, Malabsorption) und das Niveau der körperlichen Aktivität. Dadurch kann eine Patientin mit starken Risikofaktoren, die nicht in OSIRIS eingehen, trotz hohen tatsächlichen Risikos eine niedrige Punktzahl erhalten.

Die Schwellenwerte sind fest und nicht für Populationen mit abweichender Prävalenz kalibriert. In Populationen mit hoher Osteoporoseprävalenz, wie der iranischen Kohorte mit 59 %, ergibt OSIRIS eine niedrige Sensitivität [4]. Umgekehrt kann das Instrument in Populationen mit sehr niedriger Prävalenz in der Niedrigrisikogruppe eine falsche Sicherheit vermitteln.

OSIRIS setzt voraus, dass die Frage nach früheren Fragilitätsfrakturen korrekt beantwortet wird. Patientinnen können frühere Frakturen übersehen oder herunterspielen, insbesondere Wirbelkörperkompressionsfrakturen, die subklinisch verlaufen sein können. Eine Wirbelkörperfraktur, die retrospektiv im Röntgenbild entdeckt, von der Patientin aber nicht angegeben wird, führt zu einer Unterschätzung des Risikos.

Das Instrument ist kein Frakturrisikowerkzeug. Es sagt die durch die Knochendichte definierte Osteoporose voraus, nicht das Frakturrisiko. FRAX, das mehr Risikofaktoren einbezieht und eine absolute Frakturwahrscheinlichkeit liefert, hat in mehreren Vergleichsstudien besser oder vergleichbar mit OSIRIS abgeschnitten [4, 5]. In der klinischen Praxis, in der FRAX verfügbar ist, gibt es wenig Argumente, OSIRIS gegenüber FRAX zu bevorzugen, es sei denn, das Ziel ist ausdrücklich, die Zahl der Variablen zu minimieren.

Quellen

1. Sedrine WB, Chevallier T, Zegels B, et al. Development and assessment of the Osteoporosis Index of Risk (OSIRIS) to facilitate selection of women for bone densitometry. Gynecol Endocrinol 2002. PMID: 12192897
2. Reginster JY, Ben Sedrine W, Viethel P, et al. Validation of OSIRIS, a prescreening tool for the identification of women with an increased risk of osteoporosis. Gynecol Endocrinol 2004. PMID: 15106358
3. Chen SJ, Chen YJ, Cheng CH, et al. Comparisons of Different Screening Tools for Identifying Fracture/Osteoporosis Risk Among Community-Dwelling Older People. Medicine 2016. PMID: 27196447
4. Sani MP, Fahimfar N, Panahi N, et al. Evaluation of the performance of osteoporosis/fracture screening models to identify high-risk women for osteoporosis: Bushehr elderly health (BEH) program. J Diabetes Metab Disord 2022. PMID: 36404865
5. Indhavivadhana S, Rattanachaiyanont M, Angsuwathana S, et al. Validation of osteoporosis risk assessment tools in middle-aged Thai women. Climacteric 2016. PMID: 27667093
6. Hsieh WT, Groot TM, Yen HK, et al. Validation of Ten Osteoporosis Screening Tools in Rural Communities of Taiwan. Calcif Tissue Int 2024. PMID: 39155291