鐵代謝相關生化指標在缺鐵性貧血診斷中的應用

侯立安，徐二木，夏良裕，梁小悅，邱 玲,程歆琦

(中國醫學科學院 北京協和醫學院 北京協和醫院 檢驗科，北京 100730)

缺鐵性貧血(iron deficiency anemia，IDA)是一個嚴重的公共健康問題[1-2]。有研究報道缺鐵性貧血對人類的心理和身體發育、行為和工作都會產生影響[2-4]。慢性病貧血(ACD)是 目前臨床上發病率僅次于缺鐵性貧血的一種常見疾病，在住院患者中最多見，主要表現為無效造血和鐵代謝紊亂[5]。

目前缺鐵性貧血診斷的金標準是骨髓涂片鐵染色法，然而骨髓穿刺是一種有創性的檢測方法，操作繁瑣，并且受到患者身體狀況及患者依從性影響較大，不適用于大范圍缺鐵性貧血的篩查。目前實驗室常用的缺鐵性貧血篩查的指標主要有紅細胞參數、血清鐵、血清鐵蛋白、血清轉鐵蛋白、轉鐵蛋白飽和度、血清總鐵結合力以及可溶性轉鐵蛋白受體。不同診斷指標在缺鐵性貧血的不同時期診斷價值不同。在缺鐵性貧血的早期是貯存鐵消耗，紅細胞參數變化不明顯，SF和體內貯存鐵的相關性極好，不受近期鐵攝入的影響,敏感性較高。當ACD與IDA并發時，SF作為一種實相反映蛋白，在炎癥、感染等疾病時會出現合成增加，不能真實的反映體內鐵貯存量[6]。SI、TRF、TIBC對缺鐵性貧血的缺鐵性紅細胞生成期和缺鐵性貧血期有較好的診斷價值，但是容易受到飲食和生理因素的干擾。可溶性轉鐵蛋白受體在貯存鐵消耗期有輕微升高[7]，在缺鐵性紅細胞生成期迅速升高，有研究報道可溶性轉鐵蛋白受體(soluble transferring receptor,sTfR)能夠較好的應用于慢性病貧血是否合并缺鐵性貧血的診斷[8-9]。本研究主要探討實驗室幾種常用鐵代謝指標及其復合參數在缺鐵性貧血、慢性病合并缺鐵性貧血和慢性病貧血診斷中的應用。

1 資料與方法

1.1 一般資料

留取了2014年3月-2016年8月年間北京協和醫院門診及住院患者中臨床已明確診斷的患者常規生化檢測剩余血清標本333例(該研究已經通過北京協和醫院倫理委員會批準)。其中112例缺鐵性貧血(Iron deficiency anemia,IDA)患者標本，161例慢性病貧血(Anemia of chronic disease,ACD)的患者標本，慢性病合并缺鐵性貧血(chronic diseases with iron deficiency anemia,CIDA)的患者標本60例,同時選取健康體檢者(healthy,HS)的血清標本97例。所有血清均無溶血、黃疸和脂血，標本收集后儲存在-80℃冰箱內，統一進行檢測。

1.2 儀器與試劑

美國貝克曼公司的sTfR試劑(化學發光法)；SF試劑(酶免疫化學發光法)；血清鐵(serum Iron,SI)試劑(比色法)；血清不飽和鐵結合力(unsaturated iron binding capacity,UIBC)試劑(比色法)及相應試劑配套的定標品和質控品。德賽公司的血清轉鐵蛋白(serum transferring,TRF)試劑(免疫透射比濁法)及相應的定標品，質控品為Bio Rad公司生產的Liquichek免疫質控，594/595/596三水平。儀器為美國貝克曼公司生產的DXI800免疫分析儀，和貝克曼AU5800生化分析儀。

1.3 方法

在DXI800上檢測之前留取的333例患者血清和97例健康對照者血清中的sTfR和SF含量。并同時在AU5800系統上檢測上述標本的SI、UIBC和TRF含量,計算轉鐵蛋白飽和度(transferrin saturation，TS)。分析不同指標在IDA、ACD、CIDA和健康對照組中含量的變化，比較各指標在IDA和CIDA缺鐵診斷中的ROC曲線下面積(the area under the ROC curve,AUC)，診斷界點(cut-off),及不同診斷界點的敏感度、特異性。

1.4 統計學處理

2 結果

研究對象基本材料:符合入組標準的研究對象共計430人，其中IDA組112人，ACD組161人，CIDA組60人,HS組97例。缺鐵性貧血鐵代謝相關指標的檢測結果(表1，圖1):對各檢測項目采用獨立樣本非參數Kruskal-Wallis單因素ANOVA分析，各指標兩兩比較結果顯示： IDA和CIDA組sTfR含量較高，而在ACD和健康對照組，sTfR平均含量較低，P<0.05。目前WHO制定的IDA診斷標準中，SF<12 μg/L[10]，IDA組的SF含量低于該標準，中位數為4.26 μg/L。ACD組的SF含量分布范圍比其他3個組大(P<0.05)。IDA組的UIBC平均含量為72.60 μmol/L，明顯高于ACD組(P<0.001)；CIDA組UIBC的含量較ACD和健康對照組高(P<0.05),但低于IDA組。4個研究組中SI的含量在IDA和CIDA組差異不明顯(P=0.252)，但IDA組、CIDA組與ACD組均明顯低于健康對照組(P<0.05)，IDA組和CIDA組含量均低于WHO的IDA診斷標準(SI<50 μg /dl)[10]。IDA組的TRF平均含量為3.43 g/L，明顯高于ACD、CIDA和健康對照組(P<0.05)，但是CIDA組與健康對照組的差異不明顯(P=0.486)。sTfR/lgSF在ACD和健康對照組差異不明顯(P=1.00)，結果顯示機體存在缺鐵性貧血時sTfR/SF及 sTfR/lgSF的值較高，而ACD和健康對照組的值較低(P<0.05)。

注：圖中紅線為均值圖1 鐵代謝相關指標檢測結果分布

表1 鐵代謝相關指標檢測結果

各指標在診斷缺鐵性貧血中的診斷界點(cut-off)、敏感度、特異性，陽性似然比[positive likelihood ratio，LR(+)]、陰性似然比[negative likelihood ratio,LR(-)]、陽性預測值(positive predictive value，PPV)、陰性預測值(negative predictive value,NPV)以及ROC曲線下面積(the area under the ROC curve,AUC),見圖2、表2。IDA與ACD和健康對照比較，各指標的ROC曲線下面積均大于0.9,其中SF、sTfR/SF和sTfR/lgSF的曲線下面積最大，為0.99，在相應cut-off值下，NPV均大于90%，除SI和TRF外，其他項目的PPV均大于80%。CIDA組與ACD和健康對照組比較，僅TS的ROC曲線下面積的大于0.9，TRF的曲線下面積最小為0.76。各指標在其對應的cut-off之下的PPV為41.6%-88.2%，NPV均大于90%。

注：圖a表示IDA與ACD和健康對照組比較，各指標的診斷價值；圖b表示CIDA與ACD和健康對照組比較各指標的診斷價值圖2 鐵代謝相關指標ROC曲線

表2 不同指標在IDA和CIDA診斷中的價值

3 討論

鐵不僅是血紅蛋白的重要組成部分，也是肌紅蛋白、細胞色素和大量人體代謝酶的重要組成部分，與機體多個器官系統的生理活動相關[3]。鐵在機體內以鐵蛋白和含鐵血黃素的形式貯存,其在機體內的轉運需要通過與轉鐵蛋白結合運輸至身體各組織中，缺鐵性貧血時，轉鐵蛋白含量升高。鐵與細胞膜上特異性的轉鐵蛋白受體結合從而釋放到細胞內。轉鐵蛋白受體是一種跨膜糖蛋白，在蛋白水解作用下可以產生可溶性轉鐵蛋白受體進入血清中。可溶性轉鐵蛋白受體濃度與轉鐵蛋白受體含量成正比[11],能正確反映紅系造血前體細胞表面的轉鐵蛋白水平，并受細胞內鐵含量的調節。缺鐵性貧血是體內慢性漸進性缺鐵的結果，根據實驗室檢查特征鐵缺乏可分為貯存鐵耗盡、缺鐵性紅細胞生成和缺鐵性貧血3個連續發展階段。慢性病貧血患者會出現血清鐵、總鐵結合力和轉鐵蛋白受體降低，轉鐵蛋白飽和度正常或稍低，血清鐵蛋白水平升高[5]。目前對于鐵代謝的研究也較多，但本次研究與以往的研究相比存在以下優勢：首先本研究包含的鐵代謝生化指標比以往的報道更為全面,可溶性轉鐵蛋白受體為化學發光方法檢測。其次，本研究還嘗試給出各指標在CIDA中的診斷界點及其對應的診斷價值。

研究發現診斷IDA時，SF的ROC曲線下面積為0.99，對IDA的診斷精密度和敏感度較高，對IDA診斷的cut-off值為14.76 μg/L。Castel和Tax的研究表明，缺鐵性貧血時SF多小于20 μg/L，而如果SF大于100 μg/L則可排除缺鐵性貧血；但是如果SF在20-100 μg/L之間，則無法確定是否存在缺鐵性貧血[12-13]。因此僅SF無法用于慢性病患者是否合并缺鐵性貧血的診斷。SI受生理、病理等因素影響較大，有研究指出貯存鐵耗盡期的SI、TRF和TIBC等均未見明顯改變[10,14]。UIBC易受近期鐵攝入、晝夜變化以及感染等因素的影響。因此這些指標不能單獨用于早期缺鐵性貧血的診斷。只有當缺鐵性紅細胞出現時，小腸細胞對鐵的吸收增加，體內TRF水平上升，加快鐵向細胞內轉送;同時促紅細胞生成素水平亦升高,以便增加紅系造血，SI下降、UIBC升高[15]。因此SI、TRF和UIBC的敏感性低于SF。sTfR在貯存鐵耗盡階段即開始出現降低，可反映造血組織早期缺鐵，并且sTfR主要來源于骨髓中早期的紅細胞，反映了機體耗盡鐵貯存到缺鐵性貧血的整個過程[16]，無性別差異，不受炎癥、感染[9]、肝病等因素的影響[11]，但是與年齡、膚色和海拔高度相關[16]。因此與SF相比，能更好的用于CIDA與ACD鑒別診斷，本研究的結果也顯示IDA組與CIDA組的sTfR含量均高于ACD組和正常對照組(P<0.05)。ROC曲線顯示IDA和CIDA組sTfR的曲線下面積分別為0.94和0.80，敏感度和特異性較好。大量研究報道指出sTfR與SF的聯合應用對缺鐵的診斷更可靠和準確。本研究也證實了這一觀點，在診斷IDA時sTfR與logSF比值以及sTfR與SF的比值的ROC曲線下面積最大，為0.99；敏感度和特異性較其他指標高。有研究指出sTfR/logSF的比值小于1.5時提示為單純的ACD或正常[16-17],本研究中sTfR/logSF的比值對IDA診斷的cut-off值為1.46，與以往報道基本一致。ACD組和正常對照組的比值分別為0.72(95%Cl:0.56,0.95)和0.71(95%Cl:0.64,0.87)，明顯區別于IDA組和CIDA組的比值(P<0.05)，進一步驗證了這一觀點。

綜上，機體的多個鐵代謝指標在缺鐵性貧血、慢性病貧血和慢性病合并缺鐵性貧血中也有不同程度的改變，但各指標均會受不同生理或病理因素的影響，因而臨床對缺鐵性貧血的診斷不應單以某一指標的變化下結論，應該綜合多項指標加強對缺鐵性貧血的診斷和鑒別診斷，以免漏診和誤診。