Мобильная версия

Коморбідний ендокринологічний пацієнт

Международный эндокринологический журнал Том 17, №2, 2021

Чи покращує стандартизація імуноаналізів ведення й безпеку пацієнта із цукровим діабетом?

Авторы: Бобрик М.І.(1), Резніченко В.М.(2), Сідорова І.В.(3)
(1) — Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, м. Київ, Україна
(2) — Державний заклад «Поліклініка № 2» Державного управління справами, м. Київ, Україна
(3) — МЛ «Діла», Україна

Рубрики: Эндокринология

Разделы: Справочник специалиста

Гармонізація імуноаналізів на біомаркери є важливою для забезпечення міжнародної порівнянності лабораторних значень. Дослідження біомаркерів діабету HbA1c і C-пептиду були гармонізовані; зусилля з гармонізації імуноаналізів інсуліну все ще тривають.

Гармонизация иммуноанализов на биомаркеры важна для обеспечения международной сопоставимости лабораторных значений. Исследования биомаркеров диабета HbA1c и C-пептида были гармонизированы; усилия по гармонизации иммуноанализов инсулина все еще продолжаются.

Harmonization of immunoassays for biomarkers is important to ensure international comparability of laboratory values. Studies of diabetes mellitus biomarkers, HbA1c and C-peptide, have been harmonized; efforts to standardize insulin immunoassays are still ongoing.

Ключевые слова

автоантитіла; С-пептид; гармонізація; глікований гемоглобін; імуноаналіз; інсулін; проінсулін; стандартизація; цукровий діабет

аутоантитела; С-пептид; гармонизация; гликированный гемоглобин; иммуноанализ; инсулин; проинсулин; стандартизация; сахарный диабет

autoantibodies; C-peptide; harmonization; glycated hemoglobin; immunoassay; insulin; proinsulin; standardization; diabetes mellitus

Вступ

У діабетології широко застосовуються імуноаналізи для визначення біомаркерів для класифікації, предикції, скринінгу, діагностики, моніторингу лікування порушень вуглеводного обміну. Протягом десятиліть використання результатів нестандартизованих досліджень підвищувало ризик помилок у діагностиці й прийняття неправильних клінічних рішень.

Національні й міжнародні медичні керівництва уніфікують діагностично-лікувальні процеси ведення пацієнта, у тому числі для прийняття лікарем рішень, регламентують фіксовані результати лабораторних досліджень. Такі результати засновані на використанні відповідних стандартизованих методик, однак різні виробники надають різні прилади й реагенти, методики застосування яких не завжди відповідають регламентованим. Якщо аналітичні процедури в конкретній лабораторії не стандартизовані, лікар, отримавши хибний результат, може зробити неправильні висновки щодо діагностики або лікування пацієнта. У таких випадках можливий вплив на безпеку пацієнта.

Стандартизація

У 1979 р. Tietz запропоновано модель стандартизації, засновану на встановленні еталонного матеріалу й розробці еталонної процедури вимірювання [1]. Ця система була вдосконалена й описана в ISO 17511 (ISO 2003), вона може бути адаптована для впровадження в конкретній лабораторії, дозволяє простежити лабораторні результати пацієнтів за матеріалом, наданим виробником. На додаток до лабораторних аналітичних процедур системи стандартизації також включають преаналітичний і післяаналітичний етапи, що стосуються еталонів матеріалу зразка, стабільності зразка, звітності, контрольних діапазонів та інтерпретації відповідно.

Імунологічний аналіз

Імуноаналізи — це біохімічні тест-системи, засновані на здатності антитіл розпізнавати свою мішень шляхом зв’язування зі специфічними епітопами в складних біологічних розчинах. В інших випадках антитіло є біомаркером, рівень якого необхідно визначити. Стандартизація є загальною проблемою, оскільки розроблено численні формати імуноаналізів, антитіла є гетерогенними за своєю природою, і їх спорідненість до досліджуваного антигену може змінюватися з часом, навіть від партії до партії. Деяких проблем можна уникнути, використовуючи моноклональні антитіла.

Як уникнути помилок у діагностиці при дослідженні глікованого гемоглобіну (HbA1c)?

Діагностичні значення, які підтверджують наявність цукрового діабету (ЦД), були визначені Американською діабетичною асоціацією [2]. Для рівня HbA1c таким є значення ≥ 6,5 %.

Багатоцентрове рандомізоване клінічне «Дослідження щодо контролю та ускладнень діабету» (DCCT) і «Проспективне дослідження діабету Великої Британії» (UKPDS), проведене в пацієнтів із ЦД 2-го типу [3], продемонстрували, що HbA1c є надійним біомаркером контролю глікемії, і підтвердили використання значень HbA1c як цілей лікування. Очевидна корисність визначення HbA1c у клінічній практиці спричинила збільшення кількості (понад 30) нових наукових досліджень щодо HbA1c з використанням різних методик, що включають катіонообмінну хроматографію, афінну хроматографію (визначає загальний HbA1c), ферментативні аналізи й імунологічні аналізи. Неузгоджені, нестандартизовані дослідження HbA1c дали різні результати, що спричинило плутанину в клінічній діабетології [4].

Для досягнення міжнародної стандартизації в 1996 р. була створена Національна програма стандартизації глікованого гемоглобіну (NGSP) (http://www.ngsp.org/). Метою цієї програми було пов’язати лабораторні результати HbA1c з клінічними результатами DCCT і UKPDS. Міжнародною федерацією клінічної хімії (IFCC) у 2001 р. затверджені як еталонні щодо HbA1c: ВЕРХ (високоефективна рідинна хроматографія, або рідинна хроматографія високого тиску), електророзпилювальна іонізаційна мас-спектрометрія, капілярний електрофорез. Оцінка запропонованого еталонного методу міжнародною мережею референтних лабораторій показала чудову точність. За процедурою Міжнародної федерації клінічної хімії (IFCC-RMP: довідкова процедура вимірювання) створюється повний ланцюжок якості від процедури IFCC-RMP до пацієнта. Для реалізації цієї довідкової процедури створена мережа лабораторій IFCC, що впроваджує IFCC-RMP у глобальну мережу референтних лабораторій у Європі, Азії і США [5].

Порівняння зразків крові, визначених або процедурами IFCC, або NGSP, продемонструвало чудову кореляцію, але результати IFCC стабільно нижчі (приблизно 2 % HbA1c), ніж результати на основі NGSP. Хоча результати IFCC базуються на точності, результати NGSP безпосередньо пов’язані з клінічними результатами. Обидва результати можуть бути перетворені за формулою, зазначеною нижче.

Регламентовані американською, європейською діабетичними асоціаціями, IDF та IFCC твердження щодо стандартизації HbA1c є такими:

1. Результати досліджень HbA1c повинні бути стандартизовані в усьому світі, включно із системою відліку й звітністю про результати.

2. IFCC-RMP для HbA1c є єдиним дійсним еталоном для впровадження стандартизації вимірювань.

3. Результати HbA1c потрібно повідомляти в усьому світі в одиницях IFCC (ммоль/моль) і похідних одиницях NGSP (%), використовуючи основне рівняння IFCC-NGSP:

HbA1c (ммоль/моль) = HbA1c (%) – 2,15 × 10,929 HbA1c (%) = HbA1c (ммоль/моль) × 0,0915 + 2,15.

Завдяки дотриманню цих вимог ситуація з вимірюваннями HbA1c, що раніше відзначалася хаотичністю, стала більш упорядкованою в усьому світі. Численні національні лабораторні організації повідомили про покращання точності HbA1c після того, як була створена Національна програма стандартизації глікованого гемоглобіну. Різні формати імуноаналізів повинні бути відкалібровані згідно з еталонним методом IFCC. Отже, методики повинні бути еталонними або стандартизованими щодо еталонних, щоб результати досліджень HbA1c були порівнянними, а вказані в медичних керівництвах діагностичні лабораторні значення могли правильно використовуватись при прийнятті клінічного рішення.

Як обстеження в лабораторії з нестандартизованими дослідженнями проінсуліну, інсуліну та С-пептиду впливає на діагностику, ведення й безпеку пацієнта?

Інсулін — це гормон, що синтезується бета-клітинами острівців Лангерганса в підшлунковій залозі, він складається з 51 амінокислоти. Він генерується з його попередника проінсуліну шляхом обмеженого протеолізу, результатом якого є С-пептид та інсулін, що складається з A- і B-ланцюга. Інсулін зберігається у везикулах у бета-клітинах і виділяється при підвищенні концентрації глюкози в крові. С-пептид складається з 31 амінокислоти й виділяється в кровообіг в еквімолярних кількостях з інсуліном. Після секреції значна кількість інсуліну метаболізується печінкою, тоді як С-пептид проходить через печінку майже без змін. Як наслідок, концентрація інсуліну в периферичній крові значно знижується на відміну від С-пептиду, що демонструє стабільність концентрації в крові.

Інсулін — єдиний гормон, здатний знижувати рівень глюкози в крові, тому він важливий для підтримки гомеостазу глюкози в різних умовах. На відміну від визначених біологічних функцій інсуліну фізіологічна роль С-пептиду залишається незрозумілою. У клінічній практиці вимірювання С-пептиду в основному використовується як сурогатний маркер вивільнення інсуліну. Рівні С-пептиду більш придатні для оцінки секреції інсуліну й резистентності до інсуліну, оскільки С-пептид має такі переваги порівняно з інсуліном: а) він має більш тривалий період напіввиведення з плазми in vivo; б) на нього менше впливає гемоліз; в) зроблено вже досить багато щодо стандартизації.

Перший імунологічний аналіз інсуліну — радіоімунологічний аналіз (RIA) — використовував поліклональні антитіла, у зв’язку з чим неможливо було розрізняти інсулін, проінсулін або різні варіанти проінсуліну. Отже, у пацієнтів із ЦД 2-го типу або підвищеною резистентністю до інсуліну, у яких спостерігався підвищений рівень проінсуліну, не було можливості правильно визначити секрецію інсуліну за допомогою досліджень, доступних на той час. У подальшому завдяки використанню моноклональних антиінсулінових антитіл перехресна реактивність інсуліну з проінсуліном і його варіантами була знижена, що зробило цей метод придатним для оцінки рівня секреції інсуліну в пацієнтів із ЦД.

Вимірювання інсуліну дозволяють визначити швидкість секреції інсуліну або чутливість чи резистентність до інсуліну. Функцію бета-клітин та інсулінорезистентність можна оцінити під час тесту на толерантність до глюкози з вимірюванням концентрації інсуліну й глюкози; оцінка моделі гомеостазу (HOMA) застосовується для визначення інсулінорезистентності з використанням концентрацій інсуліну й глюкози. Визначення концентрації С-пептиду також має важливе значення для диференціації ЦД 1-го та 2-го типу та класифікації підтипів ЦД. Оцінка рівня гіпоглікемії в пацієнтів без ЦД є ще одним важливим показником для визначення інсуліну й С-пептиду.

Інсулінома — рідкісне захворювання, яке характеризується гіперінсулінемією внаслідок посиленої секреції інсуліну неопластичними клітинами, в основному локалізованими в підшлунковій залозі. Діагноз можна поставити, коли в пацієнта із симптомами гіпоглікемій значно знижена концентрація глюкози в крові, а водночас концентрація проінсуліну, і/або інсуліну, і/або С-пептиду є неадекватно високою.

Отже, проінсулін, інсулін і С-пептид є корисними лабораторними біомаркерами для клінічних і дослідницьких підходів для діагностики, класифікації і моніторингу порушень вуглеводного обміну. Збільшення використання імуноаналізів С-пептиду та інсуліну й постійні суперечливі результати порівняння зробили необхідним упровадження міжнародних стандартів досліджень біомаркерів для досягнення гармонізації.

C-пептид. Міжнародний еталонний реагент ВООЗ (IRR) для вимірювання C-пептиду людини — код 84/510 NIBSC (Національного інституту біологічних стандартів і контролю) доступний з 1977 року. У 2017 році Експертний комітет ВООЗ з біологічної стандартизації (ECBS) схвалив перший міжнародний стандарт (код NIBSC — 13/146) для калібрування досліджень на С-пептид людини. Для ланцюжка відстеження слід використовувати інший сертифікований еталонний матеріал — 6901-b NMIJ (Національного метрологічного інституту Японії). Співпраця між лабораторіями-учасницями в різних країнах триває.

Інсулін. Перший IRR (Міжнародний еталонний реагент) людського інсуліну (код NIBSC 66/304) був створений у 1974 році. У 2004–2006 роках робоча група Американської діабетичної асоціації зі стандартизації досліджень інсуліну повідомила про суттєво відмінні значення результатів досліджень біомаркерів залежно від лабораторій і методів. Результати зовнішньої оцінки якості досліджень інсуліну показали суттєві й релевантні відмінності для того самого еталонного матеріалу між методами й лабораторіями (INSTAND e. V., 2019). Однак і в даний час у базі даних JCTLM (Спільний комітет з простежуваності в лабораторній медицині) щодо інсуліну немає жодного довідкового матеріалу або довідкового методу. Тому важливо й надалі докладати зусилля в процесі гармонізації методик дослідження інсуліну, щоб гарантувати надійні, порівнянні й відтворювані результати вимірювань та оцінити поточний прогрес процесу гармонізації [6].

Висновки

1. Комплексне одномоментне дослідження глікемії, HbA1c, проінсуліну, інсуліну, С-пептиду в динаміці дозволить вірогідно оцінити функцію бета-клітин, надасть повну інформацію щодо процесів синтезу й секреції інсуліну, інсулінорезистентності в конкретного пацієнта на етапі предикції, діагностики, моніторингу цукрового діабету (а також інсуліноми). Однак методики повинні бути еталонними або стандартизованими щодо еталонних, щоб результати досліджень HbA1c були порівнянними, а вказані в медичних керівництвах діагностичні лабораторні значення могли правильно використовуватись при прийнятті клінічного рішення.

2. Прогрес гармонізації методик у діабетології триває. Так, після відкриття HbA1c у 1969 р. і визнання його потенційного клінічного використання як біомаркера для діагностики діабету й метаболічного моніторингу минуло понад 30 років, поки не була досягнута загальновизнана стандартизація; на сьогодні еталон дослідження HbA1c стандартизований у всьому світі.

3. Хоча інсулін був відкритий у 1921 році, стандартизація імуноаналізів інсуліну все ще триває.

4. Минуло понад 50 років після відкриття С-пептиду (1967 р.), поки в 2017 р. була запропонована (близька до завершення) процедура стандартизації імуноаналізів на С-пептид.

5. Подальша стандартизація методик лабораторних досліджень різних виробників збільшить порівнянність лабораторних результатів, покращить ведення й безпеку пацієнтів. Доступним у рутинній клінічній практиці лікаря на сьогодні є обстеження пацієнта в лабораторіях, які з усього різноманіття методик, запропонованих виробниками, використовують стандартизовані принципи досліджень.

У МЛ «Діла»:

— глікований гемоглобін: еталонна методика — високоефективна рідина хроматографія, сертифікована NGSP;

— С-пептид: методика — ІХЛА (імунохемілюмінесцентний аналіз), стандартизована з використанням міжнародного стандарту (IS) ВООЗ 84/510;

— інсулін: методика — ІХЛА (імунохемілюмінесцентний аналіз), стандартизована відповідно до першого Міжнародного еталонного реагенту ВООЗ 66/304;

— проінсулін: методика — твердофазний імуноферментний сендвіч-аналіз (ELISA). Стандарти відкалібровані за першим Міжнародним стандартом ВООЗ для проінсуліну 84/611. Методика має високу аналітичну чутливість і надає нижній референс, що є важливим для адекватної оцінки функції бета-клітин;

— С-пептид, інсулін, проінсулін — методики є біотиннезалежними.

У МЛ «Діла» методики стандартизовані відповідно до вимог регламентуючих документів, що забезпечує точність і достовірність результатів лабораторних досліджень.

Конфлікт інтересів. Не заявлений.

Отримано/Received 05.03.2021

Рецензовано/Revised 17.03.2021

Прийнято до друку/Accepted 22.03.2021

Список литературы

Connell E. Tietz Textbook of Clinical Chemistry and Molecular Diagnostics (5th edn). Annals of Clinical Biochemistry. 2012. 49(6). 615-615. doi:10.1258/acb.2012.201217.
American Diabetes Association. 6. Glycemic Targets: Standards of Medical Care in Diabetes-2021. Diabetes Care. 2021 Jan. 44 (Suppl. 1). S73-S84. doi: 10.2337/dc21-S006.
Genuth S. The UKPDS and its global impact. Diabet Med. 2008. 25 Suppl. 2. 57-62. doi: 10.1111/j.1464-5491.2008.02504.x.
Guo W., Zhou Q., Jia Y., Xu J. Increased Levels of Glycated Hemoglobin A1c and Iron Deficiency Anemia: A Review. Med. Sci. Monit. 2019. 25. 8371-8378. doi: 10.12659/MSM.916719.
Harmonization of immunoassays for biomarkers in diabetes mellitus. Research review paper. Biotechnology Advances. 2020. 39. 107359. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2019.02.015.