糖尿病治中的糖化血红蛋白应用潘柏申

1、复旦大学附属中山医院潘柏申l糖尿病严重危害人们生命健康，目前已占发病的第三位l糖尿病死亡率增加速度是最快的，成为仅次于心血管疾病和癌症的第三大死亡原因 l目前我国糖尿病患者数约为 4 千万，发病率已上升到2.5%3.25% l预计 2025 年全球糖尿病患者数将达 3 亿（我国将达 8千万）l美国1997年用于糖尿病的医疗费用约 1000 亿美元；用于糖尿病患者的人均费用是非糖尿病患者的 4 倍l英国用于糖尿病的费用占全国卫生健康费用总额的 10%（约 490 亿英镑）l中国城市治疗 2 型糖尿病及其并发症的直接医疗总成本为 188 亿元，占卫生总费用的 4 % l治疗无并发症 2 型糖尿病的

2、直接医疗总成本为 35.8亿元，占年医疗成本的19l治疗有并发症的 2 型糖尿病的直接医疗总成本为 152.4亿元，占年医疗成本81l北京和上海治疗 2 型糖尿病的总医疗成本最高，分别为每年 6.85 亿元和 5.41 亿元 l1958年，发现 hb a有三种亚组分 (hb a1a, hb a1b, hb a1c)allen et al. j am chem 1958;80:1628-1634l1966年，初步了解结构状况holmquist et al. biochemistry 1966;5:2489-2503 l1968年-1969年，研究证实糖尿病与糖化血红蛋白升高有关rahbar. c

3、lin chim acta 1968;22:296-298rahbar et al. biochem biophys res comm 1969;36:838-843l1976年，发现糖尿病时升高的糖化血红蛋白 主要是 hb a1cbunn et al. j clin invest 1976;57:1652-1659l1976年，证实 hb a1c 水平与空腹血糖浓度相关koenig et al. diabetes 1976;25:230-232 l1977年-1984年，大量研究证实这一现象gabbay et al. j clin endocrinol metab 1977;44:85986

4、4 gonen et al. lancet 1977;2:734 737bunn. diabetes 1981;30:613 617 jovanovic et al. am j med 1981;70:331338 mayer et al. clin chim acta 1983;127:147184 nathan et al. n engl j med 1984;310:341346 l1982年，发现hb a另外两个较少见的糖基化结构mortensen et al. biochem biophys acta 1982;707:154-163l1982年，证实 hb a1c 水平在红细胞生命

5、周期中动态变化mortensen et al. clin chem acta 1983;134:317326l随后得到大量研究证实 糖化血红蛋白的形成和命名检测hba1c的临床意义hba1c的检测方法和检测标准化l血红蛋白糖基化是红细胞内的葡萄糖和血红蛋白 链 n末端颉氨酸氨基之间的一非酶促反应过程，是一种不可逆反应l糖化血红蛋白的形成速率与血糖浓度（红细胞内的葡萄糖浓度）有关，而与胰岛素无关l糖化血红蛋白形成过程存在于红细胞整个 120 天的生命周期中 糖化血红蛋白（hb a1）通常占总血红蛋白的 58%，由hb a1a （约占1.6%），hb a1b （约占0.8%）和hb a1c（约占3

6、6%）三种成分组成。hb a1c 是其中重要的亚组分，占hb a1 的 70%90%，其血红蛋白链 n-末端颉氨酸残基通过非酶促糖化作用以共价键与葡萄糖分子相连接hba (95-97%)血红蛋白a hba0 (90%)未结合糖的hba (a22) hba1 (5-7%) 链氨基末端颉氨酸结合糖的hba0 -hba1a结合糖的hba1 hba1a1结合果糖-1,6-二磷酸的hba1 hba1a2结合葡萄糖-6-磷酸的hba1 -hba1b结合未知的碳水化合物后的hba1 -hba1c结合葡萄糖后的hba1, hba1的 70-90% hba2 (3%) 血红蛋白a (a2d2)hbf (1%)血

7、红蛋白f (a2g2)糖化血红蛋白的形成和命名检测hba1c的临床意义hba1c的检测方法和检测标准化l测定 hb a1c 可用于了解一段较长时间内的血糖水平l测定 hb a1c 还可作为评价治疗效果的一项指标 因为hb a1c测定较客观，不依赖于病人的其他条件（如抽血时间、是否空腹、是否应用胰岛素等），所以 1980s起逐渐被临床广泛应用，成为判定血糖长期控制情况的良好指标l美国曾进行了大规模的糖尿病控制和并发症临床实验（dcct）l英国也进行了著名的糖尿病前瞻性研究（ukpds）l这些实验的最大成果之一是证实了血糖控制（通过定量检测ghb）与发展为糖尿病慢性并发症的危险性之间的关系研究结果

8、证实，l良好控制血糖将可以大大减少糖尿病并发症（视网膜病变、肾脏损害、血管病变等）的发生和发展lhba1c 每降低 10%（例如 12% 10.2%，或 8% 7.2%），糖尿病慢性并发症的危险性降低 45%l为了解和证实血糖的控制程度，糖尿病患者应常规定期进行 ghb 检测l血糖稳定的患者每年至少测定 hb a1c 两次l调整治疗方案或血糖控制未达到要求的患者每 3个月至少测定 hb a1c 一次ada建议，lhba1c 测定方法得到的值应具有可溯源性，应与dcct的参考方法具有一致性l糖尿病的治疗目标是 hba1c 应保持在7%l测定值8%，必须调整或重新制定治疗计划糖化血红蛋白的形成和命

9、名检测hba1c的临床意义hba1c的检测方法和检测标准化l1970年代，hb a1c 开始应用于临床检测血糖控制水平水平l测定方法精密性差l不同实验室检测结果的差异很大boucher et al. diabetologia 1983;24:265-271l1984年，peterson 等人提出hb a1c 检测采用统一的校正品peterson et al. diabetologia 1984;26:214-217l1993年报告 dcct 结果， hb a1c 检测结果的一致性和标准化得到重视n engl j med 1993;329:977986l全球不同地方采用各自的“标准化”（一致性）

10、方式，存在差异l1995年，ifcc 设立 hb a1c 标准化工作组（wg-hb a1c），开始hb a1c标准化工作l1996年，美国开始“全国血红蛋白标准化计划”（national glycohemoglobin standardization program，ngsp）（一）比色分析- 比色法 - 分光光度法 （二）分离技术- 层析（色谱） 微柱法 hplc - 电泳 琼脂糖凝胶电泳 等电聚焦电泳（三）免疫方法-酶免疫分析32%65%54%2007年1995年检测 干扰 检测方法检测对象预处理 hbfhbs/hbc 温度比色分析总ghb需要有分离技术 亲和层析微柱总ghb有离子交换微柱

11、hba1 or hba1c需要有有敏感 hplchba1c需要敏感 电泳hba1有免疫方法hba1c有l由于ghb检测的重要性和检测方法的多样性，实验室应了解血红蛋白有关成分对检测方法的干扰，并选用合适的检测方法l不同的ghb测定方法可得到不同的ghb测定值l美国从1996年起开展国家糖化血红蛋白标准化计划（ngsp），在ghb的检测值一致性方面取得了巨大成功lngsp 由指导委员会和实验室网络组成。实验室网络包括一级中心参考实验室（cprl）、一级参考实验室（prl）和二级参考实验室（srl） ngsp实验室网络对生产厂商和检测实验室的管理方法：l校准（calibration）l认可（cer

12、tification）l比对（proficiency testing）lngsp 对各种 ghb 检测方法和试剂定期进行评定，认可合格的有效期为一年，并在网上公布详细数据，内容包括生产厂商、检测方法和仪器、换算公式、认可日期、试剂批号、校正品批号和定值、认可的参考实验室等（http：/）l实验室应采用可溯源到dcct ghb 参考物的方法l检测实验室应参加能力比对试验l检测的批内cv应5%（最好3%）l每次检测同时测两个不同值的质控标本lghb 测定结果应以 hba1c 形式报告l 美国临床病理学会（cap）每年进行两次ghb的pt调查l 调查采用新鲜血样品实验室报告结

13、果1993年2006年 hba1c50%99% ngsp认可的方法98% ghb29%1% hba121%0美国推行ngsp后实验室报告ghb检测结果的变化l采用 ngsp 认可方法的实验室报告结果l采用ngsp认可的方法，检测均值与 ngsp 的 hba1c 靶值的差异分别为0.3%（低值）, 0.4%（中值）和 0.5 %（高值）l大部分(约95%)实验室方法之间的差异cv 5.0 %；l不再考虑不同方法组的均值l2008年可接受标准为 ngsp 靶值的12%l2009年可接受标准为 ngsp 靶值的10%l2010年要求达到8%；2011年将要求达到6%l总的符合率为95.2% 97.1

14、%2002年ifcc发表文件，l正式推荐的检测 hba1c 的参考方法为 hplc-ms 或 hplc-cel校准品为纯化的 hbao 和 hba1c 混合物，共 6 个浓度l室内cv0.472.07%；室间cv1.352.27%ngsp %hba1c ifcc %hba1c difference %hba1c42.11.953.21.864.31.775.41.686.41.697.51.5108.61.4119.71.31210.71.3血浆葡萄糖(mmol/l)dcct/ngsp 方法1.98 x hba1c(%) 4.29ifcc方法1.73 x hba1c(%) + 0.20lifc

15、c 推荐方法的测定值与dcct的结果相关良好l如果仍保留dcct的值，从ifcc参考系统获得的结果与相当于dcct浓度的转换lthe relationship between hba1c results from the ngsp network and the ifcc network has been evaluated and a master equation has been developed ngsp = (0.915 x ifcc) + 2.15l2002年ifcc方法初步确定的参考范围为 3.330.48%（均数2sd）；第97.5百分位值为 3.8%lifcc 推荐方法的参

16、考范围与dcct的结果存在一定差异（1.5%2%）lifcc推荐方法的参考范围是否随新的参考系统被采用或者仍保留目前广泛使用的可溯源到dcct的值？l这一重要问题的合适解决要求国际间的意见一致和共同努力 国际临床化学联盟（ifcc）工作组和 ngsp 正联合推进糖化血红蛋白标准化工作，欲使各种方法与 dcct 的结果具有可比性report new ifcc rangemaintain current values (ngsp/dcct/ukpds)检测值反映了实际浓度已为医生和病人熟知有助于使糖尿病专业人员和病人了解hba1c 检测的知识和意义有证据表明（如ukpds 和 dcct） hba1

17、c 数值的临床意义 有助于重新定义 hba1c 有利之处report of the ada/easd/idf working group of the hba1c assay. diabetologia 2004;47:r534.report new ifcc rangemaintain current values (ngsp/dcct/ukpds)为避免概念混淆，需要耗费时间和金钱帮助人们重新认识hba1c检测值不是真正的浓度一段时间内检测实验室之间的差异可能增大采用 mmol/l 可能与葡萄糖浓度单位混淆不利之处report of the ada/easd/idf working gro

18、up of the hba1c assay. diabetologia 2004;47:r534.report new ifcc rangemaintain current values (ngsp/dcct/ukpds)瑞典的实验表明可能存在血糖控制不良的风险错失改进检测方法的时机检测结果数值变小使病人对变化的认识不足不利之处report of the ada/easd/idf working group of the hba1c assay. diabetologia 2004;47:r534.immediate1. 采用 ifcc 参考方法作为新的全球标准为hba1c 生产厂商定值2.

19、国际参考实验室网络的确认程序采用 ifcc 方法3. 在其他工作未完成之前，生产厂商目前可继续沿用 dcct/ukpds 的数值，暂不改变 hba1c的测定值report of the ada/easd/idf working group of the hba1c assay. diabetologia 2004;47:r534.next 3 years1. 确认血糖值与 hba1c 的关系，尤其是在 2 型糖尿病中的应用价值2. 进行前瞻性研究确认不同人群中血糖值与 hba1c 的关系3. 计划对公众和专业人员进行新的检测方式的宣传教育report of the ada/easd/idf w

20、orking group of the hba1c assay. diabetologia 2004;47:r534.l采用 “mmol / mole” 为单位，而不是 %lifcc wg-hba1c 不主张将 hba1c 仅仅看做为“平均血糖值”ifcc wg-hba1c. clin chem lab med 2007;45:1077-1080ifcc c-npu. clin chem lab med 2007;45:1081-10821. hba1c 检测（包括参考检测系统和测定报告值）应全球标准化2. 只有当实现检测标准化后，ifcc 的hba1c 参考检测系统才有价值3. hba1c

21、检测结果的单位应采用 ifcc 单位 (mmol/mol) 和采用ifcc-ngsp换算公式的 ngsp 单位ada, easd, ifcc, idf. diabetes care 2007;30:2399-24004. 一旦“a1c-平均血糖（adag）研究”取得预想的结果，根据 hba1c 测定值推算得到平均血糖值可用于解释hba1c 的测定值5. 临床诊疗指南中控制血糖观测指标应采用 ifcc 单位 (mmol/mol) 或采用ifcc-ngsp换算公式的 ngsp 单位和平均血糖值ada, easd, ifcc, idf. diabetes care 2007;30:2399-2400

22、l各学术组织一致赞同这些观点，并将在全球范围尽快完全实施ada, easd, ifcc idf. diabetes care 2007;30:2399-2400ladag 研究是国际合作中心研究，得到美国糖尿病学会 (ada), 欧洲糖尿病研究学会 (easd) 和世界糖尿病协会 (idf)的支持diabetes care 2008;31:1473-1478研究目的l确认 hba1c 与估算平均血糖 (eag) 之间的数学关系l确认 hba1c 能可靠推算出 eag，并与日常监测血糖值的单位一致diabetes care 2008;31:1473-1478l仔细观察 hba1c 和平均血糖之间

23、的关系l得出hba1c 与平均血糖之间的数学换算公式l临床试验观察人群:- 不同糖尿病类型- 不同的 hba1c 水平和年龄- 不同性别和人种diabetes care 2008;31:1473-1478l喀麦隆l丹麦l意大利l挪威l美国 - boston - new york - san antonio - seattlel印度 (因样品原因而最后除外)diabetes care 2008;31:1473-14781型dm2型dm非糖尿病合计例数26815980507年龄43 + 1356 + 940 + 1446 + 14女性%52%50%69%54%白种人93%73%71%83%非洲/非

24、洲裔2% (5)13% (21)15% (12)8% (38)西班牙裔6% (15)8% (12)15% (12)8% (39)diabetes care 2008;31:1473-14781型dm 2型dm 非糖尿病总数例数26815980507pump / 3 inject/day53%diet only10%oral agent only52%insulin only19%insulin & oral19%diabetes care 2008;31:1473-1478l采用 minimed 连续监测血糖（cgm）：每 5 min 测一次，连续监测至少 48 h，然后的 12 周每

25、 4 周测一次l采用 hemocue meter 监测血糖：在 cgm的两天中，每天测 8 点（餐前；餐后 90 min；睡前和凌晨3时）l采用 one touch ultra meter：在 cgm 不监测时每周至少 3 天每天测 7 点（餐前；餐后 90 min；睡前），持续整个实验diabetes care 2008;31:1473-1478lcgm 平均每例检测约 2,400 次l血糖仪平均每例检测约 300 次l合计3月内平均每例检测约 2,700次diabetes care 2008;31:1473-1478l中心实验室采用 dcct 认可的 4 种方法（2 种液相色谱法，2 种免

26、疫方法），检测 hba1c 基础值，然后每月一次，l分析最后一次 hba1c 检测值与近 3 个月的血糖值的关系diabetes care 2008;31:1473-1478calc. ag (mmol/l)90% ofcohort valuesfall in this range hba1c (%)diabetes care 2008;31:1473-1478l通过分析比较 hba1c 与平均血糖的关系，研究认为检测 hba1c 可以准确了解平均血糖或估算平均血糖 eagdiabetes care 2008;31:1473-1478eag(mg/dl) = 28.7 x a1c - 46.7

27、eag(mmol/l) = 1.59 x a1c - 2.59(r2 = 0.84, p0.0001)diabetes care 2008;31:1473-1478a1c(%)mmol/lmg/dl67.012678.6154810.2183911.82121013.42401114.92691216.5298mean plasma glucosediabetes care 2008;31:1473-1478lhba1c eag 关系的个体间差异并无统计学意义 -有无糖尿病 -糖尿病的不同类型 -性别 -不同种族/人种 （亚裔？）diabetes care 2008;31:1473-1478建

28、议l检验部门报告 hba1c 检测结果时，提供计算得到的 eag 值sacks db. clin chem 2008;54:1756-1758kahn r, fonseca v. diabetes care 2008;31:1704-1707l实验以血糖相对稳定者为对象，其他人群？l是否适合于所有人种？l儿童？l妊娠妇女？l也有报道认为平均血糖(dcct标本)与 hba1c 关系并不呈恒定相关sacks db. clin chem 2008;54:1756-1758kahn r, fonseca v. diabetes care 2008;31:1704-1707kilpatrick es,

29、et al. clin chem 2007;53:897-901american diabetes associationlthe use of the a1c for the diagnosis of diabetes has previously not been recommended due to lack of global standardization and uncertainty about diagnostic thresholds. however, with a world-wide move toward a standardized assay and with i

30、ncreasing observational evidence about the prognostic significance of a1c, an expert committee on the diagnosis of diabetes was convened in 2008.diabetes care 2009;32(s1):s13-s61lthis joint committee of ada, the european association for the study of diabetes, and the international diabetes federatio

31、n will likely recommend that the a1c become the preferred diagnostic test for diabetes. diagnostic cut-points are being discussed at the time of publication of this statement. updated recommendations will be published in diabetes care and will be available at .diabetes care 2009;32(s1):s

32、13-s61lperform the a1c test at least two times a year in patients who are meeting treatment goals (and who have stable glycemic control). (e)lperform the a1c test quarterly in patients whose therapy has changed or who are not meeting glycemic goals. (e)luse of point-of-care testing for a1c allows fo

33、r timely decisions on therapy changes, when needed. (e)diabetes care 2009;32(s1):s13-s61lfor patients in whom a1c/eag and measured blood glucose appear discrepant, clinicians should consider the possibilities of hemoglobinopathy or altered red cell turnover and the options of more frequent and/or di

34、fferent timing of smbg or use of cgm. other measures of chronic glycemia such as fructosamine are available, but their linkage to average glucose and their prognostic significance are not as clear as is the case for a1c.diabetes care 2009;32(s1):s13-s61la reliable measure of chronic glycemic levels

35、such as a1c captures the degree of glucose exposure over time,serve as a better biochemical marker of diabetes and should be considered a diagnostic tool. lalthough the 1997 expert committee report considered this option, it recommended against using a1c values for diagnosis in part because of the l

36、ack of assay standardizationdiabetes care 2009;32:1327-1334lcompared with the measurement glucose, the a1c assay is at least as good at defining the level of hyperglycemia at which retinopathy prevalence increasesla1c is a more stable biological index than fpgdiabetes care 2009;32:1327-1334prevalenc

37、e of retinopathy by 0.5% intervalsand severity of retinopathy in participants aged 2079 yearsdiabetes care 2009;32:1327-1334lthe large volume of data from diverse populations has now established an a1c level associated with an increase in the prevalence of moderate retinopathy and provides strong ju

38、stification for assigning an a1c cut point of 6.5% for the diagnosis of diabetesdiabetes care 2009;32:1327-1334lthis cut point should not be construed as an absolute dividing line between normal glycemia and diabetes; however, the a1c level of 6.5% is sufficiently sensitive and specific to identify

39、individuals who are at risk for developing retinopathy and who should be diagnosed as diabetic.diabetes care 2009;32:1327-1334advantages of a1c testing compared with fpg or 2hpg for the diagnosis of diabeteslstandardized and aligned to the dcct / ukpds; measurement of glucose is less well standardiz

40、edlbetter index of overall glycemic exposure and risk for long-term complicationslsubstantially less biologic variabilitylsubstantially less preanalytic instabilitydiabetes care 2009;32:1327-1334advantages of a1c testing compared with fpg or 2hpg for the diagnosis of diabeteslno need for fasting or

41、timed sampleslrelatively unaffected by acute (e.g., stress or illness related) perturbations in glucose levelslcurrently used to guide management and adjust therapydiabetes care 2009;32:1327-1334recommendationof the international expert committeefor the diagnosis of diabeteslthe a1c assay is an accu

42、rate, precise measure of chronic glycemic levels and correlates well with the risk of diabetes complications.lthe a1c assay has several advantages over laboratory measures of glucose.diabetes care 2009;32:1327-1334recommendationof the international expert committeefor the diagnosis of diabetesldiabe

43、tes should be diagnosed when a1c is 6.5%. diagnosis should be confirmed with a repeat a1c test. confirmation is not required in symptomatic subjects with plasma glucose levels 200 mg/dl (11.1 mmol/l).diabetes care 2009;32:1327-1334recommendationof the international expert committeefor the diagnosis

44、of diabeteslif a1c testing is not possible, previously recommended diagnostic methods (e.g., fpg or 2hpg, with confirmation) are acceptable.la1c testing is indicated in children in whom diabetes is suspected but the classic symptoms and a casual plasma glucose 200 mg/dl (11.1 mmol/l) are not found.diabetes care 2009;32:1327-1334recommendationof the international expert committeefor the identification of those at high risk for diabeteslthe risk for diabetes based on levels of glycemia is a continuum; therefore, there is no lower glycemic threshold