碘代谢检测指标评估甲状腺疾病手术治疗患者碘营养状况的价值

韩建华，吴　恋，禹松林，方慧玲，康维明，程歆琦，卢　洁，于健春，邱　玲

中国医学科学院　北京协和医学院　北京协和医院　1检验科　2基本外科，北京 100730



碘代谢检测指标评估甲状腺疾病手术治疗患者碘营养状况的价值

韩建华1，吴恋2，禹松林1，方慧玲1，康维明2，程歆琦1，卢洁1，于健春2，邱玲1

中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院1检验科2基本外科，北京 100730

邱玲电话：010- 69159712，电子邮件：lingqiubj@aliyun.com

摘要：目的探讨碘代谢检测指标在甲状腺疾病手术治疗患者碘营养状况评估中的应用价值。方法收集31名健康志愿者和30例甲状腺疾病手术患者术前、术后血清、晨尿和24 h尿标本，应用电感耦合等离子体质谱法检测样本中的碘浓度，比较健康者和患者术前、术后血清碘、晨尿碘、晨尿碘/晨尿肌酐、24 h尿碘和24 h尿碘排泄量的差异，并分析健康者碘代谢检测指标的测定值对世界卫生组织、美国梅奥医学中心和奎斯特诊断公司提供的参考范围的验证率。结果甲状腺疾病术前组的晨尿碘/晨尿肌酐比值显著低于健康对照组(P<0.05)，两组其他指标的差异无统计学意义(P均>0.05)；患者经手术治疗后血清碘、晨尿碘和24 h尿碘水平均显著高于术前水平(P<0.05)；健康对照组各项碘代谢指标的中位数均在3个实验室提供的参考范围内，但仅有血清碘、晨尿碘及41～70岁人群的晨尿碘/晨尿肌酐比值与美国梅奥医学中心提供的参考范围的验证率大于90%；晨尿碘/晨尿肌酐比值的受试者工作特征曲线下面积最大，为0.737。结论晨尿碘/晨尿肌酐比值可能用于甲状腺疾病手术治疗患者碘营养状况的评估。

关键词：血清碘；尿碘；甲状腺疾病

DOI：10.3881/j.issn.1000- 503X.2015.02.014

Values of Iodine Metabolism Biomarkers in Assessing the Iodine Nutrition Status in Surgically Treated Patients with Thyroid Disease

ActaAcadMedSin，2015,37(2)：221-225

碘是维持人体甲状腺功能正常所必需的营养元素，摄入过多或过少量的碘均可引起甲状腺疾病。通过监测生物样本中碘的相关代谢指标，不仅可以了解人体内碘营养代谢状况，而且能为甲状腺疾病的诊疗提供依据，有利于早期预防和减少甲状腺疾病的危害[1- 2]。本研究通过检测血清和尿液中多项碘代谢指标，旨在评估碘代谢检测指标在甲状腺疾病手术治疗患者碘营养状况评估中的应用价值，以期为碘代谢指标监测的临床应用提供方法学依据。

对象和方法

对象选取2012年12月至2013年4月在北京协和医院接受手术治疗，并经病理诊断为甲状腺疾病的30例患者作为病例组，其中男性7例(23%)，年龄(47.3±13.00)岁；甲状腺疾病类型包括15例甲状腺癌、10例结节性甲状腺肿、4例原发性甲状腺功能亢进及1例甲状腺腺瘤。同时招募31名健康志愿者作为对照组，通过查体及超声检查排除甲状腺疾病，且甲状腺激素T3、T4和促甲状腺激素水平均在正常范围；其中男性14例(45%)，年龄(34.7±16.0)岁。两组的年龄和性别构成具有可比性(P均>0.05)。排除标准：近6个月内进行冠状动脉造影、经内镜逆行胰胆管造影检查等注射碘造影剂者，服用胺碘酮者、孕妇、糖尿病患者和肝肾功能异常者。

标本采集留取标本前3天受试者正常饮食。采集健康志愿者及甲状腺疾病患者术前、术后清晨空腹静脉血5 ml，静置10 min后，3000 ×g离心10 min，将血清标本于-80 ℃冰箱保存。为避免含碘溶液影响研究结果，抽血时以酒精代替碘伏消毒。同时留取健康志愿者及病例组患者术前、术后晨起首次尿液5 ml，并收集24 h尿，记录24 h尿量(L)，留取5 ml标本，-80 ℃冰箱保存，用于24 h尿碘浓度(μg/L)检测。

检测指标采用电感耦合等离子体质谱法(Thermo Scientific，美国)检测血清碘(μg/L)、晨尿碘(μg/L)、24 h尿碘(μg/L)浓度。采用肌氨酸氧化酶法测定晨尿肌酐(g/L)，检测试剂盒购自四川迈克生物科技股份有限公司(货号：CH0101053)。计算晨尿碘与晨尿肌酐比值(μg/ g)及24 h尿碘排泄量(μg/24 h)=24 h尿碘浓度×24 h尿量。

碘代谢指标参考范围的验证评估世界卫生组织、美国梅奥医学中心(Mayo Clinic)和奎斯特诊断公司(Quest Diagnostics)三家国际知名实验室提供了电感耦合等离子体质谱法测定的碘代谢指标的参考范围(表1)。本研究将对照组数据分别落在以上机构提供的参考范围内的个数与各指标检测数据总个数进行比较，得到碘代谢指标分别对以上参考范围的验证率，评估测定指标区分正常与异常结果的能力。

碘代谢指标对甲状腺疾病患者碘营养状况的评估价值根据对照组与病例组血清碘及尿碘指标的检测结果，利用受试者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线评估各个碘代谢指标对甲状腺疾病手术治疗患者碘营养状况的评估价值。以检测指标的“灵敏度”为纵坐标，以“1-特异度”为横坐标绘制ROC曲线，评估不同检测指标对疾病的识别能力。ROC曲线下面积越大，表明检测指标对疾病的诊断价值愈高[3]。

统计学处理采用Excel 2007和SPSS 19.0软件进行统计学分析。采用Shapiro-Wilk检验数据是否符合正态性分布。符合正态分布的数据，采用t检验或单因素方差分析进行组间均数差异的比较；不符合正态分布的数据，采用Kruskal-Wallis H检验进行多组间比较，Mann-Whitney Test检验进行组间两两比较。P<0.05为差异有统计学意义。

结果

血清碘及尿碘指标检测结果病例组术前血清碘水平有高于对照组的趋势，但差异无统计学意义(P>0.05)；病例组术前24 h尿碘浓度和24 h尿碘排泄量均有低于对照组的趋势，但差异无统计学意义(P均>0.05)，晨尿碘浓度有高于对照组的趋势，但差异无统计学意义(P>0.05)，在经晨尿肌酐浓度修正后，病例组术前晨尿碘水平显著低于对照组(P<0.05)。而手术治疗后病例组血清碘、晨尿碘和24 h尿碘水平均显著高于术前水平(P均<0.01)(表2)。

健康者碘代谢指标对不同参考范围的验证率虽然本研究健康人群各项碘代谢指标的中位数均在世界卫生组织、美国梅奥医学中心和奎斯特诊断公司3家国际实验室提供的参考范围内。但是，将健康者碘代谢指标测定值分别对以上参考范围比较后，显示各项指标的参考范围验证率不高，仅血清碘、晨尿碘及41～70岁人群的晨尿碘/晨尿肌酐数据与梅奥医学中心提供的参考范围的验证率大于90%(表3)。

表 1　电感耦合等离子体质谱法测定的碘代谢指标国际参考范围

SI：血清碘；UI：晨尿碘；24 h UI：24 h尿碘；UI/Ucr：晨尿碘/晨尿肌酐；-：未提供参考范围

SI：serum iodine；UI：urine iodine；24 h UI：24 hours urine iodine；UI/Ucr：urine iodine/urine creatinine；-：no applicable reference range

表 2　对照组、病例组术前及术后碘检测指标比较 [中位数(第25分位数，第75分位数)]

24 h UIE：24 h尿碘排泄量；与对照组比较，aP<0.05；与术前比较，bP<0.01

24 h UIE：24 hours urine iodine excretion；aP<0.05 compared with the control group；bP<0.01 compared with the pre-operation

表 3　碘代谢指标对不同参考范围的验证率(%)

-：不适用

-：no applicable

血清碘及尿碘检测指标对甲状腺疾病手术患者的碘营养状况的评估价值血清碘、晨尿碘、24 h尿碘、晨尿碘/晨尿肌酐和24 h尿碘排泄量的ROC下面积分别为0.584、0.435、0.613、0.737和0.674。晨尿碘/晨尿肌酐的ROC下面积最大(图1)。

讨论

碘是人体合成甲状腺激素的重要组成元素，人体摄入的碘90%以上由胃和十二指肠吸收，随着细胞外液分布在体内，再由甲状腺和肾脏清除。健康人体内约含有20 mg碘，70%～80%主要靠基底膜的钠碘转运蛋白转运至甲状腺中合成甲状腺激素[4]。碘摄入过多或过少均可引起甲状腺疾病。临床上，需要经常监测和评估甲状腺手术患者的碘营养水平。

目前，电感耦合等离子体质谱法以其灵敏度高、特异性好、需要样品量少等多种优势，成为医疗卫生领域碘营养状况评价的主要研究方法[5]。本研究利用电感耦合等离子体质谱法检测表观健康志愿者和甲状腺疾病患者的血清碘及尿碘指标。

临床上最常用的甲状腺疾病的碘代谢评估指标是尿碘，因为摄入的碘在24～48 h内就可经尿液排出约90%。尿碘有24 h尿碘排泄量、随机尿碘浓度和尿碘/肌酐比值3项监测指标[1]。本研究显示，虽然甲状腺疾病患者术前晨尿碘水平有高于对照组的趋势(P>0.05)，但是经尿肌酐浓度修正后，术前病例组的晨尿碘水平显著低于对照组(P<0.05)；同时尿碘/尿肌酐比值的ROC下面积最大，为0.737，提示尿碘/尿肌酐比值可能对甲状腺疾病患者碘营养状况评价有一定价值。但也应该认识到：由于受个体肌肉含量及蛋白摄入不同等因素影响，人体内肌酐含量会有波动，该指标也可能会带来更多未知的变异。另外，甲状腺疾病患者术后的晨尿碘、24 h尿碘水平等较术前显著升高，提示尿碘指标或许可用于甲状腺疾病患者术后碘营养状况的监测。为了证实此假设，下一步需要对患者术后不同疗程和时间点的尿碘进行更多检测分析。

图 1碘代谢指标评估甲状腺疾病手术患者碘营养状况的受试者工作特征曲线

Fig 1Receiver operating characteristic curve of iodine nutrition status in surgically treated patients with thyroid disease based on iodine metabolism biomarkers

尿碘只能反映体内碘的排出量，并不能代表被甲状腺利用的具有生物活性的碘离子水平，血清碘浓度才能真实地反映机体的碘营养状况[4]，因此有必要进行血清碘测定。但是，目前临床上尚未开展血清碘检测。一方面由于生物样本中碘浓度较低，对检测方法的灵敏度要求很高；另一方面传统的观点认为甲状腺激素可以代替血清碘反映机体碘营养状况。实际上，随着医疗检测手段的不断发展，仪器的灵敏度已可以满足临床需求[6]。本研究结果显示，病例组术后血清碘浓度显著高于术前水平，提示血清碘可用于甲状腺疾病手术患者术后的疗效监测。更多对于不同病程和不同时间点血清碘水平的研究，有助于明确血清碘对甲状腺疾病手术患者预后监测的价值。

参考范围可作为划分正常与异常的界限，国际多个实验室给出了常见碘代谢指标的参考范围。本研究分析了健康人群碘代谢指标测定值对不同机构参考范围的验证率，结果显示只有血清碘、晨尿碘及41～70岁晨尿碘/晨尿肌酐与梅奥医学中心提供的参考范围的验证率大于90%，这可能与入组健康者数量不足、人群年轻化等因素有关，提示在临床实践中应建立不同地区碘代谢指标的有效参考范围，以适应不同地区碘营养水平的监测和评估。

综上，晨尿碘/晨尿肌酐有可能用于甲状腺疾病手术治疗人群碘营养状况的临床评估，但是其对不同甲状腺疾病的辅助诊断效能，需要增加不同疾病组的样本量进一步研究；同时，血清碘以及尿碘指标有可能用于甲状腺疾病患者手术疗效的监测和预后判断。

参考文献

[1]Zimmermann MB，Andersson M.Assessment of iodine nutrition in populations：past，present，and future [J].Nutr Rev，2012，70(10)：553- 570.

[2]Danijela RM，Zlata P，Lee H，et al. Methods of assessment of iodine status in humans：a systematic review [J].Am J Clin Nutr，2009，89(Supp l)：2052S- 2069S.

[3]Hajian-Tilaki K.Receiver operating characteristic(ROC)curve analysis for medical diagnostic test evaluation [J].Caspian J Intern Med，2013，4(2)：627- 635.

[4]Suzuki K，Kimura K，Wu H，et al. Excess iodide decreases transcription of NIS and VEGF genes in rat FRTL- 5 thyroid cells [J].Biochem Biophys Res Commun，2010，393(2)：286- 290.

[5]韩建华，邱玲.碘代谢检测分析方法在甲状腺疾病中的应用 [J].中国医学科学院学报，2013，35(4)：369- 372.

[6]Michalke B，Witte H.Characterization of a rapid and reliable method for iodide biomonitoring in serum and urine based on ion chromatography-ICP-mass spectrometry [J].J Trace Elem Med Biol，2015，1(29)：63- 68.

·论著·

HAN Jian-hua1，WU Lian2，YU Song-lin1，FANG Hui-ling1，KAMG Wei-ming2，CHENG Xin-qi1，LU Jie1，YU Jian-chun2，QIU Ling1

1Department of Clinical Laboratory，2Department of General Surgery，PUMC Hospital，

CAMS and PUMC，Beijing 100730，China

Corresponding author：YU Jian-chunTel：010- 69152213，E-mail：yu-jch@163.com；

QIU LingTel：010- 69159712，E-mail：lingqiubj@aliyun.com

ABSTRACT：ObjectiveTo assess the clinical application value of iodine metabolism biomarkers in assessing iodine nutrition status in surgically treated patients with thyroid disease.MethodsBlood，morning urine and 24-hour urine samples were collected in 31 healthy volunteers and in 30 surgically treated patients with thyroid disease before and after surgery.Iodine concentration was analyzed by inductively coupled plasma mass spectrometry.The iodine metabolism biomarkers including serum iodine(SI)，morning urine iodine(UI)，morning urine iodine/urine creatinine ratio(UI/UCr)，24-hour urine iodine(24 h UI)，and 24-hour urine iodine excretion(24 h UIE)were evaluated in these two groups.In addition，the validation coincidence rate of iodine metabolism biomarkers in healthy volunteers to different reference ranges including World Health Organization，Mayo Clinic，and Quest Diagnostics were calculated.ResultsThe UI/UCr ratio of pre-operative thyroid disease patients was significantly lower than that of healthy volunteers(P<0.05)，while the other biomarkers showed no significant differences(allP>0.05)between these two groups.The SI，UI，and 24 h UI in postoperative thyroid disease patients were significantly higher than those of the pre-operative patients(allP<0.05).Though the medians of all biomarkers in healthy volunteers were within the reference ranges，only the validation coincidence rates of SI，UI，and UI/UCr in the 41- 70-year populations were over than 90% according to Mayo Clinic；furthermore，the area under the receiver operating characteristic curve about UI/UCr ratio(0.737)was the biggest within the iodine metabolism biomarkers.ConclusionThe UI/UCr ratio may be used for iodine nutrition evaluation in surgically treated patients with thyroid disease.

Key words：serum iodine；urine iodine；thyroid disease

(收稿日期：2014- 08- 25)

中图分类号:R446.61

文献标志码:A

文章编号：1000- 503X(2015)02- 0221- 05

通信作者：于健春电话：010- 69152213，电子邮件：yu-jch@163.com；

基金项目：卫生部行业科研专项项目(201202012)Supported by the Ministry of Health Industry Special Scientific Research Project(201202012)

·论著·