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糖化血红蛋白临床检测方法进展研究

2022-06-15 来源:知库网
・ 954 ・ 国际检验医学杂志2012年4月第33卷第8期Int J Lab Med,April 2012,Vo1.33,No.8 ・综 述・ 糖化血红蛋白临床检测方法进展研究 李 黎综述,刘铁牛审校 (1.中国人民解放军第一五八医院检验科,广西柳州545006;2.中国人民解放军 第三。三医院检验科,南宁530021) 关键词:糖尿病;糖化血红蛋白;检测方法;综述 DOI:10.3969/j.issn.1673—4130.2012.08.029 文献标识码:A 文章编号:1673—4130(2012)08—0954—03 近些年来,随着物质生活水平的逐步提高,糖尿病(DM) 的发病率呈不断上升的趋势。有研究显示,中国的DM发病 率已高达9.7 llj。目前临床上对DM诊疗和监测多采用空 腹、餐后血糖或是口服葡萄糖耐量试验等,但其只能反映瞬间 血糖水平的检验指标,容易受到各种因素影响而失去检测意 义。糖化血红蛋白(GHb)是国际上公认的町以反映长期血糖 水平的金标准。2olO年,美国糖尿病协会(ADA)在《2010年 糖尿病诊疗指南》中正式推荐以HbAlc作为诊断DM的优先 方法 ]。在国内,也有不少学者提出类似主张,但对其测定方 法意见不一[3 ]。目前临床实验中检测GHb的方法有3O余 种,各有优劣,根据反应原理可以分为两个大类:一类基于 GHb和非GHb所带电荷及等电点不同加以分离检测,如离子 交换层析法、电泳法等;一类基于GHb分子结构特点,如亲和 层析法、免疫法和酶法等[ 。现就GHb的临床检测方法做一 综述。 1 GHb的生化特性 广义的GHb是指结合了任何形式碳水化合物的血红蛋 白(Hb)。典型的成人血红蛋白(Hb)是由HbA(占Hb总量的 97 )、HbA2(2.5 )和HbF(0.5 )组成l7]。HbA中未结合 糖类的为HbA0(90 )、结合糖类的即GHb为HbA1(5 ~ 7 )。HbA1又可以分为HbAlal、HbA1a2、HbAlb和 HbAlc。临床上所测定的糖化血红蛋白主要指HbAlc。 HbAlc是GHb的一种亚型,约占总GHb的6O ~7O ,其分 子结构稳定,是GHb分子中最有特征性的成分。它的B链N 末端有1个或2个缬氨酸可与组织中葡萄糖的游离醛基进行 不可逆的非酶促反应,即糖基化。HbA1c可以反映过去6~8 周的血糖水平,它的浓度既不受每天血糖波动的影响,也不受 运动和食物的影响,其血中含量的高低主要取决于血糖浓度及 血糖与Hb接触的时间,因此它是监测长期血糖水平的理想指 标 j。 2检测方法 2.1离子交换层析法 其检测原理是基于GHb和非GHb 所带电荷不同进行分离。在偏酸性的阳离子交换树脂中, HbA和HbA1均具有阳离子的特性,但由于HbAl的2个8 链N末端正电荷被糖基清除,所带正电荷较HbA少,因此两 者对树脂的附着力不同,用低浓度洗脱液可首先将HbA1洗 脱下来,而后用高浓度洗脱液洗脱出HbA,得到相应的Hb层 析谱,可计算出HbAlc所占百分率。 常见的离子交换层析法主要包括高效液相色谱法 (HPI c)、低效液相色谱法(LPI c)和手工微柱法。3种方法 中,HPLC测定结果更精确、准确性及重复性最好,美国临床化 学协会(AACC)GHb标准化分会和国际临床化学联合会(IF— CC)HbA1C标准化工作组建议,以HPLC方法作为检测GHb 的金标准_l ,国内已有厂商推出此类产品,但此方法最大的缺 点是实验所用仪器及试剂、耗材昂贵,难以在基层医院推广普 及;I PI C原理与HPI C相同,研究证实,两法测定HbAlc相 关性较好,其成本较HPLC低廉,操作简便,可随时插入急诊 样本,适合于中小型实验室使用l_】 。手工微柱法操作步骤繁 琐,易受以下因素影响:(1)层析时间和微柱质量不易控制,易 出现洗脱不全或过度洗脱;(2)外界环境温度对结果影响大; (3)HbF和变异血红蛋白(HbS、HbC、HbE)易引起结果偏差, 因此现在已较少用于临床实验室中。 2.2 电泳法(以琼脂凝胶电泳为例) 其检测原理是利用酸性 缓冲液(pH 6.0)中,GHb和非GHb各组分等电点及泳动速度 不同进行分离检测。电泳完成后,距离负极端最近的是含糖基 最少的HbA1a和HbA1b,处于中间部分的是HbA1c,距离正 极端最近的是Hb的主要成分HbAO,通过光密度仪扫描计 算,最终得出HbAlc的百分含量。该方法样本用量少,分辨率 高,重复性较好,缺点是每次测定需成批进行样本分析,速度较 慢,无法插入急诊样本,自动化程度差,目前尚无商品化、具有 批量样本通过能力的仪器面世,因此该法现已少用于l临床ll 。 2.3等电点聚焦法原理同电泳法。在聚丙烯肽凝胶薄板中 加入载体两性介质(如ampholin),形成从阳极到阴极递增的 pH梯度,当样本通过薄板时,全血中各组分移动到各自等电 点的pH位置上,与电泳法相比,该法得到的色带更为精细和 集中,通过高分辨率微量光密度仪扫描,可以精确地测出各组 分的含量。因为血液中各类Hb一级结构及等电点不同,理论 上该法可以完全避免交叉干扰,是一种理想的检测方法,但实 验设备非常昂贵,无法用于常规检验。 2.4 亲和层析法 硼酸可与结合在Hb分子上葡萄糖的顺位 二醇基反应,形成可逆的五环化合物,使样本中的GHb选择性 地结合于微柱上,而未糖化的Hb则被洗脱,之后用山梨醇解 离五环化合物,并洗脱GHb,在415 Bm波长分别测定洗脱液 的吸光度,计‘算出GHb的百分含量。临床实验室中最常用的 凝胶柱是交联间氨基苯硼酸的琼脂糖珠l1 。 亲和层析法的优点是不受异常Hb的干扰,对经翻译后修 饰的Hb和病理Hb相对不敏感,对全血样本储存时间的要求 也不像离子交换层析法那样严格。但由于血液中所有糖类均 可与Hb结合,因此检测结果实际是GHb总量,而不是 HbA1c。不过大量实验证明,该法所测结果与HPLC等方法 所测HbA1C百分含量、平均血糖值均呈高度相关,表明其在病 情监测中仍是一种较理想的方法 。 2.5免疫法 2.5.1 离子捕获法其原理是GHb与相应抗体结合后,联结 荧光标记物,形成反应复合物,再联结带负电荷的多聚阴离子 复合物,然后吸附到带正电荷的纤维表面,经过一系列清洗后 国际检验医学杂志2012年4月第33卷第8期Int J LabMed,April 2012,Vo1.33,No.8 ・ 955 ・ 测定其荧光强度,从而得到GHb的浓度。该法灵敏度和特异 性高,重复性好,自动化程度高,回收率可达98.85 ,交叉污 染率低于0.01 ,适用于成批GHb样本的检测[15-16]。 2.5.2 胶乳凝集法 是利用抗原抗体发生的凝集反应直接测 定总Hb中HbAlc百分含量的方法。该法快速、准确、特异性 强、重复性好,最大的优点是可以在全自动生化仪上测定,不用 考方法的不断引入推动了HbAlc检测标准化的进程 ,近 期IFCC也推荐了一些新的参考物质。在这些方面,国内GHb 研究与国外相比落后不少,这也使得GHb检测的推广普及受 到极大限制。对于准备开展GHb检测的临床实验室,如果仅 从方法的精密度、准确性与重复性上评价,HPLC无疑是最理 想的方法,但由于其成本昂贵,仅仅适合三甲以上的大型医院 使用;其他各种方法均有其优缺点,但检测结果也可基本满足 临床需求,适合于中小型医院开展。各临床实验室应根据自身 实际情况,选择适用于本实验室的最优方案,在降低成本的同 时,又可保证为临床提供准确、可靠的实验数据。 参考文献 另外购置专门的仪器,较好地节约了实验室成本,适合于成批 的样本检测,不足之处在于易受高浓度葡萄糖 胆红素、三酰甘 油等物质干扰。 2.5.3免疫比浊法 在样本中加入特制的抗HbAlc抗体缓 冲液,使HbA1c与抗HbAlc抗体结合形成可溶性的抗原抗体 复合物,再加人多聚半抗原缓冲液,与反应液中多余的抗 HbAlc抗体反应,形成不溶性的抗原抗体复合物,用比浊法测 定HbAlc含量,同时在另一通道中测定Hb,计算求得HbA1c 百分含量。免疫比浊法操作简便,检测周期短,成本低廉,准确 性高,重复性较好,实验证实,该法回收率可达97.9 ,CV< 2 _1 。其缺点是:(1)抗交叉污染能力差,易受脂浊、黄疸样 本影响;(2)该法线性范围小,一旦样本浓度超过标准品最高 值,就需稀释样本重检;(3)受HbF及异常Hb影响大,结果不 稳定[1 。因此,国外有学者建议此法只能作为判断糖尿病患 者血糖水平的指标,而不能用于变异Hb的研究 ]。 2.5.4化学发光法 采用离子捕捉免疫分析法,应用抗原抗 体反应原理,联结荧光标记物,通过连接带负电的多阴离子复 合物,吸附到带正电的纤维表面,经过一系列彻底清洗等步骤 后,测定荧光强度变化,计算HbAlc浓度 。该法检测系统 易于规范和重复,可减少操作技术误差,检测的灵敏度和特异 度高,批内、批间变异系数小,回收率和准确度高,交叉污染率 小,影响因素少,但由于需采购专用试剂包和免疫发光分析仪, 成本昂贵,因此仅适用于大批量样本检查。 2.5.5放射免疫法放射免疫法测定GHb不受各种干扰因 素的影响,特异性强、精密度高、成本较低、可批量测试,但由于 高效价抗体制备困难,目前未能有商品化试剂盒面世。 2.5.6金标免疫渗滤法该法操作简便,但特异度和精密度 相对较差,适用于床旁检测,能为临床医师提供快速的化验数 据参考l2 。 2.6酶法第一反应中,全血经溶血处理后,在特异蛋白酶的 作用下,切断源于HbA1c的J3链N末端的糖化甘氨酰谷氨酰 胺,另一边通过测定600 nm与800 nm处的吸光度差,求出 Hb浓度;第二反应中,糖化甘氨酰谷氨酰胺在果糖基氨基酸 氧化酶和过氧化氢酶的先后作用下,与相应的显色剂耦联显 色,通过测定吸光度可求得HbAlc浓度。 此技术的应用对GHb的测定是个突破,表现在3个方面: (1)特异蛋白内切酶特异酶解血液中的Hb产生果糖基氨基 酸,血浆中的其他蛋白,如清蛋白、球蛋白等对结果不能产生干 扰;(2)果糖基氨基酸氧化酶,只在特定的蛋白酶体系与果糖氨 基酸反应;(3)在溶血液体系中应用了H。O2测定的敏感度,由 于过氧化氢酶可以分解色素原引起负反应,所以用过氧化物酶 代替,此法提供了一个像临床生化反应一样快速均一的反应系 统,有很高的精密度,可同时检测GHb和Hb,且与常规HPLC 法和免疫测定法有很好的相关性,不需要昂贵、专用的仪 器[2 。有实验报道,该法批内CV<1.50 ,批间CV< 2.5O ,平均回收率可达101.37 。 3结 语 近几年,随着新技术、新方法的不断应用,一些新的校准参 [1]Yang W,Lu J,Weng J,et a1.Prevalence of diabetes among men and women in China[J].N Engl J Med,2010,362(12):1090— 1101. 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