降糖食品效果評價中常用5種血糖監測方法的比較

田婷婷，生慶海

（河北經貿大學生物科學與工程學院，河北石家莊 050061）

據統計顯示，我國成人Ⅱ型糖尿病患者超過1億人，患病率從1980年的0.67%飆升到2013年的10.4%，其中不知情患者達63%[1]，我國糖尿病患者人數已經居全球首位。飲食控制作為糖尿病防治的基礎，可以減緩糖尿病的進展、防止并發癥的發生發展。目前，市面上的降糖產品日益豐富，在排除藥物非法添加后，降糖產品效果需要用血糖評價方法來驗證。就尿糖、指尖（或靜脈）葡萄糖、動態血糖、糖化血清蛋白和糖化血紅蛋白監測這5種方法在不同情況下對患者血糖監控的應用進行介紹。

1 5種血糖監測方法的比較及應用

1.1 尿糖測定

尿糖測定是早些年糖尿病患者定期評估血糖控制的實用方法。尿糖測量的基礎是糖尿與高血糖大致相關的事實[2]。其原理在于，健康成人葡萄糖排泄的腎閾值為8.88～10.00 mmol/L，當血糖濃度超過人的腎糖閾值時，就會出現尿糖現象[3]，但患有長期糖尿病的成人，這個閾值可能會大幅增加，兒童和孕婦，可能具有非常低或可變的腎閾值。因此，尿糖不能精確地代表血糖濃度。另外，測試結果反映的是自上次排尿以來的時間間隔內的平均血糖水平，而不是測試時的水平。此外，液體攝入量，尿液濃度，是否服用咖啡因、苯丙胺類等藥物，是否患有甲亢、腫瘤、腦炎等疾病等都會對結果產生影響[4]。因此，使用尿葡萄糖濃度估計糖尿病管理中的血糖濃度是不理想的。之前使用測試條的顏色與打印的圖表進行比較，讀數存在一定誤差。Jia M Y等人[5]研發出一種用手機攝像頭獲得的比色傳感器陣列圖像的有效校準方法，該方法用于尿糖檢測不受環境光線和手機品牌的影響，可獲得準確的測量結果。Riyanto等人[6]研發的以KNO3為電解質，采用金電極循環伏安法測定尿中葡萄糖的相關系數R2為0.994。

1.2 指尖血葡萄糖與靜脈血漿葡萄糖的測定

刺破患者手指取微量血，并使用床旁檢測（POCT）血糖儀來檢測即時血糖是目前最常用的血糖監測方法，因其簡單、方便、采血量少、給患者帶來的痛苦小等優點被廣泛應用于患者家中日常血糖監測。主要用來檢測清晨空腹血糖（FBG）和餐后2 h血糖（2hPG）水平，也可檢測隨機血糖。POCT血糖儀對血糖檢測原理主要分為葡萄糖氧化酶（GOD）電化學法、GOD光化學法和葡萄糖脫氫酶電化學法3種。因檢測原理存在差異，致使檢測過程中受不同因素的影響，如采用GOD法易受血氧含量、還原性物質（如維C、尿酸、谷胱甘肽等）[7-9]、組織液滲出等因素影響，使得測量結果出現偏差；葡萄糖脫氫酶法測定過程中酶促反應特異性較差，反應過程中非葡萄糖類物質與某些輔酶亦可發生酶促反應，導致測量結果偏高[7]。例如，Pfützner A等人[10]使用8種不同型號的血糖儀，研究了血糖儀檢測原理受木糖影響對檢測結果造成的差異。結果表明，除AccuChek設備突破了木糖對檢測結果的影響外，其余采用葡萄糖脫氫酶技術均在不同程度上對檢測結果產生影響。此外，血糖儀型號和品牌之間也存在較大差異。為了避免檢測結果與真值間存在較大差異，由此給患者帶來錯誤指導并導致其身心受到傷害，ISO 15197:2013標準對家用血糖儀的系統準確度、精密度、血紅細胞壓積的限定范圍等進行了修訂[11]。

盡管POCT血糖儀在廣大糖尿病患者血糖日常監測中帶來很大方便，但血糖儀品牌、原理、操作者專業程度、藥物等仍會對血糖檢測結果產生較大影響。此外，因指尖血易受組織液等物質的污染，且與靜脈血成分存在一定的差別。因此，醫院在糖尿病診斷時按照WHO（1999年）標準，取靜脈血，配合全自動生化分析儀檢測結果來診斷糖尿病。糖尿病診斷一般需要測FPG，2hPG，以及隨機血糖、口服葡萄糖耐量試驗（OGTT）四者之一，并結合患者臨床癥狀進行診斷。全自動生化分析儀目前采用GOD法和己糖激酶（HK） 法實現對靜脈血糖的測定。其中，采用HK法對血液葡萄糖進行測定具有特異性高、不易受其他因素干擾等優點被公認為血液葡萄糖測定參考方法。除此之外，使用全自動生化分析儀檢測靜脈血糖的結果穩定、可靠，所以常與POCT血糖儀檢測結果對比來確定后者的精確度。葉竟妍等人[12]將71臺便攜式血糖儀與全自動生化分析儀對血糖檢測結果進行比較，得出了不同品牌血糖儀的合格率。但采用該方法測血糖存在取血量大、成本高、給患者帶來的痛苦大等限制因素，因此受限于醫院糖尿病診斷中使用。

1.3 動態血糖監測系統（CGMS）

以上血糖監測方法僅限于即時血糖檢測，對于I型糖尿病患者和病情嚴重的II型糖尿病患者來說，只檢測即時血糖值不能滿足患者血糖控制的需要，這就需CGMS來彌補這一缺陷。CGMS是一種將傳感器半植入于人體表皮，可以對血糖進行實時、動態、連續監測72 h及以上的血糖監測系統。使用CGMS可減少頻繁刺破手指取血給患者帶來身體上的傷害，但半植入式傳感器存在被病毒感染的風險；傳感器植入部位為組織，檢測結果為組織液間葡萄糖值，因組織液葡萄糖濃度與靜脈血葡萄糖濃度成正比，所以可間接反映血糖水平[13]；CGMS可以數分鐘自動出1個血糖值，每天24 h無間斷，根據該數據可繪制出每日血糖圖譜，并用于夜間無意識低血糖、餐后高血糖等情況管理[14]。

目前，常用的雅培動態血糖儀可以連續佩戴14 d，期間每15 min自動出1個血糖數值，同時可以隨時使用配套掃描儀或者在支持NFC功能的手機上安裝Glimp軟件測即時血糖。根據每15 min的數據可自動生成每日圖譜，并顯示于掃描儀或手機中，在電腦上安裝配套軟件鏈接血糖儀，可將每15 min的自動讀數、掃描所得數據、每日圖譜等內容導入電腦，患者可以更加清楚、直觀地了解自己的每日血糖變化。佩戴期間可得出平均血糖，根據該數據可預估糖化血紅蛋白（HbA1c）。但維C會導致測得血糖值偏高，水楊酸導致數值偏低。除此之外，動態探頭因保存不當會造成掃描結果與真值存在較大差距，CGMS的準確度還有待提高。Heinemann L[15]指出，CGMS沒有實施技術標準，系統的平均絕對相對差異（MARD） 通常用于表征其分析性能。Reiterer F等人[16]研究表明，不應盲目使用臨床研究的MARD值，還應使用其他度量標準，如精度絕對相對差值和考慮CGM傳感器的關鍵特征。但CGMS在很大程度上提高了血糖控制水平，如Polsky S等人[17]研究表明，CGM可以幫助識別妊娠中的血糖模式，獲得并維持葡萄糖靶點，降低低血糖，有助于治療與糖尿病相關的妊娠調整。Isaacs D等人[18]通過糖尿病教育結合CGMS對患者干預，大多數患者更好地了解食物選擇，藥物、壓力、疾病和體力活動如何影響血糖。

1.4 糖化血清蛋白（GSP）

GSP是一種取靜脈血，可反應患者過去2～4周平均血糖水平的檢測方法[19]。使用該方法的檢測結果不受當時血糖濃度、藥物、血紅蛋白、尿酸和蛋白質結構異常等因素的影響，穩定性好、準確率高[20]。GSP測定原理是血液中的葡萄糖與蛋白、硝基四氮唑藍等物質反應生成甲臜，甲臜可通過比色法于波長540 nm處測得吸光度，通過公式計算可間接得到GSP濃度[21]。但是，GSP值易受對蛋白造成異常的疾病影響，如腎病、急性炎癥、肝硬化等。所以，目前醫院一般不單獨使用該指標來診斷和評價糖尿病病情。但GSP測定可應用于糖尿病腎病的檢測中，如劉燁[22]通過檢測糖尿病腎病與非糖尿病腎病患者的GSP值，發現前者數值明顯高于后者。此外，還可與其他檢測方法連用，應用于不同人群糖尿病診斷、篩查等方面。

1.5 糖化血紅蛋白（HbA1c）

HbA1c與GSP測定類似，均可反應長期血糖指標。糖化血紅蛋白（血紅蛋白A1c，HbA1c） 是由葡萄糖與血紅蛋白β鏈的N-末端纈氨酸殘基結合而產生的。HbA1c反映的是檢測前1～3月的血糖均值，被譽為長期血糖控制的“金指標”。其中，近1個月血糖水平對HbA1c的影響占50%，3月前影響只占10%[23]。與GSP法類似，測定結果不受采血時血糖濃度、飲食及服用降糖藥等因素影響，因此不必要求患者檢測時空腹或在餐后2 h，也不用要求患者不服藥，隨時隨地可檢測該指標。但對于溶血性貧血、大量失血或輸血、慢性瘧疾、妊娠期婦女、甲亢狀態、患有人免疫缺陷病毒（HIV）等患者，以及服用維C和維E的人群不適用[24]。目前，臨床實驗室有4種主要的糖化血紅蛋白測量系統：離子交換高效液相色譜（HPLC）、免疫測定、硼酸親和色譜和直接酶測定。Kwak J等人[24]研究發現，金納米粒子基新型生物傳感器檢測糖化血紅蛋白系統工作得很好，檢測極限為0.142%，變異系數低于10%。

國際臨床化學聯盟（IFCC） 聯合歐洲糖尿病研究協會 （EASD） 和 ADA早在 2009年就提出了HbA1c測定的標準化方法，但到現在仍沒有被完全采用。雖然在美國等國家該指標已被應用于糖尿病診斷[25]，但我國HbA1c測定方面沒有統一標準，所以不被用于糖尿病診斷。然而，該指標可用來評價血糖控制水平，糖尿病患者一般將HbA1c控制在7.0%以內，控制在6.5%以內可較好控制并發癥產生[1]。UKPDS流行病學顯示，HbA1c下降1%，糖尿病相關死亡下降21%，微血管并發癥（腎病和失明）下降37%，心臟病發作下降14%，截肢或致死性周圍血管疾病下降43%，中風下降12%。此外，Boursier G等人[26]研究發現，HbA1c和甘油三酯測定，可作為肥胖患者篩查胰島素抵抗（IR）的廣泛可用工具。

2 結論

5種血糖監測方法的比較見表1。

表1 5種血糖監測方法的比較

由表1可知，單純使用某一種血糖監測方法很難全面評價血糖結果和降糖產品效果。糖尿病患者要想對血糖實施包括平均血糖、血糖波動、血糖達標率、高血糖和低血糖持續時間這5個方面監控，需配合多種方法使用，同時需考慮監測結果的準確度。一種方法是CGMS配合指尖血糖。該方法可實現對血糖的全面監控，減少刺破手指取血的痛苦，同時在一定程度上保證了結果的準確度，也起到了實時提醒患者注意控制血糖的作用。但CGMS購買費用較高，對于消費水平較低人群不適用。這就需要另一種血糖復合方法來彌補該方法的不足。對于消費水平一般人群，用指尖血糖配合HbA1c的方法也可實現對上述5種血糖評價方法的監控，檢測指血可掌握血糖波動和血糖達標率，提高檢測頻率可以在一定程度上掌握高血糖或者低血糖持續時間，但指血得到的每日血糖數據有限，對于上述內容的獲取還不全面。HbA1c可以反映近期3個月血糖平均值和血糖達標率，GSP與之類似，但反映的是1個月血糖水平，HbA1c較GSP法存在反映血糖周期太長的問題，鑒于準確度方面考慮，推薦使用HbA1c法。指血配合HbA1c監測血糖，需頻繁刺手，給患者帶來身體及心理的創傷，但在一定程度上減少了血糖監測費用，并使患者更全面掌握了自己5個方面的血糖狀況。

3 血糖檢測方法的發展趨勢

不同檢測方法存在自身優點及適用性，但血糖檢測的總體發展趨勢都會圍繞減少患者日常監測痛苦及安全性、提高檢測準確度及檢測范圍、加強醫生和家屬與患者血糖聯系這3個方面展開。如Zhang Y等人[27]基于能量守恒定律可以實現非侵入性血糖儀檢測，通過檢測基礎代謝率（BMR）和BV可得血糖值，檢測結果與侵入式血糖儀的測試結果之間有88.53%的相關性。由Cnoga Medical Ltd開發的新型設備Tensor Tip Combo Glucometer（CoG），可非侵入性地預測毛細血管組織葡萄糖濃度[28]。Soora K P等人[29]基于表面增強拉曼散射（SERS） 的使用等離子體納米顆粒陣列，可以檢測低至5×10-5g/mL的葡萄糖質量濃度。Bai Y W等人[30]建立的系統開發服務器軟件可用于建立營養數據庫、個人信息、個人生理參數和飲食計劃數據庫。該數據庫可提供遠程和本地系統，用于數據查詢、建立、更新和維護，為遠程護理站的護理人員提供移動護理服務。同時配有移動血糖測量設備，具有有線和無線傳輸功能，可定期提醒患者測量。楊雪等人[31]研究發現，血糖信息化管理可降低患者空腹和餐后2 h血糖、HbA1c、三酰甘油、總膽固醇水平，醫護人員及時糾正了患者不良習慣，患者血糖控制達標率和控制滿意度提高。