临床生物化学检验技术：第7章 糖代谢紊乱的生物化学检验

1、第七章 糖代谢紊乱的生物化学检验第一节 概述第二节 糖代谢紊乱的生物化学检验项目与检测方法第三节 临床生物化学检测项目在糖代谢紊乱诊治中的应用 目录目录第一节 概述血糖食物糖消化吸收肝糖原分解非糖物质糖异生CO2、H2O、能量 氧化分解肝（肌糖原）合成其他糖类衍生物其他非糖物质尿糖转换转换大于肾阈血糖浓度的稳定取决于血糖的来源和去路的平衡一、血糖浓度的调节血糖浓度的调节血糖浓度受多种激素的精细调节 血糖降低血糖的激素胰岛素胰岛素样生长因子升高血糖的激素 胰高血糖素 肾上腺素 生长激素 糖皮质激素一、血糖浓度的调节血糖浓度的调节血糖浓度的调节一、血糖浓度的调节二、糖尿病糖代谢异常引起的代谢性紊乱

2、三多一少症状 多食、多饮、多尿和体重减轻急性并发症酮症酸中毒、高渗性昏迷慢性并发症视网膜病变、肾衰、神经病变、动脉粥样硬化糖尿病（Diabetes Mellitus）分型1型糖尿病（T1DM） 2型糖尿病（T2DM） 妊娠糖尿病（GDM） 其他特殊类型糖尿病空腹血糖受损（IFG）和糖耐量减退（IGT）为糖尿病前期二、糖尿病（Diabetes Mellitus）糖尿病（Diabetes Mellitus）主要代谢紊乱糖代谢 利用减少、生成增多、血糖升高脂肪代谢 合成减少、FFA、TG、胆固醇增加、胰岛素严重不足时酮体大量生成形成酮症蛋白质代谢 合成减少、分解加强，机体呈负氮平衡二、糖尿病（Dia

3、betes Mellitus）糖尿病（Diabetes Mellitus）三、其他糖代谢紊乱低血糖症新生儿低血糖、婴幼儿低血糖、成人空腹低血糖、餐后低血糖、糖尿病性低血糖先天性糖代谢紊乱半乳糖代谢紊乱、果糖代谢紊乱、戊糖代谢紊乱、糖原贮积病其他糖代谢紊乱第二节 糖代谢紊乱的生物化学检验项目与检测方法项目体液葡萄糖检测餐后2小时血糖检测葡萄糖耐量试验糖化蛋白质检测血糖调节物检测糖尿病并发症相关检测糖尿病自身抗体检测 项目一、体液葡萄糖检测（一）检验项目项目检测依据 糖代谢紊乱时血糖浓度异常，血糖升高可导致尿糖临床意义两次重复测定的葡萄糖浓度 FPG7.0mmol/L，即可诊断为糖尿病应用评价血液

4、、尿液、脑脊液等体液中葡萄糖浓度反映机体即时的糖含量；仅采用FPG指标，会延误糖尿病诊断；尿糖测定缺乏灵敏度和特异性 （二）检测方法样本的收集与贮存血清或血浆作为样本迅速分离血清氟离子能抑制糖酵解脑脊液样本需立即检测24小时尿液样本需防腐抑菌一、体液葡萄糖检测1.己糖激酶法检测原理方法学评价 准确度、精密度高；血清/血浆都可作样本；一些药物、胆红素及溶血、脂血等都能对检测结果产生干扰一、体液葡萄糖检测2.葡萄糖氧化酶法 检测原理方法学评价适用血清/浆、脑脊液样本，不适用于尿液及全血；第二步特异性较低；可检测氧的消耗量一、体液葡萄糖检测3.葡萄糖脱氢酶法 检测原理在此反应过程中NAD+被还原为N

5、ADH+H+ 方法学评价特异性高、常规抗凝剂和血清中的常见物质都不会对本法产生干扰 一、体液葡萄糖检测参考区间一、体液葡萄糖检测二、餐后2小时血糖检测（一）检验项目项目检测依据多种因素影响餐后血糖：胰岛素、胰高血糖素的分泌，肌肉肝脏脂肪组织对胰岛素的敏感性，餐前血糖水平、进食种类、时间、消化吸收、情绪等临床意义反映胰岛细胞的储备功能；是糖尿病的重要诊断指标；是心血管疾病死亡的独立危险因素，等（一）检验项目应用评价诊断糖尿病敏感性更高、漏诊率更低，但有些病人血糖高峰值不在2小时，宜餐后1小时也测一次一、体液葡萄糖检测（二）检测方法检测原理及方法学评价同血糖测定参考区间 7.8mmol/L 一、体

6、液葡萄糖检测三、葡萄糖耐量试验（一）检验项目项目检测依据经口服或静脉给予受试者一定负荷量的葡萄糖后，通过测定不同时间的血糖浓度，了解受试者的血糖调节能力包括OGTT和IGTT临床意义OGTT用于IGT、GDM的诊断、人群筛查应用评价比FPG灵敏，但影响因素多，不推荐临床常规应用（二）检测方法试验方法WHO推荐标准化OGTT试验方法结果评判三、葡萄糖耐量试验四、糖化蛋白质检测血液中的葡萄糖通过非酶促反应将糖基加到蛋白质的氨基酸基团上，形成糖化蛋白质（glycated protein），合成速率与血糖的浓度成正比。可反映糖尿病较长时间的血糖水平，估计血管合并症发生的危险度糖化血红蛋白糖化白蛋白晚期

7、糖基化终末产物糖化蛋白质检测（一）糖化血红蛋白1.检验项目项目检测依据长时间、高浓度血糖存在的条件下，血红蛋白与葡萄糖进行非酶促反应结合生成的产物，这是一个缓慢的、不可逆的过程。糖基化位点是血红蛋白链N末端的缬氨酸残基，其生成量与血糖的浓度和高血糖存在的时间相关四、糖化蛋白质检测 糖化血红蛋白的种类与命名HbA1c是真正的葡萄糖化的血红蛋白 ，是HbA1的主要成分且浓度相对稳定，故HbA1c能更好地反映血糖的水平 四、糖化蛋白质检测临床意义诊断价值 HbA1c6.5 糖尿病 5.76.4 糖尿病前期血糖控制指标4%6%血糖控制正常6%7%血糖控制比较理想7%8%血糖控制一般四、糖化蛋白质检测临

8、床意义血糖控制指标8%9%控制不理想 9%血糖控制很差 HbA1c为糖尿病患者心血管事件的独立预测危险因素四、糖化蛋白质检测应用评价反映了过去68周的平均血糖浓度，为评估血糖的控制情况提供可靠的实验室指标 血糖浓度急剧变化后，在起初两个月HbA1c的变化速度很快，在3个月之后则进入一个动态的稳定状态四、糖化蛋白质检测2.检测方法电荷差异 离子交换层析法、电泳法结构差异 亲和层析法、免疫法化学分析法质谱法四、糖化蛋白质检测（1）离子交换层析检测原理 血红蛋白链N末端缬氨酸糖化后所带电荷不同 ，GHb所带正电荷较少吸附率较低，HbA所带正电荷较多吸附率较高，用不同pH的磷酸盐缓冲液可以分次洗脱出G

9、Hb和HbA，得到相应的Hb层析谱包括HPLC 、LPLC 、阳离子交换树脂微柱法方法学评价 离子交换HPLC法是HbA1c检测的金标准 。国内主要采用阳离子交换树脂微柱法 四、糖化蛋白质检测 （2）电泳检测原理琼脂糖凝胶电泳 HbA0因其N末端的缬氨酸残基而对凝胶的负电荷有较强的亲和力，其迁移速度最慢；而HbA1c因糖的阻断作用，不能与凝胶结合，泳动较快等电聚焦电泳 不同血红蛋白等电点不同方法学评价前者样本用量少，分别率高，重复性好，但需成批样本进行分析，速度慢，自动化程度差；后者分辨率高，所受干扰小，但仪器贵四、糖化蛋白质检测（3）亲和层析检测原理 硼酸阴离子能可逆地结合糖化血红蛋白上葡萄

10、糖分子中的顺位二醇基 ，非糖化血红蛋白不结合，再用高浓度包含顺位二醇基的多羟基复合物（如山梨醇）将糖化血红蛋白洗脱下来方法学评价 操作简便易行，快速准确，试剂稳定，结果可靠 ，受干扰较小四、糖化蛋白质检测（4）免疫法检测原理 以血红蛋白链糖化N末端的4-8个氨基酸残基作为抗体识别位点，制备单克隆抗体，建立了：离子捕获法、胶乳凝集免疫比浊法 、酶免疫法、放射免疫法等四、糖化蛋白质检测（4）免疫法胶乳凝集抑制法四、糖化蛋白质检测方法学评价离子捕获法自动化和灵敏度高，特异性和重复性好，回收率高且交叉污染率低胶乳凝集免疫比浊法良好的精密度和线性，能进行自动化分析 四、糖化蛋白质检测方法学评价胶乳凝集抑

11、制法高度的特异性、准确性, 样品用量少, 快速省时, 适用于临床大量的常规检测，但人为影响因素大酶免疫法 准确度高， 但不能识别各种糖化血红蛋白及其中间体，和其他血红蛋白变异体四、糖化蛋白质检测（5）酶法检测原理方法学评价 精密度高、特异性好、操作简单、适合全自动生化分析仪、成本低廉参考区间 HbA1c 4%6%（HPLC法）四、糖化蛋白质检测（二）糖化白蛋白1.检验项目项目检测依据 血液中的葡萄糖与血清蛋白的末端发生非酶促糖基化反应，形成高分子酮胺化合物，其结构类似果糖胺，总称为糖化血清蛋白90以上糖化血清蛋白是糖化白蛋白（glycated albumin, GA），故GA可以反映糖化血清蛋

12、白的总体水平 四、糖化蛋白质检测临床意义评价短期血糖控制情况 辅助鉴别应激性高血压 筛查糖尿病 GA17.1可以筛查出大部分未经诊断的糖尿病患者 应用评价 反映了23周血糖的平均水平，是一个短期血糖控制的评价指标 四、糖化蛋白质检测2.检测方法基于所带电荷不同 阳离子交换层析法和电泳法 基于糖化基团结构不同 亲和层析法和免疫学方法 化学分析技术 包括比色法和酶法 常用的是硫代巴比土酸法和酮胺氧化酶法四、糖化蛋白质检测（1）硫代巴比土酸法 检测原理 通过水解作用将GA中葡萄糖和白蛋白共价结合的桥梁结构5-羟甲基糠醛（5-HMF）分离出来，从而使5-HMF与硫代巴比土酸发生反应，以此测定GA含量方

13、法学评价 本法中5-HMF不耐热，且游离的葡萄糖会产生干扰四、糖化蛋白质检测（2）酮胺氧化酶法检测原理方法学评价 本法简便快捷、精密度高、准确性好、胆红素对其干扰较小，可用于自动化生化分析仪 参考区间10.817.1（中国血糖监测临床应用指南2011年版） 四、糖化蛋白质检测（三）晚期糖基化终末产物1.检验项目项目检测依据 是还原性糖（如葡萄糖）与机体的长寿蛋白质、氨基酸等大分子物质的游离氨基端通过一系列复杂的非酶促反应形成的结构多样的不可逆聚合物，饮食也是AGEs的来源之一 具有荧光特性 、交联性、不可逆性、结构异质性、对酶稳定、与多种细胞膜特异性受体结合发挥生物学效应 四、糖化蛋白质检测（

14、三）晚期糖基化终末产物临床意义AGEs通过影响蛋白质和细胞外基质的功能，促进糖尿病的微血管和大血管病变，参与糖尿病慢性并发症、动脉粥样硬化、尿毒症、阿尔茨海默病、白内障等多种疾病和衰老的发生、发展应用评价比HbA1c更长期的糖尿病控制指标，监测长期血糖水平、评估糖尿病并发症的程度 四、糖化蛋白质检测2.检测方法检测原理及方法学评价免疫荧光法 特异性强，敏感性高 ，但操作复杂，费时费力，荧光测定中的本底较高 ELISA 敏感度高、特异性好，但对时间和操作（如加样、温育等）要求严格，较费时（三）晚期糖基化终末产物四、糖化蛋白质检测荧光分光光度法 灵敏度高、选择性强、操作简单，但对溶剂要求严格 ，活

15、塞润滑油、橡皮塞、软木塞、去污粉、洗液、滤纸及微生物等因素易造成荧光污染 参考区间 20500ng/L（ELISA法）四、糖化蛋白质检测（三）晚期糖基化终末产物五、血糖调节物检测胰岛素及相关检测胰岛素原血糖调节物检测(一)胰岛素及相关检测1.检验项目项目检测依据胰岛素与C肽1:1生成五、血糖调节物检测胰岛素呈脉冲式分泌，基础分泌量约1U/h，每天总量约40U健康人在葡萄糖的刺激下，胰岛素呈二时相脉冲式分泌 静脉注射葡萄糖后的12min内是第一时相，10min内结束，呈尖而高的分泌峰，代表贮存胰岛素的快速释放；紧接着为第二时相，持续60120min，直到血糖水平回到正常，代表了胰岛素的合成和持续

16、释放能力 五、血糖调节物检测(一)胰岛素及相关检测临床意义胰岛素对空腹低血糖患者进行评估确认需进行胰岛素治疗的糖尿病患者预测T2DM的发展并评估患者状况评估胰岛素抵抗机制五、血糖调节物检测临床意义C肽主要用于评估空腹低血糖评估胰岛素的分泌监测胰腺手术效果五、血糖调节物检测尿C肽当需要连续评估细胞功能或不能频繁采血时，可测定尿C肽。非肾衰竭者24小时尿C肽与空腹血清C肽浓度相关性好胰岛素释放试验/C肽激发试验 T1DM患者激发试验无反应T2DM患者对葡萄糖刺激反应的第一时相分泌减少 ，大多数仍保留第二时相的反应 五、血糖调节物检测临床意义应用评价测定C肽比胰岛素有更多优点与外周血胰岛素浓度相比，

17、C肽浓度可更好地反映细胞功能不受外源性胰岛素干扰且不与胰岛素抗体反应尿C肽个体差异较大胰岛素释放试验/C肽激发试验在鉴别糖尿病类型上更特异和敏感五、血糖调节物检测2.检测方法胰岛素和C肽的检测方法主要分为2类免疫法 RIA、EIA、CLIA、ECLIA非免疫法 IDA、HPLC释放试验与OGTT同时进行方法学评价 所有免疫学检测方法均受到多种因素影响，抗胰岛素抗体、胰岛素原代谢片段、外源性胰岛素等，能与试剂中的抗体产生交叉反应，IDA、HPLC仪器昂贵、样本预处理较困难，故无法进入临床实验室五、血糖调节物检测参考区间空腹胰岛素（CLIA法）4.015.6U/L空腹胰岛素（ECLIA法）17.8

18、173.0 pmol/LC肽（ECLIA法）250.0600.0 pmol/L 五、血糖调节物检测葡萄糖刺激胰岛素分泌的动态试验五、血糖调节物检测（二）胰岛素原1.检验项目 项目检测依据 胰岛素的前体和储存形式 ，活性低，半寿期比胰岛素长23倍。在禁食后血浆胰岛素原浓度可达血浆胰岛素浓度的1015。病理情况下，胰岛细胞释放胰岛素原增多，血中水平升高五、血糖调节物检测临床意义胰岛素原浓度增加见于 T1DM，新合成的胰岛素原在未转变为胰岛素的情况下释放入血T2DM，胰岛素原比例和胰岛素原转化中间体都增加，与心血管危险因子关联GDM，胰岛素原及其裂解产物增加五、血糖调节物检测临床意义胰岛素原浓度增加

19、见于 细胞瘤罕见的家族性高胰岛素原血症 存在能与抗体起交叉反应的胰岛素原样物质五、血糖调节物检测应用评价多种疾病中都有升高在评价胰岛素抵抗及糖尿病病情上具有一定作用 胰岛素原在胰岛素样物质中所占的比率增加可作为妊娠糖尿病筛查预测指标，比年龄、肥胖和高血糖更好 五、血糖调节物检测2.检测方法主要采用免疫学方法，RIA、ELISA和ECLIA 方法学评价检测仍较困难，原因：抗体制备困难 ；不易获得参考品；与胰岛素和C肽有交叉反应 参考区间1.116.9pmol/L，各实验室需建立自己的参考值五、血糖调节物检测六、糖尿病并发症相关检测酮体体液乳酸和丙酮酸尿微量白蛋白糖尿病并发症相关检测（一）酮体检验

20、项目项目检测依据 包括乙酰乙酸20 、丙酮2和-羟丁酸78 。糖代谢障碍时，脂肪分解代谢加速 ，产生大量酮体 ，过多的酮体从尿中排出，称为酮尿 。反映了机体代谢和酸碱平衡的状态 六、糖尿病并发症相关检测 （一）酮体临床意义酮体生成增加见于未控制的糖尿病，尿酮体阳性还见于饥饿、高脂饮食、呕吐、妊娠中毒血症等 应用评价多数检测方法都只测定或检测乙酰乙酸，会出现与临床症状不相符的情况 。监测血-羟丁酸的含量才能得到酮症的比较真实的情况 六、糖尿病并发症相关检测（一）酮体检测方法 目前没有一种临床常用方法能同时检测出血清或尿液中酮体的三种组分（1）尿酮体定性和半定量检测 检测原理及方法学评价见临床基础

21、检验学技术 六、糖尿病并发症相关检测（2）-羟丁酸检测检测原理参考区间糖代谢正常时血液和尿液中酮体为阴性空腹血清中-羟丁酸为0.020.27mmol/L长时间运动后血液中酮体含量可达2.0mmol/L六、糖尿病并发症相关检测（二）体液乳酸和丙酮酸 1.检验项目项目检测依据 乳酸是糖代谢的中间产物，由丙酮酸还原而成。糖尿病时，机体组织不能有效地利用血糖，丙酮酸大量还原为乳酸，使体内乳酸堆积增多六、糖尿病并发症相关检测临床意义一般认为乳酸浓度超过5mmol/L以及pH小于7.25时，提示有明显的乳酸性酸中毒 乳酸/丙酮酸比值25，提示糖异生缺陷比值35，提示缺氧导致的胞内代谢降低 应用评价二者反映

22、了机体的代谢状态，是常用的诊断指标六、糖尿病并发症相关检测（二）体液乳酸和丙酮酸2.检测方法（1）全血乳酸样本收集和储存严格遵循样本的收集和处理程序，以防止乳酸浓度的改变 。受试者需要禁食，并完全静息至少2小时，以保证血液乳酸浓度达到稳定 状态。抽取静脉血 的时候不能使用压脉带六、糖尿病并发症相关检测检测原理方法学评价 高度特异性和灵敏性六、糖尿病并发症相关检测2.检测方法参考区间六、糖尿病并发症相关检测不同样本种乳酸浓度的参考区间（2）全血丙酮酸样本收集和储存 同“乳酸”检测原理方法学评价 丙酮酸很不稳定，需利用高氯酸等制备无蛋白滤液进行测定 六、糖尿病并发症相关检测参考区间六、糖尿病并发症

23、相关检测不同样本种丙酮酸浓度的参考区间（三）尿白蛋白 1.检验项目项目检测依据 指尿中出现的白蛋白，超过了正常尿液的蛋白水平但低于常规试带法可检出的范围，反映了肾脏异常渗漏临床意义 是反映肾脏病变的敏感指标，其检出不仅是糖尿病肾病的早期表现，也是高血压、心血管疾病的独立危险因素 六、糖尿病并发症相关检测（三）尿白蛋白 应用评价尿白蛋白被公认为是一种灵敏、简便、快速的早期肾脏损伤的检测指标，易于在常规实验室中广泛应用，对早期肾损害的诊断远远优于常规的定性或半定量试验检测原理、方法学评价及参考区间详见本书第十三章“肾脏疾病的生物化学检验”六、糖尿病并发症相关检测七、糖尿病自身抗体检测（一）检验项目

24、项目检测依据T1DM是遗传易感个体通过自身抗原介导的免疫反应，引起胰岛细胞破坏的自身免疫性疾病。多个自身抗体已用于临床诊断和筛查抗胰岛细胞抗体（ICA） 七、糖尿病自身抗体检测（一）检验项目抗谷氨酸脱羧酶抗体（GADA） 抗酪氨酸磷酸酶-2抗体(IA-2A) 抗胰岛素自身抗体(IAA) 临床意义自身抗体的检测对T1DM的预测、鉴别诊断和胰岛素治疗效果监测有重要的参考价值ICA阳性早于T1DM发病8年前可被检测出，是糖尿病的高危指标高滴度的ICA（大于20-40JDF单位）预示疾病进展的高危险性七、糖尿病自身抗体检测 临床意义GADA阳性预测T1DM 从T2DM中鉴别成人隐匿性免疫性糖尿病 可作

25、为普查指标，用于筛查和发现T1DM的高危人群和个体IA-2A 阳性新发现的T1DM中IA-2A阳性率为5575，特异性强七、糖尿病自身抗体检测IAA阳性在未曾使用过外源性胰岛素的病人体内检测出IAA更具有诊断意义，其产生与T1DM的发生有显著相关性IAA水平与T1DM发生的速度相关，高滴度者发病快为改进糖尿病治疗方案提供重要依据 是评价药用胰岛素质量（免疫原性和纯度）的可靠指标七、糖尿病自身抗体检测临床意义应用评价上述抗体的联合检测对T1DM有高度诊断阳性率（可达98)和特异性(可达99.6)，而单一检测的敏感性仅为3968.8ICA和GAD或IAA同时阳性，这类病人发生T1DM的危险性是仅I

26、CA阳性的病人的3-5倍七、糖尿病自身抗体检测（二）检测方法样本收集和储存组织或血液样本 新鲜血液，无溶血、脂血或浑浊 ，不含抗凝剂或保护剂或防腐剂七、糖尿病自身抗体检测（二）检测方法检测原理采用免疫学方法检测 参考区间正常时自身抗体为阴性 七、糖尿病自身抗体检测第三节 临床生物化学检验项目在糖代谢紊乱诊治中的应用 一、临床生物化学检验项目在糖尿病诊治中的应用（一）糖尿病的早期筛查 糖尿病的早期筛查指标包括免疫学标志物（包括ICA、IAA、GAD和IA-2抗体基因标志物，如HLA的某些基因型胰岛素分泌，包括空腹分泌、脉冲分泌和葡萄糖刺激分泌血糖，包括IFG和IGT 无症状患这种筛查糖尿病一、临床生物化学检验项目在糖尿病诊治中的应用一、临床生物化学检验项目在糖尿病诊治中的应用糖尿病危人群诊断标准（二）糖尿病的生物化学诊断一、临床生物化学检验项目在糖尿病诊治中的应用妊娠期糖尿病的筛查和诊断一、临床生物化学检验项目在糖尿病诊治中的应用糖尿病前期的诊断标准一、临床生物化学检验项目在糖尿病诊治中的应用（三）糖尿病治疗效果评价GA反映测定前23周的血糖平均水平HbA1c反映过去68周的平均血糖浓度AGEs是比HbA1c更长期的糖尿病控制指标 一、临床生物化学检验项目在糖尿病诊治中的应用（四）糖尿病并发症的生物化学诊断糖