化學(xué)發(fā)光法檢測血清胰島素的現(xiàn)狀分析

張國軍 譚延國 張然星 張 巖 亢 濤 車冬麗 鄭芳芳 王曉寧 李 佩

(1.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院檢驗(yàn)科，北京100050;2.首都醫(yī)科大學(xué)附屬復(fù)興醫(yī)院檢驗(yàn)科，北京100038;3.中國中醫(yī)科學(xué)院望京醫(yī)院檢驗(yàn)科，北京100102)

由于胰島素(insulin，INS)在糖尿病等相關(guān)疾病的發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后和診治中的獨(dú)特地位，對其血清水平的測定早已成為臨床實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)檢測項(xiàng)目，并得到日益的重視。隨著生物科技的發(fā)展，其檢測方法也逐步由放射免疫學(xué)的檢測方法，逐漸向酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)、化學(xué)發(fā)光免疫分析法發(fā)展。現(xiàn)階段化學(xué)發(fā)光法已成為檢測血清胰島素水平的主流方法，并且由于自動(dòng)化檢測系統(tǒng)的普及，極大地提升了實(shí)驗(yàn)的精密度。但迄今為止，由于仍無胰島素的國際參考品問世、胰島素在體內(nèi)分子形式的不均一性、檢測過程中的交叉反應(yīng)等因素，常導(dǎo)致不同檢測系統(tǒng)間的結(jié)果的差異較大。本課題組前期研究［1］用3種化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)檢測血清的研究結(jié)果初步顯示，不同檢測系統(tǒng)間其水平差異非常顯著。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，可能存在獨(dú)立于不同檢測系統(tǒng)的通用參數(shù)。本文通過大樣本、多種檢測系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的論證。

1 材料和方法

1.1 儀器和試劑

化學(xué)發(fā)光檢測方法為直接化學(xué)發(fā)光免疫分析法(chemiluminescent immunoassay，CLIA)、電化學(xué)發(fā)光免疫分析法(electrochemiluminescence immunoassay，ECLIA)、微粒子化學(xué)發(fā)光免疫分析法(chemiluminescent microparticle immunoassay，CMIA)和化學(xué)發(fā)光酶免疫分析法(chemiluminescence enzyme immunoassay，CLEIA)。CLIA、ECLIA和CMI依次采用拜耳公司的ADVIA Centaur全自動(dòng)分析系統(tǒng)、羅氏公司的Cobas e411全自動(dòng)分析系統(tǒng)和亞培公司i－2000全自動(dòng)分析系統(tǒng)，CLEIA采用北京源德生物醫(yī)學(xué)工程公司的半自動(dòng)分析系統(tǒng)(CLEIA－1)和北京科美公司的CHEMCLIN－6000全自動(dòng)分析系統(tǒng)(CLEIA－2)。檢測所用的定標(biāo)液、質(zhì)控品、試劑盒均為各檢測系統(tǒng)的配套產(chǎn)品。

1.2 標(biāo)本來源

臨床血清標(biāo)本來自首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院檢驗(yàn)科收集的100名未使用外源性胰島素治療的住院患者，其中，男性50名，女性50名，所有患者均按照口服葡萄糖耐量試驗(yàn)(oral glucose tolerance test，OGTT)的要求于空腹、服糖后 0.5、1、2 和 3 h 分別采集3 mL靜脈血，共計(jì)500份標(biāo)本。離心后及時(shí)分離、分裝血清，置于－80℃冰箱凍存，并于同一時(shí)間復(fù)溶后完成所有測定。

1.3 檢測方法

對每個(gè)標(biāo)本，分別采用上述5種檢測系統(tǒng)測定每個(gè)患者空腹及服糖后各時(shí)間點(diǎn)血清INS濃度，每次測定均同時(shí)測定室內(nèi)質(zhì)控品進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測。所有測定均在實(shí)驗(yàn)室可控范圍內(nèi)，并嚴(yán)格按試劑盒的說明進(jìn)行。血清INS的濃度單位為mIU/L。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，以O(shè)GTT中空腹和服糖后各時(shí)間點(diǎn)血清INS絕對值、服糖后各時(shí)間點(diǎn)INS濃度分別與其各自空腹?jié)舛鹊谋戎禐橛^察指標(biāo)，不同檢測系統(tǒng)INS水平分組并進(jìn)行兩兩比較。非正態(tài)分布的配對數(shù)據(jù)，多組間總體比較用Friedman檢驗(yàn)，兩兩比較做Wilcoxon配對秩和檢驗(yàn)，相關(guān)分析用Spearman相關(guān)分析，并進(jìn)行回歸與曲線估計(jì)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同系統(tǒng)檢測血清INS結(jié)果現(xiàn)狀分析

2.1.1 不同檢測系統(tǒng)間血清胰島素水平的差異性分析

經(jīng)正態(tài)性檢驗(yàn)，所有指標(biāo)均不符合正態(tài)性分布(P均為0.000)。各種檢測系統(tǒng)所測定的血清INS水平以四分位數(shù)M(P25，P75)描述。

經(jīng)Friedman秩和檢驗(yàn)分時(shí)段比較顯示，整體上5種不同的檢測系統(tǒng)間在不同的時(shí)間點(diǎn)，血清胰島素水平差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均為0.000)，詳見表1。

2.1.2 不同檢測系統(tǒng)間血清胰島素水平及“比值”的關(guān)系

經(jīng)Spearman秩相關(guān)分析，任意兩個(gè)檢測系統(tǒng)間血清INS水平都存在非常顯著的相關(guān)關(guān)系(P均為0.000)。經(jīng)回歸及曲線估計(jì)，除CLEIA2外，任意兩種檢測系統(tǒng)間均符合直線相關(guān)關(guān)系(P均為0.000)。而由CLEIA2測得的INS水平與其他任意一種檢測系統(tǒng)的擬合曲線均更為顯著地符合二次方程關(guān)系(P均為0.000)。

表1 5種不同檢測系統(tǒng)血清胰島素水平統(tǒng)計(jì)描述及差異性分析Tab.1 Statistical description of serum insulin level and difference among 5 systems

對每位患者OGTT服糖后各時(shí)間點(diǎn)INS水平分別與其自身空腹水平的“比值”，在不同檢測系統(tǒng)間行Spearman秩相關(guān)分析。結(jié)果顯示，任意兩個(gè)檢測系統(tǒng)間，都存在顯著的相關(guān)關(guān)系(P均為0.000)。經(jīng)回歸及曲線估計(jì)顯示，任意兩個(gè)檢測系統(tǒng)“比值”的擬合曲線更符合二次方程關(guān)系(二次方程的R2比一次方程的值更高，且P均為0.000)。同使用INS直接回歸相比，除檢測系統(tǒng)CLEIA1分別與其他各檢測系統(tǒng)的散點(diǎn)圖更加發(fā)散外(R2分別為0.443，0.553，0.591，0.599)，其余各檢測系統(tǒng)間“比值”的散點(diǎn)圖則更為集中(R2有不同程度的增高)。

2.2 不同檢測系統(tǒng)間血清胰島素水平(Ins)及“比值”(Ins-R)的分時(shí)段兩兩比較

2.2.1 不同檢測系統(tǒng)間分時(shí)間點(diǎn)比較，“比值”間的統(tǒng)計(jì)學(xué)描述和整體上的差異性分析

如表2所示，各種檢測系統(tǒng)所測定的血清INS“比值”以M(P25，P75)方式描述。經(jīng)Friedman秩和檢驗(yàn)顯示，分別對不同的時(shí)間點(diǎn)而言，整體上5種不同的檢測系統(tǒng)間血清胰島素“比值”差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000)，詳見表2。

表2 5種不同檢測系統(tǒng)血清胰島素“比值”的統(tǒng)計(jì)描述及整體上差異性分析Tab.2 Statistical description of serum insulin ratio and difference among 5 systems

2.2.2 不同檢測系統(tǒng)間分時(shí)間點(diǎn)兩兩比較，“比值”間相關(guān)性和差異性

對100例患者而言，每位患者服糖前后均抽取5次標(biāo)本，分別對每個(gè)抽血時(shí)間點(diǎn)的血清INS水平以及“比值”進(jìn)行兩個(gè)檢測系統(tǒng)間的相關(guān)性分析和差異性比較(Wilcoxon配對秩和檢驗(yàn))。

結(jié)果顯示，無論對每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的INS水平還是“比值”，任意兩個(gè)檢測系統(tǒng)間均存在非常顯著的相關(guān)關(guān)系(P均為0.000)。

對于INS水平而言，在空腹時(shí)，ECLIA同 CLIA、CMIA同CLIA兩組檢測系統(tǒng)間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.562和0.935)。對餐后3 h而言，ECLIA同CLIA兩個(gè)檢測系統(tǒng)間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.440)。其他各時(shí)間點(diǎn)，任意兩個(gè)檢測系統(tǒng)間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)。

對于“比值”而言，CLEIA2同ECLIA間餐后0.5 h比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;CLEIA2同CMIA兩個(gè)檢測系統(tǒng)間餐后1.0、2.0和3.0 h差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。而其余各時(shí)間點(diǎn)，任意兩個(gè)檢測系統(tǒng)間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均＜0.05)，詳見表3。

3 討論

鑒于胰島素和C－肽在反映有關(guān)胰腺β細(xì)胞相關(guān)疾病方面的獨(dú)特價(jià)值，已成為臨床常規(guī)檢測的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。但迄今在臨床普及和使用過的檢測方法，從經(jīng)典的放射免疫分析技術(shù)、酶免疫分析技術(shù)、到如今廣泛應(yīng)用的各種類型的化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)，都基于免疫學(xué)原理。由于INS和C－P在體內(nèi)分子形式的不均一性、交叉反應(yīng)以及無統(tǒng)一的國際參考品［2］，導(dǎo)致不同檢測系統(tǒng)間測定結(jié)果客觀上存在較大差異性的事實(shí)，這限制了臨床資料的可比性，以及根據(jù)測定結(jié)果進(jìn)行的臨床實(shí)踐活動(dòng)。所以積極去發(fā)現(xiàn)不同檢測系統(tǒng)間存在的內(nèi)在規(guī)律，是臨床工作的迫切需求。

表3 不同檢測系統(tǒng)間胰島素水平(Ins)及“比值”(Ins-R)的分時(shí)段比較Tab.3 Comparison of insulin(Ins)and“ratios”(Ins-R)in temporal manner

血清胰島素水平在各檢測系統(tǒng)間存在著較大的差異，由本研究的回歸方程顯示，其他檢測系統(tǒng)測定值基本是CLEIA1的1.5～2.0倍。而其他檢測系統(tǒng)間也相差百分之幾到百分之三十左右。既然如此，是否各種檢測系統(tǒng)得到的胰島素測定值就完全不同通用了呢?本研究結(jié)果顯示，在空腹水平時(shí)，ECLIA同 CLIA、CMIA同CLIA 2組檢測系統(tǒng)間可以認(rèn)為是通用的。對餐后3 h而言，ECLIA同CLIA 2個(gè)檢測系統(tǒng)間可以認(rèn)為是互通的。其他各時(shí)間點(diǎn)，任意兩個(gè)檢測系統(tǒng)間則完全不能互通。基于以上事實(shí)，我們可以得出結(jié)論，即有些檢測系統(tǒng)間對于較低濃度的胰島素測定值還是可以通用的。而隨著胰島素水平的增高，不同檢測系統(tǒng)間的差異性得到了放大，以至于2種檢測系統(tǒng)間的測定數(shù)據(jù)完全不能通用和替代。

由于臨床上常將某患者服糖后測定的胰島素水平與空腹水平進(jìn)行比較，以此判定胰腺的功能。為此，我們將某位患者服糖后的胰島素水平與其空腹水平相比，得到一個(gè)“比值”，看不同檢測系統(tǒng)間此校正后的參數(shù)是否可以通用。先前的小樣本研究［1］顯示，該參數(shù)可能是較為有前途的。為此，我們進(jìn)行了此次大樣本的研究。本研究顯示，對于“比值”而言，檢測系統(tǒng)CLEIA2同ECLIA間餐后0.5 h比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;CLEIA2同CMIA 2個(gè)檢測系統(tǒng)間餐后1.0、2.0和3.0 h比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。而其余各時(shí)間點(diǎn)，任意2個(gè)檢測系統(tǒng)間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。由此本研究得出結(jié)論，即“比值”也不是放之四海皆準(zhǔn)的通用參數(shù)，而也是與特定的檢測系統(tǒng)、特定的時(shí)間點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。

雖然各種檢測系統(tǒng)的血清胰島素的測定水平并不是完全等同的，但其無論是絕對值還是“比值”，從整體上還是分時(shí)段分析上，任意2種檢測系統(tǒng)間均存在高度的相關(guān)性(P均為0.000)。整體上，對胰島素的絕對水平在任意2個(gè)檢測系統(tǒng)間的回歸分析顯示，R2由0.690～0.957。這說明5種系統(tǒng)在檢測臨床標(biāo)本時(shí)，其測定結(jié)果能夠較為一致地反映血清胰島素在OGTT中的變化趨勢及峰值出現(xiàn)的時(shí)間。相關(guān)性最好的2個(gè)檢測系統(tǒng)是ECLIA和CMIA，R2達(dá)到0.957。也就是說，其結(jié)果的相互轉(zhuǎn)換基本上可以按照回歸方程進(jìn)行換算。

本研究發(fā)現(xiàn)了一個(gè)較為奇特的現(xiàn)象，即血清胰島素水平在不同的檢測系統(tǒng)間，其符合的數(shù)學(xué)模型可能是不同的。對于CLEIA2以外的4個(gè)檢測系統(tǒng)，任意2個(gè)之間均較好的符合直線相關(guān)關(guān)系。而CLEIA2則與其他任意一個(gè)檢測系統(tǒng)更為符合二次方程曲線數(shù)學(xué)模型。這在以往的文獻(xiàn)中很少見到。這個(gè)發(fā)現(xiàn)對我們比較兩種檢測系統(tǒng)的測定結(jié)果具有一定的指導(dǎo)意義。

同使用胰島素絕對值直接回歸所得到的曲線相比，對“比值”的研究顯示，CLEIA1分別與其他各檢測系統(tǒng)的散點(diǎn)圖更加發(fā)散外，其余各檢測系統(tǒng)間“比值”的散點(diǎn)圖則更為集中(R2有不同程度的增高)。而且所有檢測系統(tǒng)間的比值均呈現(xiàn)二次方程的數(shù)學(xué)模型關(guān)系。從此可以看出，雖然“比值”并非存在于各個(gè)檢測系統(tǒng)間的完全通用的參數(shù)，但至少是比絕對值更好的、可用于不同檢測系統(tǒng)間進(jìn)行更有效比較的參數(shù)。

為了解決不同檢測系統(tǒng)間或臨床實(shí)驗(yàn)室的測定結(jié)果間存在的客觀的、顯著的差異，建立和完善檢測血清胰島素、C－肽的標(biāo)準(zhǔn)化參考系統(tǒng)，是解決問題的關(guān)鍵。這在國外的相關(guān)研究［3－7］中也引起了高度關(guān)注，并且已經(jīng)取得了一定的成果［8－10］。我們期待著成熟的國際標(biāo)準(zhǔn)品問世，并能夠應(yīng)用于臨床實(shí)踐。

［1］張燃星，劉健彬，譚延國.幾種化學(xué)發(fā)光法檢測系統(tǒng)測定血清胰島素的臨床效果評價(jià)［J］.中華臨床醫(yī)師雜志:電子版，2010，4(11):2218－2221.

［2］Sapin R.Insulin assays:previously known and new analytical features［J］.Clin Lab，2003，49(3－4):113－121.

［3］Marcovina S，Bowsher R R，Miller W G，et al.Standardization of insulin immunoassays:report of the American Diabetes Association work group［J］.Clin Chem，2007，53(4):711－716.

［4］Manley S E，Stratton I M，Clark P M，et al.Comparison of 11 human insulin assays:implications for clinical investigation and research［J］.Clin Chem，2007，53(5):922－932.

［5］Wiedmeyer H M，Polonsky K S，Myers G L，et al.International comparison of c－peptide measurements［J］.Clin Chem，2007，53(4):784－787.

［6］Little R R，Rohlfing C L，Tennill A L，et al.Standardization of C－Peptide measurements［J］.Clin Chem，2008，54(6):1023－1026.

［7］Miller W G，Thienpont L M，Van Uytfanghe K，et al.Toward standardization of insulin immunoassays［J］.Clin Chem，2009，55(5):1011－1018.

［8］Cabaleiro D R，St?ckl D，Kaufman J M，et al.Feasibility of standardization of serum C－peptide immunoassays with isotope－dilution liquid chromatography－tandem mass spectrometry［J］.Clin Chem，2006，52(6):1193－1196.

［9］Cabaleiro D R，Uytfanghe K V，Stove V，et al.Pilot Study for the Standardization of insulin immunoassays with isotope dilution－liquid chromatography/tandem massspectrometry［J］.Clin Chem，2007，53(8):1462－1469.

［10］崔常清.胰島素抵抗的機(jī)制與臨床研究進(jìn)展［J］.中國煤炭工業(yè)醫(yī)學(xué)雜志，2012，15(7):1119－1121.