汪红平(综述)，喻　明(审校)

(上海中医药大学附属普陀医院内分泌科，上海 200062)



微血管β-羟丁酸定量检测在糖尿病酮症诊疗中的意义

汪红平(综述)，喻明※(审校)

(上海中医药大学附属普陀医院内分泌科，上海 200062)

摘要：糖尿病患者并酮症风险时需常规检测酮体浓度。微血管定量血酮检测比经典尿酮检测在技术含量、分析方法及临床应用中优势显著：操作简捷快速，结果更为客观，临床实用性强等。β-羟丁酸占血酮体的78%，定量检测β-羟丁酸为评估糖脂代谢紊乱重要检测指标之一。微血管β-羟丁酸检测为糖尿病患者酮症及酮症酸中毒的管理提供早期诊断的依据，并为其在治疗过程中的疗效评估提供参考标准。

关键词：糖尿病酮症；微血管β-羟丁酸；尿酮体

在我国糖尿病已成为致残致死的重要慢性疾病，据统计近年来其成人糖尿病患者人数高达9200多万[1]，我国糖尿病患者位居世界首位。糖尿病酮症(diabetic ketosis，DK)和酮症酸中毒(diabetic ketoacidosis,DKA)是糖尿病最常见的急性并发症其主要机制为机体内胰岛素的相对或绝对缺乏，糖及酮体代谢失衡。在发展国家DKA的病死率为3%～4%[2]，而在发展中国家受医疗卫生水平的限制其病死率高于此水平，尤其是儿童DK及DKA的发病率和病死率受到世界卫生组织的关注。从20世纪90年代末随着标准化DKA治疗方案的实施，病死率仍不断下降，但幼龄、老年及合并有多种严重疾病患者死亡风险仍较高。既往尿酮定性检测作为诊断DK的金标准，但尿酮易受体液变化及其药物干扰等影响，结果具有滞后性，因此临床上极需一种特异的、灵敏的检测指标。早于2004年美国糖尿病协会在“糖尿病患者血糖监测推荐规范”中强调：“专业的医护工作中需意识到目前尿酮体的检测对DK酸中的诊断和疗效监测是不可靠的，而血酮体(主要是β-羟丁酸)的定量检测对DKA的诊断和监测优于尿酮体检测，而且β-羟丁酸的定量检测在糖尿病患者家庭自我检测中也切实可行”[3]。现文探讨微血管β-羟丁酸检测在糖尿病酮症及酮症酸中毒诊断及治疗进展中的临床应用价值。

1体内酮体的代谢

1.1机体酮体生成一些生理状态(如禁食、严重恶心呕吐)使体内糖代谢障碍、供能不足或病理状态、胰岛素严重缺乏而使机体糖利用障碍时，体内主要由脂肪酸供能。脂肪组织在肝脏内β-氧化生成大量酮体，而肝细胞自身不能利用酮体，经血液转运至肝外组织利用。在健康人群中肝脏每日能产生酮体约185g。机体内酮体的生成速率与激素敏感性脂酶、乙酰辅酶A羧化酶、3-羟基3-甲基戊二酰辅酶A等密切相关。其中激素敏感性脂酶和乙酰辅酶A羧化酶活性与血液循环中胰岛素和拮抗激素浓度有关[3]。酮体生成速率间接受胰岛素/胰高血糖素比值调控：比值高抑制酮体生成，比值低促进脂肪细胞脂解并催化肝脏中游离脂肪酸β氧化加速酮体生成，如糖尿病时[4]；3-羟基3-甲基戊二酰辅酶A在饥饿、高脂饮食时活性增高，其活性受胰岛素抑制，其活性增高将导致酮体生成增多。当糖代谢紊乱进一步加重，机体不能正常利用葡萄糖，体内能量供应不能满足机体需要，引起体内脂肪分解代谢加强，从而生成大量酮体，当超过了肝外组织利用速度时，酮体的生成和利用失去平衡，血中酮体水平升高，形成酮血症。

1.2机体酮体分解代谢乙酰乙酸和β-羟丁酸可在细胞膜内外自由扩散，在血液循环中易于运载，被肾脏、肌肉、大脑等肝外组织摄取利用，氧化供能。酮体在肝外组织的线粒体内经三羧酸循环彻底氧化分解供能。酮体分解的限速酶主要是琥珀酰辅酶A转硫酶，在心、肾中该酶活性最高，其次是中枢神经系统和骨骼肌，肝脏活性水平极低。甲基乙酰乙酰辅酶A硫解酶是酮体分解的第二个关键酶，其肝外组织催化乙酰乙酰辅酶A生成乙酰辅酶A，而在肝内主要生成乙酰乙酰辅酶A。

1.3体内酮体浓度酮体由乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮组成，其含量分别为20%、78%、2%，是脂肪酸分解过程中的产物，正常人体中含量极微。临床资料统计分析认为根据血清酮体水平划分为三个等级：①正常血清酮体水平为<0.5 mmol/L；②>1.0 mmol/L可定义为高酮血症；③>3.0 mmol/L为DKA[5]。血β-羟丁酸与乙酰乙酸比值即酮体比，餐后约为1，但长期禁食后可升至6。临床研究统计发现，患者发生轻度酮症时，血中β-羟丁酸∶乙酰乙酸的浓度比为2∶1，重症时可升高达3∶1，严重的DKA患者可提高到16∶1,酮体比升高可见于DK酸中毒、严重缺氧、败血症及多器官衰竭等[6-8]。

2酮体的检测

2.1目前检测酮体的基本方法酮体的检测有很多种方法，如硝普盐法、气相色谱法、分光光度法测定、比色法检测、酶固定化技术等。

2.2微血管β-羟丁酸定量检测β-羟丁酸是血液中酮体的最主要组成成分，含量最高(78%)，且酸性最强，在DK和DKA中发挥主要作用。指尖β-羟丁酸定量测试法是近年来发展较快和较为先进的酮体检测方法，一方面采用最新β-羟丁酸脱氢酶技术，快速有效排除标本中其他成分干扰；另一方面借助触发电极技术，具有高敏感性，从而保证它能够在样品量较少(约5 μL血量)的情况下进行快速(20～30 s)准确地测定血β-羟丁酸水平。该方法方便快捷，并能及时反映病情进展，更适合临床床旁监测和家庭自我监护。将微量血β-羟丁酸定量检测结果与实验室血浆β-羟丁酸检测浓度进行对比，两者具有良好的一致性，批次不同的试纸仪器可进行矫正以减少误差，具有良好的准确性和可重复性，可用于临床糖尿病尤其是酮症及DKA患者的评估及管理[9]。

3微血管β-羟丁酸定量检测在临床中的应用

3.1目标人群当糖尿病人群在发生重症疾病、严重感染、妊娠、应激状态应以及血糖水平持续超过13.8 mmol/L时应常规检测血中β-羟丁酸的浓度[10]。血酮测试可定量检测β-羟丁酸，是进行DKA筛选和疗效监测的首选方法；如果糖尿病患者糖化血红蛋白>9%，空腹血糖>13.4mmol/L，虽尿酮体阴性，有必要同时监测血β-羟丁酸，以免漏诊延误病情处理；对于入院后糖尿病伴肾功能不全患者，肌酐清除率下降，应关注血β-羟丁酸水平，以利于及时发现、诊断DK或DKA，防止病情恶化[11]。当发生严重的糖脂代谢紊乱时，可动态监测β-羟丁酸的变化更有效地为临床诊治提供确切的临床依据。

3.2血β-羟丁酸值的评估正常情况下，微血管β-羟丁酸的值应<0.6 mmol/L。如果血β-羟丁酸0.6～1.5 mmol/L，且血糖 ≥16.7 mmol/L，则表示健康状况较差，需要医疗干预，且应每2小时监测一次血糖；如果血β-羟丁酸>1.5 mmol/L，且血糖≥16.7 mmol/L，可能发生DKA，每小时监测一次血糖且需要增加胰岛素剂量控制血糖。对于1型糖尿病患者，应用胰岛素泵治疗时，当血β-羟丁酸≥0.3 mmol/L时，需密切监测血糖，并适时调整治疗方案；当血糖超过13.8 mmol/L且微血管β-羟丁酸>0.5 mmol/L时需对其治疗加强管理[12]。对于儿童糖尿病，其血酮体浓度的高低可作为入院与否的指标，是住院治疗的的危险因子，血酮体>1.2 mmol/L时，其住院的阳性预测率66.7%[13]。

3.3血β-羟丁酸定量检测的主要临床应用微血管β-羟丁酸定量检测与经典的尿酮体检测相比，更有利于酮症及DKA、1型糖尿病等患者糖脂代谢紊乱程度的评估，尤其是家庭自我检测。

3.3.1临床上酮症及DKA的诊断尿酮定性检测目前仍是临床上诊断DK或DKA的经典方法，但越来越多临床研究者认为血β-羟丁酸定量检测更及时、客观，与乙酰乙酸相比，β-羟丁酸与酸碱失衡状态的相关性更强，在DKA的早期或代偿期血液循环中乙酰乙酸浓度尚未明显升高，而在DKA症状缓解之后体内β-羟丁酸经过各种反应生成乙酰乙酸，使乙酰乙酸含量较DKA早期升高；在DK或DKA治疗过程中，经过大量输液和快速降糖后，血糖虽显著下降，但机体对葡萄糖利用障碍，高糖毒性作用尚未解除，脂代谢紊乱酮体仍在生成，体液稀释对血β-羟丁酸检测的影响较尿酮体小[14-15]。血β-羟丁酸正常化所需的时间与发病时血酮体浓度呈显著正相关，且血酮体消失较尿酮体明显提前，而出现尿酮体假阴性[14]。一些特殊情况下，如年轻的糖尿病患者、禁食时间过长、合并妊娠等，在DKA起病时血糖可正常或轻度升高。因此，对糖尿病患者，高血糖状态及轻度高血糖的患者，在监测血糖同时要密切关注血β-羟丁酸水平，便于早期发现酮体代谢紊乱，早期干预，尽可能避免病情进展并发高酮血症。因此，血β-羟丁酸的浓度可有效地评估患者病情变化及判断愈后。在DKA的诊疗过程中，直接测定血β-羟丁酸能较快速、准确地诊断DKA[15]，能更为客观地反映临床实际，呈现机体糖脂代谢紊乱的程度及变化趋势，并有效地判断DKA患者病情的严重程度、评估预后。

3.3.21型糖尿病患者病情监测并指导胰岛素用量1型糖尿病患者胰岛β细胞功能受损严重，即使血糖浓度较低，亦有发生DK的倾向，部分1型糖尿病患者在血糖浓度升高前体内血酮体水平已有明显升高。在1型糖尿病患者中测定血β-羟丁酸能够客观全面反映患者体内酮体代谢的紊乱状态，同时监测1型糖尿病患者的空腹血糖和血β-羟丁酸水平，为评估β细胞受损程度和了解病情进展提供真实可靠的数据支持[6]。β-羟丁酸定量检测用于监测胰岛素治疗和防治DKA，其敏感性优于硝普盐法测定的尿酮体[16]，部分l型糖尿病患者血β-羟丁酸浓度仍处于高水平，但尿酮体已转阴，患者出现血糖和血β-羟丁酸水平分离，因此，血β-羟丁酸浓度，尤其是空腹β-羟丁酸水平对于调整胰岛素治疗剂量有较强的敏感性。有研究发现血β-羟丁酸与血pH及HCO3-呈明显负相[7-8]，且其正常化较尿酮体正常化早，而血pH及HCO3-与尿酮体无相关性[16]。Rodriguez-Merchan等进行的30例小样本临床研究中，其中10%的患者血酮体正常后其尿酮体仍阳性，因此血酮体可作为调整胰岛素治疗剂量的参考指标[17]。通过密切监测血糖和β-羟丁酸浓度，密切关注病情进展，适时调整胰岛素剂量及输液量，可以预防或减少DKA的发生并防止病情加重[17]。因此血β-羟丁酸快速定量检测可用于1型糖尿病患者在家中日常自我监测。

3.2.3糖尿病患者或妊娠糖尿病的患者胎儿情况国内一些外临床研究肯定了血β-羟丁酸定量检测在糖尿病或妊娠糖尿病妇女中的作用。妊娠期糖尿病妇女餐前的血酮体较正常对照组高[18]，母体长期酮症状态，β-羟丁酸和乙酰乙酸升高会影响葡萄糖及氧气通过胎盘滋养层进入胎儿血液循环的速度及浓度，致使胎儿宫内慢性缺氧及供能，间接引起促红细胞生成素水平升高，使胎儿红细胞发育受影响[19]，且胎儿宫内慢性缺氧与其后代智力发展障碍有关；糖尿病孕妇血糖浓度异常、β-羟丁酸及乙酰乙酸水平升高等多种因素与胎儿畸形有相关性[20]。因此，孕期联合监测血空腹血糖、β-羟丁酸和糖化血红蛋白，对预防胎儿红细胞增多症、胎儿畸形、胎儿智力发育有重要临床评估价值。

3.2.4其他应用儿童癫痫患者的治疗中常用生酮饮食疗法，维持体内高酮体水平能预防疾病发作，定期监测血β-羟丁酸浓度对确保患者从生酮饮食中获益十分有用[21]；便于了解机体在严重损伤、急重症疾病、脓毒败血症等情况下，体内脂肪以及蛋白质代谢情况，及时发现饥饿性DKA，还有利于低血糖、糖原累积病的诊断及鉴别诊断[15]；动脉血β-羟丁酸与乙酰乙酸比值可用于评估肝移植后肝能量代谢的状况；β-羟丁酸定量检测为急性酒精中毒诊断和治疗提供有用的信息；此外还被用于研究应用于营养支持的患者体内代谢变化及对人体安全性的监测等。

尿酮体检测是目前临床上广泛使用的检测指标，采用硝普盐法，尿或血标本中的乙酰乙酸在碱性环境中与亚硝基铁氰盐反应，产生紫色复合物，而β-羟丁酸几乎不发生反应，可使血酮体定性为阴性。Legal反应是半定量的，不能检测标本中β-羟丁酸，而β-羟丁酸是酮体的主要成分(78%)[5]，因此该方法不能最准确地反映体内酮体的实际水平。

血β-羟丁酸定量检测较尿酮体检测更能早期诊断和检出DK或DKA及时指导患者胰岛素治疗方案的调整，且其假阳性或假阴性发生率较低，不易受其他药物的影响；特异性较高，不易造成漏诊、误诊，有研究表明当分别以1.5 mmol/L、3 mmol/L、3.5 mmol/L作为β-羟丁酸浓度截止点时其诊断为DKA的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值均较尿酮体高[22-23]；受肾功能的影响较小。尿标本的留取及检测结果较β-羟丁酸检测法相比有明显滞后性；尿酮体为半定量检测，间接提示检测前2～4 h血液中的酮体水平，而血酮β-羟丁酸测试属于定量检测，直接反映血液中酮体的即时浓度。

4结语

微血管β-羟丁酸定量检测使用便捷快速可操作性强、检测的准确性较高、结果客观可靠，能更全面有效地反映糖尿病患者的病情进展，弥补了临床上尿酮体检测的局限性，并为糖尿病患者酮症的管理提供早期诊断及疗效评估的确切依据。糖代谢和脂代谢关系密切，在糖尿病酮症或酮症酸中毒)的临床诊疗中除检测血糖、糖化血红蛋白、胰岛功能等指标外，结合血β-羟丁酸的检测，可更深层次地了解糖脂代谢紊乱状况，客观及时地评估患者病情的进展及变化，更为合理化、个体化地及时纠正糖脂代谢紊乱。因此，对于糖尿病患者尤其是DK或DKA患者微血管β-羟丁酸定量检测不仅能反映体内糖代谢情况而且能间接了解脂肪毒性作用。微血管β-羟丁酸定量检测在糖尿病患者的管理及诊疗中具有重要意义和实用价值，可与血糖、糖化血红蛋白等一并作为糖尿病患者常规的检测指标。

参考文献

[1]Yang W,Lu J,Weng J,etal.Prevalence of diabetes among men and women in China[J].N Engl J Med,2010,362(12):1090-1101.

[2]Basu A,Close CF,Jenkins D,etal.Persisting mortality in diabetic ketoacidosis[J].Diabet Med,1993,10(3):282-284.

[3]Goldstein DE,Little RR,Lorenz RA,etal.Tests of glycemia in diabetes[J].Diabetes Care,1995,18(6):896-909.

[4]Association AD.Tests of glycemia in diabetes[J].Diabetes Care,2000,23 Suppl 1:S80-82.

[5]Mitchell GA,Kassovska-Bratinova S,Boukaftane Y,etal.Medical aspects of ketone body metabolism[J].Clin Invest Med,1995,18(3):193-216.

[6]Taboulet P,Haas L,Porcher R,etal.Urinary acetoacetate or capillary beta-hydroxybutyrate for the diagnosis of ketoacidosis in the Emergency Department setting[J].Eur J Emerg Med,2004,11(5):251-258.

[7]Rodriguez-Merchan B,Casteras A,Domingo E,etal.Capillary beta-hydroxybutyrate determination for monitoring diabetic ketoacidosis[J].Endocrinol Nutr,2011,58(7):347-352.

[8]Arora S,Probst MA,Agy C,etal.Point-of-care beta-hydroxybutyrate testing for assessing diabetic ketoacidosis severity prior to treatment in the emergency department[J].Diabetes Res Clin Pract,2011,94(3):e86-e88.

[9]Sacks DB,Arnold M,Bakris GL,etal.Guidelines and recommendations for laboratory analysis in the diagnosis and management of diabetes mellitus[J].Clin Chem,2011,57(6):e1-47.

[10]Guerci B,Tubiana-Rufi N,Bauduceau B,etal.Advantages to using capillary blood beta-hydroxybutyrate determination for the detection and treatment of diabetic ketosis[J].Diabetes Metab,2005,31(4 Pt 1):401-406.

[11]Sacks DB,Bruns DE,Goldstein DE,etal.Guidelines and recommendations for laboratory analysis in the diagnosis and management of diabetes mellitus[J].Clin Chem,2002,48(3):436-472.

[12]Taboulet P,Deconinck N,Thurel A,etal.Correlation between urine ketones (acetoacetate) and capillary blood ketones (3-beta-hydroxybutyrate) in hyperglycaemic patients[J].Diabetes Metab,2007,33(2):135-139.

[13]O′Donohoe PB,Kessler R,Beattie TF.Exploring the clinical utility of blood ketone levels in the emergency department assessment of paediatric patients[J].Emerg Med J,2006,23(10):783-787.

[14]Sacks DB,Arnold M,Bakris GL,etal.Executive summary:guidelines and recommendations for laboratory analysis in the diagnosis and management of diabetes mellitus[J].Clin Chem,2011,57 (6):793-798.

[15]Arora S,Henderson SO,Long T,etal.Diagnostic accuracy of point-of-care testing for diabetic ketoacidosis at emergency-department triage:{beta}-hydroxybutyrate versus the urine dipstick[J].Diabetes Care,2011,34(4):852-854.

[16]Turan S,Omar A,Bereket A.Comparison of capillary blood ketone measurement by electrochemical method and urinary ketone in treatment of diabetic ketosis and ketoacidosis in children[J].Acta Diabetol,2008,45(2):83-85.

[17]Karges B,Neu A,Hofer SE,etal.Frequency and influencing factors of ketoacidosis at diabetes onset in children and adolescents--a long-term study between 1995 and 2009[J].Klin Padiatr,2011,223(2):70-73.

[18]Gin H,Vambergue A,Vasseur C,etal.Could blood ketone monitoring be a tool for managing gestational diabetes mellitus?[J].Diabetes Care,2006,29(3):743.

[19]Cetin H,Yalaz M,Akisu M,etal.Polycythaemia in infants of diabetic mothers:beta-hydroxybutyrate stimulates erythropoietic acti-vity[J].J Int Med Res,2011,39(3):815-821.

[20]Wentzel P,Eriksson UJ.Insulin treatment fails to abolish the teratogenic potential of serum from diabetic rats[J].Eur J Endocrinol,1996,134(4):459-466.

[21]van Delft R,Lambrechts D,Verschuure P,etal.Blood beta-hydroxybutyrate correlates better with seizure reduction due to ketogenic diet than do ketones in the urine[J].Seizure,2010,19(1):36-39.

[22]Harris S,Ng R,Syed H,etal.Near patient blood ketone measurements and their utility in predicting diabetic ketoacidosis[J].Diabet Med,2005,22(2):221-224.

[23]Charles RA,Bee YM,Eng PH,etal.Point-of-care blood ketone testing:screening for diabetic ketoacidosis at the emergency department[J].Singapore Med J,2007,48(11):986-989.

Significance of Capillary Blood β-hydroxybutyrate Quantitative Determination for the Diagnosis and Treatment of Diabetic KetosisWANGHong-ping,YUMing.(DepartmentofEndocrinology,ShanghaiPutuoHospitalAffiliatedtoShanghaiUniversityofTCM,Shanghai200062,China)

Abstract:Ketone body is detected routinely in all diabetic patients when the risk of ketotic decompensation exists.Compared to the classical ketonuria determination,capillary blood ketone body quantitative determination provides significant advantages in terms of technology,analytical method and clinical application,such as easy and rapid use,much more objective results and good clinical practicality.And β-hydroxybutyrate accounts for 78% of blood ketone body.Capillary blood β-hydroxybutyrate quantitative determination is an important index to assess sugar and lipid metabolic disorder.Capillary blood β-hydroxybutyrate test provides the basis for the early diagnosis and curative effect evaluation of the reference standard for diabetic ketosis or diabetic ketoacidosis.

Key words:Diabetic ketosis； Capillary blood β-hydroxybutyrate； Urine ketone

收稿日期：2014-10-20修回日期：2015-02-27编辑：相丹峰

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.19.044

中图分类号：R446.1

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)19-3575-03