糖化血红蛋白测定标准化.doc

糖化血红蛋白测定标准化 糖尿病（Diabetes Mellitus）是一种多病因的代谢疾病，特点是慢性高血糖，伴随因胰岛素分泌不足或/和作用无效引起的糖、脂肪和蛋白质代谢紊乱，可导致不同脏器的（长期）损伤、功能障碍和衰竭。2003年全球糖尿病患者数量接近2亿，预测2005年将再增加1倍，人群患病率将从0.67%上升到2.3%。中国现有糖尿病患者4000万，占全球总数的1/5。我国每年用于治疗糖尿病的直接医疗成本超过180亿，占医疗总费用的4%。监测血糖水平，对糖尿病的诊治是非常重要的，监测结果可用于评价治疗效果、调节饮食、活动和治疗，以达到最好的血糖控制效果。血、尿葡萄糖和尿酮体测定对糖尿病的日内管理提供了有用的信息，但无法评价一段时期内的平均血糖控制水平。糖化蛋白测定，主要是糖化血红蛋白和血清蛋白测定，进一步完善了糖尿病的实验室检测手段，其检测结果可以定量过去数月和数星期的血糖平均水平。糖化血红蛋白（Glycated hemoglobin, GHB）实验通常是检测由血红蛋白和葡萄糖经缓慢过程且非酶促反应所形成的稳定部分，其合成速率与红细胞所处环境中糖的浓度成正比,积累并持续于红细胞120天生命期中。由于红细胞允许葡萄糖自由渗透，血液样本中糖化血红蛋白水平反应过去120天内的平均血糖水平。GHB检测用于常规实验室始于二十世纪七十年代末期，且稳定发展至今，成为评价血糖控制水平的重要指标。临床实验室中应用的GHB检测方法主要分为两大类，一类方法基于GHB与非GHB的电荷不同，如离子交换色谱、电泳和等电聚焦方法；另一类方法基于血红蛋白上糖化基团的结构特点，如亲和层析和免疫实验，每种方法各有优缺点，对临床实验室而言，尚无“最佳”方法可以选择。虽然方法不同，结果的表示不同，但在正确操作和解释的情况下，方法间可以有较好的相关性，并能为临床提供有用的信息。基于在美国进行的糖尿病控制和并发症临床研究（diabetes control and complications trial, DCCT），表明了糖尿病患者病程的发展和合并症与血糖控制的密切关系，及血浆葡萄糖水平与HbA1c水平间的关系。在此基础上，美国糖尿病协会（American Diabetes Association）提出了糖尿病治疗的建议，指明测定HbA1c重要性，并在世界范围内被广泛应用。为了更好地应用DCCT的结果治疗糖尿病人，为临床医生提供准确的实验室数据，美国临床化学协会（AACC）在1993年成立分委会进行GHB测定的标准化工作，使不同实验室（方法）的结果可溯源至DCCT的参考结果。标准化工作由美国国家糖化血红蛋白标准化计划（National Glycohemoglobin Standardization Program, NGSP）指导委员会于1996年完成。这一工作使得美国临床实验室间GHB测定的结果有了大的变化：2000年，90%实验室以HbA1c报告糖化血红蛋白的结果，所有参加NGSP活动实验室测定结果的室间CV小于5%，HbA1c结果与靶值的偏差小于0.8%。目前，美国绝大多数实验室报告的结果，均可溯源至DCCT结果，使对糖尿病及其并发症的治疗和预防工作有了统一的参考标准。美国临床实验室标准委员会（NCCLS）采纳了NGSP的GHB测定的标准化模式2。一、NGSP实验室网络 NGSP由执行委员会和实验室网络组成（图1）。实验室网络中包括管理核心（NETCORE），一级中心参考实验室（CPRL），一级参考实验室（PRLs）和二级参考实验室（SRLs）。 管理核心（NETCORE）负责直接与执行委员会联系，分析全部网络监测数据并转送执行委员会审批，向合格的实验室或厂家颁发证书。一级中心参考实验室依据在DCCT项目中使用的方案5，使用Bio-Rex 70树脂HPLC方法测定HbA1c，建立基准。虽然，采用的方法有一定缺限（如受HbF、变异血红蛋白的干扰，且测定速度较慢），但长期稳定性（CVs3%）是NFSP考虑其作为参考方法的主要依据。一级参考实验室作为中心参考实验室的后备支持，采用相同的实验方法，并确保结果可溯源至CPRL。其他网络实验室为SRLs，可使用不同的实验方法，但必须溯源至CPRL方法。每个SRL都应得到NGSP相应的证书，并可直接参与生产厂家的校准工作。 NGSP实验室网络中的各实验室都必须依据NCCLS EP5-A文件进行方法精密度评估，并每月参加用新鲜血样本进行的实验室间比对（n=100）和依据NCCLS EP9-A文件进行的偏差评估（表1）。NGSP实验室网络与各临床实验室和生产厂家协同工作，完成校准、颁发证书和能力验证工作。 二、标准化计划的应用 GHB测定标准化计划的目的是：校准实验室测定方法、为检测方法和实验室颁发证书、及指导常规实验室开展室间质量评价活动。在检测方法获得证书前，生产厂家必须确保他们的检测结果与实验室网络的结果具有可比性，厂家可在网络实验室的帮助下，达到以上目的。同时，必须按规定的程序进行方法精密度检测和室间比对。在全部数据经管理核心评审合格后，可获得合格证书。检测实验室也可按相同程序获得相应证书，参加网络实验室比对检验的实验室可获得“水平1”证书，否则，为“水平2”证书。GHB标准化计划的效益，临床实验室可以通过参加能力验证活动获得，这种活动通常使用由网络实验室定值的新鲜血样本，评估结果的偏差和实验室间及方法间的可比性。标准方法的使用，让实验室检测结果与DCCT实验结果结合起来，从而更好地服务于临床医生和糖尿病患者。三、 GHB 测定方法的选择 为保证实验室结果可以溯源至DCCT的结果，且在实验室具有可比性，美国糖尿病协会（ADA）建议只使用NGSP验证的GHB实验方法6，除具可比较性外，这些方法还具有较好的精密度，通常总不精密度5%。GHB实验的方法原理不同，各有优缺点，影响因素亦不相同。临床实验室可根据所用的方法，明确易受的干扰因素：如不同血红蛋白组分、高HbF; 餐后急性产生的可逆性葡萄糖血红蛋白中间产物（不稳定GHB或pre-A1c），同时，样本的保存对某些实验方法有较大的影响。四、GHB测定国际标准化1995年国际临床化学组织（IFCC）建立了工作组，以研发HbA1c测定的原级参考物和参考方法为目的，在其建立的实验室网络中，使用纯化的HbA1c和HbA0进行校准，并致力于建立与NGSP网络结果间的联系。实验结果显示，IFCC的HbA1c结果略低于NGSP结果。在NGSP的中心参考实验室内将建立IFCC参考方法1。糖化血红蛋白（HbA1c）测定的原理方法与仪器解析及临床意义 糖尿病目前在世界上发病率很高，占免疫病的比率，在发达国家高达2-5%，而我国糖尿病的发病率亦达2-3%，并且每年还以1的速度增长。糖尿病是一种终生性疾病，其并发症是至残至死的主要原因，所以人们希望能尽早发现和治疗糖尿病。临床上广泛采用血糖参数来判定糖尿病，而血糖参数只代表抽血时的血糖水平，对确诊有局限性。近年来的医学研究证明：血液中的糖化血红蛋白（HbA1c）浓度相对稳定，其浓度值能准确反映最近1-3个月期间的血糖水平，便于医生对糖尿病进行早期诊断；也可用于糖尿病人的血糖监控及慢性并发症的判断等，受到临床的广泛重视，目前我国各大、中型医院正逐渐开展糖化血红蛋白（HbA1c）占总血红蛋白（Hb）的百分含量的测定项目。有些发达国家已将HbA1c的测定列入中老年人的常规体检项目。测定HbA1c比较常用的方法，目前有乳胶凝集反应法和离子交换高压液相色谱法两种，分别用生化分析仪和糖化血红蛋白自动分析仪进行测定。 1HbA1c的临床意义 糖化血红蛋白是一项说服力较强、数据较客观、稳定性较好的生化检查，不受偶尔一次血糖升高或降低的影响。能反应糖尿病患者2-3个月以内的糖代谢状况，同时与糖尿病并发症尤其是微血管病变关系密切，在糖尿病学上有重要的临床参考价值。 11增高：测定HbA1c可以了解糖尿病人在23个月的血糖控制情况。此外，用含葡萄糖的透析液作血透的慢性肾衰病人，地中海贫血和白血病病人亦增高。 12降低：溶血性及失血性贫血，慢性肾衰，慢性持续性低血糖症等。 13作为糖尿病的病情监测指标 131作为轻症、型、“隐性”糖尿病的早期诊断指标。 132不是诊断糖尿病的敏感指标，不能取代现行的糖耐量试验。 133可以列为糖尿病的普查和健康检查的项目。 14当HbA1c9时，说明患者存在着持续性高血糖，可以出现糖尿病肾病、动脉硬化、白内障等并发症。临床经常以糖化血红蛋白作为监测指标来了解患者近阶段的血糖情况，以及估价糖尿病慢性并发症的发生与发展情况。 15对预防糖尿病孕妇的巨大胎儿、畸形胎、死胎，以及急、慢性并发症发生发展的监督具有重要意义。 16对于病因尚未明确的昏迷或正在输注葡萄糖（测血糖当然增高）抢救者，急查糖化血红蛋白具有鉴别诊断的价值。 17对于糖化血红蛋白特别增高的糖尿病患者，应警惕如酮症酸中毒等急性合并症的发生。 2临床常用的测定糖化血红蛋白HbA1c的方法 21乳胶凝集反应法 乳胶凝集反应法是利用抗原抗体直接测定总血红蛋白Hb中的糖化血红蛋白HbA1c的百分含量。目前有国内外几家厂商可以提供HbA1c测定的试剂盒。这种免疫反应是由被测血样品中的总Hb和HbA1c与试剂中的抗体结合而形成凝集，凝集量随HbA1c浓度的大小而变化。使用生化分析仪器来进行比浊测定HbA1c的浓度，采用终点法，生化仪通过测定反应液的吸光度值，可直接反映出凝集量的多少；推算出HbA1c占Hb的百分含量，测定时，仪器多采用660nm单色光做主波长，800nm单色光做副波长，通过标准曲线得出实测值。由于这种试验其标准曲线是非线性的，所以在测定前，首先用随试剂盒一起带有的5种不同浓度的定标液，做出5点非线性标准曲线。曲线和数值存在生化仪的贮存器中，测定样品时，实测出的吸光度值A与标准曲线比较，由仪器CPU求出实测样品中的HbA1c百分含量。乳胶凝集反应法测定HbA1c简便、不用增加仪器，可直接用自动生化分析对样品进行快速测定。该方法也可以用手工的方法，在酶标仪进行测定，是目前使用较多的方法。但是乳胶凝集反应法其准确性和重复性均有欠缺。 22离子交换高压液相色谱法HPLC 使用离子交换高压液相色谱HPLC（high pressure liquid chromatography）来测定HbA1c的百分含量目前被认为是分析HbA1c的金标准。采用HPLC方法工作的全自动糖化血红蛋白分析仪器，以其快速、简便、精巧、准确等特点，受到越来越多用户的欢迎。 色谱分析是一类利用混合物的各组分在不同相上的分配差别，在两相物质相对运动过程中，将混合物中的各种成份分离开的一种分析技术。液相色谱是以液体或固体为固定相，以液体为液动相的色谱法的总称。色谱法又叫色层或层析，这一技术在生命科学研究中用于生物活性物质的分析；生物活性物质是以混合物形式存在，人类血液中的蛋白质有上千种，只有把混在一起的被测蛋白分离出来，才能准确测定；在HbA1c的测定时，可以通过高精度HPLC，将HbA1c从Hb中分离出来，才能得到准确的数值。在生命科学研究中，活性物质的分离主要应用的是液相柱色谱。这种技术诞生于20世纪初叶，俄国化学家茨维特把植物色素混合液置于装有碳酸钙吸附剂的玻璃管顶端，用石油醚洗脱后，在玻璃柱上出现了几组颜色不同的色带，这些色带随着不断的洗脱，越分越开，先后从玻璃柱下端流出，茨维特把这样一种用流体洗脱色素混合液，使之通过碳酸钙做固定相从而实现分离的技术，起名叫“色谱法”。这种方法被推广用于分离许多混合物中的各种物质，被分离物质已和颜色无关了，但“色谱”分析的名称仍沿用至今。当然更贴切的名称应该叫“层析法”。早期的“色谱柱”体积大，做固定相的物质颗粒大，分离时需要大量的洗脱液。并且洗脱液靠重力流动，分离时间长，效率低。随着科学技术的进步，20世纪60年代，人们研制出新型液相柱，同时采用高压输液泵自柱上端为洗脱液加压，大大加速了洗脱液的流速，开发出相应的高灵敏度的检测器，新的分析仪器高压液相色谱仪在70年代诞生，很快就占领了分析化学的舞台。特别是在生命科学的研究中，HPLC技术由于对被测物活性影响小，几乎可以测定生物医学中所有的非发挥性物质，如近年来利用离子交换HPLC法测定血液中的HbA1c的百分含量，被认为是糖尿病诊断的金标准。 3糖化血红蛋白自动分析仪 糖化血红蛋白自动分析仪采用离子交换HPLC法测定HbA1c。离子交换HPLC法，是利用能交换离子的材料为固定相来分离离子型化合物的方法。仪器使用阳离子交换柱进行HbA1c的百分比测定；当一定量的全血样品被取样针吸入到进样装置内，在稀释部分被溶血，释放出红细胞中的血红蛋白Hb，并由稀释液稀释，稀释好的已经溶血的样品，由高压泵注入离子交换柱。柱内的固定相是最新开发的非多孔性，不溶和可渗透的交联高聚物，上面分布固定的带电荷基团和能游动的配衡离子；样品通过过滤器从交换柱顶端加入后，由三种不同浓度的盐洗脱缓冲液（流动相）洗脱，使样品向下移动。此时溶液中所含血红蛋白（Hb）的各种组份即与固定相上能移动的离子进行交换，样品中的血红蛋白多种组分在固定相上连续进行可逆的交换吸着和解吸作用，而3种不同离子浓度的盐液，形成线性梯度洗脱，洗脱液No1叫起始缓冲液，含低离子浓度的盐，洗脱液No2、No3缓冲液，其离子浓度依次增高很多，这种流动相离子浓度的改变对分离效果的影响非常明显，前面洗脱出来的组分分离效果好，色谱峰很窄，后面组分也能在很短时间内洗脱出来，大大缩短了分离时间；所以全自动血红蛋白分析仪，在1分多钟内、Hb中的多种成份被分离成6个部分，其中的HbA1c、HbF、HbA1被有效、精确的分离；由交换柱流出的Hb成分到达仪器的检测器，检测器内装有发射单色光的发光二极管，通过双波长可见光比色法测定HbA1c、HbF、HbA1三个参数。仪器的检测器检测出分离后HbA1c、HbF、HbA1组分的吸光度值，与HbA1c标准品吸光度值比较，分析计算出结果，最后以百分率表示的Hb组分结果与色谱图一起打印出来。 离子交换柱HPLC法对全血直接测定HbA1c，其批内和批间变异系数CV均可以小于1%（CV 1%），结果精确，HbA1c检测结果不受存在的变异型血红蛋白及其衍生物的影响，特别适合于糖尿病人的监控。随着糖尿病发病率的逐年攀升，糖尿病患者人群逐渐扩大，中国已成为继印度之后位居第二位的糖尿病国家。据WHO流行病学调查资料统计，按目前糖尿病的增长速率，到2025年全世界糖尿病人口将由1995年的1亿3000万达到3亿，其中发达国家将由5100万增长到7200万，增长率为42，而在发展中国家将由8400万增长到2亿3000万，增长率达到了170，也就预示着在发展中国家糖尿病将成为社会巨大的负担。 中国糖尿病的患病率则由1980年的1.0%上升到1994年的2.5和1996年的3.2%(人口年龄在2075岁之间)。Inter Asia 2003年研究结果显示，中国成人的糖尿病患病率为5.5%，3574岁的成年人中，男性的患病率为5.2%(约有1270万)；女性的患病率为5.8%(约1330万)。如按总人口计算，20002001年中国共有约3000万糖尿病患者，但是被诊断的只占23.6%(710万)。 目前我国糖尿病患者约4500多万，其中绝大部分为2型糖尿病。由于生活方式的不同，城乡患病率差别很大，城市人口2型糖尿病患病率平均为4.8%，但并发症控制率不足20%，已确诊的因糖尿病导致的高血压患者有1200万、脑卒中患者500万、冠心病患者600万、尿毒症患者50万。专家指出，血糖控制不达标是造成这一现象的重要原因，而糖化血红蛋白是衡量血糖控制水平的重要指标。糖化血红蛋白和血糖有何差别? 血糖是从食物中的碳水化合物分解而来的血液中的单糖,通常仅指葡萄糖。血糖测试结果反映的是即刻的血糖水平。糖化血红蛋白测试通常可以反映患者近812周的血糖控制情况。 糖化血红蛋白是糖尿病监测的“金标准”随着人们对糖尿病知识的逐步了解，多数人已意识到空腹和餐后2小时血糖监测的重要性，并常常把二者的测定值作为控制血糖的标准。其实不然，空腹和餐后2小时血糖是诊断糖尿病的标准，而衡量糖尿病控制水平的标准是糖化血红蛋白。空腹血糖和餐后血糖是反映某一具体时间的血糖水平，容易受到进食和糖代谢等相关因素的影响。糖化血红蛋白可以稳定可靠地反映出检测前120天内的平均血糖水平，且受抽血时间，是否空腹，是否使用胰岛素等因素干扰不大。因此，国际糖尿病联盟推出了新版的亚太糖尿病防治指南，明确规定糖化血红蛋白是国际公认的糖尿病监控“金标准”。如果空腹血糖或餐后血糖控制不好，糖化血红蛋白就不可能达标。 认识糖化血红蛋白 糖化血红蛋白是人体血液中红细胞内的血红蛋白与血糖结合的产物。糖化血红蛋白越高表示血糖与血红蛋白结合越多，糖尿病病情也越重。糖化血红蛋白的英文代号为HbA1c。 糖化血红蛋白的特点决定了它在糖尿病监测中有很大的意义：（1）与血糖值相平行。血糖越高，糖化血红蛋白就越高，所以能反映血糖控制水平。（2）生成缓慢。由于血糖是不断波动的，每次抽血只能反映当时的血糖水平，而糖化血红蛋白则是逐渐生成的，短暂的血糖升高不会引起糖化血红蛋白的升高；反过来，短暂的血糖降低也不会造成糖化血红蛋白的下降。由于吃饭不影响其测定，故可以在餐后进行测定。（3）一旦生成就不易分解。糖化血红蛋白相当稳定，不易分解，所以它虽然不能反映短期内的血糖波动，却能很好地反映较长时间的血糖控制程度，糖化血红蛋白能反映采血前2个月之内的平均血糖水平。（4）较少受血红蛋白水平的影响。糖化血红蛋白是指其在总血红蛋白中的比例，所以不受血红蛋白水平的影响。 糖化血红蛋白的控制标准 糖化血红蛋白能够反映过去23个月血糖控制的平均水平，它不受偶尔一次血糖升高或降低的影响，因此对糖化血红蛋白进行测定，可以比较全面地了解过去一段时间的血糖控制水平。世界权威机构对于糖化血红蛋白有着明确的控制指标，ADA（美国糖尿病学会）建议糖化血红蛋白控制在小于7，IDF（国际糖尿病联盟）建议糖化血红蛋白控制标准为小于6.5，目前我国将糖尿病患者糖化血红蛋白的控制标准定为6.5以下。 糖化血红蛋白与血糖的控制情况 4%6%：血糖控制正常。 6%7%：血糖控制比较理想。 7%8%：血糖控制一般。 8%9%：控制不理想，需加强血糖控制，多注意饮食结构及运动，并在医生指导下调整治疗方案。 9%：血糖控制很差，是慢性并发症发生发展的危险因素，可能引发糖尿病性肾病、动脉硬化、白内障等并发症，并有可能出现酮症酸中毒等急性合并症。 糖化血红蛋白控制水平与糖尿病并发症 临床上，只有30左右的糖尿病患者能做到定期监测糖化血红蛋白。良好的血糖控制是预防并发症的关键，而血糖监测在很大程度上取决于患者本人的认知和行动。由于大部分患者选择可靠性不高的日常监测手段，目前超过60%的2型糖尿病患者的糖化血红蛋白控制不理想。糖化血红蛋白长期控制不稳定的影响是多方面的，它会改变红细胞对氧的亲和力，加速心脑血管并发症的形成；如果眼睛内的晶体被糖化，则会引发白内障。此外，它可引起肾小球基底膜增厚，诱发糖尿病肾病，并引起血脂和血粘度增高。糖化血红蛋白升高，是心肌梗死、脑卒中死亡的一个高危因素。在男性患者中，糖化血红蛋白每增加1%，死亡率的相对危险性增加24%，女性患者增加28%。一旦糖化血红蛋白超过7，发生心脑血管疾病的危险性就增加50以上。 糖尿病患者的糖化血红蛋白控制水平没有阈值，随着糖化血红蛋白水平的降低，越接近正常值，糖尿病的并发症降低越明显，DCCT、UKPDS等国际大规模临床试验得出结论，证实糖尿病患者经强化治疗后糖化血红蛋白水平可以显著降低，各种并发症风险也明显减少。英国前瞻性研究证实糖化血红蛋白每下降1，糖尿病相关的死亡率降低21；心肌梗死发生率下降14；脑卒中发生率下降12；微血管病变发生率下降37；白内障摘除术下降19；周围血管疾病导致的截肢或死亡率下降43；心力衰竭发生率下降16。因此，糖化血红蛋白对糖尿病患者来说是一项非常重要的监测指标，它的高低直接决定将来各种严重影响糖尿病患者生活质量的慢性并发症的发生和发展。糖尿病患者定期监测糖化血红蛋白具有非常重要的意义，有助于帮助患者改善血糖控制水平，促进患者的血糖达标，从而减少并发症的发病率，从根本上改善糖尿病患者的生活质量。 测定糖化血红蛋白的注意事项 发现治疗中存在的问题。如果糖尿病患者经常监测血糖都显示控制较