糖尿病實驗室常用檢測方法的研究進展

糖尿病是由胰島素缺乏引起的身體糖、蛋白質(zhì)和脂肪代謝障礙引起的。實驗室最顯著的變化是血糖增加。血糖測量儀器有多種多樣,按檢測時受創(chuàng)傷的程度可分為接觸痛苦式血糖檢測儀,近無傷害血糖濃度檢測儀和無創(chuàng)傷血糖濃度檢測儀。血糖傳統(tǒng)檢測方法是從體內(nèi)抽取血液進行生化分析,這屬于有創(chuàng)檢測,不僅給病人帶來痛苦,而且容易造成各種體液傳染性疾病傳播。近年來出現(xiàn)的無創(chuàng)檢測技術(shù)及連續(xù)監(jiān)測技術(shù)進行血糖濃度檢測的新技術(shù),這種方法改變了傳統(tǒng)檢測方法的弊端,使用方便。本文將血糖檢測技術(shù)研究進展綜述如下。1.其他氧化葡萄糖傳統(tǒng)檢測血糖常用的方法是從體內(nèi)抽取靜脈血液或刺破病人手指,提取血液樣品,進行生化分析,屬于有創(chuàng)檢測。早期用于檢測血糖的方法為鄰甲苯胺法,此法對醛糖如葡萄糖、半乳糖、木糖甚至抗壞血酸均有反應(yīng),并在酸性環(huán)境中產(chǎn)生綠色,鄰甲苯胺對葡萄糖特異性較差,而且酸性溶液對自動化測定的管道有破壞,因此近年已逐步被淘汰。葡萄糖氧化酶(GOD)法是目前應(yīng)用檢測血糖最廣泛的一種方法,本法基本上不受其他化合物的干擾,其原理為利用氧和水將葡萄糖氧化為葡萄糖酸,并釋放過氧化氫。過氧化物酶在色原性氧受體存在時將過氧化氫分解為水和氧,并使色原性氧受體4-氨基安替比林和酚去氫縮合為紅色醌類化合物,即Trinder反應(yīng)。紅色醌類化合物的生成量與葡萄糖含量成正比。近年應(yīng)用己糖激酶(HK)法,此酶將葡萄糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖6磷酸(G6P),當有另外的G6P脫氫酶(G6PD)存在時,可以測定此酶還原NADP的能力而測出葡萄糖。實現(xiàn)各檢測系統(tǒng)血漿葡萄糖測定的可比性,對臨床診斷和治療有非常重要的價值,由于血糖檢測方法儀器繁多,除做好各儀器的室內(nèi)質(zhì)量控制外,還應(yīng)建立可溯源的目標檢測系統(tǒng),將自建檢測的結(jié)果與目標檢測系統(tǒng)的結(jié)果進行比較,使各檢測系統(tǒng)間的結(jié)果具有可比性。目前世界衛(wèi)生組織推薦GOD法和HK法作為血糖測定的參考標準,并得到第十九屆世界糖尿病大會和WHO官方網(wǎng)站顧問組的認可,建議靜脈血漿葡萄糖應(yīng)該作為測定和報告血糖濃度的標準方法。認為其檢測結(jié)果穩(wěn)定、可靠,但多次測定,需反復(fù)抽血,測定出結(jié)果時間相對較長,不方便患者,這種從體內(nèi)抽取血液進行生化分析屬于有創(chuàng)檢測,不僅給病人帶來痛苦,容易造成各種體液傳染性疾病傳播,抽血麻煩,用血多,且當時看不到結(jié)果,因此,生化分析法應(yīng)用受到一定限制。2.重視控制充血功能1968年第一臺快速血糖儀問世,采指尖一滴血患者就可以自行檢測血糖,屬于微創(chuàng)檢測。其檢測原理早期為葡萄糖氧化酶比色反應(yīng)。此酶作為觸酶使葡萄糖氧化葡萄糖酸及過氧化氫,而過氧化氫使氧接受劑氧化而產(chǎn)生顏色改變,可用反射光度計或吸收光度計測定。目前已發(fā)展到采用電化學(xué)測定,通過反應(yīng)過程中產(chǎn)生的電流而得出血糖值?？焖傺莾x具有穩(wěn)定可靠、操作簡單、經(jīng)濟、需血量少、尤其對連續(xù)多次血糖監(jiān)測的病人,可減輕多次采靜脈血造成的痛苦,并為快速診斷提供科學(xué)依據(jù)。因此被廣泛應(yīng)用作床邊檢測血糖的常用工具,并得到良好的評價。但末梢血是毛細血管全血,包含血漿和紅細胞。而紅細胞中含葡萄糖比血漿中少,空腹時末梢血全血的血糖值應(yīng)該比靜脈血的血漿血糖值低約12%,又由于采取末梢血時常伴隨有組織液的滲出,使末梢血血糖更容易低于靜脈血漿血糖。這種血糖儀臨床上主要由患者自行操作,影響血糖值結(jié)果的因素增多,有時誤差較大,原因主要在于操作者,當然快速血糖儀本身質(zhì)量可靠性和準確性也有關(guān)系。按說明書規(guī)定操作,如未校正試紙代碼,保存試紙不當,未定期用校正液校正等;未定期對血糖儀作清潔維護,排除比色系統(tǒng)受到污染;給指尖消毒時,不能使用碘酒,消毒用的酒精要干透才能穿刺指尖;檢測時取血樣血滴過少或擠手指太用力使組織液稀釋血液等,其準確性將受到影響。此外,維生素C、膽紅素等血內(nèi)有內(nèi)源或外源性干擾物質(zhì),一些患者血脂很高,血呈油狀,會使比色的光反射出錯,如用比色法的快速血糖儀將會影響結(jié)果。血糖太高或太低易出誤差,還受到電磁干擾。這些林林總總的影響因素,限制了快速血糖儀的結(jié)果不能作為糖尿病診斷的依據(jù),只能用于糖尿病人日常的自我監(jiān)控,為保證結(jié)果的準確性,應(yīng)進行及時校準和質(zhì)量監(jiān)控。3.浮動基準檢測無創(chuàng)血糖檢測是一種不需要收集血液樣本進行血糖濃度測量的新技術(shù),它不會造成人體任何創(chuàng)傷,不會造成體液傳染病傳播,使用方便。近年來這方面的研究已成為國際學(xué)術(shù)界的熱點,出現(xiàn)了近紅外光譜、遠紅外光譜、偏振光旋光技術(shù)、經(jīng)皮反向離子抽吸技術(shù)、電阻抗測量等各種原理的測量方案。由美國加利福尼亞州Cygnus公司生產(chǎn)的GlucoWatchBiographer腕表式血糖檢測裝置,利用反向離子抽吸技術(shù),通過對滲出體液的分析,每10min讀出一個數(shù)據(jù),并可連續(xù)記錄13h,即78個血糖值。第二代腕表式血糖檢測裝置GlucoWatchG2Biographer(GWG2B)也于2002年獲得美國FDA批準可憑處方對成人及7~17歲青少年銷售,歐洲也批準進入市場。近年國內(nèi)沈滔、沈耀春等也對血糖濃度的無創(chuàng)性檢測進行深入的研究,并取得新的進展。近紅外光譜技術(shù)在對物質(zhì)的分析測試中有以下優(yōu)點:①近紅外光區(qū)域的吸收系數(shù)小;②適用于漫反射技術(shù);③近紅外光可以在玻璃和石英中穿透;④投資及操作費用低;⑤可以用于樣品的定性,也可以得到精度很高的定量結(jié)果;⑥不用試劑,故不污染環(huán)境;⑦測定速度極快。在很短時間內(nèi)已成為無創(chuàng)血糖檢測技術(shù)研究的主要方法。但李剛等則認為,生物內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)及其成分復(fù)雜多樣,近紅外區(qū)域光譜吸收不顯著,其光譜測量存在多種干擾因素,導(dǎo)致信噪比和測量精度較低,尤其個體差異和檢測條件對光體測量的精度有較大的影響,浮動基準法檢測技術(shù)能有效地減小測量環(huán)境變化及背景樣品的變化,是解決人體生理背景變化干擾問題最有希望的方案之一。新近唐飛等介紹了一種代謝熱整合法無創(chuàng)血糖檢測技術(shù),采用溫度傳感器、紅外傳感器、濕度傳感器和光學(xué)測量裝置,通過測量人體代謝產(chǎn)生的熱量、血液流速、血氧飽和度,利用人體代謝產(chǎn)生的熱量是血糖濃度、供氧量的函數(shù),可以推算出血糖濃度。他們對代謝熱整合法無創(chuàng)血糖檢測技術(shù)進行了研究并研制了實驗樣機。針對體檢人群、門診病患和臨床實驗病患進行了臨床實驗,并對采集的數(shù)據(jù)進行了分析處理,其血糖的檢測結(jié)果與大型生化分析儀測得的結(jié)果的相對系數(shù)達到0.856。實驗證明,代謝熱整合法無創(chuàng)血糖檢測技術(shù)是可行的。盡管無創(chuàng)血糖檢測儀的研究和開發(fā)進展很快,但是,這類經(jīng)皮檢測的儀器,受許多因素的影響,結(jié)果的準確性有待提高。4.無創(chuàng)和連續(xù)動態(tài)式血糖檢測的準確性和局限性由于生化分析法和快速血糖儀這種有創(chuàng)或微創(chuàng)技術(shù)不能連續(xù)動態(tài)檢測患者的血糖而得不到更接近真實情況。因此,動態(tài)血糖監(jiān)測系統(tǒng)(CGMS)應(yīng)運而生。動態(tài)光譜法可消除個體差異和測量條件對光譜檢測的影響。有研究認為,由于動脈的脈動現(xiàn)象,血管中血流量呈周期性變化,血液是不透明液體,光在血液中的穿透性要比在組織穿透小幾十倍,因此脈搏的變化可以引起近紅外光譜吸光度的變化,所以通過動態(tài)光譜記錄動脈充盈至最大與動脈收縮至最小時的吸光度值,可以消除個體差異和測量條件對光譜測量的影響,校正模型預(yù)測能力,提高光譜檢測的精度。美國MiniMed公司生產(chǎn)的CGMS已于1999年6月獲得美國FDA批準上市。CGMS是一個微創(chuàng)血糖監(jiān)測系統(tǒng),通過檢測皮下組織間液的葡萄糖濃度而反映血糖水平,它可不間斷地監(jiān)測病人1天中的每時每刻的血糖值,該儀器僅有手機大小,內(nèi)有微電腦芯片,有一細微軟管連接儀器與探測頭,探測頭插入腹部皮下組織。儀器每10秒鐘從探測器接受一次反映血糖變化的電信號,將每5分鐘的電信號平均值轉(zhuǎn)換成血糖值存儲起來。每天可記錄、存儲288個血糖值。該儀器同時還可記錄和貯存進餐、運動、用藥等事件。CGMS可連續(xù)監(jiān)測3天(72小時)血糖的動態(tài)變化,而后可把數(shù)據(jù)下載到普通電腦中,給醫(yī)生提供診斷依據(jù)。然而,CGMS與無創(chuàng)檢測技術(shù)的GWG2B裝置一樣,準確性還存在一定問題,主要是在胰島素誘發(fā)低血糖時,這些裝置監(jiān)測血糖可信度不高。因此,美國食品與藥品管理局建議不能只根據(jù)資料而改變治療方案,必須首先用標準的血糖儀進行核對。綜上所述,有創(chuàng)技術(shù)和無創(chuàng)技術(shù)各有優(yōu)劣,在一個較長的階段,兩種技術(shù)將取