1，5-脱水葡萄糖醇检测对短期血糖水平预测及临床新应用研究*

林 敏，郑 华，陈丽萌 (中国医学科学院北京协和医院肾内科，北京 100730)

糖尿病是危害人类健康的重大疾病，我国糖尿病患病率高达11.6%［1］，良好的血糖控制直接关系患者的心、脑、肾等重要器官并发症的长期预后，而血糖波动增大会促进机体的氧化应激和炎症反应，加重糖尿病并发症的发生和发展。目前用于检测血糖波动的指标如糖化血红蛋白(HbA1c)、糖化清蛋白(GA)和果糖胺(FA)均无法反映餐后高血糖等短时间血糖波动，需要同时监测血糖水平。而1，5-脱水葡萄糖醇(1，5-anhydroglucitol，1，5-AG，又称1，5-脱水山梨醇)是人体内化学惰性的可溶性单糖，受生化条件影响小，单次检测可反映2～4周内短期血糖水平及血糖波动情况，对餐后高血糖敏感，已经广泛用于欧美、日本等多个国家糖尿病临床监测［2］。近年来，随着1，5-AG测定方法的完善及临床研究进展，其对糖尿病、糖尿病重要靶器官损伤的预测价值也越受到重视，本文将对其生物学特征、新的检测方法和新的临床应用进展和前景进行简述。

1 1，5-AG的生物学特征及代谢特点1973年Pitkahen等首次从人脑脊液中检出1，5-AG。随后的研究证实1，5-AG是一种血清中含量仅次于葡萄糖的多元醇糖，以游离形式广泛分布于全身各组织器官。人体内1，5-AG主要来自食物摄入，大多数天然食物中1，5-AG含量相近，豆类和人参等中药中含量较高。人体每日大约经小肠的钠-葡萄糖同向转运体4(SGLT4)从食物中摄取1，5-AG约4.38 mg［3］;经内源性途径合成约 0.4 mg。由于低分子量、高亲水性且以游离形式存在，1，5-AG可自由滤过肾小球基底膜，但几乎全部被近端肾小管的SGLT4重吸收，每日经尿液排出量约4.76 mg，粪便排出量可忽略不计，出入基本平衡。同时，1，5-AG是一种化学惰性的化合物，不参与能量代谢过程，故其血浆浓度在一般情况下可维持稳定状态。单次口服大量1，5-AG可使其血清浓度在30 min内达峰值，3 h内缓慢回落，24 h内几乎全部经尿液排出，服用后24 h复测1，5-AG血清浓度仍保持稳定［4］。

2 1，5-AG的检测方法1，5-AG的检测已经历了若干次改进。由于稳定的化学性质，血清和血浆均可直接用于检测1，5-AG浓度，4℃可保存4周，－20℃则可保存3年。检测的方法经过了气相-液相薄层色谱、反相色谱柱和吡喃糖氧化酶固定柱全酶法、液相色谱负离子电喷雾串联质谱(LC-MS/MS)和电化学阻抗谱改良的进步，目前最常用的方法是葡萄糖激酶-吡喃糖氧化酶的联合酶法，其检测成本低，更适合作为常规检验。20世纪90年代，日本最早将商品化试剂盒的GlycoMarkTM用于临床检验，该试剂盒2003年经过美国FDA批准，可用于监测糖尿病患者短期血糖控制水平。新近研究发现，该试剂盒也可以稳定检测唾液中1，5-AG水平，只需要同时加入水解酶去除唾液中半乳糖的影响［5，6］。而近年来采用 WST-5为色源的脱氢酶法，可进一步降低检验试剂的成本，也有望用于临床［7］。

3 1，5-AG对血糖监测应用价值和影响因素肾糖阈是影响1，5-AG水平的重要因素。当血糖超过肾糖阈时，由于原尿中高浓度的葡萄糖与近曲小管SGLT4的亲和力更强，竞争性抑制1，5-AG的重吸收，尿1，5-AG的排泄量增加，进而导致血清1，5-AG含量降低，体内1，5-AG总储量下降。由于天然食物中广泛存在1，5-AG，在糖尿病患者的治疗过程中，当血糖水平正常时，1，5-AG能够以每天约0.5 μg/ml的速率逐渐恢复正常。因此，血清1，5-AG水平仅仅受高血糖(超过肾糖阈)持续时间和峰值影响，是短期3～7天血糖尤其是血糖波动情况(如餐后高血糖)的敏感指标，可以更早反映药物疗效和血糖波动性。1，5-AG与种族和体重指数无关。和HbA1c相比，1，5-AG在血糖监测中的优势还表现为不受血红蛋白亚型、贫血及红细胞寿命的影响;和GA及FA相比，不用考虑清蛋白代谢速度、蛋白尿和低清蛋白血症等因素的影响。因此，1，5-AG与上述传统血糖指标相比，有更好的敏感度和特异度［8］。

需要注意的是与HbA1c一样，年龄及性别对1，5-AG 浓度也有一定影响［8，9］，某些特殊饮食和药物(如可以竞争SGLT4重吸收1，5-AG的富含甘露糖、果糖、半乳糖等的食物和药物)也可轻度影响1，5-AG水平。有研究表明严重肾功能损害会影响1，5-AG水平，但我国纳入1000例研究对象的研究提示:轻中度肾功能不全患者(eGFR≥30 ml/min)，1，5-AG 值与 eGFR 并无显著相关性［10］。因此对于慢性肾功能衰竭(CKD)3期以上的患者和健康人，检测1，5-AG时，还需要注意饮食的影响，并按照年龄、性别界定1，5-AG的正常值范围。

4 1，5-AG临床新应用研究

4.1 协助诊断早期糖尿病和妊娠糖尿病 随着人群中糖尿病发病率的快速增加，迫切需要操作简便、高敏感度和特异度的新方法来提高糖尿病早期诊断率。OGTT试验是目前最敏感的方法，但需要事先禁食及多次采血，耗时较长，并不方便;而简便的空腹血糖或HbA1c可能会遗漏单纯糖耐量受损的患者，降低检出率。因此1，5-AG被认为具有较好的临床应用前景。来自1170例中国社区居民的研究［11］表明，1，5-AG 对糖尿病筛查的 ROC 曲线下面积和敏感度均优于HbA1c。我国另一项纳入3098例糖尿病高危人群的研究证实，1，5-AG联合空腹血糖可提高糖尿病诊断率，敏感度82.5%，特异度83.5%，可使75%患者避免 OGTT［12］。1，5-AG 的测定仅需一次采血，操作简便，且样本保存时间更长，不受环境温度影响，更便于早期患者筛查。如果未来唾液1，5-AG测定方法发展更加成熟，能为临床提供更为安全、简便的无创血糖监测方式，将大大提高人群糖尿病筛查、监测疗效的依从性，有积极的临床意义。

有研究者尝试将1，5-AG作为妊娠期间的辅助血糖生物标志物。研究证明孕妇的血1，5-AG浓度与孕妇的血糖异常类型相关，T1DM，T2DM和妊娠糖尿病(GDM)孕妇的平均1，5-AG水平分别为 3.77±2.82，5.73±4.38 和 8.89±4.39 μg/ml，差异均有统计学意义(P＜0.0001)。同时，孕妇1，5-AG水平与新生儿体重呈负相关(r=－0.28，P=0.005)，与新生儿低血糖风险也显著相关。研究表明，发生低血糖事件(定义为出生后24 h内血糖低于1.7 mmol/L，或出生后48 h内血糖低于2.5 mmol/L)的新生儿母亲的1，5-AG水平低于未发生低血糖事件组，并在GDM亚组有统计学意义(P=0.02)。因此1，5-AG可用于监测孕妇血糖波动情况，并预测新生儿发育和低血糖风险［13］。

4.2 反映微血管病变 作为反映血糖短期波动和控制的生物标志物，1，5-AG可以有效提示糖尿病相关和非糖尿病相关的微血管病变。早年就有学者观察到血糖波动，尤其是餐后短期高血糖可损伤血管内皮细胞，引起一系列氧化应激反应，与微小血管损伤密切相关，直接导致糖尿病微血管并发症(视网膜病变、糖尿病肾病)的发生和进展。首先Dworacka 等［14］观察到低 1，5-AG 水平与 CD4+和CD8+淋巴细胞亚群数量增加相关，而T细胞是动脉粥样硬化早期最早浸润动脉内膜的细胞，其水平与动脉粥样硬化的进展密切相关，故低1，5-AG水平提示更高的动脉粥样硬化风险。随后有研究者观察到血清1，5-AG水平可作为糖尿病视网膜病变(DR)发生风险的预测指标，低1，5-AG水平提示更高的DR风险，在HbA1c＜8.0%时，1，5-AG水平较低的糖尿病患者的视网膜病变发病率明显升高。同时，T2DM并发糖尿病肾病(DN)患者血清1，5-AG水平显著低于非DN组，提示T2DM伴肾功能损害者对1，5-AG的重吸收较肾功能正常者差。除糖尿病微血管病外，已有研究指出血清1，5-AG水平与CKD风险的负相关(风险比0.68，P＜0.01)，在校正基础血糖和糖尿病患病情况后，依然具有统计学意义［15］。此外另一项研究证实，在多囊肾患者中，校正人口统计学、随机分组、体重指数、降压药、eGFR，蛋白尿及蛋白质摄入量后，低1，5-AG水平与更高的CKD风险的相关性依然有统计学意义(P＜0.01)，且多囊肾CKD患者1，5-AG显著高于非糖尿病的肾小球CKD患者(P＜0.01)。低1，5-AG水平已被证实提示更高的 ESRD风险［16］。而在动物药物肾毒性模型中，1，5-AG尿排泄亦显著增加。因此，1，5-AG也可成为评估糖尿病和非糖尿病肾损害的一项便捷指标。

4.3 预测心脑周围大血管事件风险 除了反映微血管病变，1，5-AG水平还可以预测糖尿病大血管事件。首先日本人群的研究发现1，5-AG的升高与心-踝血管指数(CAVI)降低显著相关，提示1，5-AG可以预测周围血管病变。其次低1，5-AG水平提示糖尿病患者亚临床心血管疾病发生率更高，最为突出的是慢性亚临床心肌损伤［17］。在控制良好(HbA1c≤7%)的糖尿病患者中，低1，5-AG水平往往提示更高的急性缺血性脑卒中、短暂性脑缺血发作风险 ［OR 2.26(1.56～3.28)，P＜0.05］。此外即使在没有冠心病的非糖尿病患者中，1，5-AG对心血管事件也有预测作用，有研究发现，在非糖尿病患者中，1，5-AG＜10.0 μg/ml组出现主要心脑血管事件的风险显著增高2.34倍(P=0.022)，发生非致死性心肌梗死、脑卒中事件的全因死亡率增加 4.07 倍(P＜0.01)，其预测价值优于 HbA1c［18］。1，5-AG还可以提示经皮冠状动脉介入治疗术后心血管事件发生，需要冠状动脉血运重建术和靶病变血运重建的患者较其他患者1，5-AG水平更低(14.5 ± 6.6 μg/ml vs 17.3 ± 7.0 μg/ml，P=0.02)［19］。

4.4 参与血糖调节和炎症反应的临床意义 血清1，5-AG水平不仅可以反映近期血糖控制情况，有研究表明，它可以直接参与血糖调节过程，如同时在摄入蔗糖、葡萄糖的同时摄入1，5-AG，可以显著抑制餐后血糖上升。这一作用可能来源于1，5-AG对小肠双糖酶的抑制作用。动物实验表明，1，5-AG可以非竞争性抑制大鼠小肠蔗糖酶50%的活性，对麦芽糖酶、海藻糖酶、乳糖酶也有较强的抑制作用。新近研究表明1，5-AG还能够刺激胰岛素瘤细胞的胰岛素分泌。这些结果提示1，5-AG存在潜在的降糖效果，且由于摄入的1，5-AG并不参与能量代谢、很快可经肾脏排出，并不会造成糖尿病患者的额外热量摄入。1，5-AG还可以抑制体内的炎症反应。脂多糖(LPS)可刺激巨噬细胞释放大量的 TNF-α，IL-6，MCP-1和 IL-1β 加重炎症反应，动物试验证实，在受到LPS刺激的小鼠肺内，1，5-AG可通过抑制巨噬细胞中的Akt/NF-kB活性来抑制促炎细胞因子释放和iNOS表达，减轻LPS诱发的炎症反应，细胞试验也得到了类似的结论。这表明1，5-AG能增强T2DM患者对LPS的耐受性［20］。

综上所述，1，5-AG是一种化学惰性、不参与代谢、体内浓度稳定的单糖，其浓度降低提示高于肾糖阈的高血糖持续时间和浓度增加。作为新型糖尿病监测指标，血1，5-AG有样本储存要求低，监测简便等优势;唾液1，5-AG更可成为无创监测血糖波动、短期血糖水平指标。此外1，5-AG在早期糖尿病诊断、反映糖尿病微血管病变、预测心脑大血管事件上也拥有良好的临床应用前景，还可能作为潜在降血糖和抗炎治疗药物而广受关注。