基于CRDS呼吸丙酮分析儀的2型糖尿病呼吸丙酮臨床研究.pdf

1、目的:隨著人們生活水平的提高、人口老齡化和生活方式的改變，糖尿病呈快速增長的流行趨勢。目前，中國正面臨著糖尿病帶來的巨大負(fù)擔(dān)，其成人中糖尿病患病率已達(dá)11.6％，且50.1％的成人處于糖尿病前期。無創(chuàng)診斷與監(jiān)控糖尿病是當(dāng)前的研究熱點。人體呼出氣中的丙酮是糖尿病的潛在生物標(biāo)志物。通過檢測人體呼出氣成分來無創(chuàng)地診斷臨床疾病或監(jiān)控人體代謝狀況的呼吸分析技術(shù)(breath analysis)為糖尿病診斷與監(jiān)控開辟了新的途徑。本課題利用基于光腔衰

2、蕩光譜(cavity ringdown spectroscopy，CRDS)技術(shù)的呼吸丙酮分析儀開展2型糖尿病患者(type2 diabetic，T2D)呼吸丙酮的臨床研究，旨在了解T2D患者與健康人呼吸丙酮分布差異、分析呼吸丙酮濃度與受試者臨床指標(biāo)的關(guān)系、評估呼吸丙酮濃度的影響因素以及探索呼吸丙酮在診斷糖尿病酮癥的作用。
　　方法:首先，測試并評估CRDS呼吸丙酮分析儀的性能:包括測試基線穩(wěn)定性、檢測極限、響應(yīng)時間、重復(fù)性、線性

3、度和利用金標(biāo)準(zhǔn)氣質(zhì)聯(lián)用色譜(gaschromatograph-mass spectrometry，GC-MS)對比驗證CRDS呼吸丙酮分析儀測量的準(zhǔn)確性。然后，利用該儀器測量312例T2D患者(134名女性，178名男性，年齡14～83歲)的997個呼出氣體樣本和68例健康人(29名女性，39名男性，年齡20～49歲)的119個呼出氣體樣本中的丙酮濃度，比較T2D患者與健康人的呼吸丙酮濃度的分布差異;對受試者呼吸丙酮濃度和其相應(yīng)血糖(b

4、lood glucoselevel，BGL)、糖化血紅蛋白(glycohemoglobin A1C，HbA1c)、性別、年齡、身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)、糖尿病患病年限、是否患酮癥及氣體樣本采集狀態(tài)等臨床指標(biāo)進(jìn)行差異性或相關(guān)性統(tǒng)計分析;構(gòu)建呼吸丙酮濃度的多元線性回歸模型，尋找呼吸丙酮濃度的主要影響因素;擬合糖尿病酮癥診斷的Logistic回歸模型探索呼吸丙酮在診斷糖尿病酮癥的作用。
　　結(jié)果:1.儀器性

5、能驗證:儀器穩(wěn)定度為0.16％;檢測極限為57 ppbv(3-σ準(zhǔn)則);有良好重復(fù)性與快速的響應(yīng)時間(～1s);對不同體積分?jǐn)?shù)的丙酮有非常好的線性響應(yīng)(R=0.9998);與金標(biāo)準(zhǔn)GC-MS對比測試結(jié)果為y=0.99x-0.2(R=0.943)，具有可靠的準(zhǔn)確度。2.健康人與T2D患者呼吸丙酮濃度分布差異:T2D患者的平均呼吸丙酮顯著高于健康人((1.5±1.3 ppmv)vs.(1.1±0.5 ppmv))。T2D患者分布范圍為0.1

6、～19.8 ppmv，廣于健康人呼吸丙酮分布范圍(0.1～2.6 ppmv)。3.呼吸丙酮濃度與受試者臨床指標(biāo)的關(guān)系:(1)健康人:空腹呼吸丙酮濃度(1.29±0.51 ppmv)大于其餐后2小時的呼吸丙酮濃度(1.06±0.53 ppmv);呼吸丙酮和BGL呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)（R=-0.34）;呼吸丙酮濃度與性別、年齡及BMI無相關(guān)關(guān)系。(2)T2D患者:空腹呼吸丙酮濃度(1.69±1.67 ppmv)大于其餐后兩小時的呼吸丙酮濃度(1.47

7、±1.13ppmv);呼吸丙酮和BGL無明顯統(tǒng)計學(xué)關(guān)系，與HbA1c有正相關(guān)關(guān)系(R=0.1）;男性呼吸丙酮平均含量(1.80±1.58 ppmv)顯著性高于女性(1.20±0.71 ppmv);呼吸丙酮濃度與年齡及BMI都呈負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)分別為:-0.1和-0.07);無酮癥患者(1.47±1.27 ppmv)呼吸丙酮濃度顯著低于有酮癥患者(1.90±1.48 ppmv);呼吸丙酮濃度與患病年限無相關(guān)關(guān)系。4.多元線性回歸分析結(jié)果表

8、明影響呼吸丙酮濃度的因素為:性別（β=0.5）、有無酮癥(β=0.33)、氣體樣本采集狀態(tài)(β=-0.16)、BMI(β=-0.04)及年齡（β=-0.01）。5.呼吸丙酮濃度可用于糖尿病酮癥診斷，其診斷模型準(zhǔn)確性為88.71％。
　　結(jié)論:CRDS呼吸丙酮分析儀可用于臨床大樣本的呼出氣體丙酮濃度的測量。T2D患者比健康人具有更高的呼吸丙酮濃度。氣體樣本采集狀態(tài)、性別、年齡、BMI及是否患有酮癥是T2D患者呼吸丙酮濃度的主要影響因