血糖及其他体液葡萄糖测定进展

名天 2012-08-31

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血糖及其他体液葡萄糖测定进展

张家庆

200433上海第二军医大学长海医院内分泌科

[提要] 本文从糖尿病医患角度介绍血糖测定的进展。主要从血浆糖测定到毛细血管全血糖测定，以及近年的微创(组织液糖测定)及无创糖测定。较详细地讨论了毛细血管全血糖测定的特点和误差的原因。

[关键词] 血糖测定；血浆糖测定；毛细血管全血糖测定；组织间液糖测定；无创血糖测定

血糖测定是糖尿病(DM)诊断及治疗随访的必要手段，可以认为是DM患者“生命体征”之一。近几十年来除原来的实验室血(浆)糖测定外，已开展了家用微量全血糖测定，现又研

究其他体液及无创伤血糖测定。现从糖尿病医患的角度出发并结合临床作一回顾。

一、静脉血浆糖(VPG)和血清糖测定

原来用还原糖试剂(如邻甲苯胺)测定，现改进为用“真”糖试剂测定，如己糖激酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、葡萄糖氧化酶等；从手工操作改进为半自动或自动测定。因为邻甲苯胺对醛糖(如葡萄糖、半乳糖、木糖甚至抗坏血酸)均可有反应，并在酸性环境中产生绿色，因而可用比色法测定。但邻甲苯胺对葡萄糖并无特异性，而且酸性溶液对自动化测定的管道有破坏，故近年已逐步被淘汰。葡萄糖氧化酶法目前应用最广泛，因本法基本上不受其他化合物的干扰。此酶氧化葡萄糖后产生过氧化氢，可用另一检测系统测定过氧化氢的多少，而得出血糖含量。近年应用己糖激酶法，此酶将葡萄糖转化为葡萄糖—6磷酸(G6P)，当有另外的G6P脱氢酶(G6PD)存在时，可以测定此酶还原NADP的能力而测出葡萄糖。目前多以己糖激酶法作为血糖测定的参考标准。但测静脉血糖由于抽血麻烦，用血多，且当时看不到结果，因此应用受到一定限制。又因血清糖比肝素化的血浆糖浓度高5％，这可能因红细胞中液体因抗凝剂而转到血浆中之故。所以一般不测血清糖，而仅测血浆糖。

二、毛细血管全血糖(CBG)测定

20世纪70年代发明的袖珍血糖仪，可用一滴毛细血管全血测定血糖，患者可自测血糖(SMBG)，快速得出结果，决定治疗变动，缩短住院日，这是糖尿病治疗史上的一个里程碑。靠此才有可能于20世纪80年代开始糖尿病并发症与控制试验(DCCT)研究，并于1993年明确了严格控制血糖的治疗目标。

CBG测定原理一般为葡萄糖氧化酶比色反应。此酶作为触酶使葡萄糖氧化为葡萄糖酸及过氧化氢，而过氧化氢使氧接受剂氧化而产生颜色改变，可用反射光度计或吸收光度计测

定。以后也用电化学测定反应过程中产生的电流，而得出血糖值。有些仪器改用己糖激酶或葡萄糖脱氢酶进行类似反应。

SMBG由于可由患者自行操作等优点，故美国糖尿病协会(ADA)等不但推荐CBG为患者自用，且定为住院患者床边检查之用，尤其在急诊室、手术室、特护病房(1CU、CCU)等更为适用。至2003年的文件上仍强调要推广SMBG。而VPG测定主要作为诊断、校正袖珍血糖仪、科研及作其他生化检查时附带测定。

CBG与VPG不同，因CBG用血量少，产生误差的机会更多，我们对此应有了解。

1．血浆与全血不同。全血去了红细胞等血细胞即为血浆或血清。实际上全血及血浆的葡萄糖重量克分子浓度(molality)是相同的。葡萄糖可以完全透过红细胞，而血浆中水的浓度(kg／L)比全血约高11％，所以如果血细胞比积正常，则血浆中葡萄糖浓度较全血糖高出11％。也可认为因红细胞中含葡萄糖较少的缘故。因此包括血细胞在内的全血糖值应比血浆／血清糖值低，约低10％—15％。上海市内分泌研究所用OneTouchⅡ血糖仪的测定结果为低10.3％，一般取平均值11％(中华内分泌代谢杂志，1995，11：217-219)。因此血细胞比积(HCT)会影响CBG结果，一般血糖仪要求HCT在35％-55％。HCT每改变10％，血糖会改变4％～30％。在临床上贫血者CBG偏高，红细胞增多症、脱水或高原地区则会偏低。新生儿因HCT高，故一般不用CBG测定。要注意有些型号的袖珍血糖仪为了避免此差异，在试纸上改进有多孔膜分离红细胞故为测血浆糖，其空腹结果接近VPG。

2．静脉血与毛细血管血不同。一般在空腹8h以上时两者血糖值无大差异。但进食后，肠道吸收的葡萄糖经腔静脉回心后再流到动脉，动脉血在外周经过毛细血管与组织代谢消耗了葡萄糖后再进入静脉，故动脉血糖值比静脉血糖值高。而毛细血管血大致相当于动脉血，因此在进食后毛细血管血糖应比静脉血糖高，曾报告可高3.9mmol／L，也有认为口服葡萄糖耐量试验(OGTT)时平均约高1.7 mmol／L，但一般认为约高8％。上海市内分泌研究所的结果是此时CBG仍比VPG低，但相差比空腹时小。这和进食量、食物品种、进食后时间及原来血糖高低有关。因此，进食后一般认为动、静脉差和全血、血浆差两者抵销，VPG与CBG结果几乎相等。所以WHO的DM诊断标准表上，在服糖后2h的CBG与VPG值是相同的，而不像空腹时CBG较VPG低。

3．CBG产生误差的主要原因。CBG的误差如在15％以内，一般认为不会影响治疗措施的改变，因而是可以接受的。但有时CBG误差较大，美国食品及药物管理局(FDA)认为其产生原因主要在于操作者：(1)对血糖仪末清洁维护，如比色系统有污染即可影响结果。(2)操作技术错误，如取血样是误差最大来源，或血滴过少或挤手指太用力使组织液稀释血液等，旧型号血糖仪人工计时或抹去血滴等也易失误。(3)未按说明书规定操作，如未校正试纸代码，保存试纸不当，未定期用校正液校正等。当然袖珍血糖仪本身质量可靠是准确性的基础。国内市场上有少数质量不可靠的仪器。此外，有不少患者在开始学习操作时很认真，但时间长了就走样了。因此血糖仪厂商应定期复培患者的操作技术。

4．CBG产生误差的其他少见病因。(1)血内有内源或外源性干扰物质，如对乙酰氨基酚、维生素C、胆红素、胆固醇、肌酐、多巴胺、麻黄素、布洛芬、左旋多巴、甲基多巴、柳酸盐、四环素、妥拉磺脲、甲磺丁脲、半乳糖，甘油三酯及尿酸；例如有些患者血脂很高，血呈油状，会使比色的光反射出错，如用比色法的袖珍血糖仪将会影响结果。(2)血糖太高或太低易出误差。各仪器有不同测定范围，一般在2-33 mmoL／L，超出测定范围即不准。(3)电磁干扰。因血糖仪是电子仪器，如操作时附近用手机或其他无线电器材会干扰其操作。(4)因试纸反应需氧，故如在低氧环境下(高原)应用，血糖仪反应迟钝。

5．袖珍血糖仪的改进。为了提高测定准确性，减少误差并方便患者，近几十年来作了许多改进。早期的血糖仪用葡萄糖氧化酶比色法，滴血后要计时，到时间后抹去血滴再放人血糖仪比色。近年多用葡萄糖脱氢酶电极法，先插入试纸，滴血在血糖仪以外的试纸端上，滴血后自动起反应计时，不必抹去血滴，反应产生的电流转换为血糖数字而显示在屏幕上。此法不用光学系统比色，可避免污染引起的误差。近年的改进主要是简化了患者自己的操作，如自动开机，自动计时，不必抹去血滴，血量不足时自动提示，扩大了屏幕，用图像表示步骤，缩短了测定时间，减少了用血量(少至1 FLl)。此外，原来多用光反射比色法测定颜色改变，现在多用电化学法测反应后的电流改变，这样可减少误差。还有同时记录测定时间、显示近14日平均值、储存数据，可用电脑打印出数据等。

6．CBG测定体表部位的改进。由原来测定刺手指尖取血改为刺手指尖两侧，因该部位神经纤维较少，疼痛稍轻。

除此以外，有不少人研究自手掌鱼际、手臂背侧、手臂掌侧、腹部、股部、小腿肚等处刺血，疼痛均较指尖为轻。但与指尖的CBG作对比后发现，除手掌鱼际外，其余部位的CBG值在血糖变动较快时(如进食后或注射胰岛素后)，其改变均较指尖CBG为迟。而且前臂掌侧不如前臂背侧改变快。如腹部肥胖者则腹部刺血测CBG不可靠。目前国外市场上已有专用于测前臂背侧CBG的血糖仪上市，即将进入我国。

总之，CBG测定在仪器质量可靠、操作正确时，其结果完全可供临床上决定治疗措施之用。

　三、组织液糖测定

由于取血必须用针，因而有痛，故近年研究组织液中糖的测定，也称为微创测定。测定血糖的传感器的原理主要有下列几种：酶(如葡萄糖氧化酶)，电极以及荧光技术。正在研究中的还有代替酶的能识别葡萄糖的分子，如所渭“人工葡萄糖‘受体’”，荧光技术还利用纳米技术或用两种荧光分子竞争结合测定和荧光共振能量转移技术等。

组织液糖测定目前主要有两大类。一是用微弱电流使葡萄糖渗透出皮肤，再测定糖，主要用反向离子泳或微透析技术。国外市场上已有葡萄糖表(GlucoWatch)，此表比手表略大，戴在腕部。新型为每10分钟自动显示一次糖量，表背部渗透填片一次可用13 h，当糖过高或过低时会发出警告声。此种结果虽不如CBG准确，反应也较血糖迟，但为自动连续测定，故发现低血糖或高血糖的机会比偶尔测CBG要多。美国FDA已批准用于7岁以上儿童，但有25％测定的误差可能大于30％，故不能据一次此值来调整胰岛素剂量。此种葡萄糖表并不能代替原来的CBG测定，但可作为CBG测定的一种补充。作为发现过低或过高血糖，有其应用前景。另一类是与持续皮下输注胰岛素的胰岛素泵同用的埋在皮下的糖传感器，可连续显示组织液糖多少以调整胰岛素用量，如MedtronicMinimed。

四、唾液糖测定

唾液葡萄糖与血糖也有一定的相关性。但正常人唾液糖含量仅为血糖浓度的1／100—1／50左右。目前国外采用检测灵敏度较高的高效离子交换色谱测定和己糖激酶、G6PD测定。如用一般的葡萄糖氧化酶法则灵敏度较差。

国内第三军医大学用2，4，6—三溴—3—羟基苯甲酸(TBHBA)作为色原剂，用唾液量100 μl，测186名健康人空腹含糖量为(8.14±11.78)㎎／L。认为其参考值为(23.3～66.7)μmol/L(4.5～12.0 ㎎/L)。国内也曾有人用Abbott血糖自动分析仪测唾液糖。对41例血糖浓度为3.8～22.7mmol／L的糖尿病患者，测出唾液糖竟高达1.2—12.4mmo l／L，约为血糖值的50％，显然是测定方法造成了这种结果。

五、无创伤性测定组织糖

如何完全无创伤性测定血糖，已研究了多年，但实际测出的多为组织液糖，而不是血糖。这些研究包括偏振测定法(polarimetry)、Raman光谱镜测定(spectroscopy)、近红外吸收及散射(scattering)、光声学(photoacoustics)等方法，这些研究几乎全在光学领域。最近欧洲有人用无线电波阻抗分光镜测定，在改变无线电波频率后再测葡萄糖对阻抗的影响。他们对葡萄糖钳夹试验及DM患者等研究结果，认为大部分传感器信号与血糖有良好相关。还有人将纳米技术用于无创血糖测定，以此制作两类传感器，一是外包一层含荧光酶的固体纳米微粒，另一是中空的纳米或微米级胶囊，内含荧光指示剂及酶或结合葡萄糖的蛋白。将其置于皮下可透皮监测组织液的糖量，此法尚在研究阶段。不过这些方法所测“血糖”的灵敏度、特异性、准确性均较低，有待进一步研究改进。目前相对来说较成熟的有以下两法。

1．中红外热发射光谱检查(Thermal emission spectroscopy，TES)。原来多用近红外，而此法用中红外测TES，而且测定目标是鼓膜，因此更接近于血糖而不是组织糖。此法与血清糖对比，对20例用胰岛素的DM患者测432次，两者相关系数为0．89，认为临床上可接受(Diabetes Care，2002，25：2268-2275)。

2．光学相干性体层图(opticalcoherencetomography，OCT)。此OCT系统用一低相干性光源(波长1 300 nm)的干扰计及置于测定臂和参照臂的移动镜，以及光探测器以测量干扰计信号。从组织散射回的光与参照臂干扰计返回的光合并，光探测器得出干扰计信号。此法对皮下1 mm扫描，反映此范围内组织液中葡萄糖改变。他们对15名健康人作OGTI'共测VPG426次，取OCT图及信号8 437次，认为两者有良好相关。原文中2例OGTF的相关系数各为0．8及0．95(Diabetes Care，2002，25：2263-2267)。