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血红蛋白病对糖化血红蛋白测定结果的影响

2022-11-15李友琼综述审校

中国临床新医学 2022年8期
关键词:电泳糖化变异

李友琼(综述),田 矛(审校)

我国糖尿病发病率(11.6%)较高,如何更好地监控血糖显得尤为重要。血糖测定是糖尿病传统的检测项目,但是影响因素较多。糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin,HbA)具有生物学变异小、不易受血糖波动的影响、无需空腹或特定时间采血等特点,已经成为广泛应用于临床的指标。由于HbA检测方法种类较多,结果差异较大,难以实现标准化,从而未将其作为糖尿病诊断指标。另外,HbA检测也存在一些干扰因素,其中最常见的是血红蛋白病,这种疾病在我国南方比较普遍。血红蛋白病在HbA检测中影响如何,是否与测定方法不同有关,能否将HbA测定结果作为血红蛋白病筛查的一种技术手段,本文就这些问题的研究进展综述如下。

1 HbA1c的定义及意义

糖基化血红蛋白(glycated hemoglobin,GHb)是葡萄糖与血红蛋白的结合物,是一类化合物的总称,包括HbA、HbA、HbA、HbA。其中HbA为主要成分,占总GHb的60%,习惯将其等同于GHb,它是人体血液中葡萄糖与血红蛋白β链N末端缬氨酸残基以共价键结合的稳定的化合物。HbA是监测血糖中、长期控制情况的重要指标。美国糖尿病联合会(American Diabetes Federation,ADF)在2010年发布的糖尿病诊断和治疗指南中,正式提出将HbA作为糖尿病早期诊断指标。HbA达标既是糖尿病患者血糖控制目标,又是评价血糖管理治疗方案的有效指标。

2 HbA1c的检测方法

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离子交换高效液相色谱(IE-HPLC)法 检测原理是基于糖化与非HbA所带电荷不同,从而实现分离,代表仪器是美国Bio-Rad公司的VariantⅡ、VariantⅡ Turbo和D-10等。国际临床化学与医学实验室联盟、美国HbA标准化计划将该方法作为参考方法。IE-HPLC法的优点是精密度好,缺点主要是易受异常血红蛋白变异体的干扰导致HbA假性升高或降低。

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亲和层析高效液相色谱(AC-HPLC)法 检测原理是利用葡萄糖和血红蛋白稳定结合会产生能与硼酸盐特异性结合的顺位二醇官能团使HbA选择性地结合在柱子上,而非HbA先被洗脱,再用不同性质的洗脱液将HbA洗脱,从而达到分离测定。该方法测定的是总GHb,代表仪器是美国Primus公司的Ultra2。AC-HPLC法和IE-HPLC法均具有良好的精密度,对Trinity Biotech Premier Hb9210仪器多中心的评价显示,HbA的变异系数均小于IFCC推荐的3%上限和NGSP的2%上限。该方法可将GHb与非GHb分离,与血红蛋白的种类无关,通常不受血红蛋白变异体及其衍生物的干扰,因此可作为存在血红蛋白变异体干扰的参考方法。

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免疫抑制比浊(TINIA)法 检测原理基于糖化与非HbA结构的不同,在第一步反应中,样品的HbA与抗HbA抗体反应形成抗原抗体复合物,HbA特异性抗原决定簇仅与β链发生一次反应形成聚合物,再加入载有数个HbA抗原决定簇的多簇半抗原,该分子与第一步反应中的过剩抗体反应形成不溶性的三维免疫复合物,在测量光谱范围内测定,如果样品HbA浓度增高,则不溶性的三维免疫复合物的形成减少,浊度下降。代表仪器试剂是德国罗氏Modular P全自动生化分析仪及其配套试剂等。该方法的优点是快速简便、易于批量检测,缺点是血红蛋白变异体常常影响检测结果,使得HbA值假性降低,脂浊血样、黄疸血样等样本因素也可造成检测结果偏差。

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酶法 检测原理是在蛋白酶的作用下,切断源于HbA的β链N末端的糖化甘氨酰谷氨酰胺,同时通过测定不同测量光谱的吸收光度差,求出血红蛋白的浓度,果糖基氨基酸氧化酶作用于糖化甘氨酰谷氨酰胺,在过氧化物酶的存在下,生成过氧化氢,与显色基团产生显色反应,从而通过测定吸光度求出HbA的浓度。代表仪器及试剂是德国西门子ADVIA2400生化分析仪及其配套试剂等。该方法的优点也是快速简便、易于批量检测,缺点是精密度较差,不能排除自身抗体影响检测结果。

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毛细管电泳法 检测原理是根据HbA与非HbA所带电荷的不同进行分离。该方法也是国际临床化学与医学实验室联盟发布的一级参考方法。代表仪器是法国Sebia公司的Capillarys2 Flex Piercing、Capillarys3 TERA。该方法的优点是精密度好,可以很好地提示存在地中海贫血或血红蛋白变异体,从而排除影响因素,提高准确度。

3 HbA1c与血红蛋白病

血红蛋白病是由于珠蛋白基因发生缺陷,致使珠蛋白分子的结构发生改变或致使珠蛋白肽链合成减少或缺如,从而导致的一组遗传性溶血性疾病。前者称为异常血红蛋白或血红蛋白变异体,后者称为地中海贫血或珠蛋白障碍性贫血。在我国,血红蛋白病主要见于长江以南的人群,其中广西人群血红蛋白病基因携带率最高,达到22.3%。

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地中海贫血影响HbA检测结果 轻型β地中海贫血可使HbA的检测结果偏低,当然这也与检测仪器和检测系统有关。β地中海贫血对Bio-Rad Variant Ⅱ Turbo检测结果产生一定的影响,对酶法、免疫投射比浊法、AC-HPLC法、毛细管电泳法、IE-HPLC法和化学发光微粒子法的检测结果无影响。重型β地中海贫血由于两条β肽链已经发生突变,无法合成Hb A和HbA,使用不同的系统检测得出不一样的结果。Bio-Rad的Variant Ⅱ Turbo检测系统提示存在变异窗口,检测结果超出可测量范围;罗氏的Modular P和Primus Ulter2检测系统的检测结果分别为5.1%和4.0%,说明出现了错误的检测结果,容易误报和误导治疗。当中间型/重型β地中海贫血合并α地中海贫血时,Variant Ⅱ Turbo检测系统检测HbA无结果,图谱显示异常;而用罗氏的Modular P和Primus Ulter2检测系统的检测结果分别为11.2%和4.7%,显然是错误的检测结果。中间型α地中海贫血(Hb H病)时,Variant Ⅱ Turbo检测系统图谱出现C窗口,检测结果偏高,但尚在测量范围,易被检测人员忽视,给出异常结果的报告单,导致临床用药可能造成低血糖昏迷风险。改用罗氏的Modular P和Primus Ulter2检测系统时,检测结果显示正常。唐娟等的研究也证实,不同的检测仪器和系统,其HbA检测结果差异有统计学意义(

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<0.05)。另外有一种特殊的地贫遗传性持续性胎儿血红蛋白增多症(hereditary persistence of fetal hemoglobin,HPFH),其特点是高水平的Hb F,由于Hb F所带电荷与HbA相近,所以在HbA处出现明显的高峰,严重影响微柱法测定HbA,使得检测结果无法解释,为失真的检测结果。改用TINIA法时,虽然可以获得检测结果,但是由于HbA部分以HbAF的形式存在,使得HbA所占百分比相对减少,不能正确反映体内的葡萄糖水平(即患者血糖控制不好,但是HbA结果却是正常的)。以此类推,凡是导致Hb F水平高的生理状态或疾病,比如新生儿、孕妇等,大部分检测方法的HbA检测结果可靠性差。

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异常血红蛋白影响HbA的检测结果 对于异常血红蛋白样本(含Hb D、Hb S、Hb Q、Hb G、Hb J),IE-HPLC测定HbA结果与AC-HPLC比较,差异有统计学意义,主要是IE-HPLC受到异常血红蛋白的干扰导致检测结果偏低或者偏高,而AC-HPLC几乎不受干扰,且与血糖相关性好。另外,我国人群常见的Hb E和Hb J-Bangkok对HbA检测结果也产生影响。对于Hb Andrew-Minneapolis不同的携带者,两者葡萄糖耐量水平和参考范围内的糖化白蛋白,HPLC(标准模式)检出是高水平的HbA值(分别是6.8%和6.5%),而通过免疫测定法,结果却是偏低,均为4.6%。HPLC色谱图显示了多个异常峰,除了变异体血红蛋白和变异血红蛋白的糖基化产物外,还有两个未知峰,推测可能是与变异血红蛋白相关的修饰血红蛋白,影响了检测结果。另一类异常血红蛋白即不稳定血红蛋白,如Hb Aalesund由于其蛋白的不稳定性,因此使用阳离子交换的HPLC检测,其HbA结果也造成假性升高,虽然这类异常血红蛋白比较罕见,但是也应该引起注意。Hb E是中国人群里最常见的β基因突变生成的异常血红蛋白,用5种不同的HbA检测系统(包含2个IE-HPLC、AC-HPLC、TINIA和酶法)进行评价其对HbA结果的干扰,结果发现酶法检测系统具有明显临床干扰作用,而同是IE-HPLC检测系统的不同机型,Bio-Rad Variant Ⅱ没有明显干扰作用,Bio-Rad Variant Ⅱ Turbo却有明显干扰作用。总的来说,异常血红蛋白可影响HbA检测结果,影响的程度取决于所采用的测定方法。

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应用HbA测定模式筛查血红蛋白病 近年来,毛细管电泳作为一种先进的电泳技术,在蛋白分离方面有较大优势,特别是在血红蛋白组分检测时。它有多种电泳检测模式,包括血红蛋白、HbA、同工酶、血清蛋白等。虽然毛细管电泳法血红蛋白检测模式和HbA模式是分开的,但是HbA检测模式有特别的优势,不仅可以检测HbA,而且能检测HbA。而HbA是血红蛋白病筛查的指标,因此可以作为血红蛋白病筛查的技术手段。血红蛋白检测模式HbA测定值略高于HbA模式,但是HbA检测模式和血红蛋白检测模式的HbA测定值具有良好的相关性(相关系数为0.993),另外,毛细管电泳HbA检测模式筛查β地中海贫血的截距值设定为3.38时,敏感度为98.2%,特异度为100%,适用于广东人群。

4 结语

综上所述,地中海贫血有地区和人群分布的特点。广西地中海贫血的基因突变携带率几乎高于广东一倍,目前未见有广西HbA筛查地中海贫血的研究报道。国内外的研究报道主要集中于地中海贫血和异常血红蛋白对HbA检测结果的影响因素,建立适用于地区人群的HbA筛查地中海贫血的截距值是今后的研究热点。毛细管电泳法的HbA检测作为一种新的血红蛋白病筛查技术手段,进行糖尿病筛查或血糖控制评估并能同时进行血红蛋白病的筛查,一次检测可反映两种疾病状况,将大大方便血红蛋白病高发区患者的诊断并减轻经济负担,值得临床推广。

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