Hemoglobina glikowana A1c w diagnostyce cukrzycy.docx

Hemoglobina glikowana A1c w diagnostyce cukrzycy - uwagi praktyczne

William H. Herman MD MPH, Stefan S. Fajans MD
Data utworzenia: 04.02.2010
Ostatnia modyfikacja: 06.01.2011
Opublikowano w Medycyna Praktyczna 2010/01

Artykuł napisany specjalnie dla Medycyny Praktycznej i Polskiego Archiwum Medycyny Wewnętrznej.

Tłumaczyła lek. Ewelina Baczyńska
Konsultował dr hab. med. Bogdan Solnica,
Zakład Diagnostyki Katedry Biochemii Klinicznej Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie

W 1958 roku Allen i wsp. odkryli, że hemoglobinę A1 (HbA1c) można wyizolować za pomocą chromatografii kationowymiennej.[1] W 1968 roku Rajbar jako pierwszy doniósł, że HbA1 jest glikowaną formą hemoglobiny, a jej ilość we krwi u chorych na cukrzycę jest zwiększona.[2] W 1976 roku Koenig i wsp. zasugerowali, że skoro HbA1c powstaje powoli i na drodze nieenzymatycznej w ilości wprost proporcjonalnej do stężenia glukozy we krwi, mogłaby być użytecznym wskaźnikiem zarówno tolerancji glukozy, jak i wyrównania gospodarki węglowodanowej w cukrzycy.[3,4] Obecnie HbA1c jest powszechnie uznana za wskaźnik wyrównania metabolicznego cukrzycy i ryzyka rozwoju powikłań cukrzycowych oraz wykładnik jakości opieki diabetologicznej. W 2008 roku powołano zespół ekspertów reprezentujących American Diabetes Association, European Association for the Study of Diabetes i International Diabetes Federation w celu rozważenia możliwości wykorzystania HbA1c w rozpoznawaniu cukrzycy.[5]

Cukrzycę rozpoznawano w przeszłości i do dziś na podstawie stężenia glukozy we krwi. W latach 50. XX wieku Fajans i Conn przeprowadzili badanie w grupie szczupłych, zdrowych osób, bez cukrzycy w wywiadzie rodzinnym, którym podawali doustnie glukozę, a następnie oznaczali glikemię w określonych odstępach czasowych.[6] Rozkład stężeń glukozy we krwi był rozkładem normalnym, tzn. jednomodalnym z symetryczną krzywą w kształcie dzwonu, opisany przez wartość średnią i odchylenie standardowe. Cukrzycę zdefiniowano, używając kryteriów statystycznych, jako stężenie glukozy we krwi większe niż wartość średnia plus 2 odchylenia standardowe w 60., 90. i 120. minucie po doustnym obciążeniu glukozą. W latach 70. XX wieku Bennett i wsp. zauważyli, że wśród Indian Pima, populacji o dużej częstości występowania cukrzycy, rozkład glikemii był dwumodalny, tzn. składał się z dwóch zachodzących na siebie krzywych dzwonowych.[7] Krzywa z mniejszymi wartościami glikemii reprezentowała wyniki uzyskane w populacji bez cukrzycy, a druga krzywa odpowiadała wartościom glikemii u chorych na cukrzycę. W 1979 roku National Diabetes Data Group użyła wartości antymodalnej stężenia glukozy, która optymalnie dzieliła dwa nakładające się rozkłady, do określenia kryteriów rozpoznania cukrzycy na podstawie wartości glikemii na czczo i po 2 godzinach od obciążenia glukozą.[8] W 1997 roku American Diabetes Association przeprowadziło badanie przekrojowe dotyczące związku między glikemią a retinopatią cukrzycową w celu ponownego określenia jako kryterium rozpoznania cukrzycy wartości glikemii na czczo związanej ze zwiększonym ryzykiem rozwoju retinopatii cukrzycowej.[9]

W ostatnich latach krytykowano glikemię na czczo i po obciążeniu glukozą jako kryteria rozpoznania cukrzycy z powodu niedogodności, konieczności zgłaszania się pacjentów do badania na czczo po całonocnym poszczeniu oraz wrażliwości tych parametrów na krótkoterminowe zmiany stylu życia podejmowane przez pacjentów przed wizytą u lekarza.[10] Wyniki pomiarów stężenia glukozy we krwi mogą być również obarczone błędami przedlaboratoryjnymi i laboratoryjnymi, a ponadto wykazują znaczną zmienność osobniczą.[9] Nieprawidłowo pobrane i przechowywane próbki krwi są podatne na glikolizę zachodzącą in vitro. Krew należy pobierać do probówek zawierających fluorek sodu, przechowywać w lodówce, a nie w temperaturze pokojowej, osocze powinno być szybko odseparowane - w przeciwnym razie stężenie glukozy w osoczu może być zaniżone. Niewłaściwa standardyzacja oznaczeń glikemii i różnice aparaturowe także mogą być powodem błędnych wyników.[11,12] Ponadto zmienność osobnicza glikemii na czczo (współczynnik zmienności 6%) i po 2 godzinach od obciążenia glukozą (współczynnik zmienności 17%) sprawia, że glikemia nie jest optymalnym narzędziem diagnostycznym.[13] W przeciwieństwie do błędów przedlaboratoryjnych i laboratoryjnych, które w sposób przewidywalny zaniżają albo zawyżają wyniki pomiarów glikemii, zmienność osobnicza jest przypadkowa, tzn. z takim samym prawdopodobieństwem może zaniżać albo zawyżać stężenie glukozy we krwi. Zaletą oznaczania HbA1c jest to, że nie wymaga od pacjenta pozostawania na czczo przez całą noc ani pobrania krwi rano. Ponadto jest to test znany i powszechnie dostępny w krajach rozwiniętych. Krótkotrwałe zmiany stylu życia pacjenta przed wizytą u lekarza nie wpływają ani na odsetek HbA1c, ani na glikemię. HbA1c jest stosunkowo stabilna w temperaturze pokojowej i wykazuje mniejszą zmienność osobniczą (współczynnik zmienności 4%) niż glikemia.[13] Dodatkowo międzynarodowe wysiłki w celu poprawy standardyzacji metod oznaczania HbA1c zaowocowały ich dużą precyzją i dokładnością.[14]

Pomimo większej wygody klinicznej, mniejszego ryzyka błędów przedlaboratoryjnych, większej stabilności biologicznej i standardyzacji pomiarów, oznaczanie HbA1c ma istotne ograniczenie - może występować analityczny błąd systematyczny, co skutkuje ciągłym zaniżaniem albo zawyżaniem wyników względem wartości rzeczywistych. Stanowi to duży problem w przypadku traktowania oznaczenia HbA1c jako jedynego kryterium rozpoznania cukrzycy, gdyż u niektórych osób uzyskane wartości będą stale zawyżone albo zaniżone względem wartości rzeczywistych. Nie stanowi to takiego problemu - choć być może nie jest to od razu oczywiste - gdy HbA1c oznacza się u pacjentów z już rozpoznaną cukrzycą w celu oceny wyrównania choroby. W tym przypadku wartości HbA1c porównuje się rutynowo z licznymi wynikami samodzielnych pomiarów glikemii, więc ewentualne rozbieżności łatwo zauważyć. Jakikolwiek stan, w którym czas przeżycia erytrocytów ulega skróceniu, powoduje zmniejszenie odsetka HbA1c niezależnie od glikemii i metody pomiaru.[15] Taka sytuacja występuje na przykład w niedokrwistości hemolitycznej i w okresie po ostrej utracie krwi. Analogicznie, każdy stan, w którym czas przeżycia erytrocytów ulega wydłużeniu, na przykład niedokrwistość aplastyczna lub przebyta splenektomia, powoduje zwiększenie odsetka HbA1c niezależnie od glikemii. Hemoglobinopatie i talasemie też mogą wpływać na wyniki oznaczeń HbA1c w sposób zależny od procesów patologicznych i używanej metody oznaczania. Wyniki pomiarów HbA1c niektórymi metodami mogą być zafałszowane przez obecność nieprawidłowych form hemoglobiny: HbS i HbC występują odpowiednio u około 8% i 3% Afroamerykanów, HbE spotyka się u 10% do ponad 50% mieszkańców Azji Południowo-Wschodniej, a HbF występuje w zwiększonej ilości w talasemiach.[16]

Opisano również fałszywie zawyżone wyniki oznaczeń HbA1c niektórymi testami, w takich stanach jak: mocznica, hiperbilirubinemia, hipertriglicerydemia, przewlekły alkoholizm, przewlekłe przyjmowanie salicylanów lub witaminy C, uzależnienie od opiatów;[16] przyjmowanie witamin C i E może też fałszywie zaniżać wyniki.[16] Niedobór żelaza, występujący nawet u 20% miesiączkujących kobiet[17] i u wielu kobiet w ciąży, zwiększa odsetek HbA1c poprzez zmianę struktury cząsteczki hemoglobiny ułatwiającą jej glikację.[18]

Rasa i przynależność etniczna także mogą mieć wpływ na wyniki oznaczeń HbA1c niezależnie od glikemii. W dużym międzynarodowym badaniu mającym na celu określenie związku między odsetkiem HbA1c a średnim stężeniem glukozy we krwi, zasugerowano, że relacja ta jest inna u Afroamerykanów niż u rasy białej - każdej średniej wartości glikemii odpowiada u nich większy odsetek HbA1c.[19] Opisaliśmy również zależność między rasą i przynależnością etniczną a odsetkiem HbA1c u osób z nieprawidłową tolerancją glukozy w badaniu DPP (Diabetes Prevention Program) oraz u osób z niedawno rozpoznaną cukrzycą typu 2 nieleczonych farmakologicznie w badaniu ADOPT (A Diabetes Outcome Progression Trial).[20,21] Stwierdziliśmy, że odsetki HbA1c były znacząco większe u Afroamerykanów, Latynosów, Azjatów oraz osób innych ras i z innych grup etnicznych, w porównaniu z rasą białą, zarówno przed korektą uwzględniającą czynniki mogące wpływać na glikemię, którymi te grupy się różniły, jak i po takiej korekcie.

Jeśli się rozpozna czynniki wpływające na wynik oznaczenia HbA1c, można będzie zastosować metody alternatywne. Niestety w praktyce klinicznej nie zawsze udaje się zidentyfikować takie czynniki, zwłaszcza jeśli interpretacji odsetka HbA1c dokonuje się bez równoczesnej oceny glikemii. Międzynarodowy Komitet Ekspertów zaleca rozpoznanie cukrzycy, jeśli odsetek HbA1c, oznaczony w laboratorium, a nie za pomocą testu przyłóżkowego, wynosi >=6,5% i został potwierdzony ponownym oznaczeniem.[5] Dalej Zespół ten stwierdza, że: "należy unikać zamiennego wykorzystania różnych metod oznaczania w celu rozpoznania cukrzycy, ponieważ 3 stosowane metody nie są w pełni zgodne; użycie różnych testów może łatwo wprowadzić zamieszanie".[5] Jednakże w przypadku niedostępności testów do oznaczania HbA1c, występowania u pacjenta czynników uniemożliwiających właściwą interpretację wyniku oznaczenia, oraz u kobiet w okresie ciąży, kiedy zmiany w czasie przeżycia erytrocytów również mogą utrudniać interpretację wyniku - należy korzystać z wcześniej zalecanych kryteriów glikemii na czczo i po 2 godzinach w doustnym teście tolerancji glukozy.[5]

Niewątpliwie nie należy wykorzystywać oznaczenia HbA1c do rozpoznawania cukrzycy u osób, u których występują czynniki wpływające negatywnie na wiarygodność wyniku, a metoda laboratoryjnego pomiaru HbA1c powinna być dostosowana do populacji, w której przeprowadza się to badanie przesiewowe. Na przykład w populacji o dużej częstości występowania określonej hemoglobinopatii należy wybrać taką metodę oznaczania HbA1c, na której wyniki choroba nie ma wpływu. Oznaczenie odsetka HbA1c powinno się wykorzystywać do rozpoznawania cukrzycy, gdy badanie to jest wygodne i dostępne. Jeśli na przykład chory trafia do szpitala po południu z powodu ostrej choroby, i zostaje wysunięte podejrzenie nierozpoznanej cukrzycy, oznaczenie odsetka HbA1c będzie odpowiednim badaniem. Jeśli natomiast pacjent zgłasza się rano na uprzednio ustalone badanie okresowe i jest na czczo z powodu planowanego wykonania lipidogramu, wówczas oznaczenie stężenia glukozy we krwi na czczo jest absolutnie właściwe.

Uważamy, że jeśli wykorzystuje się oznaczenia odsetka HbA1c w celu rozpoznania cukrzycy, to należy równocześnie wykonać pomiar stężenia glukozy w osoczu. Odnosi się to zwłaszcza do sytuacji, w których wynik oznaczenia HbA1c nie jest zgodny z obrazem klinicznym lub jest bliski wartości progowej. Niejednoznaczne wartości HbA1c, na przykład w przedziale 6-6,5%, należy potwierdzić oznaczeniem stężenia glukozy w osoczu (na czczo, po 2 h w doustnym teście tolerancji glukozy). Niektóre badania sugerowały, że wartość glikemii oznaczonej 2 h po doustnym obciążeniu glukozą jest bardziej czułym parametrem do rozpoznania cukrzycy niż glikemia na czczo lub odsetek HbA1c.[22,23] Nasze badania potwierdzają, że przyjęcie wartości >=6,5% jako punktu odcięcia dla HbA1c powoduje nierozpoznanie cukrzycy u znacznej liczby chorych, w tym u niektórych osób z hiperglikemią na czczo, i nierozpoznanie większości przypadków nieprawidłowej tolerancji glukozy.[23] W kilku badaniach wykazano, że znacząca modyfikacja stylu życia lub stosowanie metforminy może opóźnić rozwój cukrzycy lub mu zapobiec u osób z nieprawidłową tolerancją glukozy.[24] Połączenie pomiaru odsetka HbA1c i stężenia glukozy w osoczu w celu rozpoznania cukrzycy daje zalety obu badań i zmniejsza ryzyko błędu systematycznego związanego z oznaczeniem jedynie HbA1c u osób z nierozpoznanymi czynnikami zaniżającymi wynik tego oznaczenia.

Takie podejście może oczywiście być przyczyną niepewności diagnostycznej, ale medycyna jest pełna takich niepewności, a lekarze są dobrze wyszkoleni w radzeniu sobie z nimi. Zalecenie, by do rozpoznania cukrzycy wykorzystywać obie metody - oznaczenie odsetka HbA1c i glikemii - jest zgodne z aktualnymi kryteriami diagnostycznymi: rozpoznanie na podstawie jednorazowego pomiaru stężenia glukozy w osoczu należy potwierdzić drugim oznaczeniem glikemii, o ile nie występują jednoznaczne objawy kliniczne hiperglikemii. Oznaczanie zarówno odsetka HbA1c, jak i glikemii nie jest bardziej uciążliwe niż spełnienie aktualnych wymagań, a oba testy można wykonać tego samego dnia i ustalić rozpoznanie bez konieczności powtarzania badania innego dnia.

Piśmiennictwo

1. Allen D.W., Schroeder W.A., Balog J.: Observations on the chromatographic heterogeneity of normal adult and fetal human hemoglobin: a study of the effects of crystallization and chromatography on the heterogeneity and isoleucine content. J. Am. Chem. Soc., 1958; 80: 1628-1634
2. Rajbar S.: An abnormal hemoglobin in red cells of diabetics. Clin. Chem. Acta, 1968; 22: 296-298
3. Koenig R.J., Peterson C.M., Kilo C. i wsp.: Hemoglobin A1cc as an indicator of the degree of glucose intolerance in diabetes. Diabetes, 1976; 25: 230-232
4. Koenig R.J., Peterson C.M., Jones R.L. i wsp.: Correlation of glucose regulation and hemoglobin A1c in diabetes mellitus. N. Engl. J. Med., 1976; 295: 417-420
5. International Expert Committee: International Expert Committee report on the role of the A1c assay in the diagnosis of diabetes. Diabetes Care, 2009; 32: 1327-1334
6. Fajans S.S., Conn J.W.: Prediabetes, subclinical diabetes, and latent clinical diabetes: interpretation, diagnosis and treatment. W: Leibel B.S., Wrenshall G.A., red.: On the nature and treatment of diabetes. New York, 1965: 641-656
7. Bennett P.H., Rushforth N.B., Miller M., Lecompte P.M.: Epidemiologic studies of diabetes in Pima Indians. Recent Prog. Horm. Res., 1976; 32: 333-376
8. National Diabetes Data Group: Classification and diagnosis of diabetes mellitus and other categories of glucose intolerance. Diabetes, 1979; 28: 1039-1057
9. The Expert Committee on the Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus: Report of the Expert Committee on the Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus. Diabetes Care, 1997; 20: 1183-1197
10. Saudek C.D., Herman W.H., Sacks D.B. i wsp.: A new look at screening and diagnosing diabetes mellitus. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2008; 93: 2447-2453
11. Miller W.G., Myers G.L., Ashwood E.R. i wsp.: State of the art in trueness and interlaboratory harmonization for 10 analytes in general clinical chemistry. Arch. Pathol. Lab. Med., 2008; 132: 838-846
12. Gambino R.: Glucose: a simple molecule that is not simple to quantify. Clin. Chem., 2007; 53: 2040-2041
13. Selvin E., Crainiceanu C.M., Brancati F.L., Coresh J.: 2007 Short-term variability in measures of glycemia and implications for the classification of diabetes. Arch. Intern. Med., 2007; 167: 1545-1551
14. Consensus Committee: 2007 Consensus statement on the worldwide standardization of the hemoglobin A1C measurement: the American Diabetes Association, European Association for the Study of Diabetes, International Federation of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine, and the International Diabetes Federation. Diabetes Care, 2007; 30: 2399-2400
15. Goldstein D.E., Little R.R., Lorenz R.A. i wsp.: American Diabetes Association technical review on test of glycemia. Diabetes Care, 1995; 18: 896-909
16. NGSP Factors that interfere with GHB (HbA1c) test results UPDATED 4/08. http://www.ngsp.org/prog/factors.htm
17. Cook J., Finch C., Smith N.: Evaluation of the iron status of a population. Blood, 1976; 48: 449-455
18. Coban E., Ozdogan M., Timuragaoglu A.: Effect of iron deficiency anemia on the levels of hemoglobin A1c in nondiabetic patients. Acta Haematol., 2004; 112: 126-128
19. Nathan D.M., Kuenen J., Borg R. i wsp.; A1c-Derived Average Glucose (ADAG) Study Group: Translating the A1C assay into estimated average glucose values. Diabetes Care, 2008; 31: 1473-1478
20. Herman W.H., Ma Y., Uwaifo G. i wsp.; Diabetes Prevention Program Research Group: Differences in A1c by race and ethnicity among patients with impaired glucose tolerance in the Diabetes Prevention Program. Diabetes Care, 2007; 30: 2453-2457
21. Viberti G., Lachin J., Holman R. i wsp.; ADOPT Study Group: A Diabetes Outcome Progression Trial (ADOPT): baseline characteristics of type 2 diabetic patients in North America and Europe. Diabetic Med., 2006; 23: 1289-1294
22. Engelgau M.M., Thompson T.J., Herman W.H. i wsp.: Comparison of fasting and 2-hour glucose and HbA1c levels for diagnosing diabetes: diagnostic criteria and performance revisited. Diabetes Care, 1997; 20: 785-791
23. Fajans S.S., Herman W.H.: Lack of sensitivity of HbA1c determinations in diagnosis or screening for early diabetic states. Diabetes, 2009; supl. 1: PO-2245??
24. Crandall J.P., Knowler W.C., Kahn S.E. i wsp.; Diabetes Prevention Program Research Group: The prevention of type 2 diabetes. Nat. Clin. Pract. Endocrinol. Metab., 2 008; 4: 382-393

_________________________________________
Podziękowanie. Niniejsza praca została wsparta przez Michigan Diabetes Research and Training Center finansowane z grantu DK020 572 udzielonego przez National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases.

Komentarz

dr hab. med. Bogdan Solnica
Zakład Diagnostyki Katedry Biochemii Klinicznej Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie

Próby wykorzystania oznaczeń odsetka HbA1c w rozpoznawaniu cukrzycy trwają tak długo, jak dostępność tego badania w diagnostyce laboratoryjnej. Przytaczany w powyższym artykule raport Komitetu Ekspertów utworzonego przez 3 renomowane stowarzyszenia diabetologiczne jest ważnym krokiem na drodze do wdrożenia wartości HbA1c jako kryterium diagnostycznego.
Cukrzyca, jako stan przewlekle utrzymującej się hiperglikemii, jest rozpoznawana na podstawie wartości wskaźników glikemii (aktualnie stężenia glukozy w osoczu krwi żylnej na czczo i po 2 h w doustnym teście tolerancji glukozy) różnicujących osoby z glikemią prawidłową i nieprawidłową. Stosowaną przez ostatnie lata miarą "nieprawidłowości" glikemii jest związane z nią ryzyko rozwoju mikroangiopatii cukrzycowej, głównie retinopatii. Takie podejście zastosował też Komitet Ekspertów, proponując jako wartość odcięcia do rozpoznania cukrzycy HbA1c >=6,5%, dla której w wielu badaniach wykazano zwiększone ryzyko rozwoju retinopatii cukrzycowej.[1] Komitet Ekspertów nie analizował w celu przyjęcia wartości odcięcia związku odsetka HbA1c z ryzykiem innych postaci mikroangiopatii cu...