糖化血清白蛋白分子特性及臨床意義

王 冰綜述，王玉明 段 勇審校

(1、昆明醫科大學第一附屬醫院，云南昆明650032；2、昆明醫科大學第二附屬醫院，云南昆明650101)

·述評·

糖化血清白蛋白分子特性及臨床意義

王 冰1綜述，王玉明2段 勇1審校

(1、昆明醫科大學第一附屬醫院，云南昆明650032；2、昆明醫科大學第二附屬醫院，云南昆明650101)

糖化白蛋白（Glycated albumin，GA）是血清中白蛋白與葡萄糖發生非酶糖化反應的產物，其水平可反映糖尿病（Diabetes Mellitus，DM）患者體內近2～3周的血糖控制情況，因此GA可作為評估糖尿病患者短期血糖波動的可靠指標。同時，GA水平的升高也與糖尿病并發癥，如糖尿病合并冠心病、糖尿病性視網膜病變、糖尿病腎病以及血液透析有關。本文就GA的分子特征、與糖尿病及糖尿病相關并發癥的關系及其臨床意義等方面進行綜述。

糖化白蛋白；分子特征；糖尿病；糖尿病并發癥

糖尿病是胰島素分泌相對或絕對減少和（或）作用缺陷引起的一組代謝性疾病，可引起心、腎、眼組織等多系統器官損傷。流行病學調查顯示，目前我國半數成人處于糖尿病前期，患者人數占到全球1/3，估測患病人數約1.2億[1]。糖尿病病因和發病機制尚未明確，治療目標僅是控制血糖，防止疾病蔓延及并發癥的發生，降低死亡率。目前臨床用于監測糖尿病患者長期血糖控制水平的標準為糖化血紅蛋白，但對于一些血糖控制不良需頻繁監測血糖或改變降糖方案的患者，或患有并發癥等特殊糖尿病的患者，糖化血紅蛋白不能準確評估其血糖情況，而糖化血清白蛋白可更好的反映患者短期血糖控制情況。現本文就其分子特征、生理功能、檢測方法及臨床意義等方面進行綜述。

1 蛋白質糖化反應

糖化反應是可改變體內蛋白質固有性質和功能的一種自發性反應過程。高糖環境下，葡萄糖或醛糖與循環蛋白質（如晶體蛋白、膠原蛋白、轉鐵蛋白、血紅蛋白、血清蛋白等[2]）氨基酸N-末端共價結合，發生非酶催化糖基化反應形成不穩定的西夫堿（schiff bases），后者發生化學重排形成較穩定的酮胺，即Amadori型早期糖基化合物。再經脫氫、分子重排、氧化反應等復雜化學反應形成穩定不可逆的晚期糖基化產物（advanced glycation end products，AGEs）[3]。AGEs是糖尿病等一系列疾病發生發展的關鍵因素，且不會隨血糖濃度的減少而減少，而是在體內聚積增多。其中GA是主要的早期糖基化合物，約占80%。

1.1 GA糖化位點高糖環境下，葡萄糖與具有高度親核性的賴氨酸、精氨酸或半胱氨酸的殘基結合。在蛋白質的賴氨酸殘基中，有Lys-199、Lys-232、Lys-281、Lys-525等30多個糖化位點，其中Lys-525被認為是賴氨酸與葡萄糖結合的主要位點，約占糖化總體的30%[4]。

精氨酸的糖基化位點主要是Arg-410，其余還有Arg-114、Arg-186以及Arg-428等[5]。

另外，半胱氨酸在參與糖化反應時，Cys-34作為主要糖化位點參與AGEs的產生[5]。

1.2 糖化反應對生理功能的影響白蛋白是人體血清內含量最多的蛋白質，約占血清總蛋白的40%～60%，半衰期約17～19d。血清蛋白質發生糖化后，白蛋白分子結構從螺旋形轉變為β-折疊，伴淀粉纖維蛋白的形成，同時引起白蛋白形態改變、分子量增加及等電點變化[2]。

糖尿病患者體內的糖化反應是正常人體的2～3倍，這種反應可加速糖尿病大血管病、微血管病和糖尿病神經病變等疾病的發生。體外研究顯示，蛋白質糖化也將促進血小板的活化和聚集[6]。

另外，在發生葡萄糖代謝的骨骼肌和和脂肪細胞中，糖化反應也對其產生影響。小鼠實驗表明[7]，小鼠脂肪細胞內糖化白蛋白可誘導活性氧類物質產生，抑制葡萄糖攝取，導致脂肪細胞胰島素敏感性降低和微血管病變發生。

2 衡量體內血糖水平的參數指標

糖化指標的監測可及時有效的監控血糖狀況，也可反應一段時間內血糖控制情況。

2.1 糖化血紅蛋白糖化血紅蛋白（Hemoglobin A1c，HbA1c）是判斷糖尿病患者治療前后長期血糖波動情況的金標準，也可作為糖尿病的診斷標準之一。HbA1c能反應患者8~12周的血糖波動情況。但某些血紅蛋白代謝異常的疾病或影響紅細胞生存因素存在的條件下，HbA1c將不能準確反應患者體內血糖情況，如大量出血后、溶血性貧血、肝硬化等疾病，紅細胞壽命縮短導致HbA1c的值降低[8]。另外，血紅蛋白病、妊娠期糖尿病[9]及新生兒糖尿病[10]等患者HbA1c值也不能準確衡量其血糖水平。

2.2 糖化血清蛋白糖化血清蛋白（果糖胺）反應血清中糖化血清蛋白質的總量，除主要組分白蛋白外，還包括脂蛋白、球蛋白等，可反映患者近2~3周的血糖水平[11]。但血液中蛋白濃度、乳糜、膽紅素和低分子物質等會導致果糖胺的測定值異常，如甲亢、腎病綜合癥等疾病蛋白質代謝加速導致其水平升高[12]。另外由于各蛋白組分的非酶糖化反應率不同，果糖胺檢測特異性也較差。

2.3 糖化血清白蛋白為了克服HbA1c和果糖胺在血糖監測方面的缺點又保留它們的優點，進而提出了糖化血清白蛋白作為短期血糖監測的指標。一方面，GA結果不受血紅蛋白代謝及貧血等因素影響。另一方面，GA（%）值是糖化白蛋白與血清白蛋白的比值，其結果不會受到蛋白濃度、血清蛋白量及其組成的影響。由于白蛋白在體內的半衰期約17~ 19d，因此可反映患者近2~3周的血糖波動情況[13]。研究表明，體內白蛋白可進行非酶促糖基化的總量約是血紅蛋白的9倍，白蛋白糖基化的反應速度是血紅蛋白的10倍[14]，說明白蛋白比血紅蛋白更易糖化，這使糖化血清蛋白在糖尿病檢測中更易被標記并能很好的評估血糖控制情況。

2.4 血糖非蛋白質標記物1，5-脫水葡萄糖（1，5-anhydroglucitol，1，5-AG）的分子結構類似于葡萄糖，在正常生理情況下可隨葡萄糖共同重吸收。因此，當體內葡萄糖水平超過約180mg/dl時，體內1，5-AG將逐漸下降。1，5-AG可準確反應餐后高血糖，但不能衡量平均血糖值，也不適用于腎血流動力學不穩定患者的血糖監測。

即刻血糖（包括靜脈血漿血糖和指尖快速血糖）只是檢測某時某刻所采標本的血糖值，無法評價一段時間的血糖控制水平。且易受飲食、運動、藥物等因素影響。

3 血漿血糖、HbA1c、GA的關系

HbA1c與GA是血漿葡萄糖分別與血紅蛋白和白蛋白共價結合的早期糖基化產物，兩者均與血漿血糖的相關性良好。其中，GA受空腹血漿血糖影響較大。

馬曉靜等[15]在GA與HbA1c的相關性分析中對2532例研究對象進行研究，得出HbA1c每增加l%，GA相應增加2.87%。以GA≤18.5%來預測HbA1c≤6.5%，其敏感性、特異性、準確度均較好。

4 GA的測量方法及參考范圍

由日本開發研制的應用液態試劑酶法檢測GA（Lucica GA-L）是一種簡單、快速、靈敏、準確定量的檢測方法，是目前國內外檢測GA的主要方法[16]。檢測原理為：第一步加入糖化氨基酸以去除內源性糖化氨基酸，利用對白蛋白特異性較好的蛋白酶將GA水解為糖化氨基酸，后者被氨基酸氧化酶氧化生成葡萄糖酮醛和H2O2，H2O2在顯色劑作用下生成藍紫色色素，測定該色素吸光度值，得出GA濃度。然后除以血清白蛋白濃度，即得出GA（%）[17]。同時使用特異性更高的溴甲酚紫法（BCP）檢測白蛋白，減少球蛋白對測定結果的影響。

美國Diazyme實驗室研發出一種新型酶法檢測糖化血清白蛋白（試劑商標為GlycoGap）。該試劑通過使用特異性較好的蛋白酶水解糖化血清蛋白質生成低分子的糖化蛋白質碎片，后者被Diazyme特異性的果糖氨基酸氧化酶氧化，產生蛋白碎片或氨基酸、葡糖酮醛及H2O2，通過測定H2O2的吸光度得出其濃度[18]。該方法簡便，試劑穩定性也較好，但尚未廣泛使用。

上世紀80年代，日本研發了高效液相色譜法（High performance liquid chromatography，HPLC）測定GA。HPLC法可準確檢測患者GA水平，但由于其價格高昂，程序繁雜，不適宜臨床常規開展。

親和色譜法通過GA中碳水化合物與固定在樹脂上的硼酸鹽特異性結合來分離GA。此外，離子交換層析法、免疫測定法、酶聯免疫測定法、電化學方法等均可用于GA檢測，但這些方法均存在精密度低、操作方法復雜、檢測時間長等缺點，不宜用于GA檢測。

近年來，許多國內外學者研究了GA在正常人體內的參考范圍。周祥海等[19]對我國糖耐量正常成人進行研究，確定其參考范圍為11.89%~16.87%；Viswanathan V等人[20]研究結果顯示，印度人群GA參考值為15.0%；日本人群GA參考值為12.3%~ 16.9%，而在美國糖耐量正常人群中GA的參考值稍低，約10.0%~13.2%[20]。導致這種偏差的出現可能是由于檢測方法的不同、種族差異或抽樣誤差。

5 GA的臨床應用

5.1 血糖檢測及治療預后評估GA可反應患者治療前后約2~3周血糖水平，且與FPG、2hPG及HbAlc均有較好的相關性。同時GA既不受血紅蛋白變異和紅細胞代謝率的影響，也不受蛋白量、乳糜、膽紅素及低分子物質等因素影響。因此GA可作為糖尿病患者短期血糖監測及預后指標。

5.2 高血糖鑒別診斷GA檢測可用于判斷機體的高血糖狀態是由糖尿病引起的還是由應激引起。急性應激反應時，非糖尿病個體出現暫時性的高血糖難以與糖尿病相鑒別，GA和HbA1c聯合測定有助于判斷高血糖是否已持續了一段時間，進而指導治療。

5.3 GA對糖尿病并發癥的影響

5.3.1 GA在糖尿病合并心血管疾病中的臨床應用高血糖環境下，機體發生的氧化應激反應和炎癥反應是AGEs所致血管病變主要病理生理基礎[21]。GA可促進白細胞介素-8、內皮細胞E-選擇素的表達，通過活化平滑肌細胞內蛋白激酶C增加單核細胞趨化因子、白細胞介素-6、MAPK/ERK蛋白的表達水平及上調核因子NF-κB通路[22]。AGEs可致內皮細胞活化導致血管通透性升高，引起血管內皮損傷，進而導致糖尿病血管并發癥的發生發展。

在糖尿病合并冠心病的臨床檢測中，動態心電圖、超聲心動圖等方法雖有助于冠心病的診斷，但尚存在準確性和精確性的不足。冠狀動脈造影技術雖可準確檢測患者冠狀動脈狹窄情況，但這種有創檢查費用高且復雜，不適于較大人群的篩查，因此作為糖尿病合并冠心病的獨立危險因素，GA有助于冠心病的篩查、診斷及預后。

5.3.2 GA在糖尿病腎病及透析中的臨床應用高糖環境下，GA可與單核樣細胞MonoMac 6細胞結合，激活蛋白激酶C-β、上調轉化生長因子β系統，最終導致基因的過度表達和腎小球細胞外基質蛋白產物增加[23]。GA可使腎小球超濾過導致糖尿病患者腎小球功能紊亂、基膜增厚，誘導糖尿病腎病的發生發展。

Dawlat Sany等人[24]在糖尿病透析患者GA與HbA1c水平比較研究中的結果顯示，HbA1c明顯低估了透析患者血糖水平，GA能更真實反映其血糖。

5.3.3 GA在糖尿病視網膜病變中的臨床應用GA可誘導視網膜外周細胞的凋亡和氧化應激反應，進而引起視網膜神經損傷。動物模型中發現，GA可誘導視網膜神經膠質細胞催化蛋白-1活化[25]。GA可對視網膜視神經造成直接損壞，加重糖尿病視網膜病變，嚴重者將導致視力喪失。

5.3.4 GA在妊娠期、新生兒糖尿病等其它疾病患者中臨床應用妊娠期胎盤分泌的雌激素、孕激素有拮抗胰島素的作用，可導致妊娠期高血糖。孕晚期將導致缺鐵性貧血使測得的HbA1c高于真實值。而這些因素對GA的測定值無影響。

新生兒體內約有80%~90%屬于胎兒血紅蛋白，因此監測新生兒糖尿病患者血糖水平的有效指標為GA。

睪酮可刺激紅細胞生成，在患有性腺機能減退及使用雄性荷爾蒙受體拮抗劑藥物的糖尿病患者中，評價其血糖水平時HbA1c相對血漿血糖呈降低趨勢[26]。因此在該類患者中，使用GA作為血糖水平監測指標更準確可靠。

同時，GA可能與周圍運動神經波幅降有關，也可能是周圍神經病變的獨立危險因素之一。

6 結論

總之，GA作為主要的早期糖基化合物，在糖尿病相關并發癥、妊娠期糖尿病及新生兒糖尿病等疾病中，GA對于短期血糖水平的評估優于HbA1c。因此，積極的進行GA監測對于開展糖尿病及其并發癥在臨床上的早期篩查、治療和預后具有十分重要的意義。

另外，國際上尚無標準化參考值及參考方法，其檢測的標準化尚未統一。在某些特殊情況下，如甲狀腺功能障礙、肝硬化等可能影響白蛋白進而影響GA值。同時，GA也可被某些個體因素影響，如BMI、年齡等。因此，在今后的研究中應對GA進一步探討。

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A

1674-1129(2015)06-0693-04

10.3969/j.issn.1674-1129.2015.06.001

2015-08-24；

2015-10-25)

昆明醫科大學研究生創新基金資助項目；編號2015S89作者簡介：王冰，女，1989年10月生，碩士研究生，專業：臨床檢驗診斷學。

王玉明，男，1966年7月生，主任醫師，博士生導師，主要研究方向：生物化學與分子生物學。