無創(chuàng)血糖檢測(cè)來了

日前，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院王衛(wèi)慶團(tuán)隊(duì)等在《自然·代謝》上發(fā)文，提出一種基于多重微空間偏移拉曼散射光譜（縮寫為“m？？SORS”）的無創(chuàng)血糖檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了該領(lǐng)域的新突破。

國(guó)際糖尿病聯(lián)合會(huì)（IDF）發(fā)布的《糖尿病地圖集》數(shù)據(jù)顯示，2021年，中國(guó)20至79歲糖尿病患者人數(shù)約為1.4億人，占全球糖尿病患者總數(shù)的26.2％。血糖水平是糖尿病診療的關(guān)鍵指征，無創(chuàng)血糖檢測(cè)技術(shù)因能減少疼痛、降低感染風(fēng)險(xiǎn)一直以來都是學(xué)界和業(yè)界的研究熱點(diǎn)。

中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院內(nèi)分泌科主任醫(yī)師李延兵表示，無創(chuàng)血糖檢測(cè)技術(shù)主要是通過光學(xué)、熱學(xué)、血流特性等間接推算葡萄糖濃度。目前，全球范圍內(nèi)，已有眾多與無創(chuàng)血糖檢測(cè)相關(guān)的研究，但由于結(jié)果的準(zhǔn)確性不足，尚未能真正在臨床上廣泛應(yīng)用。無創(chuàng)血糖檢測(cè)為何難以攻克？哪些人群有必要進(jìn)行規(guī)律的血糖檢測(cè)？

開發(fā)一款“魔法眼鏡”

這項(xiàng)最新研究由瑞金醫(yī)院內(nèi)分泌代謝病臨床研究中心王衛(wèi)慶團(tuán)隊(duì)與醫(yī)學(xué)芯片研究所陳昌團(tuán)隊(duì)共同完成。王衛(wèi)慶團(tuán)隊(duì)等依據(jù)m？？SORS技術(shù)開發(fā)出的“神器”，像一款“魔法眼鏡”一樣，不需要侵入皮膚，只需將手掌輕輕貼在檢測(cè)設(shè)備上，就能盡可能準(zhǔn)確地“透視”血糖水平。

該研究分為兩個(gè)階段，首先對(duì)35名受試者進(jìn)行了初步測(cè)試，之后對(duì)230名受試者的血糖水平進(jìn)行了檢測(cè)。像每個(gè)人有自己的指紋一樣，每種物質(zhì)都有獨(dú)特的“光學(xué)指紋”。拉曼光譜可以理解為物質(zhì)的身份識(shí)別技術(shù)，它通過激光照射皮膚，分析光的變化，判斷其中的物質(zhì)成分。

南京大學(xué)現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院教授徐飛告訴《中國(guó)新聞周刊》，不同的分子結(jié)構(gòu)在拉曼光譜上顯示出特異性，人們能依靠這些特異性解析出物質(zhì)成分及對(duì)應(yīng)濃度，因此能通過觀察拉曼光譜直接鑒定葡萄糖分子?；谶@些特點(diǎn)，m？？SORS技術(shù)將拉曼光譜信號(hào)作為無創(chuàng)血糖檢測(cè)的“捕獲”對(duì)象。

為了確保這一“魔法眼鏡”準(zhǔn)確看到血液里的糖分，設(shè)備需要像“調(diào)焦鏡頭”一樣，確定適宜的檢測(cè)深度。研究人員發(fā)現(xiàn)，真皮—表皮交界處或其下方區(qū)域是檢測(cè)血糖的最佳位置，可以直接反映血糖水平。這個(gè)區(qū)域成為無創(chuàng)血糖檢測(cè)的“黃金位點(diǎn)”。

過去，無創(chuàng)血糖檢測(cè)通常需要檢測(cè)前對(duì)每個(gè)人單獨(dú)校準(zhǔn)，就像語(yǔ)音助手使用時(shí)需要先適應(yīng)每個(gè)人的聲音一樣。該研究發(fā)現(xiàn)，即使不進(jìn)行個(gè)性化校準(zhǔn)，設(shè)備測(cè)得的血糖值仍與靜脈血糖檢測(cè)結(jié)果吻合，誤差為14.6％，低于15％，符合國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局2021年發(fā)布的自測(cè)用血糖儀準(zhǔn)確度的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，99.4％的數(shù)據(jù)在合理范圍內(nèi)，達(dá)到了臨床標(biāo)準(zhǔn)。

目前，承載m？？SORS技術(shù)的“神器”大小與臺(tái)式電腦相當(dāng)。王衛(wèi)慶告訴《中國(guó)新聞周刊》，團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行醫(yī)療器械注冊(cè)，注冊(cè)程序完成后，就能盡快讓患者在臨床上使用該設(shè)備?！跋Ｍ馨堰@個(gè)設(shè)備越做越小，如果能放在手表里面是最好的，這是我們努力的方向?！?/p>

無創(chuàng)技術(shù)為何難以攻克？

無創(chuàng)血糖檢測(cè)一直被譽(yù)為“生物傳感領(lǐng)域的珠穆朗瑪峰”。

全球范圍內(nèi)，科學(xué)家們?cè)跓o創(chuàng)血糖檢測(cè)領(lǐng)域的探索可以追溯到20世紀(jì)80年代。北京協(xié)和醫(yī)院臨床營(yíng)養(yǎng)科主任醫(yī)師陳偉告訴《中國(guó)新聞周刊》，葡萄糖濃度檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了從無創(chuàng)到有創(chuàng)再到微創(chuàng)的過程，“最早是通過對(duì)尿液的檢測(cè)來評(píng)估患者體內(nèi)糖的情況”。但這一指標(biāo)對(duì)糖含量變化的反映存在滯后性，隨后人們發(fā)現(xiàn)血糖能夠更直接地反映人體內(nèi)糖含量的變化，于是，傳統(tǒng)的有創(chuàng)血糖檢測(cè)方法——采集靜脈血或毛細(xì)血管血逐漸成為主流。

但這類方法不可避免地存在疼痛、創(chuàng)口感染的風(fēng)險(xiǎn)。家住廣州的吳玲已患有糖尿病二十余年，一直采用的都是指尖采血的血糖檢測(cè)方法，每周2天進(jìn)行全天血糖的監(jiān)測(cè)，每天4次。她告訴《中國(guó)新聞周刊》，因?yàn)樽约河悬c(diǎn)“暈血”，每次采血前都要做很久的心理建設(shè)，有時(shí)候會(huì)因?yàn)槲窇痔弁串a(chǎn)生不想按時(shí)測(cè)血糖的念頭。

此后，眾多微創(chuàng)的血糖檢測(cè)技術(shù)開始面世。李延兵告訴《中國(guó)新聞周刊》，組織液的葡萄糖濃度與血糖濃度的關(guān)聯(lián)性較高，能較好地反映血糖的變化。微創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)是將一個(gè)小探頭植入皮下組織，通過檢測(cè)皮下組織的葡萄糖濃度來反映血糖濃度。這類檢測(cè)方法測(cè)出的結(jié)果是相對(duì)準(zhǔn)確的，已在臨床上廣泛應(yīng)用。

不只在學(xué)界，業(yè)界有關(guān)具備無創(chuàng)血糖檢測(cè)的產(chǎn)品研發(fā)也在火熱開展。2014年，谷歌曾宣布計(jì)劃開發(fā)一種可以通過淚滴測(cè)量血糖的智能隱形眼鏡，但該項(xiàng)目因過于復(fù)雜于2018年被擱置。2023年，外媒報(bào)道稱，蘋果智能手表Apple Watch的無創(chuàng)血糖檢測(cè)技術(shù)取得突破性進(jìn)展。這個(gè)項(xiàng)目的研發(fā)始于喬布斯時(shí)代，至今已有十余年。該項(xiàng)目尚處于“概念驗(yàn)證”階段，蘋果公司正在開發(fā)一臺(tái)接近iPhone大小的原型設(shè)備，可以直接綁在人體手臂上，但最終仍要調(diào)整大小以適配Apple Watch的應(yīng)用要求。

同樣是2023年，在華為夏季全場(chǎng)景新品發(fā)布會(huì)上，華為WATCH 4星球系列手表正式發(fā)布，這是業(yè)界首款支持高血糖風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究的智能手表。據(jù)華為官方介紹，研發(fā)團(tuán)隊(duì)是基于高血糖人群在血管彈性、睡眠心率、脈搏波特征等方面具有相似性這一特征，創(chuàng)造了高血糖分形算法。也就是說，這種“高血糖風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估”所測(cè)得的數(shù)值是基于算法計(jì)算的，并非真正意義上的血糖檢測(cè)。

無創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)為何如此難以攻克？陳偉表示，不同于以采集血糖為指標(biāo)的有創(chuàng)技術(shù)和以采集組織液糖為指標(biāo)的微創(chuàng)技術(shù)，無創(chuàng)血糖檢測(cè)的主要難點(diǎn)在于如何在不基于采樣的情況下通過數(shù)學(xué)模型、計(jì)算模型得到可靠的數(shù)值?！盁o創(chuàng)技術(shù)沒有采集體內(nèi)的成分，如何把一個(gè)非物質(zhì)的東西轉(zhuǎn)化成一個(gè)物質(zhì)的東西，這是它最難的地方?！?/p>

李延兵提到，一些無創(chuàng)血糖檢測(cè)技術(shù)基于血流改變的原理，即血糖水平變化會(huì)影響血流的特性，通過測(cè)量這些特性的變化，可以推算血糖濃度。但血流特性的變化可能要達(dá)到一定閾值才能產(chǎn)生效應(yīng)，因此一些細(xì)微的血糖變化可能無法體現(xiàn)在檢測(cè)結(jié)果的數(shù)值上。

另外，從光學(xué)原理的角度，徐飛認(rèn)為無創(chuàng)血糖檢測(cè)的難點(diǎn)在于如何在一堆強(qiáng)噪聲背景下提取出相對(duì)較弱的葡萄糖信號(hào)?！昂芏辔镔|(zhì)對(duì)拉曼光譜都有響應(yīng)，而在無創(chuàng)的情況下，皮下信號(hào)在傳遞過程中逐漸衰減。想要獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)就要屏蔽所有的干擾信號(hào)，做到精準(zhǔn)解析，這對(duì)測(cè)試方法的要求非常高?！?/p>

普通人沒必要頻繁測(cè)血糖

近年來，血糖檢測(cè)產(chǎn)品呈井噴之勢(shì)，在市場(chǎng)上占據(jù)不小份額。2024年“雙11”期間，國(guó)內(nèi)血糖檢測(cè)領(lǐng)域頭部廠商三諾生物的微創(chuàng)動(dòng)態(tài)血糖儀全網(wǎng)銷售超過40萬盒，增速達(dá)到400％。搜索淘寶平臺(tái)可以發(fā)現(xiàn)，血糖檢測(cè)產(chǎn)品品類繁多，價(jià)格從十幾元到上萬元不等，銷量高的產(chǎn)品能達(dá)到近一萬的月銷售量。

這與主要的購(gòu)買人群密不可分。血糖監(jiān)測(cè)不僅對(duì)糖尿病患者血糖管理至關(guān)重要，還能避免潛在并發(fā)癥。陳偉提到，糖尿病患者的血糖控制中有句話叫“血糖越好越不測(cè)，血糖越不好越勤測(cè)”?！吨袊?guó)新聞周刊》還觀察到，減肥人群也是血糖檢測(cè)產(chǎn)品消費(fèi)的一大主力。小紅書平臺(tái)上，不少減肥人士每天都佩戴微創(chuàng)的動(dòng)態(tài)血糖儀監(jiān)測(cè)食物攝入對(duì)血糖的影響。

市面上的血糖檢測(cè)產(chǎn)品真的準(zhǔn)確嗎？在淘寶平臺(tái)一款月銷量排名前5的有創(chuàng)血糖檢測(cè)產(chǎn)品的評(píng)論區(qū)，仍存在近百條“誤差太大”的差評(píng)?！巴谎獦?，同一時(shí)間，與醫(yī)院血糖儀測(cè)得的數(shù)值差5.3mmol/L?！?/p>

廣東省人民醫(yī)院內(nèi)分泌科副主任醫(yī)師李忠文告訴《中國(guó)新聞周刊》，血糖檢測(cè)數(shù)值與真正的血糖值差距在3mmol/L以內(nèi)就能算是比較接近的。對(duì)于一些帶有血糖監(jiān)測(cè)功能的手表，監(jiān)測(cè)結(jié)果會(huì)受到佩戴松緊程度、出汗情況、外界氣溫變化等眾多因素的影響，因此測(cè)量數(shù)值可能與真實(shí)值產(chǎn)生較大誤差。

更為關(guān)鍵的問題是：哪些人群有必要進(jìn)行規(guī)律的血糖檢測(cè)？陳偉表示，對(duì)于血糖控制不穩(wěn)定或者對(duì)血糖要求比較高的人群，持續(xù)性的血糖檢測(cè)是非常有必要的?！氨热缛焉锾悄虿』颊叩难且刂圃谝粋€(gè)比較平穩(wěn)的范圍內(nèi)，而其血糖數(shù)值是隨時(shí)變化和波動(dòng)的，這類人群有必要進(jìn)行規(guī)律的血糖檢測(cè)?！?/p>

但對(duì)于減肥人群，陳偉認(rèn)為，定期了解血糖數(shù)值即可?！安荒芡ㄟ^血糖的變化來判斷自己是不是體內(nèi)糖多了，從而減少糖分的攝入，這是不科學(xué)的想法?！崩钛颖哺嬖V《中國(guó)新聞周刊》，無論食物攝入或多或少，正常人體能通過分泌胰島素維持血糖恒定，因此減肥人士不能通過監(jiān)測(cè)血糖數(shù)值達(dá)到“控糖”的目的。

陳偉還提到，一些健康人士可能特別關(guān)注自己的身體，總是擔(dān)心出現(xiàn)血糖問題而去頻繁地檢測(cè)血糖，這是沒有必要的，這種情況主要和情緒與心理狀況有關(guān)。對(duì)于健康人群來說，一年檢測(cè)一兩次血糖值即可。

“一提到無創(chuàng)血糖檢測(cè)，人們總是以不疼作為熱點(diǎn)，但從醫(yī)學(xué)的角度更多要關(guān)注它到底能反映什么?！标悅ケ硎荆?dāng)前的無創(chuàng)血糖檢測(cè)還處在探索階段，并未成形。未來的無創(chuàng)技術(shù)在比對(duì)血糖變化的趨勢(shì)和幅度時(shí)，應(yīng)不斷提升準(zhǔn)確度，使其越來越接近靜脈血糖。“如何讓無創(chuàng)技術(shù)得出來的結(jié)果和真實(shí)的血糖值越來越接近，是需要去不斷研究和改善的?！?/p>

李忠文表示，未來的無創(chuàng)血糖檢測(cè)或許可以從汗液、唾液等入手，或?qū)ζつw某個(gè)位置的血流情況進(jìn)行基礎(chǔ)技術(shù)分析，排除血細(xì)胞、血脂、血尿酸的干擾，單獨(dú)確定糖分的情況。“目前全世界還沒有太明確的技術(shù)突破。”

（文中吳玲為化名）