3种不同血糖检测方法的比较研究

2018-08-20 10:24沈卫唐志慧刘况廷任敏超方娴静
糖尿病新世界 2018年5期

沈卫 唐志慧 刘况廷 任敏超 方娴静

[摘要] 目的 通过比较3种测定血糖的方法——乐百全血糖检测仪(酶电极生物传感器法)、贝克曼AU680生化分析仪(己糖激酶法)以及罗氏卓越型快速血糖仪(葡萄糖脱氢酶试纸法),阐述不同方法的优缺点,评估新型血糖检测方法临床应用前景。方法 用上述3种测定血糖方法,分别对患者的全血和血清或血浆标本进行测定,评价3种方法的正确度、精密度,验证3种方法的线性范围,得出结论。结果 实验分析数据表明,乐百全血糖检测仪检测正确度上高于罗氏快速血糖儀;批内精密度优于罗氏卓越血糖仪,两种方法总精密度都略低于生化分析仪;乐百全血糖检测仪的线性范围宽于其它两种方法。结论 分析结果表明,乐百全血糖分析仪能够满足临床上快速、准确的测定要求, 并且取血简单, 操作方便, 适合于内分泌科及糖尿病人较多的医院, 是一种新型的快速血糖测定方法。

[关键词] 血糖测定;酶电极生物传感器法;己糖激酶法;葡萄糖脱氢酶试纸法

[中图分类号] R446 [文献标识码] A [文章编号] 1672-4062(2018)03(a)-0185-03

根据IDF统计,2015年全球糖尿病患者约有4.15亿人,每11个人就有1人患有糖尿病。我国由于人口基数大,人口老龄化加剧以及饮食结构等因素影响,糖尿病患者位居世界首位,患者人数约有1.1亿人,预测到2030年,全球将会有6.42亿人患有糖尿病,中国糖尿病患者也将达到1.51亿[1]。因此糖尿病的预防、诊断、治疗、管理已成为卫生部和医务人员的一项重要工作。

目前对糖尿病患者的血糖检测手段主要分为两种,生化分析仪检测(以葡萄糖氧化酶法和准确性更高的己糖激酶法为代表)和快速血糖仪检测(试纸法)。大型实验室的生化分析仪所需采血量较大,在检测时容易发生血糖降解,且其检测结果时间>2 h,不太适合糖耐量的检测。而常用快速血糖仪(试纸法),虽然采血量为20 mL出结果较快,但因本身检测方法学的限制,其检测误差较大,结果仅能作为血糖监测参考,无法为临床提供诊断依据。

根据弗吉尼亚大学做的数据模型研究结果[2]显示:如果血糖仪总体存在5%的分析误差,胰岛素给药剂量则存在8%~23%的误差,当测量误差(CV)和/或偏移超过10%~15%时,胰岛素给药剂量误差比例可能达到45%。为提高血糖监测的准确度,指导合理调整降糖方案,临床上迫切需要一种取血方便、操作简单、结果准确、立等可取的血糖测定方法。瀚联医疗自主研发生产的乐百全生物传感器酶电极法(BOD法)血糖检测仪是新一代的血糖检测技术,样本血可为全血、血浆、血清、脑脊液,取血量仅为10~20 μL,其原理是:样本中的β-D血糖在固定化酶葡萄糖氧化酶的帮助下被酶促转化。反应产物是葡萄糖酸和过氧化氢,随后过氧化氢在电极处被氧化,测得的电流信号与样本中的葡萄糖浓度成比例。测量后,系统溶液自动清洗厚膜传感器,仪器准备在清洗步骤完成后进行下一次测量。该文通过对BOD法血糖检测仪的正确度、精密度、线性进行评估,并同生化分析仪和目前市场上应用较多的罗氏卓越型血糖仪进行比对分析,探讨新型血糖检测方法的临床可接受性。

1 材料与方法

1.1 实验仪器

①瀚联医疗乐百全生物传感器酶电极法血糖检测仪,仪器编号LT16226。②贝克曼AU680全自动生化分析仪,仪器编号:YZB/JAP 3893-2013。③罗氏卓越型血糖仪,仪器编号:55412117505。

1.2 试剂

①乐百全生物传感器酶电极法血糖检测仪专用血糖测定试剂(由瀚联医疗提供),试剂批号:20170701。②葡萄糖脱氢酶电极法血糖测定试纸(由罗氏公司提供),试纸批号:475467。③血糖检测试剂盒(己糖激酶法,由中元生物试剂公司提供),试剂批号:Z171101。

1.3 其它材料

1.3.1 标本 选取2017年12月4日—2018年1月7日三林康德社区卫生服务中心门诊患者全血或血清标本,上述标本无黄疸、溶血、脂血等情况。

1.3.2 血糖测定质控品 乐百全血糖质控品由厂家提供,贝克曼生化仪及罗氏快速血糖仪血糖质控品由上海市临床检验中心提供。

1.3.3用于配置高值标本的葡萄糖注射液(由上海信谊金朱药业有限公司提供),生产批号:1710701,成分:每20 mL内含葡萄糖10 g。

1.4 实验方法

操作者应熟练掌握仪器的操作、校准、保养程序等,熟悉评价方案。实验过程中保证在室内质控在控的情况下进行实验。

1.4.1 正确度实验 参照美国临床实验室标准化协会(CLSI)颁布的EP9-A2文件即《用患者样本进行方法学比对及偏倚评估——批准指南》(第2版)进行检测系统正确度性能评价。

样本准备:在整个实验中,收集40个新鲜患者标本。每个样本必须有足够量以备3种仪器分别作双份测定。标本涵盖高中低各个浓度,均匀分布,并避免使用对任一方法有干扰的标本,最低浓度2.5 mmol/L,最高浓度28.3 mmol/L。罗氏血糖仪用全血标本检测(EDTA抗凝),贝克曼生化仪用同一病人的血清标本检测,乐百全血糖检测仪采用全血(EDTA抗凝)和血清两种模式检测。

使用上述3种仪器每天同时测定8个新鲜样本,每个样本重复测定2次,共测定5 d。在重复测定中,指定第一次测定顺序,按反向顺序检测第2次,2 h内测定完毕,以确保分析物的稳定。由于生化仪血糖试剂盒采用己糖激酶法,且该检测项目通过上海市临检中心室间质评,仪器检测方法是国际公认的血糖检测参考方法,检测结果具有溯源性,因此,以贝克曼AU680生化分析仪检测血糖作为比较方法,计算乐百全血糖仪和罗氏快速血糖仪血糖检测的偏倚情况。

1.4.2 精密度实验 参照CLSI颁布的EP5-A2文件《定量测量方法的精密度性能评价——批准指南》(第2版)进行检测系统精密度性能评价。

样本准备:留取足量的患者血清标本2份,分高低两个浓度,低值浓度:4.33 mmol/L,高值浓度:15.68 mmol/L,各分装40个样本,-20℃保存,按规程在不同时间取出,复溶,上不同仪器操作。对稳定的实验样品每日进行2批实验,批间相隔时间不少于2 h,每批样品做双份测定,共做20 d。

每种方法20 d共有80个结果,40对。用统计方法计算各自的变异系数。

1.4.3 线性验证实验 参照CLSI颁布的EP6-A文件《定量测量方法的线性评价——批准指南》进行线性验证。

样本准备:根据各仪器說明书提供的线性范围,收集足量的低值患者样本和高值样本,低值和高值尽可能接近仪器检测线性的下限和上限,罗氏血糖仪用全血标本检测(EDTA抗凝),低值标本浓度为1.3 mmol/L,高值标本浓度为30.75 mmol/L;贝克曼生化仪用血清标本检测,低值标本浓度为1.2 mmol/L,高值标本浓度为42.8 mmol/L;乐百全血糖检测仪用全血(EDTA抗凝)和血清两种模式检测,低值标本浓度分别为1.03 mmol/L、1.87 mmol/L,高值标本浓度为42.2 mmol/L、47.75 mmol/L。

按1 L、0.75 L+0.25H、0.5 L+0.5H、0.25 L+0.75H、1H等不同稀释浓度形成系列浓度标本,对这些样本在不同仪器上检测,每个样本按随机方式重复测2次。计算理论值和实测的平均值,判断其是否有线性及相关性,同时验证本次测定方法测定的线性范围是否在说明书告知测量范围之内。线性判断标准:斜率要在1.00±0.05范围内,r≥0.975,r2≥0.95。

2 结果

2.1 正确度分析

以贝克曼AU680生化分析仪检测的血糖结果为标准值,计算其它仪器检测结果的平均偏倚,见表1。

从表中可知,乐百全血糖检测仪以全血模式检测或采用血清模式检测时,其平均偏倚与罗氏卓越型血糖仪的平均偏倚的差异都有统计学意义;乐百全血糖检测仪无论全血模式或血清模式,准确度都优于罗氏血糖仪,乐百全血糖检测仪采用血清标本检测时优势更明显。

以最新版的《体外诊断检测系统——血糖监测系统通用技术要求》ISO15197:2013性能要求评判,以其允许误差的1/2作为评价标准,由方法学比较评估的系统误差(SE)或预期偏倚小于允许误差的1/2为临床可接受水平。具体要求见表2。

由表2可知,罗氏卓越血糖仪的合格率为45%,乐百全血糖检测仪全血模式合格率为47.5%,乐百全血糖检测仪血清模式合格率为87.5%,采用血清标本检测时,乐百全血糖检测仪能满足国际上较为苛刻的要求,新方法可应用于临床。

2.2 精密度分析

取高低两个浓度,各仪器批内、批间、天间及总精密度CV值见表3。

从表3可知,乐百全血糖检测仪批内精密度优于罗氏卓越血糖仪,批间精密度低于罗氏卓越血糖仪,两种方法总精密度都略低于生化分析仪。

2.3 线性分析

AU680生化分析仪检测血糖的中元生物试剂盒说明书提供的线性范围:0.2~40.0 mmol/L,实验实际测得的相关性方程及相关性系数结果如下:y=1.004 1x- 0.104 9,R2=0.999 8;罗氏血糖试剂盒说明书提供的线性范围:0.6~33.3 mmol/L,实验实际测得的相关性方程及相关性系数结果如下:y=1.039 7x+0.058 4,R2=0.991 5;乐百全试剂盒说明书提供的线性范围:0.5~50 mmol/L,实验实际测得的相关性方程及相关性系数结果如下:y=1.025 6x -0.726 4,R2=0.995 9(全血模式),y=1.001 8x-0.249 4,R2=0.999 8 (血清模式),均符合线性要求。故认为说明书提供的线性范围有效,且乐百全血糖检测仪提供的线性范围最宽。

3 讨论

卫生部于2011年制定的《医疗机构便携式血糖检测仪管理和临床操作规范(试行)》,规定医院必须使用专业医用级产品,使糖尿病诊断更专业,更便捷,更精准。医用级专业POCT血糖检测仪替换家用级血糖仪是大势所趋。随着国家卫生局不断出台各类政策,“医疗下乡”“分级诊疗”“糖尿病社区筛查”等,政府提出对糖尿病疾病长期管控的政策要求。为了早发现、早治疗,各医疗机构在糖尿病检测方法学上要求更快速,更精准,更便捷,国际标准组织(ISO)于2013年5月正式发布《体外诊断检测系统——血糖监测系统通用技术要求》修定版,即ISO15197:2013。此版标准在2003版的基础上,修订了系统准确度内容,较以往标准更加严苛,目前市场上很多的快速血糖仪都无法满足上述准确度的要求[3],2013年,Hasslacher等[4]对19种已上市销售的血糖仪进行准确度评估,结果显示,根据ISO15197:2003标准的准确度要求进行评价,19种血糖仪均能满足要求,而按照ISO15197:2013标准的准确度要求进行评价,仅有Contour Plus等8种能满足要求,也就是说,现有50%以上的血糖仪将面临更高准确度需求的巨大挑战。有些血糖检测仪的准确度甚至远远低于规范要求。

由于生化分析仪法测定血糖不能立等可取, 标本来源必须是静脉血,因此不太适合急诊患者和静脉血不易抽取的患者。快速血糖仪只能用于患者对自身病情的辅助性监测及家庭护理监测手段,虽然检测速度较快,其血液样本不会发生血糖降解,但仪器本身准确度不高,无法提供患者更可靠的检测数据。目前国际上对血糖检测的最新方法是酶电极生物传感器法,采用生物传感技术。生物传感器以其快速、灵敏、高效、便携及易于自动化、微型化等优点在发展现场即时检测技术中具有非常大的潜力[5]。其检测所需血量小,检测准确度优于快速血糖法,血清模式检测也能满足ISO15197:2013标准,其检测批内精密度高,线性范围广,仪器操作简便性介于生化仪和快速血糖仪之间,检测用时短,对于需要常态化、大批量监测血糖的内分泌科及慢病监测的社区卫生服务中心有很大的应用价值。

[参考文献]

[1] 智妍咨询.《2017-2022年中国血糖仪市场供需预测及投资战略研究报告》[N].北京:智妍咨询集团出版社,2016:11.

[2] Boyd JC, Bruns DE. Quality specifications for glucose meters: assessment by simulation modeling of errors in insulin dose[J] Clinical Chemistry,2001,47(2):209.

[3] 王煜非.解读ISO15197:2013标准[J].中国糖尿病杂志,2014, 22(12):1149-1152.

[4] Hasslacher C,Kulozik F,Platten P.Acuracy of self monitoring blood glucose systems in a clinical setting:application of new planned ISO-standards[J].Clini Lab,2013,59:727-733

[5] 邓王平,王丽华,宋世平,等.生物传感器在POCT中的应用研究[J].化学进展,28(9):1341-1350,2016.

(收稿日期:2018-02-09)