通过糖化血红蛋白质谱对糖尿病和前驱糖尿病的快速筛选和评价制造技术

本发明专利技术涉及使用直接质谱分析测量血液样品中非糖化和糖化血红蛋白水平的方法。可使用糖化血红蛋白分子的比例来诊断前驱糖尿病或糖尿病。

Rapid screening and evaluation of diabetes and prediabetes by glycosylated hemoglobin mass spectrometry

The present invention relates to a method for measuring the level of non glycosylated and glycated hemoglobin in blood samples using direct mass spectrometry. The proportion of glycosylated hemoglobin molecules can be used to diagnose prediabetes or diabetes.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过糖化血红蛋白质谱对糖尿病和前驱糖尿病的快速筛选和评价本专利技术涉及使用直接质谱分析测量血液样品中非糖化和糖化血红蛋白水平的方法。可使用糖化血红蛋白分子的比例来诊断前驱糖尿病(pre-diabetes)或糖尿病。背景糖尿病，并且尤其是2型糖尿病，现在是发达世界和发展中世界的公共健康问题。代价高的糖尿病并发症包括心血管疾病、视网膜病、神经病变、和肾病。因此，在检测和评价患者中以及针对国家人口筛选早发糖尿病中都存在明显未满足的医学需求。例如，在2011年，在美国估计有2580万儿童和成年人(占人口的8.3％)患有糖尿病。虽然估计有1880万人已经诊断患有2型糖尿病，大约700万人并不知道它们患有该疾病。基于2005-2008年的血糖测量，疾病控制和预防中心(CDC)报道美国成年人口中35％患有前驱糖尿病，即估计7900万美国成年人处于发展2型糖尿病的风险中。类似地，在英国，在2014年，前驱糖尿病的数量声称已从2003年的11.6％上升至2013年的35.3％。即估计1730万英国成年人估计患有前驱糖尿病。仅在美国，与治疗糖尿病相关的2007年总年度成本为1740亿美元。因此，预防并控制糖尿病及其并发症是全球公共健康挑战并且许多国家医疗系统的头等大事。常规通过测量血液和尿中的葡萄糖水平来进行糖尿病检测。对于前驱糖尿病，进行葡萄糖耐量测试，其中，在口腔葡萄糖刺激之后，测量一段时间上的血糖水平以监测在水平回到正常之前的最大值和幅度。另外，可平行测量胰岛素水平，然而，葡萄糖耐量测试需要患者入院(admittanceasadaypatient)。糖化血红蛋白(Hb)在非酶促糖化途径中形成，从中血红蛋白(Hb)与血浆葡萄糖自由反应，即便其包含在血红细胞内。由于血红细胞在体内循环约100-120天，在其组分被脾脏和肝脏回收之前，测量糖化Hb因此反映了对葡萄糖的累积暴露：正常水平的葡萄糖产生正常量的糖化血红蛋白；随着血浆葡萄糖的平均量增加，糖化血红蛋白的分数也增加。因此，其是在治疗前的数个月中平均血糖水平的标记物。与一次性测试不同，这提供了增加的代谢问题如前驱糖尿病的确凿证据。对糖化Hb的实际测量提供了比食物和血糖日志可靠得多的对患者如何控制其糖尿病的测量。因此，最近青睐的糖化Hb测试是相对于HbA水平测量HbA1C水平。如此命名HbA1C是因为Hb通常通过从反相高压液相色谱中洗脱来测量并分析。总Hb的色谱分离解析(resolve)了不同类型的血红蛋白，主要是A和A2，与胎儿Hb和这两种类型的疾病变体。少量解析的洗脱峰是称为HbA1C的糖化Hb。HbA1C测量是优选的针对糖尿病和代谢疾病发生的测试，因为糖化Hb是累积的且非患者并发症依赖性的测试。美国糖尿病协会推荐了针对HbA1c的护理点测试，因为其是快速的并且使临床医师立即确定患者状态，改善了患者并发症。最近批准血红蛋白A1C用作诊断工具，并且大于或等于6.5％的HbA1C是诊断的截留点。前驱糖尿病状态被引用为HbA1C>5.7-6.4％。最近在患有2型糖尿病的患者中验证了HbA1C与平均葡萄糖浓度的关系。然而，一个诊断问题是HbA1C并不适于具有变体Hb或血红蛋白病如镰状细胞表型的患者。这可能是因为糖化Hb的洗脱概况可被变体Hb的洗脱概况遮蔽或者干扰HbA1C免疫试验的差异特异性。第二个问题是，如WHO2011报告WHO/NMH/CHP/CPM/11.1，“糖化血红蛋白(HbA1c)在糖尿病诊断中的用途(UseofGlycatedHemoglobin(HbA1c)intheDiagnosisofDiabetesMellitus)”所报告，目前的HbA1c试验“在大部分中低收入国家环境中是难以负担的”。本专利技术公开了一种用于通过分析血液样品针对糖尿病和前驱糖尿病代谢综合征筛选人口的快速稳健且可负担的方法。本专利技术公开了对血液样品的直接质谱分析，其可经裂解并任选在水中稀释100-1000倍。可通过直接质谱分析，如基质辅助的激光解吸飞行时间质谱来解析样品中存在的Hb物质。可例如通过曲线下标准化面积或峰高度来测量从糖化物质-Hbα-球蛋白Glc解析的Hbα-球蛋白链和/或从Hbβ-球蛋白Glc解析的Hbβ-球蛋白。Hb的变体和血红蛋白病经解析并且不影响对糖化Hb百分数的测量，因为Hbα-链和/或Hbβ-链和相应糖化(Glc)直系系同源物可用作糖尿病糖基化的差异标记物。本专利技术描述了通过早期检测和监测，辅助控制并降低对国家的社会经济负担的方法。该方法公开了对全血样品，如针刺样品和血点卡的快速筛选，其经过直接质谱分析，如MALDI–ToF质谱。可在裂解，例如在蒸馏去离子水中，或通过冷冻，并且任选地在例如蒸馏去离子H2O或含0.1％三氟乙酸(TFA)的蒸馏去离子H2O中进行1/10至1/8000(优选1/2000)的大量稀释后进行分析。所得的谱检验为15,000m/z至16,200m/z的质/荷比范围的单电荷离子；和/或7,550至8,100m/z或7,550至8,200m/z的双电荷离子。●优选在7,564m/z处测量未糖化α-球蛋白●优选在7,645m/z处测量糖化α-球蛋白●优选在7,934m/z处测量未糖化β-球蛋白●优选在8,017m/z处测量糖化β-球蛋白使用基质，优选芥子酸来生成谱，并且测量α-球蛋白和糖化α-球蛋白、和/或β-球蛋白和糖化β-球蛋白的特征性解析质量峰并且比率确定了糖化球蛋白的相对百分数。确定的相对百分数指示前驱糖尿病、糖尿病和糖尿病患者对之前2-3个月的累积平均血糖的控制。因此，本专利技术提供了监测前驱糖尿病或糖尿病的方法，包括使得获自对象的血液样品经过直接质谱分析并确定糖化血红蛋白(Hb)，例如，样品中存在的糖化α-球蛋白和/或糖化β-球蛋白的比例。“直接质谱分析”指的是所述方法中采用由质谱分析产生的数据，而非样品中存在的组分的推断质量。前驱糖尿病，也称为边界糖尿病，通常是糖尿病的先兆。其在血糖水平高于正常但不足够高至患者被认为患有糖尿病时发生。其通常描述为正常血糖和糖尿病水平之间的“灰色地带”。如果患者在一段时间禁食之后比正常血糖水平更高，前驱糖尿病也可称为受损禁食血糖(IFT)，或者如果患者在进食后比正常血糖水平更高，则称为受损葡萄糖耐受(IGT)。血液样品可以是未处理的样品。或者，血液样品可经稀释或处理(浓缩、过滤等)。血液样品可以是使用常规静脉切开术方法收集的全血样品。例如，可通过微静脉穿刺(venupuncture)或以针刺样品获得样品，如指穿刺或脚跟针刺。血液样品可以是在滤纸或其他合适的血液点捕获材料上捕获的干燥血液点。优选处理血液样品以裂解红细胞。这可通过在裂解剂，如去离子蒸馏水中以1/1(即，1份血液对1份裂解剂或蒸馏去离子水)的浓度稀释血液样品来进行。或者，可冷冻样品以裂解细胞。如果血液样品是干燥血液点，其上样品经干燥的血液点捕获材料可置于裂解剂，例如，蒸馏去离子水中以重建该样品。或者，血液点可在裂解前在合适缓冲剂中重建。优选地，血液样品优选在裂解后稀释。血液样品能以1/10(即，一份样品在10份稀释剂中)、1/500、1/1000、1/200、1/2500、1/8000或更大比例稀释。最优选地，所述样品以1/2000本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测前驱糖尿病或糖尿病的方法，包括使获自对象的血液样品经过直接质谱分析并且确定所述样品中存在的糖化血红蛋白(Hb)的比例。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.29 GB 1415369.61.一种检测前驱糖尿病或糖尿病的方法，包括使获自对象的血液样品经过直接质谱分析并且确定所述样品中存在的糖化血红蛋白(Hb)的比例。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定存在的糖化血红蛋白的比例包括测量(i)糖化α球蛋白和未糖化α球蛋白的水平和/或(ii)糖化β球蛋白和未糖化β球蛋白的水平。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述血液样品在所述直接质谱分析之前裂解。4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述血液样品在直接质谱分析之前稀释。5.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，除裂解和/或稀释以外，经过直接质谱分析的样品未经处理。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，获自直接质谱分析的谱经标准化。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述糖化血红蛋白的比例计算为糖化血红蛋白的百分数。8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在7000-16500m/z范围中检验获自直接质谱分析的谱。9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，确定糖化血红蛋白的比例包括测量单电荷血红蛋白或球蛋...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·K·埃尔斯，
申请(专利权)人：曼普知识产权控股有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB