Nowiny Lekarskie 2000, 69, 8, 683 691 WOJCIECH ŻAK, WALDEMAR MYSZKA, LECH TORLIŃSKI, EWA WYSOCKA ZASTOSOWANIE METOD SUCHEJ CHEMII W DIAGNOSTYCE ZABURZEŃ GOSPODARKI WĘGLOWODANOWEJ W PODSTAWOWEJ OPIECE ZDROWOTNEJ Z Katedry i Zakładu Chemii i Biochemii Klinicznej Akademii Medycznej im. Karola Marcinkowskiegow Poznaniu Kierownik: prof. dr hab. Lech Torliński Streszczenie SŁOWA KLUCZOWE: cukrzyca, wczesna diagnostyka, badania przesiewowe, glikemia, sucha chemia W pracy przeanalizowano korzyści diagnostyczne płynące z zastosowania w gabinecie lekarza rodzinnego biurkowego analizatora biochemicznego, dokonującego oznaczeń metodą suchej chemii, w kontekście nowych zaleceń WHO, dotyczących postępowania w cukrzycy typu drugiego. W celu oceny wiarygodności uzyskiwanych tą metodą wyników oznaczeń glikemii (aparat Reflotron), porównano je z uzyskiw anymi metodą referencyjną, stosowaną powszechnie w laboratoriach klinicznych (aparat EBIO basic). Różnica średnich wartości wszystkich oznaczeń glikemii we krwi włośniczkowej wykonanych przy użyciu obu aparatów (n=82) wynosiła 1,08 mg/dl i nie była istotna statystycznie (p = 0,16), a 85% wszystkich oznaczeń wykonanych aparatem Reflotron pozostawało w granicach ± 10% wartości porównywanego oznaczenia aparatem EBIO basic. Wykazano wyraźną korelację wyników uzyskanych obydwiema metodami (r = 0,98). Przeprowadzona analiza sugeruje, że metody suchej chemii mogą być bardzo przydatne w diagnostyce nietolerancji glukozy w podstawowej opiece zdrowotnej. THE USE OF DRY-CHEMISTRY METHODS IN THE DIAGNOSIS OF CARBOHYDRATE METABOLISM DISORDERS IN PRIMARY HEALTH CARE Summary KEY WORDS: diabetes mellitus, early diagnosis, screening, glycaemia, dry chemistry In this paper the diagnostic benefits obtained from the of use of dry-chemistry desktop analysers in the general practitioner's office were analysed in the context of the new WHO recommendations, concerning the diagnosis and treatment of diabetes type 2. To estimate the reliability of glycaemia measurements obtained with this type of instrument, the results of determinations carried out with the Reflotron (Boehringer-Mannheim) and EBIO basic (Eppendorf), the standard laboratory instrument, were compared. The difference of the means of glucose concentrations in the capillary blood (n = 82) recorded on these two instruments, was 1.08 mg/dl and was not occurred statistically significant (p = 0.16). 85% of the results from the Reflotron instrument were within the 10% range of the results obtained from EBIO basic and a marked correlation of results was observed (r = 0.98). This data suggests that the both these dry-chemistry methods may be very helpful in the diagnosis of glucose intolerance in the primary care setting.
684 W. Żak i inni Za jedno z podstawowych wyzwań w leczeniu cukrzycy typu drugiego uznaje się obecnie zapobieganie jej przewlekłym powikłaniom [16]. Ich objawy stwierdza się aż w 50% przypadków już w momencie rozpoznania choroby [18, 19]. Jednocześnie spośród osób, u których wykrywa się cukrzycę w badaniach populacyjnych, zaledwie połowa okazuje się wiedzieć o swojej chorobie wcześniej [5, 10, 16]. Klinicznie jawna postać cukrzycy poprzedzona jest zwykle około dziesięcioletnim okresem zaburzeń metabolizmu węglowodanów, wykrywalnych za pomocą badań biochemicznych, przede wszystkim oznaczenia glikemii na czczo oraz w dwie godziny po obciążeniu glukozą [6]. W zależności od uzyskanych wartości możliwe jest w tym okresie rozpoznanie cukrzycy lub poprzedzających ją stanów metabolicznych, jak upośledzona tolerancja glukozy (IGT), czy nieprawidłowa glikemia na czczo (IFG). W pierwszym przypadku (cukrzyca) wdrożenie intensywnego leczenia umożliwia zahamowanie, a przynajmniej spowolnienie tempa rozwoju powikłań. W drugim (IFG, IGT), wprowadzenie odpowiednich zaleceń może powstrzymać rozwój choroby, a u części pacjentów przywrócić nawet stan prawidłowego metabolizmu cukrów [2, 6]. Wszystko to wskazuje na kluczowe znaczenie wczesnego rozpoznawania zaburzeń gospodarki węglowodanowej, którego główny ciężar spoczywa na podstawowej opiece zdrowotnej. W celu poprawy jego skuteczności światowa Organizacja Zdrowia, w przyjętych w 1999 roku ustaleniach, zaleca rozpoczęcie diagnostyki od przesiewowego badania glikemii o dowolnej porze dnia, czyli tzw. przygodnej (nie wymagającej od pacjenta bycia na czczo) [16]. Stwierdzenie stężenia glukozy przekraczającego w osoczu krwi żylnej wartość 100 mg/dl powinno skłonić lekarza do zlecenia oznaczenia glikemii na czczo, a uzyskanie w tym ostatnim wartości pomiędzy górną granicą normy a sygnalizującą cukrzycę (110-125 mg/dl w osoczu lub 100-110 we krwi włośniczkowej) do wykonania doustnego testu tolerancji glukozy (OGTT) [11]. Zastosowanie w gabinecie lekarza rodzinnego metod tzw. suchej chemii, dostarczających wyniku oznaczenia glikemii we krwi włośniczkowej w przeciągu kilku minut, umożliwiałoby skrócenie czasu realizacji zalecanego przez WHO algorytmu postępowania i zwiększenie jego diagnostycznej skuteczności. Możliwość oceny glikemii przygodnej jeszcze w trakcie wizyty pacjenta, zwłaszcza obarczonego większym ryzykiem rozwoju cukrzycy, ułatwiałaby w przypadku stwierdzenia podwyższonej wartości nakłonienie go do oznaczenia glikemii na czczo, a w razie potrzeby wykonania od razu OGTT i postawienia rozpoznania już w czasie drugiej wizyty (ryc. 1).
Zastosowanie metod suchej chemii w diagnostyce zaburzeń... 685
686 W. Żak i inni Skoro koszty wykonywanych tą metodą oznaczeń glikemii w porównaniu z metodą tradycyjną są podobne [14], nasuwa się pytanie o przyczyny stosunkowo ich niewielkiej popularności w Polsce. Być może leżą one również w przekonaniu o mniejszej wiarygodności uzyskiwanych w ten sposób wyników. Skłoniło to autorów do porównania wartości glikemii uzyskiwanych metodą suchej chemii z metodą referencyjną, stosowaną w laboratoriach klinicznych i ośrodkach diabetologicznych. Materiał i metody Analizie porównawczej poddano wartości glikemii oznaczane we krwi włośniczkowej za pomocą aparatu Reflotron IV firmy Boehringer- Mannheim (metoda suchej chemii ) oraz EBIO basic firmy Eppendorf (metoda referencyjna mokrej chemii ). Próbki krwi włośniczkowej (z opuszki palca) pobierano pacjentom Poradni Przyklinicznej Kliniki Gastroenterologii i Żywienia Człowieka AM w Poznaniu, w trzech szczególnie istotnych diagnostycznie wg nowych kryteriów WHO sytuacjach: o dowolnej porze dnia, na czczo i w dwie godziny po obciążeniu glukozą. U 35 pacjentów oznaczono glikemię o dowolnej porze dnia, u 34 glikemię na czczo, a u 13, u których nie rozpoznano wcześniej cukrzycy, i którzy wyrazili zgodę na kontynuację badań glikemię w dwie godziny po obciążeniu glukozą (z zachowaniem standardowych warunków doustnego testu tolerancji glukozy OGTT). Oznaczenia przy użyciu aparatu Reflotron IV wykonywano w Poradni, bezpośrednio po pobraniu standardowej ilości krwi włośniczkowej kapilarą i naniesieniu jej na pasek diagnostyczny. Krew włośniczkową, przeznaczoną do oznaczeń glikemii za pomocą aparatu EBIO basic, przenoszono do mikrokuwet z roztworem hemolizującym i wykonywano je w Centralnym Laboratorium Państwowego Szpitala Klinicznego nr 2 w Poznaniu. Analizę statystyczną uzyskanych wyników przeprowadzono przy użyciu programu Statistica 5 dla Windows firmy StatSoft. Wyniki i ich omówienie Różnica średnich wartości wszystkich oznaczeń glikemii wykonanych przy użyciu aparatów EBIO basic i Refloton (n = 82) wynosiła 1,08 mg/dl i nie była istotna statystycznie (p = 0,16). Wykazano przy tym wyraźną korelację wyników uzyskanych obydwiema metodami (współczynnik korelacji r = 0,98, równanie linii regresji: Glikemia E = 0,96 x Glikemia R + 4,88) (ryc. 2).
Zastosowanie metod suchej chemii w diagnostyce zaburzeń... 687 Rycina 2. Wykres korelacji wartości glikemii oznaczonych we krwi włośniczkowej za pomocą aparatów EBIO basic (metoda mokrej chemii ) i Reflotron IV (metoda suchej chemii ). Glikemia E stężenie glukozy uzyskane przy użyciu aparatu EBIO basic Glikemia R stężenie glukozy uzyskane przy użyciu aparatu Reflotron IV Identyczną wartość współczynnika korelacji uzyskali Hicks i wsp. [8], porównując glikemię w surowicy krwi żylnej oznaczaną za pomocą Reflotronu i analizatora biochemicznego EKT 700 (Eastman Kodak Co.) w Centralnym Laboratorium Klinicznym Narodowego Ośrodka Medycznego dla Dzieci w Waszyngtonie. Mniej zachęcająco wypadło porównanie wartości stężeń glukozy ocenianych za pomocą Reflotronu i analizatora Paramax 720 ZX, mimo ich wysokiej korelacji (r = 0,96) [9]. Różnica średnich (9,9 mg/dl) okazała się statystycznie istotna (p < 0,0001), ale w badaniu tym porównywano wyniki oznaczeń w różnym materiale (Reflotron krew włośniczkowa, Paramax surowica krwi żylnej). W programie badawczym, prowadzonym w kilkunastu renomowanych ośrodkach niemieckich z zastosowaniem tego samego materiału (surowicy), różnica średnich wartości glikemii uzyskanych przy użyciu Reflotronu i analizatorów biochemicznych nie osiągnęła statystycznej istotności [13]. W celu dokładniejszej oceny możliwości praktycznego wykorzystania metod suchej chemii w diagnostyce zaburzeń gospodarki węglowodanowej, przeanalizowano następnie porównywane wartości w każdej z sytuacji, w których oznaczenie stężenia glukozy zalecane jest przez nowe
688 W. Żak i inni kryteria WHO. Na rycinach 3, 4 i 5 przedstawiono graficznie różnice wyników pomiaru stężenia glukozy za pomocą aparatu EBIO basic i Reflotron (przyjmując pierwsze z nich uzyskane metodą tradycyjną jako punkt odniesienia), odpowiednio: o dowolnej porze dnia (ryc. 3), na czczo (ryc. 4) oraz w dwie godziny po obciążeniu glukozą (ryc. 5). Pozwalają one zorientować się, w ilu przypadkach bezwzględna wartość różnicy uzyskanych wyników przekroczyła 10 mg/dl. Istotniejsze jednak, choć trudniejsze dla prezentacji graficznej, wydaje się to, ile z oznaczeń metodą suchej chemii nie różniło się o więcej niż 10% porównywanej wartości oznaczeń metodą tradycyjną. O wyborze tej wartości odsetkowej zadecydował fakt, że jest ona często przyjmowana za granicę tolerancji w ocenie dokładności metody pomiaru glikemii z zastosowaniem surowic kontrolnych [1, 14]. Celem niniejszej pracy nie była wprawdzie bezpośrednia ocena dokładności oznaczeń glikemii aparatem Reflotron (nie oznaczano glikemii w surowicach kontrolnych), ale porównanie wyników oznaczeń glikemii dokonywanych metodą suchej chemii (Reflotron) z metodą tradycyjną (EBIO basic), której wielokrotnie potwierdzona dokładność i precyzja zapewniły dużą popularność w laboratoriach referencyjnych [4, 7, 12]. Na tej podstawie uznano, że procent wyników uzyskanych za pomocą Reflotronu, mieszczących się w 10% przedziale odchyleń od wartości uzyskanych w EBIO basic, można potraktować jako pośredni, przybliżony wskaźnik wiarygodności oznaczeń glikemii rozpatrywanej metody suchej chemii. Rycina 3. Różnice pomiędzy wartościami glikemii oznaczonymi metodą mokrej i suchej chemii o dowolnej porze dnia.
Zastosowanie metod suchej chemii w diagnostyce zaburzeń... 689 Jedynie w przypadku pomiaru glikemii o dowolnej porze dnia (n = 35) średnia różnic pomiędzy wartościami oznaczeń za pomocą metod mokrej i suchej chemii osiągnęła wartość (3,06 mg/dl), która okazała się statystycznie istotna (p < 0,05). Jednak w 91,5% wyniki nie różniły się między sobą o więcej niż 10 mg/dl i aż w 94% wartość uzyskana za pomocą Reflotronu nie odbiegała od uzyskanej w EBIO basic o więcej niż 10% tej ostatniej (ryc. 3). Średnia różnic wartości glikemii na czczo (n = 34) wynosiła 1,46 mg/dl. 73,5% wyników uzyskanych przy użyciu aparatu Reflotron wykazywało odchylenie mniejsze niż 10 mg/dl w stosunku do wartości oznaczonej aparatem firmy Eppendorf i jednocześnie mniejsze niż 10% tej porównywanej wartości (ryc. 4). Dla glikemii oznaczanej w dwie godziny po obciążeniu glukozą (n = 13) średnia różnic wynosiła 2,46 mg/dl. Tylko w jednym przypadku stwierdzono odchylenie większe niż 10 mg/dl w stosunku do wartości uzyskanej w aparacie EBIO basic, a w dwóch większe niż 10% wartości dokonanego z jego pomocą pomiaru (ryc. 5). Rycina 4. Różnice pomiędzy wartościami glikemii oznaczonymi metodą mokrej i suchej chemii na czczo.
690 W. Żak i inni Rycina 5. Różnice pomiędzy wartościami glikemii oznaczonymi metodą mokrej i suchej chemii w dwie godziny po obciążeniu glukozą. W sumie 85% wszystkich oznaczeń wykonanych aparatem Reflotron (n = 82) pozostawało w granicach ±10% wartości porównywanego oznaczenia aparatem EBIO basic. W dokonywanej w 1998 roku ocenie dokładności oznaczeń glikemii w wiodących laboratoriach kraju tylko 77,3% wyników zmieściło się w 10% granicach w stosunku do wartości nominalnych, deklarowanych przez producentów surowic kontrolnych [1]. Warto ponadto zwrócić uwagę, że większość obserwowanych różnic, przekraczających zaproponowane granice tolerancji, znajdowała się poza obszarem, w którym mogłoby to wpłynąć na decyzję diagnostyczną (ryc. 3 i 5). Choć przeprowadzona analiza obejmuje stosunkowo niewielką liczbę pomiarów i, jak już wspomniano, odwołuje się jedynie do pośrednich wskaźników ich dokładności, sugeruje, że oznaczenie glikemii metodą suchej chemii za pomocą aparatu Reflotron nie ustępuje w zakresie wiarygodności uzyskiwanych wyników powszechnie stosowanym w laboratoriach referencyjnych metodom tradycyjnym. Jednocześnie znacznie przewyższa dokładnością oznaczeń orientacyjną ocenę glikemii za pomocą glukometrów [14], umożliwiając również ocenę innych parametrów biochemicznych, które stanowią czynniki ryzyka rozwoju cukrzycy i jej powikłań (przede wszystkim gospodarki lipidowej).
Zastosowanie metod suchej chemii w diagnostyce zaburzeń... 691 Łatwość obsługi pozwala przy tym na osiągnięcie korzyści diagnostycznych związanych z możliwością natychmiastowego uzyskania przez lekarza wyniku oznaczenia (ryc. 1), bez konieczności zatrudniania personelu o wykształceniu analitycznym. Wnioski Ukazane walory analityczne i diagnostyczne oznaczeń glikemii rozpatrywaną metodą suchej chemii, czynią ją, szczególnie w kontekście nowych kryteriów rozpoznawania cukrzycy, godną polecenia we wczesnej diagnostyce zaburzeń gospodarki węglowodanowej w podstawowej opiece zdrowotnej. PODZIĘKOWANIA Autorzy pragną wyrazić głęboką wdzięczność Pani dr n. med. Barbarze Knitter, kierownikowi Centralnego Laboratorium Państwowego Szpitala Klinicznego nr 2 w Poznaniu, za ogromną życzliwość i wszelką okazaną pomoc w przeprowadzeniu badań. Piśmiennictwo 1. Brzeziński A.M.: Diag. Lab., 1999, 35, 19-31. 2. Cathelineau G. I wsp.: Metabolism, 1997, 46, Suppl. 1, 31-34. 3. European Diabetes Policy Group 1998-1999. Med. Prakt., 1999, 10, Supl.). 4. Gurr E.: Arztl. Lab., 1990, 36, 25-28. 5. Harris M.I. i wsp.: Diabetes Care, 1997, 20, 1859-62. 6. Harris M.I., Modan M.: Diabetes Care, 1992, 17, 815-819. 7. Haux P., Landrock B., Kattermann R.: Labor Medizin, 1995, 18, 215-219. 8. Hicks J.M., Iosefsohn M., Greenberg L.: Clin. Ped., 1991, 30, 4, 217-224. 9. Karcher R.E.L. i wsp.: Am. J. Clin. Pathol., 1993, 100, 130-134. 10. Mooy J.M. i wsp.: Diabetes Care, 1995, 18, 1270-1273. 11. Raport Grupy Konsultacyjnej WHO: Med. Prakt., 2000, 1-2, 85-109. 12. Romer M. i wsp.: Clin. Chem. Biochem., 1990, 28, 435-443. 13. Romer M. i wsp.: Eur. J. Clin. Chem. Clin. Biochem., 1992, 30, 547-583. 14. Sandberg S. i wsp.: Scand. J. Clin. Lab. Invest., 1989, 49, 483-488. 15. Sieradzki J.: Med. Prakt., 1999, 10, Supl. 16. Sieradzki J.: Med. Prakt., 1999, 12, 57-68. 17. Stanowisko ekspertów: Med. Prakt., 2000, 6, 43-60. 18. Stolk R.P. i wsp.: Am. J. Epidemiol., 1997, 145, 24-32. 19. The Expert Committee on the Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus: Diabetes Care, 1997, 20, 1183-1197. 20. UKPDS Group. UK: Diabetologia, 1991, 34, 877-90. 21. Wójcikowski C. i wsp.: Diabet. Pol., 1999, 6, Supl. 2, 165-177. Adres dla korespondencji: Lek. med. Wojciech Żak Akademia Medyczna im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu Katedra i Zakład Chemii i Biochemii Klinicznej 60-529 Poznań, ul. Dąbrowskiego 79/601 tel.: (061) 847-74-58 w. 167, fax (061) 847-74-90 e-mail: wojzak@eucalyptus.usoms.poznan.pl