李友瓊(綜述),田 矛(審校)
我國糖尿病發(fā)病率(11.6%)較高,如何更好地監(jiān)控血糖顯得尤為重要。血糖測定是糖尿病傳統(tǒng)的檢測項目,但是影響因素較多。糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin,HbA)具有生物學變異小、不易受血糖波動的影響、無需空腹或特定時間采血等特點,已經(jīng)成為廣泛應用于臨床的指標。由于HbA檢測方法種類較多,結(jié)果差異較大,難以實現(xiàn)標準化,從而未將其作為糖尿病診斷指標。另外,HbA檢測也存在一些干擾因素,其中最常見的是血紅蛋白病,這種疾病在我國南方比較普遍。血紅蛋白病在HbA檢測中影響如何,是否與測定方法不同有關,能否將HbA測定結(jié)果作為血紅蛋白病篩查的一種技術手段,本文就這些問題的研究進展綜述如下。
糖基化血紅蛋白(glycated hemoglobin,GHb)是葡萄糖與血紅蛋白的結(jié)合物,是一類化合物的總稱,包括HbA、HbA、HbA、HbA。其中HbA為主要成分,占總GHb的60%,習慣將其等同于GHb,它是人體血液中葡萄糖與血紅蛋白β鏈N末端纈氨酸殘基以共價鍵結(jié)合的穩(wěn)定的化合物。HbA是監(jiān)測血糖中、長期控制情況的重要指標。美國糖尿病聯(lián)合會(American Diabetes Federation,ADF)在2010年發(fā)布的糖尿病診斷和治療指南中,正式提出將HbA作為糖尿病早期診斷指標。HbA達標既是糖尿病患者血糖控制目標,又是評價血糖管理治療方案的有效指標。
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離子交換高效液相色譜(IE-HPLC)法 檢測原理是基于糖化與非HbA所帶電荷不同,從而實現(xiàn)分離,代表儀器是美國Bio-Rad公司的VariantⅡ、VariantⅡ Turbo和D-10等。國際臨床化學與醫(yī)學實驗室聯(lián)盟、美國HbA標準化計劃將該方法作為參考方法。IE-HPLC法的優(yōu)點是精密度好,缺點主要是易受異常血紅蛋白變異體的干擾導致HbA假性升高或降低。2
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親和層析高效液相色譜(AC-HPLC)法 檢測原理是利用葡萄糖和血紅蛋白穩(wěn)定結(jié)合會產(chǎn)生能與硼酸鹽特異性結(jié)合的順位二醇官能團使HbA選擇性地結(jié)合在柱子上,而非HbA先被洗脫,再用不同性質(zhì)的洗脫液將HbA洗脫,從而達到分離測定。該方法測定的是總GHb,代表儀器是美國Primus公司的Ultra2。AC-HPLC法和IE-HPLC法均具有良好的精密度,對Trinity Biotech Premier Hb9210儀器多中心的評價顯示,HbA的變異系數(shù)均小于IFCC推薦的3%上限和NGSP的2%上限。該方法可將GHb與非GHb分離,與血紅蛋白的種類無關,通常不受血紅蛋白變異體及其衍生物的干擾,因此可作為存在血紅蛋白變異體干擾的參考方法。2
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免疫抑制比濁(TINIA)法 檢測原理基于糖化與非HbA結(jié)構的不同,在第一步反應中,樣品的HbA與抗HbA抗體反應形成抗原抗體復合物,HbA特異性抗原決定簇僅與β鏈發(fā)生一次反應形成聚合物,再加入載有數(shù)個HbA抗原決定簇的多簇半抗原,該分子與第一步反應中的過??贵w反應形成不溶性的三維免疫復合物,在測量光譜范圍內(nèi)測定,如果樣品HbA濃度增高,則不溶性的三維免疫復合物的形成減少,濁度下降。代表儀器試劑是德國羅氏Modular P全自動生化分析儀及其配套試劑等。該方法的優(yōu)點是快速簡便、易于批量檢測,缺點是血紅蛋白變異體常常影響檢測結(jié)果,使得HbA值假性降低,脂濁血樣、黃疸血樣等樣本因素也可造成檢測結(jié)果偏差。2
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酶法 檢測原理是在蛋白酶的作用下,切斷源于HbA的β鏈N末端的糖化甘氨酰谷氨酰胺,同時通過測定不同測量光譜的吸收光度差,求出血紅蛋白的濃度,果糖基氨基酸氧化酶作用于糖化甘氨酰谷氨酰胺,在過氧化物酶的存在下,生成過氧化氫,與顯色基團產(chǎn)生顯色反應,從而通過測定吸光度求出HbA的濃度。代表儀器及試劑是德國西門子ADVIA2400生化分析儀及其配套試劑等。該方法的優(yōu)點也是快速簡便、易于批量檢測,缺點是精密度較差,不能排除自身抗體影響檢測結(jié)果。2
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毛細管電泳法 檢測原理是根據(jù)HbA與非HbA所帶電荷的不同進行分離。該方法也是國際臨床化學與醫(yī)學實驗室聯(lián)盟發(fā)布的一級參考方法。代表儀器是法國Sebia公司的Capillarys2 Flex Piercing、Capillarys3 TERA。該方法的優(yōu)點是精密度好,可以很好地提示存在地中海貧血或血紅蛋白變異體,從而排除影響因素,提高準確度。血紅蛋白病是由于珠蛋白基因發(fā)生缺陷,致使珠蛋白分子的結(jié)構發(fā)生改變或致使珠蛋白肽鏈合成減少或缺如,從而導致的一組遺傳性溶血性疾病。前者稱為異常血紅蛋白或血紅蛋白變異體,后者稱為地中海貧血或珠蛋白障礙性貧血。在我國,血紅蛋白病主要見于長江以南的人群,其中廣西人群血紅蛋白病基因攜帶率最高,達到22.3%。
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地中海貧血影響HbA檢測結(jié)果 輕型β地中海貧血可使HbA的檢測結(jié)果偏低,當然這也與檢測儀器和檢測系統(tǒng)有關。β地中海貧血對Bio-Rad Variant Ⅱ Turbo檢測結(jié)果產(chǎn)生一定的影響,對酶法、免疫投射比濁法、AC-HPLC法、毛細管電泳法、IE-HPLC法和化學發(fā)光微粒子法的檢測結(jié)果無影響。重型β地中海貧血由于兩條β肽鏈已經(jīng)發(fā)生突變,無法合成Hb A和HbA,使用不同的系統(tǒng)檢測得出不一樣的結(jié)果。Bio-Rad的Variant Ⅱ Turbo檢測系統(tǒng)提示存在變異窗口,檢測結(jié)果超出可測量范圍;羅氏的Modular P和Primus Ulter2檢測系統(tǒng)的檢測結(jié)果分別為5.1%和4.0%,說明出現(xiàn)了錯誤的檢測結(jié)果,容易誤報和誤導治療。當中間型/重型β地中海貧血合并α地中海貧血時,Variant Ⅱ Turbo檢測系統(tǒng)檢測HbA無結(jié)果,圖譜顯示異常;而用羅氏的Modular P和Primus Ulter2檢測系統(tǒng)的檢測結(jié)果分別為11.2%和4.7%,顯然是錯誤的檢測結(jié)果。中間型α地中海貧血(Hb H病)時,Variant Ⅱ Turbo檢測系統(tǒng)圖譜出現(xiàn)C窗口,檢測結(jié)果偏高,但尚在測量范圍,易被檢測人員忽視,給出異常結(jié)果的報告單,導致臨床用藥可能造成低血糖昏迷風險。改用羅氏的Modular P和Primus Ulter2檢測系統(tǒng)時,檢測結(jié)果顯示正常。唐娟等的研究也證實,不同的檢測儀器和系統(tǒng),其HbA檢測結(jié)果差異有統(tǒng)計學意義(P
<0.05)。另外有一種特殊的地貧遺傳性持續(xù)性胎兒血紅蛋白增多癥(hereditary persistence of fetal hemoglobin,HPFH),其特點是高水平的Hb F,由于Hb F所帶電荷與HbA相近,所以在HbA處出現(xiàn)明顯的高峰,嚴重影響微柱法測定HbA,使得檢測結(jié)果無法解釋,為失真的檢測結(jié)果。改用TINIA法時,雖然可以獲得檢測結(jié)果,但是由于HbA部分以HbAF的形式存在,使得HbA所占百分比相對減少,不能正確反映體內(nèi)的葡萄糖水平(即患者血糖控制不好,但是HbA結(jié)果卻是正常的)。以此類推,凡是導致Hb F水平高的生理狀態(tài)或疾病,比如新生兒、孕婦等,大部分檢測方法的HbA檢測結(jié)果可靠性差。3
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異常血紅蛋白影響HbA的檢測結(jié)果 對于異常血紅蛋白樣本(含Hb D、Hb S、Hb Q、Hb G、Hb J),IE-HPLC測定HbA結(jié)果與AC-HPLC比較,差異有統(tǒng)計學意義,主要是IE-HPLC受到異常血紅蛋白的干擾導致檢測結(jié)果偏低或者偏高,而AC-HPLC幾乎不受干擾,且與血糖相關性好。另外,我國人群常見的Hb E和Hb J-Bangkok對HbA檢測結(jié)果也產(chǎn)生影響。對于Hb Andrew-Minneapolis不同的攜帶者,兩者葡萄糖耐量水平和參考范圍內(nèi)的糖化白蛋白,HPLC(標準模式)檢出是高水平的HbA值(分別是6.8%和6.5%),而通過免疫測定法,結(jié)果卻是偏低,均為4.6%。HPLC色譜圖顯示了多個異常峰,除了變異體血紅蛋白和變異血紅蛋白的糖基化產(chǎn)物外,還有兩個未知峰,推測可能是與變異血紅蛋白相關的修飾血紅蛋白,影響了檢測結(jié)果。另一類異常血紅蛋白即不穩(wěn)定血紅蛋白,如Hb Aalesund由于其蛋白的不穩(wěn)定性,因此使用陽離子交換的HPLC檢測,其HbA結(jié)果也造成假性升高,雖然這類異常血紅蛋白比較罕見,但是也應該引起注意。Hb E是中國人群里最常見的β基因突變生成的異常血紅蛋白,用5種不同的HbA檢測系統(tǒng)(包含2個IE-HPLC、AC-HPLC、TINIA和酶法)進行評價其對HbA結(jié)果的干擾,結(jié)果發(fā)現(xiàn)酶法檢測系統(tǒng)具有明顯臨床干擾作用,而同是IE-HPLC檢測系統(tǒng)的不同機型,Bio-Rad Variant Ⅱ沒有明顯干擾作用,Bio-Rad Variant Ⅱ Turbo卻有明顯干擾作用??偟膩碚f,異常血紅蛋白可影響HbA檢測結(jié)果,影響的程度取決于所采用的測定方法。3
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應用HbA測定模式篩查血紅蛋白病 近年來,毛細管電泳作為一種先進的電泳技術,在蛋白分離方面有較大優(yōu)勢,特別是在血紅蛋白組分檢測時。它有多種電泳檢測模式,包括血紅蛋白、HbA、同工酶、血清蛋白等。雖然毛細管電泳法血紅蛋白檢測模式和HbA模式是分開的,但是HbA檢測模式有特別的優(yōu)勢,不僅可以檢測HbA,而且能檢測HbA。而HbA是血紅蛋白病篩查的指標,因此可以作為血紅蛋白病篩查的技術手段。血紅蛋白檢測模式HbA測定值略高于HbA模式,但是HbA檢測模式和血紅蛋白檢測模式的HbA測定值具有良好的相關性(相關系數(shù)為0.993),另外,毛細管電泳HbA檢測模式篩查β地中海貧血的截距值設定為3.38時,敏感度為98.2%,特異度為100%,適用于廣東人群。綜上所述,地中海貧血有地區(qū)和人群分布的特點。廣西地中海貧血的基因突變攜帶率幾乎高于廣東一倍,目前未見有廣西HbA篩查地中海貧血的研究報道。國內(nèi)外的研究報道主要集中于地中海貧血和異常血紅蛋白對HbA檢測結(jié)果的影響因素,建立適用于地區(qū)人群的HbA篩查地中海貧血的截距值是今后的研究熱點。毛細管電泳法的HbA檢測作為一種新的血紅蛋白病篩查技術手段,進行糖尿病篩查或血糖控制評估并能同時進行血紅蛋白病的篩查,一次檢測可反映兩種疾病狀況,將大大方便血紅蛋白病高發(fā)區(qū)患者的診斷并減輕經(jīng)濟負擔,值得臨床推廣。