HbA1c的临床应用及检测的标准化进展

吕玉芹(综述)，刘玉华(审校)

(天津市静海县医院检验科，天津 301600)

目前，中国已成为糖尿病第一大国。糖尿病发病率高，致死、致残率高，严重威胁着人类生命健康。因此,尽早地发现糖尿病并早期对糖尿病患者进行有效地干预，改善预后显得尤其重要。糖化血红蛋白(glycated hemoglobin,GHb)浓度可反映过去2～3个月的平均血糖水平，是评价血糖控制的金标准，是决定糖尿病治疗方案的最重要的参考指标。2010年，美国糖尿病协会(American Diabetes Association，ADA)颁布的新指南将糖化血红蛋白A1c(HbA1c)作为糖尿病诊断的标准之一。然而，我国的HbA1c标准化程度不高，将其作为糖尿病的诊断标准尚有待研究。

1 HbA1c的临床应用

1.1监测血糖 GHb作为糖尿病监测血糖控制的金标准，可大大减少糖尿病并发症的发生。GHb是人体红细胞内血红蛋白和血糖结合的产物，为血红蛋白β链N末端缬氨酸的氨基与葡萄糖的羧基形成不稳定的席夫(Schiff)碱，再经过阿马多里(Amadori)转位，分子重排形成稳定的酮胺结构，其合成过程缓慢不可逆，且不受血糖暂时波动的影响[1]。HbA1c占GHb的60%～70%，结构稳定，是GHb的主要组分，临床常把HbA1c等同于GHb。HbA1c的合成速率与红细胞所处的环境的浓度呈正比[2]，因此其能够反映测定前8～12周的平均血糖水平。它不受血糖昼夜波动的影响，受检者无需空腹，1 d内任意时间均可取血，血样稳定，生物学变异小[3]。所以，从20世纪80年代起逐渐被临床广泛应用，将其作为血糖长期控制情况的指标。在美国进行的糖尿病控制与并发症临床试验(diabetes control and complications trial,DCCT)以及在英国进行的糖尿病前瞻性研究(United kingdom prospective diabetes study，UKPDS)的重要成果之一证实了血糖控制(通过检测HbA1c)与糖尿病慢性并发症之间的必然联系[4-5]。研究结果显示，良好的血糖控制可大大减少糖尿病并发症,如肾损害，血管病变等的发生[4-5]。UKPDS证实HbA1c每下降1%，糖尿病相关的病死率降低21%；心肌梗死发生率下降14%；微血管病变发生率下降37%[6]。ADA指南建议对于血糖控制稳定的患者，每年至少进行两次HbA1c的测定；对更改治疗方案或血糖控制未达标患者，应每年进行四次HbA1c检测。有证据显示[5]，HbA1c降低至7%左右或以下可减少糖尿病微血管并发症，如果在诊断糖尿病后立即治疗，可以减少远期大血管疾病。所以，在许多非妊娠成人合理的HbA1c控制目标是<7%。如果某些患者无明显的低血糖或其他治疗不良反应，建议更严格的HbA1c目标(如<6.5%)也是合理的。这些患者包括病程较短、预期寿命较长和无明显心血管并发症的患者。

1.2用于糖尿病的诊断 HbA1c一直是评价血糖控制情况的金标准，多项医学研究均采用HbA1c作为观察指标。是否应该把它作为糖尿病的诊断标准之一，近年来，国内外专家争论不休。2009年，在ADA学术年会上，国际专家委员会推荐HbA1c作为糖尿病诊断的重要依据，并被ADA接受，这是糖尿病诊断标准发展历史中的重大变革[7]。2010年，ADA正式采用HbA1c为糖尿病的诊断标准之一，其临界值为≥6.5%[8],试验应采用美国糖化血红蛋白标准化组织(National Glycohemoglobin Standardization Program,NGSP)认证的方法进行，并与DCCT[16]的检测进行标准化。HbA1c作为糖尿病诊断标准之一，弥补了血糖诊断糖尿病的不足之处，很多糖尿病患者在患病早期无明显症状，血糖呈间断性升高；单次血糖检测影响因素较多，如感染、情绪因素等血糖应激性增高，不能反映体内真实的血糖状态等。HbA1c比较稳定，无需空腹和固定时间采血，检测结果不受情绪等应激状态的影响。检测方法准确、稳定、易于标准化。HbA1c可反映2～3个月的平均血糖水平，更能体现与慢性并发症的关系。尽管用HbA1c诊断糖尿病存在很多优点，但目前测定影响因素较多：如多种疾病可影响HbA1c的检测，常见的有肾功能不全，血红蛋白病等。任何可缩短红细胞寿命的疾病(如溶血性贫血等)都会使HbA1c测定值相应降低。故检测HbA1c需纠正上述疾病后进行。HbA1c虽是反映平均血糖水平较好的指标，却不能反映血糖波动的大小，对于血糖波动较大的糖尿病患者，HbA1c不能反映疾病的进展及严重程度。另有研究发现，不同年龄、性别种族HbA1c值都有差异[9]。上海社区人群进行相关研究发现，在中国人群中应用HbA1c≥6.3%作为诊断糖尿病的切点具有较高的特异性，其敏感性与单纯空腹血≥7.0 mmol/L相似[10]。该切点在空腹血糖及口服葡萄糖耐量试检不适用的情况下作为中国成人糖尿病的诊断标准可能是合适的。目前，我国HbA1c标准化程度不够，测定的仪器和质量控制尚不符合糖尿病诊断的要求，故目前我国还未使用HbA1c来诊断糖尿病。

2 HbA1c检测的标准化

1978年，HbA1c开始了商品化的检测分析，在20世纪80年代检测得到普及[11]。1985年，世界卫生组织首次提到GHb的检测在预示糖尿病方面的潜在价值[12]。HbA1c检测的商业化使其检测方法越来越多，其中主要方法是分离糖化和非糖化血红蛋白再检测各自的量。分离的技术包括基于电荷的不同(离子交换色谱法、高效液相色谱法、电泳、等电聚焦)、结构差异(亲和色谱和免疫分析)或化学分析(分光光度法)。但是，早期的GHb分析存在若干缺陷，尤其是标准化的缺乏，加上GHb测定的不同形式，使结果变异很大。一项研究比较了7种不同的GHb检测方法，发现同一样品用不同方法检测，结果变异在4.0%～8.1%[13]。1984年，Peterson等[14]首次提出以常用的校准进行标准化。但只有在1993年DCCT的研究出版后，HbA1c的全球标准化问题才开始受到关注[4]。当时，由于缺乏全球统一的标准化手段，导致有些国家制订了国家标准化计划，比较著名的有美国NGSP：用DCCT的高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)作为主要的参考方法[15]；瑞典用Mono S HPLC作为国家指定参考方法[16]；在日本，由日本糖尿病学会制备通用的校准品用于所有HbA1c检测方法的定标对HbA1c进行标准化[17]。其中最重要的是NGSP标准化。

2.1NGSP标准化 为了更好地应用DCCT的结果给临床医师提供准确的数据，1993年美国临床化学协会建立了一个分委会进行GHb标准化工作[15]。1996年由NGSP指导委员会完成标准化计划。NGSP的目标是GHb的标准化，使其结果可追溯到DCCT和 UKPDS。

一级中心参考实验室使用与DCCT相同的方法BioRex-70 阳离子交换HPLC法测定HbA1c，建立基准[18]。一级参考实验室作为中心参考实验室的后备支持，使用相同的方法。HPLC方法只用于一级中心参考实验室和一级参考实验室，但不适用于患者标本的常规检测。而二级参考实验室，采用与常规实验室相同的商业化方法，保证结果溯源至一级中心参考实验室方法，可直接参与生产厂家的校准。如果一个HbA1c的检测方法满足严格的精密度要求，厂商会收到一个有效期为一年的证书[18]，至今已有上百种方法获得了NGSP认证。ADA建议实验室只用NGSP验证的实验方法，可追溯到DCCT标准[19]。这些实验方法已被列入NGSP网站(http：//www.ngsp.org)并至少每年更新一次。因为能溯源至DCCT和UKPDS，NGSP系统以绝对性优势成为全球最受欢迎的HbA1c标准化系统。

这一工作使得美国临床实验室间GHb测定的结果有了相当大的变化：至2004年，几乎所有实验室都以HbA1c报告GHb的结果，同时还有准确度的升高和实验室间变异度的降低[18]。目前，美国绝大多数实验室报告的结果，均可溯源至DCCT结果，使对糖尿病及其并发症的治疗和预防工作有了统一的参考标准。

2.2国际标准化 1995年，国际临床化学和实验医学联合会(International Federation of Clinical Chemistry and laboratory medicine,IFCC)建立了HbA1c标准化工作组，其与NGSP所采取的标准化方法不同，主要目标是建立一个具有溯源性的参考测量系统：包括与内蛋白酶Glu-C共孵育、裂解β链N端的六肽、用反相HPLC将糖化和非糖化六肽分离、质谱法或毛细管电泳法定量。纯化的HbA1c和HbA0由人类全血中提取，按照一定比例混合，形成初级参照物质，用于校准初级参照测量系统。初级参照测量系统的值用于次级参照物，次级参照物由生产厂家用来定标其仪器。已建立了一个实验室网络来组成和维护初级参照系统[20]。IFCC参考方法特异性强，导致HbA1c百分比值降低，可能会导致一些患者血糖控制较差[21]，IFCC推荐使用SI单位(mmol/mol)，这将会减少IFCC单位与DCCT/NGSP单位的混淆。

2.3IFCC与NGSP之间的转换 通过IFCC与GNSP网络分析集中的样本进行比较HbA1c值，发现IFCC的HbA1c参考方法与NGSP值存在线性相关[1]。计算回归方程为：NGSP=0.09148(IFCC)+2.152。此方程称为“主方程”。IFCC的方法HbA1c测定值低于GNSP的测定值。

2.4HbA1c的报告方式 2007年，ADA、IFCC、欧洲糖尿病学会及国际糖尿病联盟发表HbA1c全球标准化共识声明，主张HbA1c结果在世界范围内以IFCC单位(mmol/mol)和采用IFCC-GNSP主方程得出的衍生NGSP单位(%)同时报告[22]。2010年的出版物[23]重申了HbA1c结果在全球范围内以SI单位和导出的NGSP单位报告的声明。

前瞻性多国研究结果表明，在HbA1c与平均血糖之间有线性关系[24]，然而，许多专家认为在HbA1c与平均血糖之间存在很大可变性，阻碍了平均血糖的应用[25-26]。2012年在对包括美国病理学院在内的上千家实验室进行了HbA1c水平问卷调查，表示HbA1c结果与平均血糖同时报告[27]。

2.5我国HbA1c的标准化 目前我国HbA1c检测的标准化程度还处于起步阶段，不能满足临床需求，更不能按照WHO的建议使用HbA1c来诊断糖尿病。为了促进HbA1c检测技术在我国糖尿病管理中的广泛和正确使用，加速HbA1c检测方法的标准化进程，开展与HbA1c应用相关的研究工作，2010年3月，“中国糖化血红蛋白教育计划”在京启动。随着临床医师及检验工作者对HbA1c认知程度的不断提高，参加卫生部临床检验中心组织的室间质量评价计划的实验室数量逐年增加，2000年时仅有20余家，2009年有389家，2013年将达到982家以上，测定质量也有了稳步提升，最初实验室的室间变异系数为20%～30%，2009年下降为6.8%～9.9%，2012年则为4.6%～5.3%。

2012年7月4日，上海市临床检验中心暨临床检验质量控制中心成功建立IFCC HbA1c一级参考方法[28]，该中心生化研究室成为IFCC全球第13家、发展中国家第一家运行一级参考方法的参考实验室，这为实现我国GHb检测的溯源性，为HbA1c检测迈入标准化轨道奠定基础。

卫生部临检中心经过几年的努力，目前已经建立了国际公认的高效液相色谱串联质谱HbA1c测定的参考方法并研制出了GHb国家一级标准物质[29]，这两项工作的完成对于HbA1c测定结果的量值溯源和保证检测质量起到重要作用。

3 小 结

只有积极地推进标准化工作，使实验室的检测能力达到国际水平，才能使HbA1c更好地为临床服务，为糖尿病的诊疗提高准确、可靠的检测结果。因此，HbA1c检测方法的规范化以及质量评价体系的确立就显得尤为重要。相信将HbA1c作为糖尿病的诊断标准及其标准化的实施将会极大地推动糖尿病的防治及其科研工作。

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