血液酸化对溶血诱导的胰岛素降解的影响

《Clinica Chimica Acta》：Effect of blood acidification on hemolysis-induced insulin degradation

本研究探讨血液酸化对溶血引起的胰岛素降解影响。通过FC-Mix试管和直接加入柠檬酸盐缓冲液酸化血清，结果显示酸化可有效减少胰岛素测量偏差，其中FC-Mix血浆样本偏差在-1.8%至-0.3%，直接酸化至0.5 M时偏差为-6.3%，均优于生物变异允许范围（10.5%）。结论：血液酸化能有效抑制IDE活性，降低溶血对胰岛素测量的负面影响。

　　

?erif Ercan

土耳其克尔克拉雷利省吕勒堡尔加兹州立医院卫生部医学生物化学系

摘要

背景

溶血是胰岛素测量中常见的分析前干扰因素，主要是由于红细胞释放了胰岛素降解酶（IDE）。鉴于IDE的活性依赖于pH值，本研究旨在探讨血液酸化是否能够减少溶血引起的胰岛素降解。

材料与方法：采用了两种实验方法。首先，从30名健康志愿者中收集血液样本，分别放入FC-Mix管和血清管中。然后向血浆和血清样本中添加溶血液，以获得不同的溶血指数（HI）水平。其次，在添加溶血液之前，使用不同摩尔浓度的柠檬酸-柠檬酸盐缓冲液（0.1至0.5 M）对剩余的血清进行酸化处理。使用罗氏Cobas Pro e801分析仪测量胰岛素浓度，并将相对于未溶血样本的偏差百分比与基于生物变异的理想范围进行比较。

结果

在血清样本中，随着溶血程度的增加，胰岛素浓度逐渐下降；其中溶血程度最低的组（中位HI=51）的胰岛素浓度已经下降了14.1%，超出了可接受的偏差范围（10.5%）。在溶血程度最高的组（中位HI=1022）中，胰岛素浓度下降幅度进一步加大，达到了90.8%。FC-Mix血浆在所有溶血程度下均保持了稳定的胰岛素浓度中位数，偏差范围在-0.3%至-1.8%之间，仍在可接受范围内。直接使用柠檬酸盐缓冲液酸化处理可以减轻溶血引起的胰岛素浓度下降，0.4 M和0.5 M浓度下的偏差分别为-4.8%和-6.3%，均低于可接受范围。

结论

使用FC-Mix管或直接添加柠檬酸盐缓冲液对血液进行酸化处理，能够显著减少溶血对胰岛素测量的负面影响，为提高检测准确性提供了实用策略。

引言

胰岛素是一种由胰腺β细胞释放的肽类激素，对调节葡萄糖、脂质和蛋白质的稳态至关重要[1]。目前，循环胰岛素测量的主要临床应用是诊断低血糖患者中的胰岛素瘤[2,3]。胰岛素测量还有助于评估胰岛素抵抗，其特征是对正常循环胰岛素浓度的生物反应减弱[1,2,4]。

胰岛素抵抗是一种与多种疾病相关的病理生理状态，包括2型糖尿病、代谢综合征、多囊卵巢综合征和非酒精性脂肪肝病[1,3]。已经开发出多种方法来评估胰岛素抵抗，这些方法可分为动态检测（连续收集血液样本）和静态检测（基于单次空腹血液样本）[1,4,5]。

这些方法通常依赖于测量胰岛素和葡萄糖来计算各种指标[1,4,5]。因此，胰岛素抵抗评估的准确性取决于这些测量的准确性，而这又需要识别测试过程中的潜在误差来源并采取策略来最小化其影响。

在影响胰岛素测量准确性的各种因素中，溶血被认为是一个重要的分析前问题[2,6,7]。溶血会导致胰岛素检测出现负面干扰，主要是因为红细胞膜破裂后，细胞质中的胰岛素降解酶（IDE，EC 3.4.24.56，也称为胰岛素酶或insulysin）被释放出来[8,9]。

IDE是一种金属蛋白酶，能够迅速将胰岛素降解为无活性的片段，其最佳酶活性出现在pH值为7-8的条件下[10,11]。已经尝试使用IDE抑制剂（如对氯汞苯磺酸、二酰胺、N-苯马来酰亚胺[9,12,13]）来防止胰岛素被溶血液降解。

与使用化学抑制剂不同，本研究假设，由于IDE的活性依赖于pH值，酸化样本基质可能减少IDE介导的胰岛素降解，从而在溶血存在的情况下保护胰岛素的完整性。

目前市场上有专门用于通过降低血液pH值来稳定葡萄糖的血液采集管，例如Greiner Bio-One公司的FC-Mix管和Sarstedt S-Monovette公司的GlucoEXACT管[14]。这些管子使用柠檬酸盐缓冲液对血液样本进行酸化处理；此外，它们还含有乙二胺四乙酸（EDTA）和氟化钠，分别具有抗凝和抑制糖酵解的作用。

本研究旨在确定使用FC-Mix管进行血液酸化处理是否能够防止溶血对胰岛素测量结果的影响。由于该管子中包含多种添加剂（不仅仅是柠檬酸盐缓冲液），因此还进行了额外的实验设置。在该设置中，使用柠檬酸-柠檬酸盐缓冲液直接酸化血清样本，以检测酸化对胰岛素水平变化的影响。

材料与方法

这项横断面研究于2024年3月至8月在土耳其克尔克拉雷利省吕勒堡尔加兹州立医院（隶属于土耳其卫生部）进行。研究遵循世界医学协会《赫尔辛基宣言》中的伦理原则，并获得了克尔克拉雷利大学医学院伦理委员会的批准（批准编号：31.01.2024/06）。

第一项研究：基于FC-Mix管的酸化处理研究

表1展示了在不同溶血指数水平下，从血清和FC-Mix血浆样本中获得的胰岛素测量结果及其相应的偏差百分比。

在血清样本中，随着溶血程度的增加，胰岛素浓度显著下降。即使在溶血指数为中位51的第一组中，也观察到了14.1%的下降幅度，超出了基于生物变异的可接受偏差范围。在更高溶血指数水平下，偏差进一步增大。

讨论

本研究显示，使用FC-Mix管对血液样本进行酸化处理显著减少了溶血对胰岛素测量的负面影响，使其降至临床可忽略的水平。当血清样本直接用柠檬酸盐缓冲液酸化处理时，这种保护效果得到了进一步验证。

含有柠檬酸盐缓冲液的血液采集管（如Greiner FC-Mix和Sarstedt Gluco-EXACT）的主要作用是通过降低血液pH值来稳定葡萄糖[14]。这一概念最初由Uchida提出。

结论

总之，使用FC-Mix管对血液进行酸化处理显著减少了溶血对胰岛素测量的负面影响，使得偏差降至临床可忽略的水平。这种方法可能是一种简单实用的策略，有助于提高胰岛素测量的准确性。然而，对FC-Mix管进行专门验证将进一步提高该方法的实际应用价值。

关于手稿准备过程中生成式AI和AI辅助技术的声明

在撰写本文时，作者使用了大型语言模型（ChatGPT、GPT-4）来改进语言表达。使用该服务后，作者对内容进行了必要的审阅和编辑，并对发表文章的内容负全责。

CRediT作者贡献声明

?erif Ercan：概念构思、数据整理、数据分析、方法设计、可视化展示、初稿撰写、审稿与编辑。

资金支持

本研究未获得任何公共部门、商业机构或非营利组织的资助。

利益冲突声明

作者声明自己没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。

致谢

作者感谢Yal??n Beyreli、Ali ?ztürk、Naciye ?entürk和Gülbahar Aslan在研究过程中提供的宝贵技术支持。