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2标准物质在糖尿病检测领域的使用情况分析

北京科技大学

标准物质在糖尿病检测中的应用

北京科技大学化学与生物工程学院

2017/10/3

【摘要】通过检索和分析近三年关于糖尿病检测方面的中外文献，发现在糖尿病检测中使用标准物质的比例比较低，在使用的11种标准物质中，国家标准物质资源共享平台可以提供8种，说明国家标准物质资源共享平台对于糖尿病检测的技术支持比较充分和及时，建议增加壬基酚、脑利钠肽和复合标准血清以满足不断增长的糖尿病研究及检测的需要。

文中同时提供了对糖尿病检测用试剂研制已经具有一定技术储备的国内公司，可以联合开发新的糖尿病检测用标准物质。

【关键词】糖尿病检测，标准物质

【abstract】Referencematerialswerenotwidelyusedintheliteraturesondiabetesdetectioninthelast3years.However,8of11referencematerialscanbeobtainedthroughNationalStandardMaterialResourceSharingPlatform（NSMRSP）,whichindicatedthatstrongtechnicalsupportswereofferedbytheNSMRSPondiabetesdetectioninChina.Itseemedthatnonylphenol,brainnatriureticpeptideandcompoundstandardserumwereurgentlyneededinthefurtherstudyofdiabetesdetectiondomestically.Somecompaniesthathadrelativelytechnicalbackgroundwerealsolistedinthepaper,whichmayspeeduptheresearchofnewreferencematerialsthroughcooperation.

【keywords】diabetesdetection,standardsubstances

目录

1、引言：

4

2、标准物质在糖尿病检测领域的使用情况分析：

4

2.1糖尿病类型分析4

2.2样本所属地区5

2.2.1中文文献样本5

2.2.2英文文献样本5

2.3研究者所在单位类型6

2.4标准物质使用情况6

2.4.1被使用的标准物质7

2.4.2非标准物质9

2.5糖尿病检测所需标准物质替代试剂来源分析11

2.6特殊类型糖尿病及并发症13

3、结论与建议13

3.1结论13

3.1.1国家标准物质资源共享平台糖尿病检测用标准物质资源储备情况13

3.1.2国内外关于糖尿病检测物质的情况14

3.1.3糖尿病检测主要研究单位14

3.2建议14

3.2.1增加糖尿病检测所需标准物质种类14

3.2.2指导和联合国内糖尿病检测标准物质研制公司，快速扩充国家标准物质资源共享平台实物资源15

3.2.3加强宣传，提高高校及科研院所对国家标准物质资源共享平台的了解及认可度15

4、参考文献16

1、引言：

糖尿病是由于胰岛素分泌不足或胰岛素作用低下致血糖浓度升高而引起的慢性代谢性疾病，是目前已知并发症最多的疾病，其发病率也呈现逐年增高的趋势。

临床上对糖尿病的诊断多依赖空腹血糖（FPG）检测，但是FPG易受病人情绪、饮食等因素的影响。

近年来，糖化血红蛋白（ＨｂＡ１ｃ）作为糖尿病血糖监控、疗效评估及调整用药的敏感指标在临床上得到了广泛应用。

2010年美国糖尿病协会推荐ＨｂＡ１ｃ作为糖尿病的诊断指标之一，并提出应考虑贫血等因素对红细胞代谢周期的影响。

目前我国有些地区承认此标准，以ＨｂＡ１ｃ作为标准物质检测糖尿病,有些则因为检测得不够灵敏而未被使用；而国外又有着不同的检测用物质。

本研究旨在讨论ＨｂＡ１ｃ和其他物质在糖尿病诊断中的应用。

2、标准物质在糖尿病检测领域的使用情况分析：

此次调查以糖尿病检测所使用的标准物质为对象，检索了2014年1月至2017年7月期间共178篇文献。

其中刊登在中国知网75篇，万方数据库上16篇文献，webofscience上15篇文献，ACS上72篇文献。

包含11种标准物质，168种使用试剂。

2.1糖尿病类型分析

图1糖尿病类型分析

在所有查到的文献当中，关于检测Ⅱ型糖尿病的文章比重较大，共有75篇（占42%），Ⅰ型糖尿病的文章有20篇（占11%），而既有Ⅰ型又有Ⅱ型糖尿病的文章有12篇（占7%），另外还有72篇（占40%）没有明确指明检测何种类型糖尿病。

由以上数据表明，在一定程度上，文献中对Ⅱ型糖尿病的检测关注更多。

2.2样本所属地区

2.2.1中文文献样本

图2中文文献样品所属地区统计

在统计的92篇中文文献中，文献的样本所属地区以华东为最多，共21篇（22.34%）；其次是华北和东北，分别是15篇（15.96%）和13篇（13.83%）；其余各地区均在10篇以内；另外，有11篇文章样品所属地不详或无样品所属地。

可见，关于糖尿病检测的文献样本多来自于东北、华北和华东这些东部地区。

2.2.2英文文献样本

图3英文文献样本所属地分布

而英文文献中，样本所属地以中国和美国较多，分别为22篇（24.44%）和18篇（20.00%），其次德国和葡萄牙各为7篇（7.78%），而韩国和日本分别有5篇（5.56%）和3篇（3.33%），另有28篇文献来自其他多国家或样本所属地不明确。

部分文献为多地区共同编写。

2.3研究者所在单位类型

图4使用单位统计

研究者多来自医院、高校和研究所，医院参与了102篇（41.98%）文献的研究编著，高校参与了70篇（28.81%），研究所参与了50篇（20.58%）。

剩余文献共21篇（8.64%），其研究者来自企业、卫生服务中心、保健院和疾控中心。

其中部分文献为不同单位合作。

2.4标准物质使用情况

图5标准物质使用情况图6国内外文献标准物质使用统计

在所有统计的文献当中，有10篇（6%）文献明确使用到了标准物质检测糖尿病，而剩余的169篇（94%）未使用标准物质直接检测。

其中国内文献92篇中出现8篇，国外文献87中只有2篇使用标准物质。

2.4.1被使用的标准物质

a.标准物质的单标混标

图7标准物质单标混标使用情况

10篇使用标准物质的文献中，共提到了11种标准物质，其中10种为混标，只有壬基酚为单标，并且糖化血红蛋白、ＨＤＬ-Ｃ、ＬＤＬ-Ｃ在多篇文章被提到。

因为主要涉及到血清，血红蛋白这样一些生物组分，而单一的化学物质较少，混标标准物质制备难度大且价格一般昂贵，所以建议国家标准物质平台完善对血液混标标准物质的储备。

b.标准物质资源共享平台的相关标准物质资源

图8平台上标准物质拥有情况统计

表1标准物质资源共享平台提供的糖尿病检测标准物质情况表

平台上拥有的标准物质

平台上缺少的标准物质

葡萄糖标准管

高密度脂蛋白胆固醇

低密度脂蛋白胆固醇

血清载脂蛋白A

血清载脂蛋白B

糖化血红蛋白

血清胱抑素Ｃ

冻干Hb标准（13.2g/dL）

复合标准血清

壬基酚

脑利钠肽

10篇使用标准物质的文献中，共提到了11种标准物质，其中8种物质可以在国家标准物质资源共享平台上找到，而复合标准血清，壬基酚和脑利钠肽无法在平台上找到。

图9文献中提供标准物质的公司分布情况

表2标准物质来源公司

标准物质

来源公司

复合标准血清和糖化血红蛋白

德国西门子公司

血清胱抑素C（CysC）

北京中生科技有限公司

血清胱抑素C（CysC）

上海北加生化试剂有限公司

糖化血红蛋白

美国罗氏公司

BNP（脑钠肽）

美国BIO－RAD公司

冻干血红蛋白标准（13.2g/dl）

标普科学公司（中国广州）

糖化血红蛋白成分标准物质（高，低）

美国Sigma-Aldrich公司

高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇

上海执诚生物科技股份有限公司

血清载脂蛋白A、血清载脂蛋白B

四川新健康成生物股份有限公司

葡萄糖标准管，壬基酚，

不详

在查找的179篇文献所用到的直接检测糖尿病的标准物质中，提供标准物质公司仍主要来自中国，美国和德国。

中国的一些公司在技术上已经具有一定的技术储备，可以与一些国际上的大公司齐头并进，未来还需要砥砺前行。

而且标准物质中糖化血红蛋白占有很大比重，所以建议我国的国家标准物质平台完善各类糖化血红蛋白标准物质的资源。

2.4.2非标准物质

图10检测方法类别

在未使用标准物质检测的169篇文献中，单一用试剂检测的有78篇（46.15%），单一用仪器检测的有22篇（13.02%），用试剂、仪器混合检测的有15篇（8.88%），使用其他方法的有54篇（31.95%）。

其中使用到的糖尿病检测仪器主要为生化分析仪和糖化血红蛋白分析仪，分别出现了19次和12次。

平台可以制备这两种仪器的配套标准物质，以便满足研究的需要。

a.试剂盒类

图11糖尿病检测中不同试剂盒使用情况

从上图中我们可以看出：

使用频次最多的三位分别为葡萄糖试剂盒，糖尿病自身抗体试剂盒，抗谷氨酸脱羧酶抗体酶试剂盒。

建议针对这三种试剂盒研制所需标准物质（葡萄糖类、抗谷氨酸脱羧酶抗体酶等），提高其检测准确度。

b.仪器类

图12糖尿病检测中仪器使用情况

从上图中我们可以看出：

使用频率最高的是生化分析仪，使用比例高达39.58%，其次是糖化血红蛋白分析仪占所有仪器的25.00%，再次就是化学发光免疫分析仪和胰岛素ELISA成套设备，分别是6.25%和4.17%，以上是使用频率较高的仪器。

建议将胰岛素ELISA成套设备，糖化血红蛋白分析仪等仪器用标准物质进行校准，使之测定糖尿病具有更高的科学价值。

2.5糖尿病检测所需标准物质替代试剂来源分析

a.来源地区分布

图13文献中替代试剂提供公司分布情况

在提供标准物质替代试剂的公司中，中国公司占有约一半的份额（48.65%），其次是美国（29.73%）和德国（9.01%）。

排名前十的所有国家中，60%为欧洲国家，美洲亚洲各占20%。

图14文献中国内标准物质替代试剂公司分布情况

在54家提供标准物质替代试剂的中国公司中，北京、上海地区的公司总共占了约半数的份额。

北京、上海生物科技产业发展较迅速。

根据《2017年中国生物产业市场规模及发展趋势分析》，依托产业基地，中国生物产业发展呈现集群态势。

长江三角洲已经成为中国生物产业最大的聚集区，围绕上海、杭州等基地逐步形成产业链上下游配套的产业集群；珠江三角洲的市场经济体系比较成熟，民营资本比较活跃，围绕广州、深圳等基地形成了商业网络发达的产业集群；环渤海地区的生物科技力量雄厚，各省市在医药产业链和价值链方面具有较强的互补性，围绕北京、天津等基地形成了创新能力最强的产业集群，这与从饼图中反映出来的信息也很一致。

这些研制公司可以丰富标准物质资源共享平台的资源。

b.提供标准物质替代试剂公司情况

图15提供糖尿病检测标准物质替代试剂较多的公司

图中显示，在涉及标准物质替代试剂的文献里：

所用到的所有检测物中，提供检测物质最多的三个公司均属于美国，分别是Sigma-Aldrich，ThermoFisherScientific，Promega.Madison。

其中Sigma-Aldrich出现了34次，Sigma-Aldrich是领先的生命科学与高科技公司，其生物化学相关有机化学产品和试剂盒被广泛应用于染色体组和蛋白质组等生命科学研究、生物技术、药品开发和疾病诊断，以及药品和高科技产品的制造。

ThermoFisherScientific是全球科学服务领域的领导者，主要客户类型包括医药和生物公司，医院和临床诊断实验室，大学、科研院所和政府机构，以及环境与工业过程控制装备制造商等。

Promega公司的主要项目为基因组学、蛋白质组学、细胞分析，分子诊断和人体识别。

中国公司虽然数量领先，但应该努力提高自己的专业水平来提升在世界市场上的地位。

2.6特殊类型糖尿病及并发症

图16特殊类型糖尿病和并发症情况

上图是特殊类型糖尿病和并发症情况，图中可以看出糖尿病并发症所占比例为23%，其中肾病并发症最为广泛，占所有并发症的50%，说明糖尿病的并发症诊断研究也很迫切，建议考虑研制肾病并发症诊断所需的标准物质。

3、结论与建议

3.1结论

3.1.1国家标准物质资源共享平台糖尿病检测用标准物质资源储备情况

国内文献中明确使用标准物质的数量高于国外，可能是因为近四年中国在糖尿病检测方面正处于蓬勃发展阶段，而国外较中国早一些；国内文献中明确使用标准物质的比重也高于国外，可能是因为国内的文献中很大一部分都关于糖化血红蛋白，所以用到相关标准物质的频率要高一些；文献中糖尿病检测所需标准物质使用最多、最广泛的是糖化血红蛋白。

国外文献则提出了许多新方法，有磁性纳米颗粒，生物标记物，电位测量糖化血红蛋白浓度，干唾液生物分析法，诊断呼出气息的气体传感器，小分子荧光探针等等，这些方法有的是依赖化学试剂进行间接检测，不涉及糖尿病的直接检测。

10篇使用标准物质的文献中，共提到了11种标准物质，其中8种物质可以在国家标准物质资源共享平台上找到；11种标准物质中10种为混标，只有壬基酚为单标，壬基酚和脑利钠肽来自国外平台，而复合标准血清则为研究者自制。

在未使用标准物质检测的文献中，依赖试剂检测的文献占68.05%。

其中试剂盒使用次数排名前三的分别为葡萄糖试剂盒，糖尿病自身抗体试剂盒，抗谷氨酸脱羧酶抗体酶试剂盒。

仪器使用频率最高的是生化分析仪，其次是糖化血红蛋白分析仪，再次是化学发光免疫分析仪和胰岛素ELISA成套设备。

配合试剂盒使用的标准物质研制可以提高试剂盒的应用准确性。

3.1.2国内外关于糖尿病检测物质的情况

在文献使用的标准物质中，提供糖尿病检测物质最多的三个公司均来自美国，分别是Sigma-Aldrich，ThermoFisherScientific，Promega.Madison。

在调查文献中，使用中国公司提供糖尿病检测相关标准物质或替代试剂的文献约占一半的份额，其次是美国和德国；而在这些中国公司中，北上广三地的中国公司数量占据前三位置，总比例高于六成。

3.1.3糖尿病检测主要研究单位

根据调查结果，在糖尿病检测物质的检测研究中，使用标准物质比例最高的单位为医院及相关医疗部门，而科研院所所所占比例却没有预想的高。

3.2建议

3.2.1增加糖尿病检测所需标准物质种类

建议国家标准物质资源共享平台抓紧研制壬基酚、脑利钠肽和复合标准血清标准物质，以满足当前国内在糖尿病检测中的迫切需求。

同时，抗谷氨酸脱羧酶抗体酶作为试剂盒检测的关键试剂，也应该成为糖尿病检测所需标准物质的研制种类之一。

3.2.2指导和联合国内糖尿病检测标准物质研制公司，快速扩充国家标准物质资源共享平台实物资源

从文献中看，中国公司在糖尿病检测相关标准物质或替代试剂的研制方面已经具备了很好的技术基础，建议国家标准物质资源共享平台联合和指导这些公司，如北京中生科技有限公司、上海北加生化试剂有限公司、标普科学公司（中国广州）、上海执诚生物科技股份有限公司和四川新健康成生物股份有限公司等，整合技术资源，加快糖尿病检测标准物质扩增的速度和效率。

3.2.3加强宣传，提高高校及科研院所对国家标准物质资源共享平台的了解及认可度

在高校及科研院所中最大的群体为青年学生，将来从事检测相关工作的比例也较大，是标准物质的最大使用人群，故国家标准物质资源共享平台在高校及科研院所加强宣传是十分有必要的。

建议：

在高校举行标准物质相关的讲座，设立奖学金、建立就业实习基地等，进行多样化的宣传，使平台在高校及科研院所中有更高的知名度和认可度。

4、参考文献

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