糖化血紅蛋白與血糖測定缺陷總結

塞克斯

糖化血紅蛋白與血糖測定缺陷總結

塞克斯

【編者按】ADA指南從去年就已經將A!C用于了糖尿病診斷，其他各國包括美國國內的其他學術組織對于用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的學者即對血糖和A1C測定進行了比較，對影響各自的因素進行了分析總結。

糖尿病最初的定義是以尿液中出現葡萄糖而判定。大約2500年前，人們發現一些人的尿液會吸引螞蟻。十八及十九世紀，尚無有效的化學診斷方法，人們應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準。起初，糖尿病診斷標準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準之一。最常用的以血糖為基礎的糖尿病診斷標準為空腹血糖（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構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準均依靠血糖分析，近年來許多醫生開始使用糖化血紅蛋白（A1C）來篩查及診斷糖尿病。盡管被認為是糖尿病診斷的金標準，但血糖測定仍受限于數項不足。將A1C測定用于診斷極具吸引力，但亦存在數項固有局限。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）美國糖尿病協會（ADA）及內分泌學會的支持，美國臨床內分泌醫師協會（AACE）/美國內分泌學院（ACE）則以較謹慎的態度表示贊同，用A1C來診斷糖尿病一度成為了公眾關注的焦點問題。故本綜述對影響血糖及A1C測定的因素進行簡要概述。

測試結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果的因素十分重要。盡管《實驗醫學雜志》對血液測驗結果變異來源進行過一些討論，但在臨床上其所受關注極少。引起結果變異的因素可被分為三類，即生物學因素、分析前因素及分析中因素。生物學變異包括個體內差異及個體間差異；分析前因素與標本受測量前相關；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準之一。其優點包括可使用自動儀器進行檢測，費用低廉，能夠在全世界大多數實驗室得以實施（表1）。然而，FPG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測量結果進行分析顯示，首次血糖測定時FPG≥126mg/ dL的人在2周后進行再次測量時，僅有70.4%的人FPG仍≥126mg/dL。許多因素均可導致血糖測定的可重復性差。以下進行詳述。

表1 空腹血糖用于糖尿病診斷

生物學變異 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大的變異性。據報道，健康人的血糖個體內差異為5.7%～8.3%，個體間差異則可高達12.5%。以CV為5.7%計算，FPG為126mg/dL的個體的FPG測值可在112～140mg/dL的范圍內波動。(我們需認識到上述數值包括95%的可信區間，而尚有5%的數值更在此范圍之外)。

分析前變異 許多在標本送檢之前發生的因素都可影響血液測試的結果，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、空腹時間延長或運動等因素而改變。此外，受試對象有無間發性疾病對血糖測試結果亦十分重要，因為前者可頻繁造成暫時性高血糖狀態。類似的，急性應激狀態（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。在一個學術性醫療中心的附屬衛生維護組織（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%的人進行了FPG測定，95%的人(5,452人)接受的檢查為隨機血糖測定，而后者與ADA推薦標準不一致。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。其他患者相關的可影響FPG結果的因素包括禁食期間進食以及進行測試前低熱量飲食達一周甚至更久。

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。紅細胞、白細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小時糖酵解仍在進行。氟化物的葡萄糖穩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定達72小時。一項近期研究報告稱血液樣本酸化可在采血2小時內抑制糖酵解，但其所采用的試管現尚無商品出售。抽血后立即將標本放置于冰水中可能是穩定血糖的最佳方法，但在臨床實際情況下多不具備此條件。在數分鐘內將血細胞與血清分離也是有效的方法，但實際上同樣難以執行。

標本類型對血糖濃度可有重要影響。全血、血清、血漿標本均可用于血糖測定，但ADA及WHO均推薦血漿標本用于糖尿病診斷的血糖測定。但許多實驗室采用的標本為血清標本，而血清葡萄糖水平可能與血漿葡萄糖水平存在差異。在公開文獻中對血清與血漿葡萄糖濃度的差別尚未統一意見，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。大多數測量毛細血管血來源的血糖的儀器所用標本為全血。盡管依據大部分報告，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果不準確。

血液的來源是另一個變量。盡管在空腹狀態下無明顯差異，OGTT試驗中毛細血管血糖濃度可比靜脈血糖濃度高25%～30%（平均值30mg/ dL）。這一發現對于OGTT試驗具有實際意義，特別是在WHO接受毛細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。理解下列術語對理解血糖測量十分重要：

準確度：單次測量結果與“真實值”的接近程度。

精確度（可重復性）：同樣條件下多次重復測量所得數值的一致程度。精確度常用CV表示，實驗方法的CV越低表示其精確度越高。多種血糖測量技術的改進使實驗室內不精確性降低（CV＜2.5%）；因此，分析中變異較生物學變異明顯較小，后者可高達8.3%。盡管如此，測量方法的準確度仍是問題。目前還沒有對不同實驗儀器、不同實驗室間結果進行標準化的項目。不同校正器間的偏倚（實驗結果與真實值的偏離）及變異可降低血糖測試結果的準確性。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行了比較，分析結果顯示，臨床實驗室儀器的偏倚存在顯著統計學差異，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致超過12%的就診者被誤診。類似的，美國病理學家協會（CAP）的一項調查對超過5,000家實驗室進行了檢查，結果顯示，三分之一的時間內個體血糖測值可在141到162mg/dL的范圍內變動。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）測量機體對葡萄糖的代謝效率，且曾多年被當作糖尿病診斷的“金標準”。餐后血糖濃度升高常先于空腹血糖升高而發生。因此，餐后血糖是發生糖尿病風險的敏感預測指標及葡萄糖穩態調節受損的早期標志(表2)。已有公開發表文獻指出，較FPG，OGTT2小時血糖結果是全因死亡率及心血管事件死亡率或發病率更好的預測指標。ADA、WHO/IDF及其他組織均接受OGTT作為糖尿病的診斷指標之一。但進行OGTT實驗前實驗對象需行大量準備工作，重要準備條件包括OGTT實驗前3天每日進食碳水化合物至少150g，實驗前1天禁食10～16小時，當天早晨7點至9點間行OGTT試驗。此外，除糖尿病外的多種情況均可影響OGTT試驗結果，有文獻報道OGTT實驗中個體內變異程度較高，CV達16.7%，這較FPG變異明顯較大。上述因素導致OGTT可重復性差，多項實驗對此均有記載。缺乏可重復性、不方便及OGTT費用較高使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合而形成。紅細胞壽命約為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關聯。更重要的是，A1C值可預測糖尿病微血管并發癥發生風險，而降低A1C水平可顯著降低微血管病變的進展速度。

生物學變異

A1C的個體內變異在非糖尿病人群極小，CV＜1%（表3）。A1C的個體間變異較大。數個研究者提供的數據顯示，A1C值可能無法在所有個體中達一致，盡管其血糖值或果糖胺濃度相同。一些研究者將此現象命名為“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果支持基因對A1C值有一定影響，且在健康女性雙生子間，學者亦觀察到了糖化間隙的遺傳性。然而，糖化間隙是經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的測量也受一些限制。此外，一些學者對決定糖化間隙的統計學方法表示質疑，發現了結果與回歸的殘差相關這一統計學上的同義反復。重要的是，對糖化間隙的假設仍無依據，因在體無法準確測量糖化速率。此外，血紅蛋白糖化指數（所測A1C與根據血糖值推測的A1C之間的差異）并非微血管并發癥的獨立預測因子，且糖化間隙的可能臨床意義尚不清楚。

越來越多的證據支持種族影響A1C的這一假設。最初對糖尿病患者的研究結果發現不同種族間A1C水平存在具統計學意義的差異。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提供的證據更為可信，其研究發現墨西哥籍美國人及黑人平均A1C值較白人偏高。糖尿病預防計劃（DPP）中對葡萄糖耐量受損的成年人進行研究也發現了類似結果，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行了A1C測量，與之前發表的文獻一致，黑人的A1C均值較白人高0.4%。然而，種族并沒有改變A1C與不良心血管預后及死亡之間的相關性。隨訪結果顯示，相比于白人，由生化檢查結果診斷糖尿病的黑人患者中向研究者報告曾被醫生診斷為糖尿病的比例明顯更低，因此學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值差異的分子學機制尚待闡明。可能的機制包括：紅細胞攝取葡萄糖的速率不同，紅細胞內葡萄糖代謝速率不同，葡萄糖與血紅蛋白結合或釋放速度不同，紅細胞壽命不同等。不論機制如何，A1C濃度的差異相對較小（≤0.4%）。關于對不同種族是否應使用不同A1C切點的問題尚無定論。

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（例如運動）、近期進食及標本處理等對A1C值均無顯著影響。重要的，用于A1C測定的全血標本在4℃條件下可保持穩定狀態1周，在≤-70℃條件下則可保持穩定至少1年。

用A1C反映血糖情況依賴于紅細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胞壽命情況者A1C值顯著降低。與之類似，急性失血個體會產生假性A1C低值，這是因為幼稚紅細胞比例增加。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。最新研究發現，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行檢查，結果顯示盡管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，但與A1C≥6.5%不相關。缺鐵性貧血在男性中少見（＜0.5%）。綜上，在嚴重缺鐵性貧血患者，測量A1C前糾正缺鐵性貧血狀況為謹慎做法。

分析中變異

A1C測量大約有100種不同的方法。商業用途上應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準化項目（NGSP）對在不同實驗室間標準化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（93%）參加CAP調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CV＜0.5%。此外，臨床化學國際聯盟（IFCC）發明了一種推薦方法，此方法將譜分析（或毛細管電泳法）用于A1C測定。此法將導致國際統一，因其使示蹤法獲得了穩定的計量學準確度基礎。需要強調的是，IFCC方法在技術上較復雜，耗時較長，價格昂貴，且并非為常規分析患者標本而設定。

血紅蛋白變異體對一些A1C測量產生影響。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確結果。在3,378個參加2010 GH2美國病理學家協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行分析，仔細檢查通常可發現變異血紅蛋白產生的異常峰。若A1C＞15%或隨實驗室A1C測量方法的改變A1C值發生較大改變，則應考慮變異血紅蛋白的存在。在上述情況下應采用血紅蛋白電泳。

前景

盡管多年以來血糖測量（FPG及/或 OGTT）為糖尿病診斷的“金標準”，但血糖測定仍存在數種缺陷。抽血時患者為空腹狀態的要求非常不便。盡管我們測量葡萄糖的水平已得到提高，固有的生理學變異性仍可造成極大的個體內及個體間差異。此外，樣本缺乏穩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果缺乏可重復性。

A1C反映的是長期血液葡萄糖水平，其常規被用于監測血糖控制情況以指導治療。較低A1C與微血管并發癥顯著減少間很好的相關性，無不穩定性以及A1C的其他數個優點使一些組織推薦將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在數種特定情況下無法測量。盡管如此，A1C在絕大多數人群可以準確測量。了解A1C的影響因素及何種情況不適合使用A1C測量后，進行A1C測量可獲得準確且具臨床意義的結果。因A1C不用考慮進食的影響，可隨時抽血采集樣本進行檢查，A1C測量可能將幫助發現數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

美國國立衛生院實驗醫學部

（譚婷婷 編譯中南大學糖尿病中心/中南大學湘雅二醫院內分泌科）