案例经过
患者 A,男性,38 岁,骨科门诊因「两个月行前左小腿骨筋膜室综合征减张术后不愈合」收入院。患者自述无高血压、心脏病病史,无糖尿病、脑血管病病史。入院检查,血常规血小板 449*10^9 个/L 其余各项指标正常,血生化葡萄糖 4.95 mmol/L,总胆固醇 6.44 mmol/L,甘油三酯 2.08 mmol/L 高密度脂蛋白胆固醇 0.98 mmol/L,低密度脂蛋白胆固醇 4.92 mmol/L;但是,糖化血红蛋白未测出。
我们调取糖化血红蛋白仪器检测原始图谱(图 1),图谱和结果显示划分异常报警 Abnormal Fraction- Duplex peaks,仪器自动判读达到 9 个特征峰,怀疑该样本存在血红蛋白变异体。
进一步改用血红蛋白快速检测模式(图 2)和变异体模式(图 3)同样没有检测结果,异常信息提示「双峰」。以上信息均提示可能存在血红蛋白变异体,影响到了 S-A1c 峰的分离。
进一步,我们采用毛细管电泳法进行分析,其 HbA1c 检测结果为 5.6 %(峰图见图 4),未提示异常信息 。
对于图谱异常(提示血红蛋白变异体)样本,患者异常血红蛋白的存在可能对血红蛋白的糖基化过程产生干扰,因此此病例糖化血红蛋白测定结果不能准确反映该患者过去 2~3 个月内的平均血糖水平。正常上报结果的同时我们也对该标本特别备注,告知临床存在干扰,并建议选用其他指标(如空腹血糖、糖化白蛋白等)评价患者血糖水平。
案例分析
糖化血红蛋白(HbA1c)于 1969 年被首次描述,并在 20 世纪 80 年代逐渐被纳入临床实践,2010 年开始被用于糖尿病诊断。
血液中的 HbA1c 水平反映红细胞在其生命周期(男性约为 117 天,女性约为 106 天)中所暴露的平均葡萄糖水平。因此,HbA1c 是前 2~3 个月血糖控制水平的指标。其与糖尿病并发症的发生相关联,已成为糖尿病管理的基石。[1] 为致力于糖化血红蛋白结果一致性,美国于 1993 年启动以高压液相色谱法作为参照方法的糖化血红蛋白标准化计划(National Glycohemoglobin Standardization Program,NGSP)。目前,NGSP 正在努力实现全球范围内的检测标准化。
中国的糖化血红蛋白标准化计划由上海中山医院发起,近年取得很好成效。实际运用中要知晓不同标准化体系中单位换算:
% NGSPHbA1c 和 IFCC mmol/mol 单位换算关系为 NGSP =(0.09148* IFCC) + 2.152
血红蛋白 A(HbA)是由两条 α 和两条 β 珠蛋白链形成的四聚体。当接触到高水平的血糖时,血红蛋白在分子的不同位置会发生非酶化糖化。当葡萄糖被添加到 Hb 的 β 链的 N 末端缬氨酸残基上时,就形成了 HbA1c。血红蛋白 Hb 形成糖化血红蛋白的过程,这个过程有两个步骤:第一步是葡萄糖的醛基与氨基酸的 NH2 基反应形成希夫碱或醛二胺,也被称为「不稳定 HbA1c」或 L-A1c。在第二步中,L-A1c 经过 Amadori 反应形成 1-氨基-1-脱氧果糖,其中含有一个更稳定不可逆的酮胺键,即 S-A1c。在 HbA1c 中,位于 Hb β 链 N 端的缬氨酸通过酮胺键与氨基-1 脱氧果糖连接。[2]
糖化血红蛋白与非糖基化血红蛋白存在某些理化性质差异。基于此,HbA1c 现有多种测定方法被开发出来:高效液相色谱法(HPLC)- 阳离子交换高效液相色谱法(IE-HPLC)和硼酸盐亲和层析法、毛细管电泳法、质谱法、免疫分析法和酶法。最广泛使用的测定方法是基于糖基化和非糖基化表面电荷差异而开发的离子交换高效液相色谱法。
为什么离子交换高效液相色谱法检测糖化血红蛋白会遭遇上述案例的「无奈」?
从糖化血红蛋白的产生及检测方法可知,影响糖化血红蛋白检测的因素主要来源于四个方面:1、血红蛋白变异体和血红蛋白亚类(HbF)对以 HbA1c 为对象所开发的检测方法的影响;2、血红蛋白糖化的速率;3、红细胞寿命;4、药物和白细胞等其他因素。[1,3]
所有影响糖化血红蛋白的因素中,血红蛋白变异体占据很大比例。血红蛋白变异体对 HbA1c 测定结果影响包括 2 个方面,即对 HbA1c 生成的影响和对检测方法的干扰。
因为血红蛋白变异体可能影响红细胞寿命,且血红蛋白变异体与正常 HbA1c 的糖基化的速率不同。[4] 所以,想要评价血红蛋白变异体对 HbA1c 生成的影响必须要清楚各种方法检测血红蛋白的具体成分(简称分析谱)和计算方法。(详见表 1)
只有进一步确定以上内容,我们面对糖化血红蛋白与临床不相符合的情况才能进行合理的解释。对于易受变异体影响的 IE-HPLC 法,一般只有在仪器自动判读不出来时才会考虑变异体存在。但是,对于仪器自动判读出结果的标本也可能受变异体影响。血红蛋白变异体对 HbA1c 的影响可正可负,具体需要明确变异体种类。这在实际检验工作中非常困难,但是可参照前文案例分析中提到的方法进行处理。[4] 目前已知的变异体对各种检测方法影响见表 2。
表 2 我国常见血红蛋白变异体杂合子对不同方法检测 HbA1c 的干扰。[1]
作者:王明阳 副主任技师 郑州大学第一附属医院
首发:丁香园检验时间
投稿邮箱:tangshixuan@dxy.cn
[1] 周翔海,纪玲,纪立农,等。影响糖化血红蛋白临床应用的血红蛋白变异体识别的专家共识 [J]. 中国糖尿病杂志,2023, 31 (8):561-570.
[2] Chen Z , Shao L , Jiang M ,et al. Interpretation of HbA1c lies at the intersection of analytical methodology, clinical biochemistry and hematology (vol 24, 707, 2022)[J].Experimental and therapeutic medicine. 2023(4):25.
[3] Unnikrishnan R , Anjana R M , Mohan V .Drugs affecting HbA1c levels[J].Indian Journal of Endocrinology & Metabolism, 2012, 16(4):528-531.
[4]Siv,M,Osterman-Golkar,et al. Assessment of the relationship between glucose and A1c using kinetic modeling - ScienceDirect[J].Journal of Diabetes and its Complications, 2006, 20(5):285-294.