糖化血紅蛋白與血糖測定缺陷總結(jié)

塞克斯

糖化血紅蛋白與血糖測定缺陷總結(jié)

塞克斯

【編者按】ADA指南從去年就已經(jīng)將A!C用于了糖尿病診斷，其他各國包括美國國內(nèi)的其他學(xué)術(shù)組織對于用A1C診斷糖尿病還持有不同的看法，其原因除了本國客觀條件的限制外，還包括對A1C測定局限性的考慮。NIH的學(xué)者即對血糖和A1C測定進(jìn)行了比較，對影響各自的因素進(jìn)行了分析總結(jié)。

糖尿病最初的定義是以尿液中出現(xiàn)葡萄糖而判定。大約2500年前，人們發(fā)現(xiàn)一些人的尿液會吸引螞蟻。十八及十九世紀(jì)，尚無有效的化學(xué)診斷方法，人們應(yīng)用尿液呈甜味而診斷尿液中含糖分。直至大約100年前才出現(xiàn)了測量血液中葡萄糖含量的測試方法，隨后高血糖成為糖尿病的唯一推薦診斷標(biāo)準(zhǔn)。起初，糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)依賴于口服葡萄糖耐量實驗，隨后空腹血糖值也成為糖尿病的診斷標(biāo)準(zhǔn)之一。最常用的以血糖為基礎(chǔ)的糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)為空腹血糖（FPG）≥126mg/dL或口服葡萄糖耐量實驗2小時血糖≥200mg/dL，需重復(fù)一次測定方可明確診斷。具典型糖尿病癥狀者，任意時間血漿葡萄糖水平≥200mg/dL即可考慮糖尿病診斷。

2010年之前，事實上所有糖尿病機(jī)構(gòu)均推薦血糖測定為唯一的糖尿病診斷方法。盡管指南中使用診斷標(biāo)準(zhǔn)均依靠血糖分析，近年來許多醫(yī)生開始使用糖化血紅蛋白（A1C）來篩查及診斷糖尿病。盡管被認(rèn)為是糖尿病診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但血糖測定仍受限于數(shù)項不足。將A1C測定用于診斷極具吸引力，但亦存在數(shù)項固有局限。國際專家委員會報告推薦將A1C用于糖尿病診斷，此提議受到（自起草之時起）美國糖尿病協(xié)會（ADA）及內(nèi)分泌學(xué)會的支持，美國臨床內(nèi)分泌醫(yī)師協(xié)會（AACE）/美國內(nèi)分泌學(xué)院（ACE）則以較謹(jǐn)慎的態(tài)度表示贊同，用A1C來診斷糖尿病一度成為了公眾關(guān)注的焦點(diǎn)問題。故本綜述對影響血糖及A1C測定的因素進(jìn)行簡要概述。

測試結(jié)果變異性的影響因素

在比較血糖及A1C之前，首先考慮影響任何血液測試結(jié)果的因素十分重要。盡管《實驗醫(yī)學(xué)雜志》對血液測驗結(jié)果變異來源進(jìn)行過一些討論，但在臨床上其所受關(guān)注極少。引起結(jié)果變異的因素可被分為三類，即生物學(xué)因素、分析前因素及分析中因素。生物學(xué)變異包括個體內(nèi)差異及個體間差異；分析前因素與標(biāo)本受測量前相關(guān)；分析中差異則來源于分析過程本身。下文將對上述因素對于血糖及A1C的影響進(jìn)行詳述。

血糖測定

空腹血糖（FPG）

空腹血漿葡萄糖（FPG）是廣為接受的糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)之一。其優(yōu)點(diǎn)包括可使用自動儀器進(jìn)行檢測，費(fèi)用低廉，能夠在全世界大多數(shù)實驗室得以實施（表1）。然而，F(xiàn)PG也受到一些限制。一項報道稱，對從NHANES Ⅲ中獲得685名接受空腹血糖測定的未診斷為糖尿病的研究對象的重復(fù)測量結(jié)果進(jìn)行分析顯示，首次血糖測定時FPG≥126mg/ dL的人在2周后進(jìn)行再次測量時，僅有70.4%的人FPG仍≥126mg/dL。許多因素均可導(dǎo)致血糖測定的可重復(fù)性差。以下進(jìn)行詳述。

表1 空腹血糖用于糖尿病診斷

生物學(xué)變異 空腹血糖濃度在同一個體不同時間及不同個體均存在相當(dāng)大的變異性。據(jù)報道，健康人的血糖個體內(nèi)差異為5.7%～8.3%，個體間差異則可高達(dá)12.5%。以CV為5.7%計算，F(xiàn)PG為126mg/dL的個體的FPG測值可在112～140mg/dL的范圍內(nèi)波動。(我們需認(rèn)識到上述數(shù)值包括95%的可信區(qū)間，而尚有5%的數(shù)值更在此范圍之外)。

分析前變異 許多在標(biāo)本送檢之前發(fā)生的因素都可影響血液測試的結(jié)果，包括用藥情況、靜脈淤滯、采血時姿勢、樣本處理等。血糖濃度可因食物消化、空腹時間延長或運(yùn)動等因素而改變。此外，受試對象有無間發(fā)性疾病對血糖測試結(jié)果亦十分重要，因為前者可頻繁造成暫時性高血糖狀態(tài)。類似的，急性應(yīng)激狀態(tài)（例如無法找到停車位或需要長時間候診等待）亦可改變血糖濃度。

空腹血糖分析的樣本應(yīng)在隔夜禁食后獲得（至少8小時無熱量攝入），禁食期間患者可隨意進(jìn)水。對患者的空腹需要在實際操作時通常很困難，因為患者在就診時往往并非空腹，而因此需再次就診抽血給患者造成不便。在一個學(xué)術(shù)性醫(yī)療中心的附屬衛(wèi)生維護(hù)組織（HMO），69%的參與者（8,286人中的5,752人）接受了糖尿病篩查，其中僅有3%的人進(jìn)行了FPG測定，95%的人(5,452人)接受的檢查為隨機(jī)血糖測定，而后者與ADA推薦標(biāo)準(zhǔn)不一致。此外，早晨抽血獲得的FPG值存在日間差異。對NHANES Ⅲ中12,882名年齡在20歲以上、之前未診斷為糖尿病的參與者進(jìn)行的分析顯示，早晨FPG平均水平較下午FPG水平明顯較高。下午接受檢查的患者的糖尿病患病率（FPG≥126mg/dL）僅為上午接受檢查患者糖尿病患病率的一半。其他患者相關(guān)的可影響FPG結(jié)果的因素包括禁食期間進(jìn)食以及進(jìn)行測試前低熱量飲食達(dá)一周甚至更久。

糖酵解使得試管中血糖濃度每小時下降5%～7%。因此，一份真實血糖值為126mg/dL的樣本在室溫下放置2小時后血糖實測值為110mg/ dL左右。紅細(xì)胞、白細(xì)胞或血小板濃度增加的血液樣本的糖酵解速度更快。糖酵解抑制劑氟化鈉可阻止葡萄糖消耗是一種常見的誤解。雖然氟化物確實可減弱體外糖酵解，但其對于采血后1～2小時血糖濃度降低速度無影響，且至采血后4小時糖酵解仍在進(jìn)行。氟化物的葡萄糖穩(wěn)定效果的延遲可能是氟化物靶向烯醇酶近端糖代謝所致。4小時后，氟化物可使血糖在室溫下維持穩(wěn)定達(dá)72小時。一項近期研究報告稱血液樣本酸化可在采血2小時內(nèi)抑制糖酵解，但其所采用的試管現(xiàn)尚無商品出售。抽血后立即將標(biāo)本放置于冰水中可能是穩(wěn)定血糖的最佳方法，但在臨床實際情況下多不具備此條件。在數(shù)分鐘內(nèi)將血細(xì)胞與血清分離也是有效的方法，但實際上同樣難以執(zhí)行。

標(biāo)本類型對血糖濃度可有重要影響。全血、血清、血漿標(biāo)本均可用于血糖測定，但ADA及WHO均推薦血漿標(biāo)本用于糖尿病診斷的血糖測定。但許多實驗室采用的標(biāo)本為血清標(biāo)本，而血清葡萄糖水平可能與血漿葡萄糖水平存在差異。在公開文獻(xiàn)中對血清與血漿葡萄糖濃度的差別尚未統(tǒng)一意見，血漿葡萄糖濃度低于、高于或與血清葡萄糖濃度相等均有報道。值得注意的是，全血葡萄糖濃度較血漿葡萄糖濃度低11%，因為紅細(xì)胞較血漿含水量更低。全血與血漿葡萄糖濃度差異的大小隨血容量而變。大多數(shù)測量毛細(xì)血管血來源的血糖的儀器所用標(biāo)本為全血。盡管依據(jù)大部分報告，其血糖所測值與血漿葡萄糖濃度基本相同，但在貧血患者中此類結(jié)果不準(zhǔn)確。

血液的來源是另一個變量。盡管在空腹?fàn)顟B(tài)下無明顯差異，OGTT試驗中毛細(xì)血管血糖濃度可比靜脈血糖濃度高25%～30%（平均值30mg/ dL）。這一發(fā)現(xiàn)對于OGTT試驗具有實際意義，特別是在WHO接受毛細(xì)血管血液樣本用于糖尿病診斷的情況下。

分析中變異 絕大部分實驗室使用酶學(xué)方法檢測血糖，其中主要使用的為葡萄糖氧化酶或己糖激酶。理解下列術(shù)語對理解血糖測量十分重要：

準(zhǔn)確度：單次測量結(jié)果與“真實值”的接近程度。

精確度（可重復(fù)性）：同樣條件下多次重復(fù)測量所得數(shù)值的一致程度。精確度常用CV表示，實驗方法的CV越低表示其精確度越高。多種血糖測量技術(shù)的改進(jìn)使實驗室內(nèi)不精確性降低（CV＜2.5%）；因此，分析中變異較生物學(xué)變異明顯較小，后者可高達(dá)8.3%。盡管如此，測量方法的準(zhǔn)確度仍是問題。目前還沒有對不同實驗儀器、不同實驗室間結(jié)果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的項目。不同校正器間的偏倚（實驗結(jié)果與真實值的偏離）及變異可降低血糖測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。一項研究對約6,000個使用32種不同儀器的實驗室的血漿葡萄糖測定進(jìn)行了比較，分析結(jié)果顯示，臨床實驗室儀器的偏倚存在顯著統(tǒng)計學(xué)差異，偏倚的范圍在血糖濃度為100mg/dL時為-6～+7mg/dL，這種實驗室間的顯著差異可能導(dǎo)致超過12%的就診者被誤診。類似的，美國病理學(xué)家協(xié)會（CAP）的一項調(diào)查對超過5,000家實驗室進(jìn)行了檢查，結(jié)果顯示，三分之一的時間內(nèi)個體血糖測值可在141到162mg/dL的范圍內(nèi)變動。這種超過或低于均值6.9%以上的變異提示有三分之一的時間、同一患者的血樣在兩個不同實驗室的血糖測定結(jié)果可能相差14%。

口服葡萄糖耐量試驗（OGTT）

口服葡萄糖耐量試驗（OGTT）測量機(jī)體對葡萄糖的代謝效率，且曾多年被當(dāng)作糖尿病診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”。餐后血糖濃度升高常先于空腹血糖升高而發(fā)生。因此，餐后血糖是發(fā)生糖尿病風(fēng)險的敏感預(yù)測指標(biāo)及葡萄糖穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)受損的早期標(biāo)志(表2)。已有公開發(fā)表文獻(xiàn)指出，較FPG，OGTT2小時血糖結(jié)果是全因死亡率及心血管事件死亡率或發(fā)病率更好的預(yù)測指標(biāo)。ADA、WHO/IDF及其他組織均接受OGTT作為糖尿病的診斷指標(biāo)之一。但進(jìn)行OGTT實驗前實驗對象需行大量準(zhǔn)備工作，重要準(zhǔn)備條件包括OGTT實驗前3天每日進(jìn)食碳水化合物至少150g，實驗前1天禁食10～16小時，當(dāng)天早晨7點(diǎn)至9點(diǎn)間行OGTT試驗。此外，除糖尿病外的多種情況均可影響OGTT試驗結(jié)果，有文獻(xiàn)報道OGTT實驗中個體內(nèi)變異程度較高，CV達(dá)16.7%，這較FPG變異明顯較大。上述因素導(dǎo)致OGTT可重復(fù)性差，多項實驗對此均有記載。缺乏可重復(fù)性、不方便及OGTT費(fèi)用較高使ADA推薦FPG為基于血糖的首選診斷性實驗。此外，值得注意的是，OGTT中的血糖測定同樣受限于之前所述FPG的所有限制條件。

表2 OGTT用于糖尿病診斷

糖化血紅蛋白（A1C）測定

糖化血紅蛋白（A1C）由葡萄糖與血紅蛋白β鏈N端纈氨酸的非酶促性結(jié)合而形成。紅細(xì)胞壽命約為120天，因此A1C反映的是長期血糖情況，代表測試前8～12周內(nèi)的平均葡萄糖濃度。觀察性研究及臨床對照研究均證明，A1C與腎臟病變及其他糖尿病微血管病變間存在強(qiáng)關(guān)聯(lián)。更重要的是，A1C值可預(yù)測糖尿病微血管并發(fā)癥發(fā)生風(fēng)險，而降低A1C水平可顯著降低微血管病變的進(jìn)展速度。

生物學(xué)變異

A1C的個體內(nèi)變異在非糖尿病人群極小，CV＜1%（表3）。A1C的個體間變異較大。數(shù)個研究者提供的數(shù)據(jù)顯示，A1C值可能無法在所有個體中達(dá)一致，盡管其血糖值或果糖胺濃度相同。一些研究者將此現(xiàn)象命名為“糖化間隙”，他們提出不同個體血紅蛋白的糖化速度不同。對1型糖尿病雙生子的研究結(jié)果支持基因?qū)1C值有一定影響，且在健康女性雙生子間，學(xué)者亦觀察到了糖化間隙的遺傳性。然而，糖化間隙是經(jīng)果糖胺矯正后的一種A1C測量方法。果糖胺即糖化白蛋白及蛋白質(zhì)的測量也受一些限制。此外，一些學(xué)者對決定糖化間隙的統(tǒng)計學(xué)方法表示質(zhì)疑，發(fā)現(xiàn)了結(jié)果與回歸的殘差相關(guān)這一統(tǒng)計學(xué)上的同義反復(fù)。重要的是，對糖化間隙的假設(shè)仍無依據(jù)，因在體無法準(zhǔn)確測量糖化速率。此外，血紅蛋白糖化指數(shù)（所測A1C與根據(jù)血糖值推測的A1C之間的差異）并非微血管并發(fā)癥的獨(dú)立預(yù)測因子，且糖化間隙的可能臨床意義尚不清楚。

越來越多的證據(jù)支持種族影響A1C的這一假設(shè)。最初對糖尿病患者的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同種族間A1C水平存在具統(tǒng)計學(xué)意義的差異。校正了其他可能影響血糖升高的因素后，仍存在這些差異是由血糖控制的差異所致的可能性。NHANES Ⅲ提供的證據(jù)更為可信，其研究發(fā)現(xiàn)墨西哥籍美國人及黑人平均A1C值較白人偏高。糖尿病預(yù)防計劃（DPP）中對葡萄糖耐量受損的成年人進(jìn)行研究也發(fā)現(xiàn)了類似結(jié)果，且另外兩個橫斷面分析亦證實了上述差異的存在。上述資料提示不同種族間A1C值存在差異，但此種差異是否具臨床意義尚不清楚。Atherosclerosis Risk in Communities研究（ARIC）對11,092名無糖尿病或心血管疾病的成年人進(jìn)行了A1C測量，與之前發(fā)表的文獻(xiàn)一致，黑人的A1C均值較白人高0.4%。然而，種族并沒有改變A1C與不良心血管預(yù)后及死亡之間的相關(guān)性。隨訪結(jié)果顯示，相比于白人，由生化檢查結(jié)果診斷糖尿病的黑人患者中向研究者報告曾被醫(yī)生診斷為糖尿病的比例明顯更低，因此學(xué)者推測診斷的延誤可能可以解釋黑人的A1C值較高。

表3 糖化血紅蛋白用于糖尿病診斷

種族間A1C值差異的分子學(xué)機(jī)制尚待闡明。可能的機(jī)制包括：紅細(xì)胞攝取葡萄糖的速率不同，紅細(xì)胞內(nèi)葡萄糖代謝速率不同，葡萄糖與血紅蛋白結(jié)合或釋放速度不同，紅細(xì)胞壽命不同等。不論機(jī)制如何，A1C濃度的差異相對較?。ā?.4%）。關(guān)于對不同種族是否應(yīng)使用不同A1C切點(diǎn)的問題尚無定論。

分析前變異

改變FPG的大部分因素對A1C均無顯著影響。急性疾病、短期生活方式改變（例如運(yùn)動）、近期進(jìn)食及標(biāo)本處理等對A1C值均無顯著影響。重要的，用于A1C測定的全血標(biāo)本在4℃條件下可保持穩(wěn)定狀態(tài)1周，在≤-70℃條件下則可保持穩(wěn)定至少1年。

用A1C反映血糖情況依賴于紅細(xì)胞壽命正常這一先決條件。溶血性疾病患者或有其他可縮短紅細(xì)胞壽命情況者A1C值顯著降低。與之類似，急性失血個體會產(chǎn)生假性A1C低值，這是因為幼稚紅細(xì)胞比例增加。A1C值的假性增高在一些高甘油三酯血癥、高膽紅素血癥、尿毒癥、慢性酒精中毒患者及長期水楊酸攝入者被報道。因許多上述干擾為方法特異性，故可通過選擇不受干擾限制的合適檢測方法以克服干擾。

缺鐵性貧血患者A1C及果糖胺濃度均增高，而鐵劑治療可減輕其程度。最新研究發(fā)現(xiàn)，缺鐵性貧血患者中濃度增高的丙二醛可增加血紅蛋白的糖化。但A1C的增加程度可能較小。NHANESⅢ對10,535名未報告糖尿病的成年人進(jìn)行檢查，結(jié)果顯示盡管13.7%的女性有缺鐵性貧血，A1C≥5.5%者僅占4.74%，A1C≥6.5%者僅占0.48%。女性的缺鐵性貧血與A1C≥5.5%相關(guān)，但與A1C≥6.5%不相關(guān)。缺鐵性貧血在男性中少見（＜0.5%）。綜上，在嚴(yán)重缺鐵性貧血患者，測量A1C前糾正缺鐵性貧血狀況為謹(jǐn)慎做法。

分析中變異

A1C測量大約有100種不同的方法。商業(yè)用途上應(yīng)用最廣泛的是用抗體（免疫測定）及陰離子交換色譜（最常用的高效能液相色譜法）將糖化血紅蛋白（A1C）與非糖化血紅蛋白分離。國家糖化血紅蛋白標(biāo)準(zhǔn)化項目（NGSP）對在不同實驗室間標(biāo)準(zhǔn)化A1C測定起到了幫助作用，尤其是在美國。NGSP顯著改善了A1C測試水平。在本文寫作時，絕大多數(shù)（93%）參加CAP調(diào)查的臨床實驗室采用的A1C測量方法實驗室間CV＜5%。一些測量方法的實驗室內(nèi)CV＜0.5%。此外，臨床化學(xué)國際聯(lián)盟（IFCC）發(fā)明了一種推薦方法，此方法將譜分析（或毛細(xì)管電泳法）用于A1C測定。此法將導(dǎo)致國際統(tǒng)一，因其使示蹤法獲得了穩(wěn)定的計量學(xué)準(zhǔn)確度基礎(chǔ)。需要強(qiáng)調(diào)的是，IFCC方法在技術(shù)上較復(fù)雜，耗時較長，價格昂貴，且并非為常規(guī)分析患者標(biāo)本而設(shè)定。

血紅蛋白變異體對一些A1C測量產(chǎn)生影響。最常見的變異體為HbS、HbE、HbC及HbD。A1C測量不適合具HbS或HbC純合子的對象，因為HbS/C或其他變異體可改變紅細(xì)胞壽命。但如選擇合適的檢測方法，A1C測量可在具HbS、HbE、HbC或HbD的雜合子個體或HbF增多的個體中獲得準(zhǔn)確結(jié)果。在3,378個參加2010 GH2美國病理學(xué)家協(xié)會研究的臨床實驗室中，只有約4%的實驗室采用的方法中HbAS或HbAC產(chǎn)生的干擾具臨床意義。此外，如果用高效能液相光譜方法對樣本進(jìn)行分析，仔細(xì)檢查通?？砂l(fā)現(xiàn)變異血紅蛋白產(chǎn)生的異常峰。若A1C＞15%或隨實驗室A1C測量方法的改變A1C值發(fā)生較大改變，則應(yīng)考慮變異血紅蛋白的存在。在上述情況下應(yīng)采用血紅蛋白電泳。

前景

盡管多年以來血糖測量（FPG及/或 OGTT）為糖尿病診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但血糖測定仍存在數(shù)種缺陷。抽血時患者為空腹?fàn)顟B(tài)的要求非常不便。盡管我們測量葡萄糖的水平已得到提高，固有的生理學(xué)變異性仍可造成極大的個體內(nèi)及個體間差異。此外，樣本缺乏穩(wěn)定性在臨床實際操作中也難以克服，上述因素共同作用使血糖測試結(jié)果缺乏可重復(fù)性。

A1C反映的是長期血液葡萄糖水平，其常規(guī)被用于監(jiān)測血糖控制情況以指導(dǎo)治療。較低A1C與微血管并發(fā)癥顯著減少間很好的相關(guān)性，無不穩(wěn)定性以及A1C的其他數(shù)個優(yōu)點(diǎn)使一些組織推薦將A1C用于篩查、診斷糖尿病。越來越多的證據(jù)表明，A1C可能具種族差異，而此差異的臨床意義尚需明確。值得注意的是，A1C在數(shù)種特定情況下無法測量。盡管如此，A1C在絕大多數(shù)人群可以準(zhǔn)確測量。了解A1C的影響因素及何種情況不適合使用A1C測量后，進(jìn)行A1C測量可獲得準(zhǔn)確且具臨床意義的結(jié)果。因A1C不用考慮進(jìn)食的影響，可隨時抽血采集樣本進(jìn)行檢查，A1C測量可能將幫助發(fā)現(xiàn)數(shù)百萬目前尚未得到診斷的糖尿病患者。

10.3969/j.issn.1672-7851.2012.07.005

美國國立衛(wèi)生院實驗醫(yī)學(xué)部

（譚婷婷 編譯中南大學(xué)糖尿病中心/中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院內(nèi)分泌科）