認識糖化血色素

糖化血色素

(Glycated hemoglobin;hemoglobin A1c;HbA1c;A1c)

        在1960年代,研究血色素(hemoglobin)與其相關疾病是當時的顯學,它是第一個使用 X-ray crystallographic 方法分析出3D立體結構的蛋白質,也是第一個被解出氨基酸序列的蛋白質,它的功能是負責在血液中運送氧氣。

Samuel Rahbar 教授,也是發現糖尿病患者有較高的糖化血色素濃度的學者,他當時利用電泳方式來分析血色素,發現一位糖尿病人血色素的電泳結果除了常見的 hemoglobin A 之外,還有一段不尋常的成分;同時期其他科學家則是利用 chromatography 的方法來研究血色素,除了 hemoglobin A 之外,還發現五個不同的小訊號,依 chromatography 顯現出來的順序命名為 hemoglobin A1a,A1b,A1c,A1d 與 A1e;Samuel Rahbar 教授於是在 1968 年也用 chromatography 的方法來分析那段不尋常的成分,結果發現那段不尋常的成分的特性跟 hemoglobin A1c 很類似,後續的研究則證實兩者是同樣的。化學家們則研究 A1c 的結構,發現 hemoglobin A 與 hemoglobin A1c 兩者的氨基酸序列是一模一樣的,差別只在於hemoglobin A1c 多了一個葡萄糖分子接在 β 鏈的 N 端。

Anthony Cerami 教授1976 年發表在新英格蘭醫學雜誌的文章則證實了 Α1c 可以反應過去二到三個月內的平均血糖值(因為血色素在紅血球內,而紅血球的壽命是二到三個月,平均是 120 天),因此建議檢驗 A1c 是評估糖尿病患血糖控制的一個有效的方法,而且 A1c 也能作為評估血糖控制與併發症之相關性的指標;在當時,醫師只能靠驗尿糖或血糖來評估糖尿病患者的血糖控制,但是血糖無時無刻都在變化,因此只驗尿糖或血糖並無法正確評估血糖控制的好不好。不過因為檢驗 A1c 的方法有很多種,並沒有一致的標準,因此臨床上並不常使用。

一直到了 1993 年針對第一型糖尿病患的臨床試驗 Diabetes Control and Complications Trial(DCCT)結果發表在新英格蘭醫學雜誌,證明了積極控制血糖可以減少視網膜病變、神經病變及腎臟病變,當時血糖的評估就是用 A1c,此後 A1c 就成為第一型糖尿病患者血糖控制指標的黃金標準,而測量 A1c 的方法也以 DCCT 的方式為標準;1998年發表針對第二型糖尿病患的臨床試驗 United Kingdom Prospective Diabetes Study(UKPDS),也證明了積極控制血糖可以減少糖尿病的小血管併發症,同樣地,血糖的評估標準也是採用 A1c。這兩個糖尿病治療史上最重要的臨床研究確立了積極控制血糖的重要性(使用 A1c 當作血糖控制指標),也確立了 A1c 可作為預測糖尿病患發生併發症的風險指標。

從 1976 年到現在已將近 40年,我們仍依賴監測 A1c 來看糖尿病患的血糖控制,以及選擇降血糖藥物的重要參考,還沒有其他指標能取代 A1c。不過雖然 A1c 是反應過去二到三個月內的平均血糖值,但是我們還是不知道到底 A1c 代表血糖值多少。2008 年發表的 A1c-Derived Average Glucose(ADAG)研究利用四次連續血糖監測數據搭配每天驗七次血糖、每週至少三天的數據,計算出 A1c 所代表的平均血糖數值:

Average glucose(mg/dl)= 28.7 × A1c − 46.7

網路計算機可以換算,提供醫師另一項血糖控制的有效指標,也方便與患者溝通。

A1c Timeline

 

參考資料:

  1. Holmquist WR, Schroeder WA. A new N-terminal blocking group involving a Schiff base in hemoglobin A1c. Biochemistry 1966 Aug;5(8):2489-2503.
    Rahbar S. An abnormal hemoglobin in red cells of diabetics. Clin Chim Acta 1968;22:296-298.
  2. Bunn HF, Haney DN, Gabbay KH, Gallop PM. Further identification of the nature and linkage of the carbohydrate in hemoglobin A1c. Biochem Biophys Res Commun 1975 Nov 3;67(1):103-109.
  3. Koenig RJ, Peterson CM, Jones RL, Saudek C, Lehrman M, Cerami A. Correlation of glucose regulation and hemoglobin A1c in diabetes mellitus. N Engl J Med 1976 Aug 19;295(8);417-420.
  4. The effect of intensive treatment of diabetes on the development and progression of long-term complications in insulin-dependent diabetes mellitus. The Diabetes Control and Complications Trial Research Group. N Engl J Med 1993 Sep 30;329(14):977-986.
  5. Intensive blood-glucose control with sulphonylurea or insulin compared with conventional treatment and risk of complications in patients with type 2 diabetes (UKPDS 33). UK Prospective Diabetes Study (UKPDS) Group. Lancet 1998 Sep 12;352(9131):837-853.
  6. Effect of intensive blood-glucose control with metformin on complications in overweight patients with type 2 diabetes (UKPDS 34). UK Prospective Diabetes Study (UKPDS) Group. Lancet 1998 Sep 12;352(9131):854-865.
  7. Nathan DM, Kuenen J, Borg R, Zheng H, Schoenfeld D, Heine RJ; A1c-Derived Average Glucose Study Group. Translating the A1c assay into estimated average glucose values. Diabetes Care 2008 Aug;31(8):1473-1478.

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