人體碘營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)技術(shù)淺析

郭春秀 朱瑞麗

[摘要] 碘作為人體必需的微量元素，對(duì)于人體的智力發(fā)育和體格發(fā)育都具有至關(guān)重要的作用。該研究對(duì)國(guó)內(nèi)外檢測(cè)碘水平的幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)與分析，旨在指導(dǎo)科研人員和臨床檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室人員根據(jù)應(yīng)用目的采取相應(yīng)得檢測(cè)方法，既保障檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，又能夠保障操作人員自身健康和環(huán)境安全。

[關(guān)鍵詞] 碘;評(píng)價(jià)技術(shù);微量元素;方法學(xué)

[中圖分類號(hào)] R151 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1672-5654（2019）05（c）-0192-03

[Abstract] Iodine， as a necessary trace element in human body， plays a vital role in human intelligence and physical development. The advantages and disadvantages of several methods for detecting iodine level at home and abroad are summarized and analyzed in order to guide scientific researchers and clinical laboratory personnel to adopt corresponding detection methods according to their application purposes， which can not only ensure the accuracy of the detection results， but also ensure the health of operators themselves and environmental safety.

[Key words] Iodine; Evaluation techniques; Trace element; Methods

碘是必需的微量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因長(zhǎng)期碘缺乏引發(fā)的器官器質(zhì)性病變和/或機(jī)體功能障礙統(tǒng)稱為碘缺乏疾病[1]。碘缺乏是一種較為嚴(yán)重的地方病，成年人缺碘會(huì)造成地方性甲狀腺腫大，兒童缺碘會(huì)造成癡呆、聾啞、身材矮小等，育齡婦女缺碘會(huì)造成不孕，孕婦缺碘會(huì)造成流產(chǎn)、早產(chǎn)、甚至死產(chǎn)[2]，也會(huì)造成新生兒、嬰幼兒智力發(fā)育和體格發(fā)育障礙、智力極其低下。碘缺乏疾病嚴(yán)重制約著我國(guó)人口素質(zhì)的提升。

研究表明，碘的攝入劑量與人體甲狀腺相關(guān)疾病的發(fā)生呈現(xiàn)出“U”字型的關(guān)系。機(jī)體長(zhǎng)期過(guò)量或超足量攝碘會(huì)誘發(fā)“碘致甲亢、高碘甲狀腺腫、自身免疫性甲狀腺疾病等碘過(guò)量相關(guān)疾病[3-4]，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)體發(fā)生一系列的功能、形態(tài)或代謝障礙，嚴(yán)重危害人體健康。甲狀腺相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展和碘元素?cái)z入的途徑與劑量、持續(xù)時(shí)間、碘的耐受性等具有強(qiáng)相關(guān)性[5-7]。

1? 國(guó)家政策導(dǎo)向

國(guó)家非常關(guān)注人群碘營(yíng)養(yǎng)水平，陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)政策文件，推行系列化有效措施，致力消除碘缺乏疾病。我國(guó)衛(wèi)生系統(tǒng)已作出相應(yīng)規(guī)定：產(chǎn)婦、孕婦、0～2歲嬰幼兒、乳母、兒童作為人體碘營(yíng)養(yǎng)水平重點(diǎn)關(guān)注人群。中國(guó)婦女與兒童發(fā)展綱要（2001-2010）一文指出：我國(guó)各級(jí)婦幼保健機(jī)構(gòu)都要定期開(kāi)展孕產(chǎn)婦、嬰幼兒等核心人群的尿碘動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作。針對(duì)育齡婦女、孕婦、產(chǎn)婦、乳母以及嬰幼兒等碘營(yíng)養(yǎng)缺乏問(wèn)題，原衛(wèi)生部、國(guó)家發(fā)展改革委、財(cái)政部等13個(gè)部委于2006年分布了《實(shí)現(xiàn)2010年消除碘缺乏病目標(biāo)行動(dòng)方案》，旨在加強(qiáng)核心人群的碘營(yíng)養(yǎng)水平的監(jiān)測(cè)工作，實(shí)施強(qiáng)化碘鹽等措施，提高碘營(yíng)養(yǎng)攝入劑量，提高人口素質(zhì)。食鹽強(qiáng)化加碘、全民補(bǔ)碘是我國(guó)消除碘缺乏疾病的一個(gè)有效行動(dòng)，自從實(shí)施以來(lái)取得了較為不錯(cuò)的效果。

2? 碘營(yíng)養(yǎng)水平監(jiān)測(cè)的“公認(rèn)指標(biāo)”

早期使用的碘營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有血碘和尿碘，相對(duì)于血碘，尿碘分析更具有無(wú)創(chuàng)性，對(duì)實(shí)驗(yàn)室條件要求以及人員技能水平要求相對(duì)較低。因此，也被國(guó)際碘缺乏病控制理事會(huì)、聯(lián)合國(guó)兒童基金會(huì)、世界衛(wèi)生組織共同選定“尿碘”作為評(píng)價(jià)碘營(yíng)養(yǎng)水平評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)[8-10]，并根據(jù)長(zhǎng)期尿碘、水碘、碘鹽等碘營(yíng)養(yǎng)監(jiān)測(cè)的多個(gè)數(shù)據(jù)，共同確定當(dāng)?shù)厝巳旱鉅I(yíng)養(yǎng)水平的攝入標(biāo)準(zhǔn)。人體尿液中的碘含量非常低，且多價(jià)碘元素共存等因素存在，個(gè)體對(duì)于碘的代謝能力和耐受力差異亦較大，對(duì)測(cè)定方法的準(zhǔn)確性、靈敏度、檢測(cè)線性范圍、抗干擾能力、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)成本等技術(shù)要求都比較高。

3? 碘營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)的幾種技術(shù)方法

3.1? 國(guó)際三聯(lián)組織推薦方法

世界衛(wèi)生組織、國(guó)際碘缺乏病控制理事會(huì)、聯(lián)合國(guó)兒童基金會(huì)共同推薦了人體尿液中碘營(yíng)養(yǎng)水平的測(cè)定方法[11-13]。該方法的檢測(cè)原理主要是采用氯酸作為催化劑消化尿樣中的碘元素，然后催化砷鈰氧化還原反應(yīng)的發(fā)生，使用分光光度檢測(cè)法檢測(cè)（A法）或采用亞鐵菲繞啉離子作為指示劑、利用回歸方程式計(jì)算含量（B法）。在A法的基礎(chǔ)上，采用過(guò)硫酸銨替代氯酸作為催化劑來(lái)進(jìn)行尿樣的消化[14]，經(jīng)過(guò)砷鈰催化的氧化還原反應(yīng)，最后采用分光光度法進(jìn)行測(cè)定。國(guó)際三聯(lián)組織于2001年聯(lián)合推薦“過(guò)硫酸銨消化碘催化砷鈰反應(yīng)分光光度法”作為人體尿液碘測(cè)定法的推薦方法。與A法相比較，該方法在消化尿樣時(shí)具有無(wú)有害氣體溢出、無(wú)爆炸危害性、生物安全性更高等優(yōu)勢(shì)。

3.2? 衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)法

中國(guó)在1999年首次發(fā)行了人體尿液碘測(cè)定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（WS/T 107-1999）[15]。該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是在回顧了我國(guó)多年來(lái)建立的人體各種尿液碘的測(cè)定方法基礎(chǔ)上，借鑒1993年國(guó)際三聯(lián)組織推薦的A法，結(jié)合中國(guó)具體國(guó)情而定的，能夠適用大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室操作的檢測(cè)方法。該標(biāo)準(zhǔn)是由天津醫(yī)科大學(xué)牽頭，陜西、湖北、安徽、福建等地方單位共同參與起草的。該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)了標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍和反應(yīng)溫度，同時(shí)嚴(yán)格界定了反應(yīng)時(shí)間。此外，在該方法中批內(nèi)、批間變異系數(shù)（CV）均<5%，最低檢測(cè)濃度為5 μg/L。在衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際三聯(lián)組織推薦方法的基礎(chǔ)上，原衛(wèi)生部全國(guó)地方病寄生蟲病標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)等相關(guān)單位于2006年聯(lián)合修訂了人體尿液碘測(cè)定的衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（WS/T 107-2006）[16]。該方法使用“過(guò)硫酸銨”替代“氯酸”來(lái)進(jìn)行尿液消化，人體尿液碘的最低檢出限提升至3 μg/L。

3.3? 冷消化法

基于國(guó)際三聯(lián)組織推薦方法的基礎(chǔ)上，我國(guó)學(xué)者劉列鈞等人[17]開(kāi)發(fā)了改良B法，主要是采用解析劑、ADA消解液以及中和劑來(lái)進(jìn)行尿液消化過(guò)程，在進(jìn)行砷鈰催化反應(yīng)，直到反應(yīng)溶液從藍(lán)色變?yōu)樗{(lán)紫色時(shí)終止計(jì)時(shí)，利用經(jīng)驗(yàn)回歸方程的方法推算人體尿液中碘的含量。該方法的優(yōu)點(diǎn)是：不需要長(zhǎng)時(shí)間的消化過(guò)程和專用的比色設(shè)備，標(biāo)曲范圍0～400 μg/L之間，最低檢測(cè)線調(diào)至為5 μg/L。

3.4? 半定量快速檢測(cè)法

不論是衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)法、國(guó)際三聯(lián)組織推薦標(biāo)準(zhǔn)法，還是ADA冷消化法，檢測(cè)耗時(shí)較長(zhǎng)，都不利于臨床應(yīng)用。基于此現(xiàn)狀和臨床檢測(cè)需求，Rendl等人[18]發(fā)明了一種快速檢測(cè)人體新陳代謝過(guò)程中的尿碘（非推薦方法的人體攝入的全碘）含量（半定量）分析方法。該方法的主要原理是利用負(fù)一價(jià)的碘離子催化3，3，5，5-四甲基聯(lián)苯胺（TMB）和過(guò)氧乙酸/過(guò)氧化氫的氧化反應(yīng)，該反應(yīng)在一定時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)顏色變化，再與標(biāo)準(zhǔn)色卡進(jìn)行比對(duì)，測(cè)定尿碘濃度測(cè)定的半定量。該反應(yīng)必需在尿樣（晨尿中段尿?yàn)榧眩┎杉? h內(nèi)進(jìn)行測(cè)定，該反應(yīng)3～5 min就可以得到檢測(cè)結(jié)果，操作相對(duì)簡(jiǎn)單、反應(yīng)快速，結(jié)果準(zhǔn)確。

3.5? 基于電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）分析技術(shù)

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的一種新型的分析技術(shù)。ICP-MS主要由電感耦合等離子體（ICP）和質(zhì)譜（MS）兩大部分組成，前者是通過(guò)高溫離子源把樣品從分子變成離子，并通過(guò)離子透鏡選擇待檢物質(zhì)到達(dá)質(zhì)譜分析器，后者主要是離子檢測(cè)分析器（如三重四級(jí)桿等），通過(guò)待檢物質(zhì)的特定的“質(zhì)荷比”將待檢物質(zhì)進(jìn)行精確分析。ICP-MS具有檢出限低、線性范圍寬、干擾最少、精密度高、分析速度快、高通量，且可對(duì)血液、尿液、毛發(fā)、指甲等多種類型樣本進(jìn)行分析等特點(diǎn)。預(yù)期ICP-MS技術(shù)會(huì)成為醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室用于人體微量元素分析的首選儀器，ICP-MS高昂的設(shè)備成本是制約其推廣應(yīng)用的主要因素。

4? 總結(jié)

國(guó)際三聯(lián)組織推薦方法、衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)法、改良B法（ADA冷消化法）、半定量快速檢測(cè)法以及電感耦合等離子體質(zhì)譜分析法（ICP-MS），各自均有優(yōu)缺點(diǎn)，主要看應(yīng)用場(chǎng)所、應(yīng)用目的以及自身經(jīng)濟(jì)狀況來(lái)確定選擇哪一種檢測(cè)方法。由于國(guó)家推薦法和衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)法的操作較為繁瑣、耗時(shí)較長(zhǎng)，檢測(cè)過(guò)程中會(huì)使用到三氧化二砷（俗稱砒霜），且會(huì)有氯氣等刺激性氣體釋放，可對(duì)操作人員身體和環(huán)境造成損害和污染。改良B法（ADA冷消化法）雖然操作較為簡(jiǎn)便，反應(yīng)較為快速，但顏色變化節(jié)點(diǎn)判讀因人而異，因?yàn)槊總€(gè)人對(duì)于顏色的敏感性不同。因此，實(shí)驗(yàn)結(jié)果易受人為主管因素影響較大。半定量快速檢測(cè)法，因其獨(dú)特的反應(yīng)原理，反應(yīng)過(guò)程中無(wú)需使用砒霜，無(wú)有毒氣體釋放，反應(yīng)快速（從尿液采集、純化到檢測(cè)顯色僅需3～5 min），特別適合具有自檢需求的人群，操作也較為簡(jiǎn)單。

從生物安全性、操作人員安全性以及檢測(cè)精準(zhǔn)度來(lái)評(píng)判，電感耦合等離子體質(zhì)譜儀分析方法具有檢測(cè)限最低、檢測(cè)范圍最寬、高通量等特點(diǎn)，預(yù)期會(huì)成為未來(lái)檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域微量元素檢測(cè)的首選儀器。

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（收稿日期：2019-02-25）

[作者簡(jiǎn)介] 郭春秀（1973-），女，北京人，本科，主管檢驗(yàn)技師，研究方向：醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)。