糖化血清白蛋白分子特性及临床意义

王 冰综述，王玉明 段 勇审校

(1、昆明医科大学第一附属医院，云南昆明650032；2、昆明医科大学第二附属医院，云南昆明650101)

·述评·

糖化血清白蛋白分子特性及临床意义

王 冰1综述，王玉明2段 勇1审校

(1、昆明医科大学第一附属医院，云南昆明650032；2、昆明医科大学第二附属医院，云南昆明650101)

糖化白蛋白（Glycated albumin，GA）是血清中白蛋白与葡萄糖发生非酶糖化反应的产物，其水平可反映糖尿病（Diabetes Mellitus，DM）患者体内近2～3周的血糖控制情况，因此GA可作为评估糖尿病患者短期血糖波动的可靠指标。同时，GA水平的升高也与糖尿病并发症，如糖尿病合并冠心病、糖尿病性视网膜病变、糖尿病肾病以及血液透析有关。本文就GA的分子特征、与糖尿病及糖尿病相关并发症的关系及其临床意义等方面进行综述。

糖化白蛋白；分子特征；糖尿病；糖尿病并发症

糖尿病是胰岛素分泌相对或绝对减少和（或）作用缺陷引起的一组代谢性疾病，可引起心、肾、眼组织等多系统器官损伤。流行病学调查显示，目前我国半数成人处于糖尿病前期，患者人数占到全球1/3，估测患病人数约1.2亿[1]。糖尿病病因和发病机制尚未明确，治疗目标仅是控制血糖，防止疾病蔓延及并发症的发生，降低死亡率。目前临床用于监测糖尿病患者长期血糖控制水平的标准为糖化血红蛋白，但对于一些血糖控制不良需频繁监测血糖或改变降糖方案的患者，或患有并发症等特殊糖尿病的患者，糖化血红蛋白不能准确评估其血糖情况，而糖化血清白蛋白可更好的反映患者短期血糖控制情况。现本文就其分子特征、生理功能、检测方法及临床意义等方面进行综述。

1 蛋白质糖化反应

糖化反应是可改变体内蛋白质固有性质和功能的一种自发性反应过程。高糖环境下，葡萄糖或醛糖与循环蛋白质（如晶体蛋白、胶原蛋白、转铁蛋白、血红蛋白、血清蛋白等[2]）氨基酸N-末端共价结合，发生非酶催化糖基化反应形成不稳定的西夫碱（schiff bases），后者发生化学重排形成较稳定的酮胺，即Amadori型早期糖基化合物。再经脱氢、分子重排、氧化反应等复杂化学反应形成稳定不可逆的晚期糖基化产物（advanced glycation end products，AGEs）[3]。AGEs是糖尿病等一系列疾病发生发展的关键因素，且不会随血糖浓度的减少而减少，而是在体内聚积增多。其中GA是主要的早期糖基化合物，约占80%。

1.1 GA糖化位点高糖环境下，葡萄糖与具有高度亲核性的赖氨酸、精氨酸或半胱氨酸的残基结合。在蛋白质的赖氨酸残基中，有Lys-199、Lys-232、Lys-281、Lys-525等30多个糖化位点，其中Lys-525被认为是赖氨酸与葡萄糖结合的主要位点，约占糖化总体的30%[4]。

精氨酸的糖基化位点主要是Arg-410，其余还有Arg-114、Arg-186以及Arg-428等[5]。

另外，半胱氨酸在参与糖化反应时，Cys-34作为主要糖化位点参与AGEs的产生[5]。

1.2 糖化反应对生理功能的影响白蛋白是人体血清内含量最多的蛋白质，约占血清总蛋白的40%～60%，半衰期约17～19d。血清蛋白质发生糖化后，白蛋白分子结构从螺旋形转变为β-折叠，伴淀粉纤维蛋白的形成，同时引起白蛋白形态改变、分子量增加及等电点变化[2]。

糖尿病患者体内的糖化反应是正常人体的2～3倍，这种反应可加速糖尿病大血管病、微血管病和糖尿病神经病变等疾病的发生。体外研究显示，蛋白质糖化也将促进血小板的活化和聚集[6]。

另外，在发生葡萄糖代谢的骨骼肌和和脂肪细胞中，糖化反应也对其产生影响。小鼠实验表明[7]，小鼠脂肪细胞内糖化白蛋白可诱导活性氧类物质产生，抑制葡萄糖摄取，导致脂肪细胞胰岛素敏感性降低和微血管病变发生。

2 衡量体内血糖水平的参数指标

糖化指标的监测可及时有效的监控血糖状况，也可反应一段时间内血糖控制情况。

2.1 糖化血红蛋白糖化血红蛋白（Hemoglobin A1c，HbA1c）是判断糖尿病患者治疗前后长期血糖波动情况的金标准，也可作为糖尿病的诊断标准之一。HbA1c能反应患者8~12周的血糖波动情况。但某些血红蛋白代谢异常的疾病或影响红细胞生存因素存在的条件下，HbA1c将不能准确反应患者体内血糖情况，如大量出血后、溶血性贫血、肝硬化等疾病，红细胞寿命缩短导致HbA1c的值降低[8]。另外，血红蛋白病、妊娠期糖尿病[9]及新生儿糖尿病[10]等患者HbA1c值也不能准确衡量其血糖水平。

2.2 糖化血清蛋白糖化血清蛋白（果糖胺）反应血清中糖化血清蛋白质的总量，除主要组分白蛋白外，还包括脂蛋白、球蛋白等，可反映患者近2~3周的血糖水平[11]。但血液中蛋白浓度、乳糜、胆红素和低分子物质等会导致果糖胺的测定值异常，如甲亢、肾病综合症等疾病蛋白质代谢加速导致其水平升高[12]。另外由于各蛋白组分的非酶糖化反应率不同，果糖胺检测特异性也较差。

2.3 糖化血清白蛋白为了克服HbA1c和果糖胺在血糖监测方面的缺点又保留它们的优点，进而提出了糖化血清白蛋白作为短期血糖监测的指标。一方面，GA结果不受血红蛋白代谢及贫血等因素影响。另一方面，GA（%）值是糖化白蛋白与血清白蛋白的比值，其结果不会受到蛋白浓度、血清蛋白量及其组成的影响。由于白蛋白在体内的半衰期约17~ 19d，因此可反映患者近2~3周的血糖波动情况[13]。研究表明，体内白蛋白可进行非酶促糖基化的总量约是血红蛋白的9倍，白蛋白糖基化的反应速度是血红蛋白的10倍[14]，说明白蛋白比血红蛋白更易糖化，这使糖化血清蛋白在糖尿病检测中更易被标记并能很好的评估血糖控制情况。

2.4 血糖非蛋白质标记物1，5-脱水葡萄糖（1，5-anhydroglucitol，1，5-AG）的分子结构类似于葡萄糖，在正常生理情况下可随葡萄糖共同重吸收。因此，当体内葡萄糖水平超过约180mg/dl时，体内1，5-AG将逐渐下降。1，5-AG可准确反应餐后高血糖，但不能衡量平均血糖值，也不适用于肾血流动力学不稳定患者的血糖监测。

即刻血糖（包括静脉血浆血糖和指尖快速血糖）只是检测某时某刻所采标本的血糖值，无法评价一段时间的血糖控制水平。且易受饮食、运动、药物等因素影响。

3 血浆血糖、HbA1c、GA的关系

HbA1c与GA是血浆葡萄糖分别与血红蛋白和白蛋白共价结合的早期糖基化产物，两者均与血浆血糖的相关性良好。其中，GA受空腹血浆血糖影响较大。

马晓静等[15]在GA与HbA1c的相关性分析中对2532例研究对象进行研究，得出HbA1c每增加l%，GA相应增加2.87%。以GA≤18.5%来预测HbA1c≤6.5%，其敏感性、特异性、准确度均较好。

4 GA的测量方法及参考范围

由日本开发研制的应用液态试剂酶法检测GA（Lucica GA-L）是一种简单、快速、灵敏、准确定量的检测方法，是目前国内外检测GA的主要方法[16]。检测原理为：第一步加入糖化氨基酸以去除内源性糖化氨基酸，利用对白蛋白特异性较好的蛋白酶将GA水解为糖化氨基酸，后者被氨基酸氧化酶氧化生成葡萄糖酮醛和H2O2，H2O2在显色剂作用下生成蓝紫色色素，测定该色素吸光度值，得出GA浓度。然后除以血清白蛋白浓度，即得出GA（%）[17]。同时使用特异性更高的溴甲酚紫法（BCP）检测白蛋白，减少球蛋白对测定结果的影响。

美国Diazyme实验室研发出一种新型酶法检测糖化血清白蛋白（试剂商标为GlycoGap）。该试剂通过使用特异性较好的蛋白酶水解糖化血清蛋白质生成低分子的糖化蛋白质碎片，后者被Diazyme特异性的果糖氨基酸氧化酶氧化，产生蛋白碎片或氨基酸、葡糖酮醛及H2O2，通过测定H2O2的吸光度得出其浓度[18]。该方法简便，试剂稳定性也较好，但尚未广泛使用。

上世纪80年代，日本研发了高效液相色谱法（High performance liquid chromatography，HPLC）测定GA。HPLC法可准确检测患者GA水平，但由于其价格高昂，程序繁杂，不适宜临床常规开展。

亲和色谱法通过GA中碳水化合物与固定在树脂上的硼酸盐特异性结合来分离GA。此外，离子交换层析法、免疫测定法、酶联免疫测定法、电化学方法等均可用于GA检测，但这些方法均存在精密度低、操作方法复杂、检测时间长等缺点，不宜用于GA检测。

近年来，许多国内外学者研究了GA在正常人体内的参考范围。周祥海等[19]对我国糖耐量正常成人进行研究，确定其参考范围为11.89%~16.87%；Viswanathan V等人[20]研究结果显示，印度人群GA参考值为15.0%；日本人群GA参考值为12.3%~ 16.9%，而在美国糖耐量正常人群中GA的参考值稍低，约10.0%~13.2%[20]。导致这种偏差的出现可能是由于检测方法的不同、种族差异或抽样误差。

5 GA的临床应用

5.1 血糖检测及治疗预后评估GA可反应患者治疗前后约2~3周血糖水平，且与FPG、2hPG及HbAlc均有较好的相关性。同时GA既不受血红蛋白变异和红细胞代谢率的影响，也不受蛋白量、乳糜、胆红素及低分子物质等因素影响。因此GA可作为糖尿病患者短期血糖监测及预后指标。

5.2 高血糖鉴别诊断GA检测可用于判断机体的高血糖状态是由糖尿病引起的还是由应激引起。急性应激反应时，非糖尿病个体出现暂时性的高血糖难以与糖尿病相鉴别，GA和HbA1c联合测定有助于判断高血糖是否已持续了一段时间，进而指导治疗。

5.3 GA对糖尿病并发症的影响

5.3.1 GA在糖尿病合并心血管疾病中的临床应用高血糖环境下，机体发生的氧化应激反应和炎症反应是AGEs所致血管病变主要病理生理基础[21]。GA可促进白细胞介素-8、内皮细胞E-选择素的表达，通过活化平滑肌细胞内蛋白激酶C增加单核细胞趋化因子、白细胞介素-6、MAPK/ERK蛋白的表达水平及上调核因子NF-κB通路[22]。AGEs可致内皮细胞活化导致血管通透性升高，引起血管内皮损伤，进而导致糖尿病血管并发症的发生发展。

在糖尿病合并冠心病的临床检测中，动态心电图、超声心动图等方法虽有助于冠心病的诊断，但尚存在准确性和精确性的不足。冠状动脉造影技术虽可准确检测患者冠状动脉狭窄情况，但这种有创检查费用高且复杂，不适于较大人群的筛查，因此作为糖尿病合并冠心病的独立危险因素，GA有助于冠心病的筛查、诊断及预后。

5.3.2 GA在糖尿病肾病及透析中的临床应用高糖环境下，GA可与单核样细胞MonoMac 6细胞结合，激活蛋白激酶C-β、上调转化生长因子β系统，最终导致基因的过度表达和肾小球细胞外基质蛋白产物增加[23]。GA可使肾小球超滤过导致糖尿病患者肾小球功能紊乱、基膜增厚，诱导糖尿病肾病的发生发展。

Dawlat Sany等人[24]在糖尿病透析患者GA与HbA1c水平比较研究中的结果显示，HbA1c明显低估了透析患者血糖水平，GA能更真实反映其血糖。

5.3.3 GA在糖尿病视网膜病变中的临床应用GA可诱导视网膜外周细胞的凋亡和氧化应激反应，进而引起视网膜神经损伤。动物模型中发现，GA可诱导视网膜神经胶质细胞催化蛋白-1活化[25]。GA可对视网膜视神经造成直接损坏，加重糖尿病视网膜病变，严重者将导致视力丧失。

5.3.4 GA在妊娠期、新生儿糖尿病等其它疾病患者中临床应用妊娠期胎盘分泌的雌激素、孕激素有拮抗胰岛素的作用，可导致妊娠期高血糖。孕晚期将导致缺铁性贫血使测得的HbA1c高于真实值。而这些因素对GA的测定值无影响。

新生儿体内约有80%~90%属于胎儿血红蛋白，因此监测新生儿糖尿病患者血糖水平的有效指标为GA。

睾酮可刺激红细胞生成，在患有性腺机能减退及使用雄性荷尔蒙受体拮抗剂药物的糖尿病患者中，评价其血糖水平时HbA1c相对血浆血糖呈降低趋势[26]。因此在该类患者中，使用GA作为血糖水平监测指标更准确可靠。

同时，GA可能与周围运动神经波幅降有关，也可能是周围神经病变的独立危险因素之一。

6 结论

总之，GA作为主要的早期糖基化合物，在糖尿病相关并发症、妊娠期糖尿病及新生儿糖尿病等疾病中，GA对于短期血糖水平的评估优于HbA1c。因此，积极的进行GA监测对于开展糖尿病及其并发症在临床上的早期筛查、治疗和预后具有十分重要的意义。

另外，国际上尚无标准化参考值及参考方法，其检测的标准化尚未统一。在某些特殊情况下，如甲状腺功能障碍、肝硬化等可能影响白蛋白进而影响GA值。同时，GA也可被某些个体因素影响，如BMI、年龄等。因此，在今后的研究中应对GA进一步探讨。

[1]宋银丹，段勇.糖化血红蛋白检测标准化的研究进展[J].实验与检验医学，2013，31(2)：108-110.

[2]Arasteh A，Farahi S，Habibi-Rezaei M，et al.Glycated albumin：an overview of the In Vitro models of an In Vivo potential disease marker[J].J Diabetes Metab Disord，2014，13：49.

[3]Arena S，Salzano AM，Renzone G，et al.Non-enzymatic glycation and glycoxidation protein products in foods and diseases：an interconnected，complex scenario fully open to innovative proteomic studies [J].Mass Spectrom Rev，2014，33(1)：49-77.

[4]Wang Y，Yu HY，Shi XL，et al.Structural Mechanism of Ring-opening Reaction of Glucose by Human Serum Albumin[J].J Biol Chem，2013，288(22)：15980-15987.

[5]Ahmed N，Dobler D，Desn M，et al.Peptide mapping identifies hotspot site of modification in human serum albumin by methylglyoxal involved in ligand binding and esterase activity[J].J Biol Chem，2005，280(7)：5724-5732.

[6]Rubenstein DA，Maria Z，Yin W.Glycated albumin modulates endothelial cell thrombogenic and inflammatory responses[J].J Diabetes Sci Technol，2011，5(3)：703-713.

[7]Chen S，Cohen MP，Ziyadeh FN.Amadori-glycated albumin in diabetic nephropathy：pathophysiologic connections[J].Kidney Int Suppl，2000，58：S40-S44.

[8]Kim D，Kim KJ，Huh JH，et al.The ratio of glycated albumin to glycated haemoglobin correlates with insulin secretory function[J].Clin Endocrinol，2012，77(5)：679-683.

[9]Hashimoto K，Osuqi T，Noquchi S，et al.A1C but not serum glycated albumin is elevated because of iron deficiency in late pregnancy in diabetic women[J].Diabetes Care，2010，33(3)：509-511.

[10]Suzuki S，Koqa M，Niizeki N，et al.Glycated albumin is lower in infants than in adults and correlated with both age and serum albumin [J].Pediatr Diabetes，2013，14(1)：25-30.

[11]Beck R，Steffes M，Xing D，et al.The interrelationships of glycemic control measures：HbA1c，glycated albumin，fructosamine，1，5-anhydroglucitrol，and continuous glucose monitoring[J].Pediatr Diabetes，2011，12(8)：690-695.

[12]Suzuki S，Koga M.Glycemic control indicators in patients with neonatal diabetes mellitus[J].World J Diabetes，2014，5(2)：198-208.

[13]Hwang YC，Jung CH，Ahn HY，et al.Optimal glycated albumin cutoff value to diagnose diabetes in Korean adults：a retrospective study based on the oral glucose tolerance test[J].Clin Chim Acta，2014，437(1)：1-5.

[14]Yoshiuchi K，Matsuhisa M，Katakami N，et al.Glycated albumin is a better indicator for glucose excursion than glycated hemoglobin in type 1 and type 2 diabetes[J].Endocr J，2008，55(3)：503-508.

[15]马晓静，包玉，倩周，等.不同糖代谢状态人群糖化血清清蛋白与HbA1c的相关性分析[J].中华内分泌代谢杂志，2010，6(26)：452-456.

[16]张桂春，贾江花，沃燕波.糖化血清白蛋白试剂盒的抗干扰性能评价[J].实验与检验医学，2013，31(3)：208-210.

[17]Kohzuma T，Yamamoto T，Uematsu Y，et al.Basic Performance of an Enzymatic Method for Glycated Albumin and Reference Range Determination[J].J Diabetes Sci Technol，2011，5(6)：1455-1462.

[18]Rodriguez-Capote K，Tovell K，Holmes D，et al.Analytical evaluation of the Diazyme glycated serum protein assay on the siemens ADVIA 1800：comparison of results against HbA1c for diagnosis and management of diabetes[J].J Diabetes Sci Technol，2015，9(2)：192-199.

[19]周翔海，纪立农，张秀英，等.我国正常糖耐量人群糖化清蛋白的参考范围[J].中国糖尿病杂志，2009，17(8)：572-575.

[20]Viswanathan V，Kumpatla S，Tilak P，et al.Levels of glycated albumin at different stages of diabetic nephropathy in India[J].Int J Diabetes Metab，2009，17：77-80.

[21]Rubenstein DA，Maria Z，Yin W.Combined incubation of platelets and endothelial cells with glycated albumin：Altered thrombogenic and inflammatory responses[J].Diab Vasc Dis Res，2014，11(4)：235-242.

[22]Shim E，Babu JP.Glycated albumin produced in diabetic hyperglycemia promotes monocyte secretion of inflammatory cytokines and bacterial adherence to epithelial cells[J].J Periodontal Res，2015，50(2)：197-204.

[23]Li Y，Wang S.Glycated albumin upregulates upstream stimulatory factor 2 gene transcription in mesangial cells[J].Am J Physiol Renal Physiol，2010，299(1)：121-127.

[24]Sany D，Elshahawy Y，Anwar W.Glycated Albumin versus Glycated Hemoglobin as Glycemic Indicator in Hemodialysis Patients with Diabetes Mellitus：Variables that Influence[J].Saudi J Kidney Dis Transpl，2013，24(2)：260-273.

[25]Ibrahim AS，El-Remessy AB，Matragoon S，et al.Retinal Microglial Activation and Inflammation Induced by Amadori-Glycated Albumin in a Rat Model of Diabetes[J].Diabetes，2011，60(4)：1122-1133.

[26]Fukui M，Tanaka M，Hasegawa G，et al.Association Between Serum Bioavailable Testosterone Concentration and the Ratio of Glycated Albumin to Glycated Hemoglobin in Men With Type 2 Diabetes[J]. Diabetes Care，2008，31(3)：397-401.

R587.1，R446.11+2

A

1674-1129(2015)06-0693-04

10.3969/j.issn.1674-1129.2015.06.001

2015-08-24；

2015-10-25)

昆明医科大学研究生创新基金资助项目；编号2015S89作者简介：王冰，女，1989年10月生，硕士研究生，专业：临床检验诊断学。

王玉明，男，1966年7月生，主任医师，博士生导师，主要研究方向：生物化学与分子生物学。