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第16章 胰岛相关自身抗体的检测
一、常用胰岛相关自身抗体检测项目概要
自身免疫性原因引发的胰岛β细胞破坏是大部分1型糖尿病的发病基础。这些患者在出现糖尿病临床症状前及发病后的一段时期,体内存在一种或多种胰岛相关自身抗体,这些自身抗体常单独或共同出现在疾病过程的某个阶段,是胰岛细胞及功能遭到破坏和攻击的重要标志。这些自身抗体的检测对1型糖尿病预测、预防、诊断、适宜药物的选择、疗效观察以及对糖尿病发病机制的探索等方面都有重要的价值。目前发现并在临床广泛应用的胰岛相关自身抗体主要有:胰岛素自身抗体(insulin autoantibody,IAA)﹑谷氨酸脱羧酶抗体(glutamic acid decarboxylase GAD 65autoantibody,GAD 65Ab)、胰岛细胞抗体(islet cell autoantibody,ICA)、锌转运蛋白8抗体(zinc transporter 8 antibody,ZnT8A)及蛋白酪氨酸磷酸酶样蛋白抗体(protein tyrosine phosphatase-like protein antibody,IA-2As IA-2A,即37/40kD蛋白)、羧基肽酶H抗体(carboxypeptidase H antibody,CPHAb)等。
(一)胰岛素自身抗体(IAA)
1.胰岛素抗体、胰岛素自身抗体和外源性胰岛素抗体的概念和关系
胰岛素抗体是指能与胰岛素结合,使游离胰岛素的浓度减低,作用减弱,对胰岛素有抵抗作用的抗体。
胰岛素抗体产生的原因目前发现有两种:①在从未用过胰岛素的受试者体内出现的,对自身分泌的胰岛素产生的抗体,即IAA。IAA被认为是在胰岛β细胞损伤、胰岛素分泌异常时产生的自身免疫性抗体。虽然在正常人体内这种抗体也有少量存在,但一般情况下测不到或浓度较低,结果为正常或阴性。高浓度的IAA(阳性)常出现在1型糖尿病患者或潜在患者身上。②应用外源胰岛素后患者体内出现的抗胰岛素的抗体。这是一种针对外源性胰岛素的抗体,为非自身免疫性抗体,习惯上常称之为胰岛素抗体(insulin antibody,IA)。实际上这个习惯称谓既不贴切,也不准确。本文下面暂将这种抗体称为外源性胰岛素抗体以示与胰岛素抗体原意的区别。外源性胰岛素抗体是在使用外源性胰岛素时,由于外源性胰岛素具有抗原性,刺激机体免疫系统产生能与胰岛素结合的抗体,常导致患者胰岛素治疗剂量逐步增大才能达到理想的治疗效果。一般出现在应用外源性胰岛素后1~2个月左右。外源性胰岛素纯度越低,产生的抗体滴度就越高。因此,应用动物源胰岛素的容易出现胰岛素抗体,患者耐药情况也比较普遍和严重。应用人的单峰胰岛素上述情况会好很多,但仍有患者出现抗体及耐药情况。应用胰岛素类似物的患者也易出现IAA。原因与个体差异、胰岛素的生产工艺(菌种)等有关系。停用相应药物后,这种抗体也不会马上就消失。
胰岛素自身抗体与外源性胰岛素抗体都是胰岛素抗体的一种类型,他们有同一个抗原——胰岛素,他们都属同一种抗体——胰岛素抗体。但是,胰岛素自身抗体与外源性胰岛素抗体产生的机制不同,临床意义也不一样。
胰岛素抗体中包括了胰岛素自身抗体和外源性胰岛素抗体(非自身抗体)。胰岛素抗体、胰岛素自身抗体和应用外源胰岛素后产生的外源性胰岛素抗体,三个词组代表了三个概念,表达的不是一个意思,临床意义也有很大区别。但目前,在这些词义表达上有些模糊和混乱,特别是,从实验方法上也不能将其准确地区分清楚,这是我们在临床和科研工作中需要特别注意的。
2.胰岛素自身抗体及外源性胰岛素抗体某些概念混乱的原因、现状及解决办法
(1)习惯称谓混乱:
当人们为发现胰岛素能用于临床治疗并取得很好的结果而欣喜后发现,许多患者应用外源胰岛素后会产生一种使胰岛素作用减弱的抗体。因当时只发现了这一种胰岛素抗体,就将其称为了胰岛素抗体。至1983年有人发现未使用外源胰岛素的患者体内也有胰岛素抗体,并将这种抗体命名为胰岛素自身抗体,使用至今。历史的原因和习惯的称谓造成了现在表述的问题和困难:胰岛素抗体包括两种,胰岛素自身抗体和应用外源胰岛素后产生的胰岛素抗体,但应用外源胰岛素后产生的胰岛素抗体人们仍习惯简称为胰岛素抗体。三个概念两个称谓,词义基本意思冲突和混乱。若没有特别说明,极易造成概念上的混乱。这个问题不只在临床工作的交流中出现,科研文章涉及时,常让人不知所云,无法判读。在此也呼吁相关组织及部门,对应用胰岛素后产生的胰岛素抗体尽快统一命名,以免造成概念、临床意义、相关研究等方面继续混乱。
特别是对应用胰岛素治疗后产生的胰岛素抗体拟应称为外源性胰岛素抗体或其他更贴切的名字。总之,不能还称之为胰岛素抗体,以示与胰岛素抗体原意的区别,避免混乱。
(2)技术手段限制,目前的胰岛素自身抗体测定不是真正意义的胰岛素自身抗体测定:
目前的胰岛素自身抗体测定方法和试剂除对胰岛素自身抗体阳性的患者有阳性反应外,对使用外源胰岛素后产生胰岛素抗体的患者,也有阳性反应。因为,目前的胰岛素自身抗体测定试剂只能分辨其血清或组织中有没有胰岛素抗体,而分辨不清其抗体来源,分辨不清胰岛素自身抗体和非自身抗体。这是目前此项检查中普遍存在的问题,也是造成某些概念混乱的另一个原因。标明胰岛素自身抗体的测定项目和试剂,却与外源性胰岛素抗体也有阳性反应(交叉反应)。因为这两种抗体的临床意义不同,医生若不了解上述情况,常对患者状况误判或错判。用此方法和试剂进行的相关研究,也可能会得到错误的结果或结论。目前发表的许多胰岛素自身抗体方面的文章,入选病例未排除使用胰岛素者,研究者也未做相关实验或说明,或许研究者根本就没避免或不知道这种交叉反应存在。这样的研究也极易得到错误的结果或结论。
3.此项检查技术缺陷的解决办法及临床意义
此项检查从技术上不能区分胰岛素自身抗体和胰岛素非自身抗体,但我们可以通过询问病史,询问胰岛素应用史避开这一技术缺陷。具体如下:若患者此项检查为阴性,则胰岛素自身抗体为阴性。若此项检查为阳性,则分两种情况:一种是对从未用过胰岛素者,判断为胰岛素自身抗体阳性。但要注意,IAA不是糖尿病的特异抗体,正常人群中也有约3%的阳性,在甲状腺疾病中也可出现,单纯IAA阳性不能作为1型糖尿病的诊断标志,仅表明有1型糖尿病的免疫倾向。另一种是若患者用过胰岛素,且此项检查阳性,则:①有可能是药物的作用,是应用外源性胰岛素后导致的抗体阳性。②也有可能是自身IAA阳性或与外源胰岛素共同作用的结果。③使用胰岛素前患者的IAA就是阳性的。具体情况需结合胰岛功能等临床表现综合判断,并根据治疗情况及抗体滴度情况,密切观察及调整治疗方案,如采用尽量减少胰岛素和磺脲药的用量、使用高纯度胰岛素、加用胰岛素增敏剂和糖苷酶抑制剂等办法。
(二)谷氨酸脱羧酶抗体(GADA)
谷氨酸脱羧酶(GAD)是将谷氨酸转化为抑制性神经递质γ-氨基丁酸的转化酶,哺乳类动物中GAD有两种异构体,GAD 65和GAD 67。两者结构基本相似,但立体构象不同,抗原的表位也不一样。在胰腺中主要存在的是GAD 65,而在脑组织中主要是GAD 67。1型糖尿病患者的GAD自身抗原为胰腺组织的GAD 65,它是1型糖尿病早期阶段的一个关键自身抗原。胰腺中的GAD 65除在1型糖尿病中成为自身抗原外,在多发性自身免疫性内分泌综合征及stiffman综合征中亦成为自身抗原。因此,在上述患者体内也可检测的高滴度的GAD 65A。
GAD 65A仅识别GAD 65抗原的立体抗原决定簇,当GAD蛋白被分成片段时,其抗原决定簇的空间构型即消失。来自1型糖尿病和1型糖尿病前期患者血清中的GAD 65A主要与全长的GAD 65起反应,很少与GAD 65片段起反应。因此,GAD 65 A的测定试剂应该是全长的GAD 65反应试剂,应用片段反应试剂,结果会有偏差。
使用包被法的测定试剂,其包被过程部分掩盖了GAD 65抗原的三维表位或使其不能与抗体充分反应,而使抗体测定灵敏度下降。这也是不同试剂测定结果差异较大,结果不能统一的原因之一。
除此之外,造成结果差别较大的因素还有:人种差异,年龄、病程和疾病类型的差别等。
Scholin等研究证明,GADA滴度高的患者β细胞功能受损严重,而滴度低的患者残余的β细胞功能仍良好。
国外报道GAD 65A检测1型糖尿病的灵敏性大多在60%~90%,国内多在30%~60%。与其他抗体的联合检测会提高检测的灵敏性。在病例数超过5000例的国内多中心LADA China研究中发现,在初诊2型糖尿病患者中GAD 65A阳性者占6. 0%。
国内、外许多研究结果显示,GADA对1型糖尿病的检出率较高,阳性结果稳定时间可达数年,较长。而ICA大量出现在胰岛炎发生前的无高血糖阶段,在儿童及青少年等新发患者中阳性比例较高,但患病数年后很多患者出现阳转阴的现象(可能与抗原耗竭有关,见下文胰岛细胞抗体)。因此,对具体发病时间不明,出现临床症状及血糖、酮体异常后就诊的众多1型糖尿病患者来说,GADA阳性率(敏感性)高于ICA等目前发现的其他自身抗体。有研究认为,GADA检测的特异性也较高(假阳性率低),可达90%以上。所以,许多研究者认为,在目前发现的胰岛相关抗体的检测中,GADA是灵敏性和特异性最高的首选检测项目。
GAD 65A的存在提示胰岛β细胞遭到破坏及部分功能的丧失。对1型糖尿病的预测、诊断和治疗有重要价值。
(三)胰岛细胞抗体
胰岛细胞抗体(ICA)是一类在胰岛细胞损伤时产生的多克隆混合型抗体,也是目前在胰岛相关自身抗体检测中唯一一个无明确抗原的抗体。ICA的存在是胰岛β细胞遭到破坏的重要证据。其阳性结果(尤其是高滴度时)与疾病的发生有一定的相关性,对1型糖尿病的预测、诊断和治疗有重要价值。
目前有研究结果表明,ICA存在的时间比较短,其高峰出现在胰岛炎发生前的无高血糖阶段,此时患者血糖等临床表现虽无异常情况,但胰岛细胞已遭到破坏,至发现疾病时破坏已相当严重。多数患者的ICA滴度在诊断1型糖尿病后逐渐下降,其原因可能与抗原耗竭有关。检测ICA的优点在于可以同时检测多种抗原。ICA可与补体结合成补体性ICA,补体性ICA可选择性作用于胰岛β细胞,与疾病活动性更相关,但随病程的增加,其消失亦比ICA快。
与上述情况相对应的检测结果是,ICA对新发病的1型糖尿病患者,特别是儿童和青少年患者常有较高的敏感性,可达80%~90%。其中大部分阳性患者几年后抗体滴度逐步降低,直至阴性。致使其总体敏感性不高,室间差异较大。其敏感性国外报道多数在50%~80%。国内多在25%~45%。其原因除试剂、方法的影响外,人种的差别和发病原因的差别可能与此有关。正常人群中ICA阳性率约4. 0%左右。
除方法、试剂及病程对此项测定的影响外,人种的差别及疾病类型的不同也可能对结果有影响。国外结果的灵敏性高于国内,是不是与人种差别有关,需要探究。另外,研究人员在典型的1型糖尿病患者血清中加入GAD和酪氨酸磷酸酶样蛋白(IA)-2后,发现ICA信号被阻滞,而LADA患者无此反应,故认为LADA患者可能存在其他抗原。也就是说,疾病类型不同,ICA的反应性也有可能会有区别,搞清这个问题,还需深入研究。因上述实验现象存在,也使一些学者相信,ICA针对的靶抗原包括GAD和IA-2。但根据常识推测,ICA的靶抗原虽然有可能包括GAD和IA-2,但其主要抗原不应该是GAD和IA-2。因为,若ICA的主要抗原是GAD和IA-2,ICA的敏感性应明显最高,抗体存在时间应较长或与GAD等长、三者检测一致率较高才与之相符。但目前所观察到的结果没有发生这样的情况。
国际上对ICA检测的标准化工作已经完成,正在实施阶段。1983年瑞典Ludviosson曾为一名1型糖尿病新发病者做了血浆置换,其血浆在青少年糖尿病基金会(FDA)组织的ICA定标实验中,参加此项工作的所有实验室检测时ICA全部是阳性,遂用这份血样定出了ICA的JDF(Juvenile Diabetes Foundation)单位,并逐渐成为国际上通用单位。此后,又发现这份血样的GAD和IA-2A也为阳性,而IAA为阴性。目前,这些抗体的标准化工作正在进行,欧洲已有部分项目的标准品出售。无疑,检测的标准化对诊断和相关研究有很大益处。但需要注意,在保证抗原一致性的同时,是否会带来其他问题。在ICA的抗原未明确、经典1型糖尿病与LADA存在差别的情况下,用单一样本定标是否合适,需要观察。
西方多数学者建议筛查1型糖尿病时首选GADA和IA-2A联合检测。其理由归纳如下:①ICA对1型糖尿病患者总体敏感性不如GADA高,特异性不如IA-2A强。②长期随访发现,初诊ICA阳性患者数年后大部分转阴性,而GAD和 IA-2A阳性维持时间较长。③ICA针对的靶抗原包括GAD和IA-2,GAD和IA-2A联合检测已反映出部分ICA的活性。查ICA有重复检测之嫌疑。观点正确与否有待验证。
ICA检测对筛查新发病的1型糖尿病及潜在患者,特别是儿童患者有较高的灵敏度,西方也有学者推荐ICA为首选项目及首选联合检测项目之一。研究发现,发病情况不一致的单卵双生子,非患者而血清ICA阳性的更有可能发病。在对1型糖尿病患者的非糖尿病亲属进行的一项大型前瞻性研究中,15 224名受试者在5年内共有135例发展为糖尿病。这135例名患者中有94%在首次筛查时即存在至少一种自身抗体,其中ICA是最敏感的单个血清学指标(敏感性74%)。但是当只有ICA存在,其他自身抗体缺乏时,患糖尿病的风险很小(5. 3%);而当两个或多个自身抗体存在时,其风险大大提高(分别是28. 2%和66. 2%)。预测率最高的组合是ICA加IA-2A和(或)IA-2β抗体。另外还发现静脉糖耐量试验时1相胰岛素分泌缺失也只出现于那些ICA(+)且伴一种或多种其他自身抗体的亲属中。提示只有当潜在的自身免疫反应已扩散至多个胰岛细胞抗原决定簇时才能见到明显的β细胞损伤,同时也证明存在两个或多个自身抗体的一级亲属患糖尿病的风险较存在单个抗体者显著增高。
综上所述,ICA检测对筛查新发病的1型糖尿病患者及潜在患者有较高的敏感性和特异性,但随病程延长滴度降低。目前的大部分研究结果显示,ICA与GADA等阳性一致率不高,认为其与GADA等其他项目的联合检测可提高1型糖尿病诊断的特异性和敏感性,对可疑为LADA的患者更是如此。在有条件的情况下,开展ICA检测是必要的。
(四)锌转运蛋白8抗体(ZnT8A)
锌离子是生物体内重要的微量元素,许多生物体内锌离子代谢紊乱会导致代谢失调及慢性疾病的发生。锌离子在某些特定的细胞内有特殊的功能。例如锌离子在胰岛β细胞中高表达,并参与胰岛分泌小泡中锌-胰岛素结晶体的形成。锌离子不能自由通过细胞膜,特定的转运体和膜通道参与锌的转运和代谢。截至目前,已发现锌转运体(zinc transporter,ZnT)家族拥有10个成员,它们在锌离子的跨膜转运过程中起重要作用。锌转运蛋白8(ZnT8)克隆自SLC30AS基因(染色体8q24. H),是一段含有369个氨基酸片段的蛋白,并发现,ZnT8是自身免疫性1型糖尿病的主要自身抗原之一,其敏感性及特异性与IA2A、GADA、IAA相似。ZnT8最初被认为是一种胰岛素特异性锌转运体蛋白。后来发现它也表达在外周血淋巴细胞、皮下脂肪组织和胰岛α细胞、在甲状腺滤泡上皮细胞及肾上腺皮质细胞中。
国外有研究显示:锌转运蛋白8抗体(ZnT8A)在1型糖尿病患者中的检出率约为63%,而国内研究的检出率约为24%,与日本约27%的结果相似。是否存在人种和发病机制的影响有待研究。另外,国内研究中GADA和(或)IA-2A阳性的1型糖尿病患者中ZnT8A阳性率31. 2%(101/324),显著高于GADA和IA-2A阴性的患者中ZnT8A 13. 5%(29/215)的阳性率。证实此项检查在我国虽有一定临床价值,但与国外数据有很大差别,原因需要研究。
目前,国外已将ZnT8A作为一个独立的1型糖尿病标记物。国外推荐此项目的理由是:按国外习惯采用的IAA、GADA和IA-2A组合,自身免疫性糖尿病的诊断率可达94%。如果用ZnT8A分别替换其中一种,则可以检测出相似数量的糖尿病患者。增加ZnT8A测定后,糖尿病自身抗体将两种或多种自身抗体阳性个体的数量从72%增加至82%。对于1型糖尿病早期筛查而言,两种或两种以上自身抗体阳性比例的增加有一定意义。因为,两种或两种以上自身抗体阳性的受检者将来发展为1型糖尿病的几率非常高,而对照个体几乎不表现为两种自身抗体阳性。
(五)蛋白酪氨酸磷酸酶样蛋白抗体(IA-2A)
蛋白酪氨酸磷酸酶(IA-2)因其在细胞内的功能区与几种蛋白酪氨酸磷酸酶有部分同源性而得名。IA-2为全长含979个氨基酸,分子量106kD的一种跨膜糖蛋白。结构上分信号肽、胞外结构域、跨膜结构域及胞内结构域4部分。其中胞内结构域的羧基末端含有受体型蛋白酪氨酸同源性区域。主要在神经内分泌系统中表达,如胰岛α、β、δ细胞;垂体、脑组织、肾上腺髓质等。其功能还不太明确。
IA-2有一个异构体:IA-2β,含有986个氨基酸,分子42%与IA-2一致。用基因重组的IA-2、IA-2β分别作为抗原,在1型糖尿病中可以检测到IA-2抗体(IA-2A)及IA-2β抗体,但发现大多数IA-2β抗体阳性患者IA-2A也阳性,而IA-2A阳性者IA-2β抗体确为阴性。所以,一般认为在1型糖尿病患者中主要相关的是IA-2。
早期研究发现,将胰岛素瘤的细胞裂解产物与1型糖尿病患者血清进行免疫沉淀可产生分子量为64kD的蛋白质,这种蛋白用胰蛋白酶处理后可产生40kD和37kD的片段。由于这个片段能与较高比例的1型糖尿病患者血清发生沉淀反应,因此人们认为它是一重要的自身抗原。后来随着认识和研究的深入,终于确定了这一片段是IA-2的胰蛋白酶裂解产物。Rabin等发现的ICA512实际上是IA-2的一个片段,其氨基端比IA-2少388个氨基酸,羧基端比IA-2少65个氨基酸。由于其抗原明确,常用来进行室间结果比较。
国外研究显示,IA-2抗体(IA-2A)存在于大约65%(55%~75%)的初诊1型糖尿病患者中,国内资料约30%(20%~40%)。正常对照人群中阳性率<1%。在1型糖尿病患者中,初诊的儿童患者阳性率高,但抗体消退较快;成年患者阳性率低,但相对持续时间较长。有研究发现,在上述两组人群中自身抗体识别的表位不同:前者主要识别羧基端PTP区,而后者主要识别近膜区。还有研究显示,HLA基因型也与IA-2A阳性率相关,部分患有妊娠糖尿病的妇女体内也存在IA-2A,提示这些人以后发生自身免疫性糖尿病的风险较高。IA-2的抗体是多克隆的,以IgG1为主,但IgM、IgG3和IgE也可测到。
(六)羧基肽酶H抗体(CPHA)
羧基肽酶H(CPH)是1991年被发现的一种胰岛相关自身抗原,它位于胰岛细胞分泌颗粒及神经内分泌细胞,是催化胰岛素原向胰岛素转化,并与胰岛素一起分泌出细胞的糖蛋白酶。近年的研究显示,CPHA的检测对LADA的诊断,有参考价值。与其他胰岛相关自身抗体联合检测可提高LADA的敏感性和特异性。
二、胰岛相关自身抗体联合检测的临床意义
胰岛相关自身抗体检查的临床意义主要在于筛查1型糖尿病患者及潜在患者,为1型糖尿病的预防、诊断和治疗提供参考和依据。胰岛相关自身抗体联合检测可大大提高1型糖尿病患者检出的敏感性和检出率,倡导联合检测。近年的研究发现,对1型糖尿病预测价值最高的不是某种特定抗体的存在或其滴度的高低,而是多种抗体的存在。找到多种自身抗体存在的证据,其价值远超过找到单一高滴度抗体。多种胰岛相关自身抗体存在的患者,患1型糖尿病的可能性是最大的。
(一)预防方面
1.目前无糖尿病者自身抗体阳性,今后发展成糖尿病的可能性显著高于阴性者。在前面提到的对1型糖尿病患者的15 224名非糖尿病亲属的5年追踪发现135例发展为糖尿病。这135例名患者中有94%在首次筛查时即存在至少一种自身抗体。另一项大型糖尿病预防研究(DPT)-1发现,2~3种自身抗体阳性的人群5年后患糖尿病的风险是50%。结论是,在糖尿病患者亲属中,单独利用胰岛自身抗体或同时应用胰岛β细胞功能测量预测TIDM发生是可能的。
2.目前有糖尿病者自身抗体阳性,若现在诊断是2型糖尿病,今后发展成1型糖尿病的可能性显著高于阴性者。
3.药物预防是可能的。目前国内已有尝试用雷公藤等药物免疫调节治疗1型糖尿病,使胰岛功能部分恢复的报告。国外也有使用单克隆抗体及免疫抑制剂保护胰岛细胞功能的报道。对胰岛相关自身抗体阳性者,使用药物预防或延缓1型糖尿病的发生是可能的。
(二)诊断方面
虽然目前的胰岛相关自身抗体检测结果都不是1型糖尿病的诊断依据,但可以作为诊断的参考依据。其参考价值体现在:
1.目前无糖尿病者自身抗体阳性,今后发展成糖尿病的可能性显著高于阴性者。
2.目前有糖尿病者自身抗体阳性,参考患者其他临床表现及胰岛功能情况,根据1型糖尿病诊断标准判断。
(1)若其他临床表现都与1型糖尿病相符,则此项检查结果为诊断依据之一,诊断为1型糖尿病。按1型糖尿病治疗。
(2)若其他临床表现与1型糖尿病不符,若根据其他临床表现作出LADA的诊断也比较困难时,需继续密切观察。但阳性者宜按1型糖尿病治疗。尽早保护未受损的胰岛细胞。
(3)最初诊断为2型糖尿病的患者中10%左右可能为LADA。前面提到的LADA China研究,结果初诊2型糖尿病患者中GAD 65A阳性者占6. 0%。这些抗体的检测有助于LADA的诊断、预防和治疗。对这些患者应尽早使用胰岛素、加用胰岛素增敏剂和糖苷酶抑制剂,尽量减少磺脲药的用量等办法,以保护现有的胰岛β细胞功能,延缓糖尿病并发症的发生。
3.在目前发现的胰岛相关自身抗体检测项目中,与1型糖尿病最相关的项目是哪一个,存在争议。大部分研究者认为是GADA,但也有学者认为是ICA,在前面已有介绍。但不管怎样,都有单一检测各项目阳性一致率不高,联合检测可提高1型糖尿病的敏感性和特异性的共识。因此,倡导联合检测。联合检测抗体阳性的项目越多,正确诊断1型糖尿病的可能性越大。
4.关于自身抗体联合检测的组合方式及最经济的筛选办法,各观察报告不尽相同。有代表性的Seissler等研究显示:IA-2A和IA-2β抗体与经典的1型糖尿病相关,而GADA和针对未知抗原的ICA与缓慢进展的1型糖尿病(LADA)更相关一些。根据这些研究结果,有学者提出目前最经济型的联合检测组合为GADA+IA-2。对LADA的经济型筛查组合为GADA+ICA。但我们需要清楚的是,无论那一种组合都不会覆盖到所有患者,只是相对多一些。在条件容许的情况下,多查一些项目,对正确诊断是有帮助的。
5.除了观察某个时间点的胰岛自身抗体检出(横向)情况对1型糖尿病的诊断很重要外,有研究发现,这些抗体的出现并不贯穿疾病过程的始终,并且不是总与临床表现相关,有时会随疾病的发展有所变化。国内有结果显示,在保留样本,集中检测,尽量消除试验误差条件下,观察不同时间段的变化情况时,患者胰岛素自身抗体随时间变化发生阳转阴,阴转阳的现象。提示,对不同时间段的持续(纵向)观察对1型糖尿病患者也很重要。
(三)治疗方面
对自身抗体阳性者国内有用免疫调节剂(雷公藤)干预的报道,国外有采用非抗原特异性免疫治疗,如抗增殖剂(甲氨蝶呤、硫唑嘌呤);及特异性治疗,如单克隆抗体(CD3和CD4),T细胞抑制剂(环孢素A)等治疗的报道,需要关注、探讨和商榷。
三、胰岛相关自身抗体检测的注意事项
有关胰岛相关自身抗体的报告有很多,但结果不尽相同。其原因复杂,不能详细阐述。提醒注意如下几个问题:
1.检测目的 目前的胰岛相关自身抗体检测都不是1型糖尿病的绝对诊断指标,而是诊断参考指标。阴性患者不能排除1型糖尿病的可能性,因为还没有某个单独或联合检测项目,保证灵敏度达100%。阳性则提示1型糖尿病或潜在1型糖尿病的可能性很大,但不能确定一定就是1型糖尿病。因为,无论上述那项检测,特异性也不能保证100%。正常者中也有小部分阳性者,各项测定的影响因素有很多,交叉反应也有不同程度的存在,这些问题产生的原因在前面已有介绍,不赘述。
2.种族因素 胰岛相关自身抗体对1型糖尿病的敏感性,西方患者(GADA 60%~90%,ICA 50%~80%,IA-2A 55%~75%,仅供参考)较东方人高(GADA 30%~60%,ICA 25%~45%,IA-2A 20%~40%,仅供参考)。大量研究结果普遍如此,原因虽未完全清楚,但不得不怀疑有种族差别的影响。
3.发病年龄和病程 大量研究得到以下相同的结论,年龄小、病程短的患者阳性率相对高一些,且部分患者随年龄和病程的增加阳性逐步转阴。不同人群的阳性率受所选择的抗体滴度切点和对照人群的影响,很难在不同试验中的人群间做出公正比较。
4.临床亚型是否存在1型糖尿病的发病机制是否相同?少儿的1型糖尿病与LADA的发病机制是否相同?Seissler等研究显示:IA-2A和IA-2β抗体与经典的1型糖尿病相关,而GADA和针对未知抗原的ICA与缓慢进展的1型糖尿病(LADA)更相关一些。这些是否能够成为临床亚型存在的证据之一。分子生物学研究也发现一些发病机制不同的证据,有待深入探究。
5.实验试剂和方法 方法不统一,定标和质控不标准化,室间数据的比较和评估就无法进行。WHO目前已完成这方面的工作,正在实施阶段。建议选用比较知名或较大公司的试剂。但在质控和定标统一过程中,也可能带来一些新问题,需要注意。糖尿病的病因和发病机制还不十分清楚,相关情况复杂,可能有多种亚类,在保持抗原一致性的同时,特别是用单一样本定标和质控,可能会丢失一些信息或造成一些错误。
6.室间数据仅供参考 前面提到由于对象、方法﹑试剂、病因、病程、人种、地域等情况的差别可能对测定结果产生影响,故与其他实验室间的横向比较数据仅供参考。另外,对不同病因、不同病程、不同类型、不同人群的室内纵向观察结果应受到重视。
7.特别值得注意的是,有学者认为胰岛自身抗体检测的实际意义不大,不应在糖尿病分型的问题上浪费时间、精力和金钱进行人为的定义和分类。提出在糖尿病问题上“重治疗,轻分型”的理念。其理由如下:分型的目的主要是为了治疗。临床上胰岛素的应用范围逐渐放宽,1、2型糖尿病患者应用胰岛素及其他类降糖药交叉情况和适用范围越来越多。简单例如,胰岛素释放曲线低平的,血糖偏高,且不能明确判断1、2型糖尿病者,临床选用胰岛素(此时并没有考虑胰岛自身抗体的有无)治疗,应用2~3个月后,再复查胰岛素、C肽水平,如果恢复正常,则当时的曲线低平,考虑为高血糖抑制所致,可考虑改用口服降糖药控制血糖,否则继续应用胰岛素,乃至长期应用胰岛素。UKPDS的一项研究也表明,虽然LADA更有可能发展为胰岛素依赖,但随机选择饮食调节或口服降糖药或胰岛素治疗的患者在10年后或10年内的任何时候的任何方面均无差别。所以Gale等认为抗体的检测并无实际价值,因为它们既不能预测是否需要胰岛素治疗,也不能决定开始胰岛素治疗的时机,更不能提供一种不同的治疗方法,应把自身免疫性糖尿病视为连续的疾病谱,而不应浪费时间和精力对多种临床表现进行人为的定义分类。
四、胰岛相关自身抗体的测定方法
胰岛相关自身抗体的测定方法主要是酶联免疫法、放射免疫法和间接荧光免疫法。其他有:酶联免疫斑点试验、MHC四聚体、细胞增殖试验、免疫印迹检测、特异性的细胞检测技术及胰岛显像等。这些检查多数为定性试验,少数为定量试验。但目前检测的批间差异较大。近年化学发光法国内也有几个厂家的产品上市,具有灵敏性高,全自动加样,可定量等优点,但产品配套、稳定性和准确性等方面有待完善和提高,是值得关注的有发展前景的方法。
(一)酶联免疫法(ELISA)
常用间接法。其原理为利用酶标记的抗抗体(抗人免疫球蛋白抗体)以检测与固相抗原结合的受检抗体,故称为间接法。操作基本步骤如下:
1.将特异性抗原如与固相载体联结,形成固相抗原。洗涤除去未结合的抗原及杂质。
2.加稀释的受检血清,保温反应。血清中的特异抗体与固相抗原结合,形成固相抗原-抗体复合物。经洗涤后,固相载体上只留下特异性抗体,血清中的其他成分在洗涤过程中被洗去。
3.加酶标抗抗体。可用酶标抗人Ig抗体(二抗)。固相免疫复合物中的抗体与酶标抗体抗体结合,从而间接地标记上酶。洗涤后,固相载体上的酶量与标本中受检抗体的量正相关。
4.加底物显色。
5.在分光光度仪上测定吸收度。
6.结果判断。标准品吸收度应介于阴阳性质控之间,否则实验失败。样品与标准切点对照品的吸收度比较,按试剂说明判断。
间接法的优点是可利用同一酶标抗抗体建立检测方法,使操作过程大大简化。但包被抗原时易使抗原的空间构型破坏,灵敏度降低。
(二)放射免疫法(RIA)
利用放射性核素的可探测性、精确性与免疫反应相结合的测定技术。标记已知抗原,使之与患者血清内相应的抗体结合。用抗人免疫球蛋白抗体(二抗)及沉淀剂分离结合抗原与未结合标记抗原。离心,弃上清液,测定沉淀物的放射性计数。计算结合率。通过同时测定的标准品反应曲线计算样本抗体浓度。
放射免疫法具有较高的灵敏性和准确性,但因有少量放射性,对实验人员、条件及废物处理有一定要求,根据各地方的情况,开展此类实验须得到有关部门(卫生、环保、公安)的许可和监管。
(三)间接免疫荧光法
该法属免疫组织化学测定技术,在胰岛相关抗体检测中主要用于ICA的检测。批间差异较大。因为需要O型血的人胰腺,而且需要荧光显微镜,并且操作相对繁琐。所以常规开展有一定难度。
首先将人胰腺组织切成薄片,放在载体玻璃上,加待检血清,在湿盒中37℃保温30分钟,使抗原抗体充分结合,然后洗涤,除去未结合的抗体。第二步,加上荧光标记的抗球蛋白抗体。如果患者血清中含有ICA,则会发生抗原抗体反应,标记的荧光抗球蛋白抗体就会和已结合抗原的抗体进一步结合,从而使切片上胰岛着荧光,在荧光显微镜下观察荧光的有无及其强度,与阳性标本对照,判断结果,结果以JDF单位(Juvenile Diabetes Foundation Unit)表示。基本操作如下:
(1)滴加0. 01mol/L,pH 7. 4的PBS于胰腺切片上,10分钟后弃去,使标本片保持一定湿度。
(2)滴加以0. 01mol/L,Ph 7. 4的PBS适当稀释的待检血清,覆盖胰腺切片。将玻片置于有盖搪瓷盒内,37℃保温30分钟。
(3)取出玻片,置于玻片架上,先用0. 01mol/ L,pH 7. 4的PBS冲洗1~2次,然后按顺序过0. 01mol/L,pH 7. 4的PBS三缸浸泡,每缸5分钟,不时振荡。
(4)取出玻片,用滤纸吸去多余水分,但不使标本干燥,滴加一滴一定稀释度的荧光标记的抗人球蛋白抗体。
(5)将玻片平放在有盖搪瓷盒内,37℃保温30分钟。
(6)重复操作3。
(7)取出玻片,用滤纸吸去多余水分,滴加一滴缓冲甘油,再覆以盖玻片。
(8)荧光显微镜高倍视野下观察。
注意事项:
(1)荧光染色后一般在1小时内完成观察,或于4℃保存4小时,时间过长,会使荧光减弱。
(2)每次试验时,需设置以下三种对照:
1)阳性对照:阳性血清+荧光标记物
2)阴性对照:阴性血清+荧光标记物
3)荧光标记物对照:PBS+荧光标记物
切片需在操作的各个步骤中,始终保持湿润,避免干燥。
(四)酶联免疫斑点试验(dot-ELISA)
基本原理与ELISA相同,特点:以吸附蛋白质能力很强的硝酸纤维素膜为固相载体,底物经酶反应后形成有色沉淀,使固相膜染色。通过颜色定性。
(五)其他检测技术
这里要特别介绍一下化学发光法。化学发光法有灵敏、准确、可定量及可全自动检测的优点,是所有检测方法中最有前景的方法。其中,可定量检测最受临床欢迎。国内已有几家公司生产,但存在产品项目不配套,产品质量不稳定,甚至结果不可靠的问题。故本章未作详细介绍。但这种方法是非常有发展前景的方法,或许将来这种方法将成为糖尿病相关自身抗体检测的首选方法。
其他如MHC四聚体、细胞增殖试验、免疫印迹检测、特异性的细胞检测技术及胰岛显像。这些实验方法主要用于研究方面,临床应用较少。
(李铭 李维依)