1，5-脫水葡萄糖醇檢測對短期血糖水平預(yù)測及臨床新應(yīng)用研究*

林 敏，鄭 華，陳麗萌 (中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院腎內(nèi)科，北京 100730)

糖尿病是危害人類健康的重大疾病，我國糖尿病患病率高達(dá)11.6%［1］，良好的血糖控制直接關(guān)系患者的心、腦、腎等重要器官并發(fā)癥的長期預(yù)后，而血糖波動增大會促進(jìn)機(jī)體的氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)，加重糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生和發(fā)展。目前用于檢測血糖波動的指標(biāo)如糖化血紅蛋白(HbA1c)、糖化清蛋白(GA)和果糖胺(FA)均無法反映餐后高血糖等短時間血糖波動，需要同時監(jiān)測血糖水平。而1，5-脫水葡萄糖醇(1，5-anhydroglucitol，1，5-AG，又稱1，5-脫水山梨醇)是人體內(nèi)化學(xué)惰性的可溶性單糖，受生化條件影響小，單次檢測可反映2～4周內(nèi)短期血糖水平及血糖波動情況，對餐后高血糖敏感，已經(jīng)廣泛用于歐美、日本等多個國家糖尿病臨床監(jiān)測［2］。近年來，隨著1，5-AG測定方法的完善及臨床研究進(jìn)展，其對糖尿病、糖尿病重要靶器官損傷的預(yù)測價(jià)值也越受到重視，本文將對其生物學(xué)特征、新的檢測方法和新的臨床應(yīng)用進(jìn)展和前景進(jìn)行簡述。

1 1，5-AG的生物學(xué)特征及代謝特點(diǎn)1973年P(guān)itkahen等首次從人腦脊液中檢出1，5-AG。隨后的研究證實(shí)1，5-AG是一種血清中含量僅次于葡萄糖的多元醇糖，以游離形式廣泛分布于全身各組織器官。人體內(nèi)1，5-AG主要來自食物攝入，大多數(shù)天然食物中1，5-AG含量相近，豆類和人參等中藥中含量較高。人體每日大約經(jīng)小腸的鈉-葡萄糖同向轉(zhuǎn)運(yùn)體4(SGLT4)從食物中攝取1，5-AG約4.38 mg［3］;經(jīng)內(nèi)源性途徑合成約 0.4 mg。由于低分子量、高親水性且以游離形式存在，1，5-AG可自由濾過腎小球基底膜，但幾乎全部被近端腎小管的SGLT4重吸收，每日經(jīng)尿液排出量約4.76 mg，糞便排出量可忽略不計(jì)，出入基本平衡。同時，1，5-AG是一種化學(xué)惰性的化合物，不參與能量代謝過程，故其血漿濃度在一般情況下可維持穩(wěn)定狀態(tài)。單次口服大量1，5-AG可使其血清濃度在30 min內(nèi)達(dá)峰值，3 h內(nèi)緩慢回落，24 h內(nèi)幾乎全部經(jīng)尿液排出，服用后24 h復(fù)測1，5-AG血清濃度仍保持穩(wěn)定［4］。

2 1，5-AG的檢測方法1，5-AG的檢測已經(jīng)歷了若干次改進(jìn)。由于穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，血清和血漿均可直接用于檢測1，5-AG濃度，4℃可保存4周，－20℃則可保存3年。檢測的方法經(jīng)過了氣相-液相薄層色譜、反相色譜柱和吡喃糖氧化酶固定柱全酶法、液相色譜負(fù)離子電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MS/MS)和電化學(xué)阻抗譜改良的進(jìn)步，目前最常用的方法是葡萄糖激酶-吡喃糖氧化酶的聯(lián)合酶法，其檢測成本低，更適合作為常規(guī)檢驗(yàn)。20世紀(jì)90年代，日本最早將商品化試劑盒的GlycoMarkTM用于臨床檢驗(yàn)，該試劑盒2003年經(jīng)過美國FDA批準(zhǔn)，可用于監(jiān)測糖尿病患者短期血糖控制水平。新近研究發(fā)現(xiàn)，該試劑盒也可以穩(wěn)定檢測唾液中1，5-AG水平，只需要同時加入水解酶去除唾液中半乳糖的影響［5，6］。而近年來采用 WST-5為色源的脫氫酶法，可進(jìn)一步降低檢驗(yàn)試劑的成本，也有望用于臨床［7］。

3 1，5-AG對血糖監(jiān)測應(yīng)用價(jià)值和影響因素腎糖閾是影響1，5-AG水平的重要因素。當(dāng)血糖超過腎糖閾時，由于原尿中高濃度的葡萄糖與近曲小管SGLT4的親和力更強(qiáng)，競爭性抑制1，5-AG的重吸收，尿1，5-AG的排泄量增加，進(jìn)而導(dǎo)致血清1，5-AG含量降低，體內(nèi)1，5-AG總儲量下降。由于天然食物中廣泛存在1，5-AG，在糖尿病患者的治療過程中，當(dāng)血糖水平正常時，1，5-AG能夠以每天約0.5 μg/ml的速率逐漸恢復(fù)正常。因此，血清1，5-AG水平僅僅受高血糖(超過腎糖閾)持續(xù)時間和峰值影響，是短期3～7天血糖尤其是血糖波動情況(如餐后高血糖)的敏感指標(biāo)，可以更早反映藥物療效和血糖波動性。1，5-AG與種族和體重指數(shù)無關(guān)。和HbA1c相比，1，5-AG在血糖監(jiān)測中的優(yōu)勢還表現(xiàn)為不受血紅蛋白亞型、貧血及紅細(xì)胞壽命的影響;和GA及FA相比，不用考慮清蛋白代謝速度、蛋白尿和低清蛋白血癥等因素的影響。因此，1，5-AG與上述傳統(tǒng)血糖指標(biāo)相比，有更好的敏感度和特異度［8］。

需要注意的是與HbA1c一樣，年齡及性別對1，5-AG 濃度也有一定影響［8，9］，某些特殊飲食和藥物(如可以競爭SGLT4重吸收1，5-AG的富含甘露糖、果糖、半乳糖等的食物和藥物)也可輕度影響1，5-AG水平。有研究表明嚴(yán)重腎功能損害會影響1，5-AG水平，但我國納入1000例研究對象的研究提示:輕中度腎功能不全患者(eGFR≥30 ml/min)，1，5-AG 值與 eGFR 并無顯著相關(guān)性［10］。因此對于慢性腎功能衰竭(CKD)3期以上的患者和健康人，檢測1，5-AG時，還需要注意飲食的影響，并按照年齡、性別界定1，5-AG的正常值范圍。

4 1，5-AG臨床新應(yīng)用研究

4.1 協(xié)助診斷早期糖尿病和妊娠糖尿病 隨著人群中糖尿病發(fā)病率的快速增加，迫切需要操作簡便、高敏感度和特異度的新方法來提高糖尿病早期診斷率。OGTT試驗(yàn)是目前最敏感的方法，但需要事先禁食及多次采血，耗時較長，并不方便;而簡便的空腹血糖或HbA1c可能會遺漏單純糖耐量受損的患者，降低檢出率。因此1，5-AG被認(rèn)為具有較好的臨床應(yīng)用前景。來自1170例中國社區(qū)居民的研究［11］表明，1，5-AG 對糖尿病篩查的 ROC 曲線下面積和敏感度均優(yōu)于HbA1c。我國另一項(xiàng)納入3098例糖尿病高危人群的研究證實(shí)，1，5-AG聯(lián)合空腹血糖可提高糖尿病診斷率，敏感度82.5%，特異度83.5%，可使75%患者避免 OGTT［12］。1，5-AG 的測定僅需一次采血，操作簡便，且樣本保存時間更長，不受環(huán)境溫度影響，更便于早期患者篩查。如果未來唾液1，5-AG測定方法發(fā)展更加成熟，能為臨床提供更為安全、簡便的無創(chuàng)血糖監(jiān)測方式，將大大提高人群糖尿病篩查、監(jiān)測療效的依從性，有積極的臨床意義。

有研究者嘗試將1，5-AG作為妊娠期間的輔助血糖生物標(biāo)志物。研究證明孕婦的血1，5-AG濃度與孕婦的血糖異常類型相關(guān)，T1DM，T2DM和妊娠糖尿病(GDM)孕婦的平均1，5-AG水平分別為 3.77±2.82，5.73±4.38 和 8.89±4.39 μg/ml，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.0001)。同時，孕婦1，5-AG水平與新生兒體重呈負(fù)相關(guān)(r=－0.28，P=0.005)，與新生兒低血糖風(fēng)險(xiǎn)也顯著相關(guān)。研究表明，發(fā)生低血糖事件(定義為出生后24 h內(nèi)血糖低于1.7 mmol/L，或出生后48 h內(nèi)血糖低于2.5 mmol/L)的新生兒母親的1，5-AG水平低于未發(fā)生低血糖事件組，并在GDM亞組有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.02)。因此1，5-AG可用于監(jiān)測孕婦血糖波動情況，并預(yù)測新生兒發(fā)育和低血糖風(fēng)險(xiǎn)［13］。

4.2 反映微血管病變 作為反映血糖短期波動和控制的生物標(biāo)志物，1，5-AG可以有效提示糖尿病相關(guān)和非糖尿病相關(guān)的微血管病變。早年就有學(xué)者觀察到血糖波動，尤其是餐后短期高血糖可損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞，引起一系列氧化應(yīng)激反應(yīng)，與微小血管損傷密切相關(guān)，直接導(dǎo)致糖尿病微血管并發(fā)癥(視網(wǎng)膜病變、糖尿病腎病)的發(fā)生和進(jìn)展。首先Dworacka 等［14］觀察到低 1，5-AG 水平與 CD4+和CD8+淋巴細(xì)胞亞群數(shù)量增加相關(guān)，而T細(xì)胞是動脈粥樣硬化早期最早浸潤動脈內(nèi)膜的細(xì)胞，其水平與動脈粥樣硬化的進(jìn)展密切相關(guān)，故低1，5-AG水平提示更高的動脈粥樣硬化風(fēng)險(xiǎn)。隨后有研究者觀察到血清1，5-AG水平可作為糖尿病視網(wǎng)膜病變(DR)發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測指標(biāo)，低1，5-AG水平提示更高的DR風(fēng)險(xiǎn)，在HbA1c＜8.0%時，1，5-AG水平較低的糖尿病患者的視網(wǎng)膜病變發(fā)病率明顯升高。同時，T2DM并發(fā)糖尿病腎病(DN)患者血清1，5-AG水平顯著低于非DN組，提示T2DM伴腎功能損害者對1，5-AG的重吸收較腎功能正常者差。除糖尿病微血管病外，已有研究指出血清1，5-AG水平與CKD風(fēng)險(xiǎn)的負(fù)相關(guān)(風(fēng)險(xiǎn)比0.68，P＜0.01)，在校正基礎(chǔ)血糖和糖尿病患病情況后，依然具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義［15］。此外另一項(xiàng)研究證實(shí)，在多囊腎患者中，校正人口統(tǒng)計(jì)學(xué)、隨機(jī)分組、體重指數(shù)、降壓藥、eGFR，蛋白尿及蛋白質(zhì)攝入量后，低1，5-AG水平與更高的CKD風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性依然有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)，且多囊腎CKD患者1，5-AG顯著高于非糖尿病的腎小球CKD患者(P＜0.01)。低1，5-AG水平已被證實(shí)提示更高的 ESRD風(fēng)險(xiǎn)［16］。而在動物藥物腎毒性模型中，1，5-AG尿排泄亦顯著增加。因此，1，5-AG也可成為評估糖尿病和非糖尿病腎損害的一項(xiàng)便捷指標(biāo)。

4.3 預(yù)測心腦周圍大血管事件風(fēng)險(xiǎn) 除了反映微血管病變，1，5-AG水平還可以預(yù)測糖尿病大血管事件。首先日本人群的研究發(fā)現(xiàn)1，5-AG的升高與心-踝血管指數(shù)(CAVI)降低顯著相關(guān)，提示1，5-AG可以預(yù)測周圍血管病變。其次低1，5-AG水平提示糖尿病患者亞臨床心血管疾病發(fā)生率更高，最為突出的是慢性亞臨床心肌損傷［17］。在控制良好(HbA1c≤7%)的糖尿病患者中，低1，5-AG水平往往提示更高的急性缺血性腦卒中、短暫性腦缺血發(fā)作風(fēng)險(xiǎn) ［OR 2.26(1.56～3.28)，P＜0.05］。此外即使在沒有冠心病的非糖尿病患者中，1，5-AG對心血管事件也有預(yù)測作用，有研究發(fā)現(xiàn)，在非糖尿病患者中，1，5-AG＜10.0 μg/ml組出現(xiàn)主要心腦血管事件的風(fēng)險(xiǎn)顯著增高2.34倍(P=0.022)，發(fā)生非致死性心肌梗死、腦卒中事件的全因死亡率增加 4.07 倍(P＜0.01)，其預(yù)測價(jià)值優(yōu)于 HbA1c［18］。1，5-AG還可以提示經(jīng)皮冠狀動脈介入治療術(shù)后心血管事件發(fā)生，需要冠狀動脈血運(yùn)重建術(shù)和靶病變血運(yùn)重建的患者較其他患者1，5-AG水平更低(14.5 ± 6.6 μg/ml vs 17.3 ± 7.0 μg/ml，P=0.02)［19］。

4.4 參與血糖調(diào)節(jié)和炎癥反應(yīng)的臨床意義 血清1，5-AG水平不僅可以反映近期血糖控制情況，有研究表明，它可以直接參與血糖調(diào)節(jié)過程，如同時在攝入蔗糖、葡萄糖的同時攝入1，5-AG，可以顯著抑制餐后血糖上升。這一作用可能來源于1，5-AG對小腸雙糖酶的抑制作用。動物實(shí)驗(yàn)表明，1，5-AG可以非競爭性抑制大鼠小腸蔗糖酶50%的活性，對麥芽糖酶、海藻糖酶、乳糖酶也有較強(qiáng)的抑制作用。新近研究表明1，5-AG還能夠刺激胰島素瘤細(xì)胞的胰島素分泌。這些結(jié)果提示1，5-AG存在潛在的降糖效果，且由于攝入的1，5-AG并不參與能量代謝、很快可經(jīng)腎臟排出，并不會造成糖尿病患者的額外熱量攝入。1，5-AG還可以抑制體內(nèi)的炎癥反應(yīng)。脂多糖(LPS)可刺激巨噬細(xì)胞釋放大量的 TNF-α，IL-6，MCP-1和 IL-1β 加重炎癥反應(yīng)，動物試驗(yàn)證實(shí)，在受到LPS刺激的小鼠肺內(nèi)，1，5-AG可通過抑制巨噬細(xì)胞中的Akt/NF-kB活性來抑制促炎細(xì)胞因子釋放和iNOS表達(dá)，減輕LPS誘發(fā)的炎癥反應(yīng)，細(xì)胞試驗(yàn)也得到了類似的結(jié)論。這表明1，5-AG能增強(qiáng)T2DM患者對LPS的耐受性［20］。

綜上所述，1，5-AG是一種化學(xué)惰性、不參與代謝、體內(nèi)濃度穩(wěn)定的單糖，其濃度降低提示高于腎糖閾的高血糖持續(xù)時間和濃度增加。作為新型糖尿病監(jiān)測指標(biāo)，血1，5-AG有樣本儲存要求低，監(jiān)測簡便等優(yōu)勢;唾液1，5-AG更可成為無創(chuàng)監(jiān)測血糖波動、短期血糖水平指標(biāo)。此外1，5-AG在早期糖尿病診斷、反映糖尿病微血管病變、預(yù)測心腦大血管事件上也擁有良好的臨床應(yīng)用前景，還可能作為潛在降血糖和抗炎治療藥物而廣受關(guān)注。