葡萄糖鉗夾試驗(yàn)技術(shù)做為目前公認(rèn)的評(píng)價(jià)胰島素敏感性和β細(xì)胞功能的金標(biāo)準(zhǔn)方法, 已經(jīng)有數(shù)十年的歷史了。然而基于其生理實(shí)驗(yàn)的屬性,受制于受試者依從性、研究者的經(jīng)驗(yàn)、非標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程,而并沒(méi)有得到普及。究其原因,除上述特性之外,對(duì)于葡萄糖輸注速度的判斷和計(jì)算并無(wú)統(tǒng)一的方法是一個(gè)重要的原因。換言之,葡萄糖鉗夾技術(shù)受操作者的主觀判斷和經(jīng)驗(yàn)的影響是顯而易見(jiàn)的。
經(jīng)典鉗夾試驗(yàn)技術(shù)是建立在由DeFronzo創(chuàng)立的葡萄糖輸注速度計(jì)算公式基礎(chǔ)之上的。他非常巧妙的將肌體對(duì)葡萄糖的攝取給予不同的量化手段,奠定了葡萄糖鉗夾技術(shù)的基礎(chǔ)。然而我們發(fā)現(xiàn),葡萄糖輸注后在體內(nèi)的分布并不完全符合一室模型。葡萄糖的分布對(duì)于采血間隔的時(shí)間呈現(xiàn)不同的狀態(tài)。另一個(gè)問(wèn)題是累積誤差,他表現(xiàn)為可高估或低估葡萄糖的利用率。
我們可以把DeFronzo創(chuàng)立的葡萄糖輸注速度計(jì)算公式視為一種簡(jiǎn)化的模擬葡萄糖代謝的過(guò)程,因?yàn)樵摴街荒芑仡櫱皟蓚(gè)采血點(diǎn)的狀態(tài)。很明顯,由于人工計(jì)算能力不足,該公式在描述復(fù)雜的葡萄糖代謝過(guò)程時(shí)存在一定的局限性。
隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的極大提高和人工智能算法的支持,通過(guò)一系列復(fù)雜的積分、微分算法的卷積疊加以及對(duì)所有之前數(shù)據(jù)的回顧能力,基于計(jì)算機(jī)控制的葡萄糖鉗夾試驗(yàn)系統(tǒng)可以做到更精準(zhǔn)的調(diào)控。
葡萄糖鉗夾試驗(yàn)技術(shù)做為目前公認(rèn)的評(píng)價(jià)胰島素敏感性和β細(xì)胞功能的金標(biāo)準(zhǔn)方法。由計(jì)算機(jī)控制的鉗夾試驗(yàn)系統(tǒng)在調(diào)控精度、模糊控制、容錯(cuò)能力上有了很大提高。因而鉗夾技術(shù)也越來(lái)越多的應(yīng)用于臨床診療、科研實(shí)踐和藥物評(píng)價(jià)領(lǐng)域。
由于鉗夾試驗(yàn)的特殊性,在評(píng)價(jià)鉗夾技術(shù)是否成功建立的問(wèn)題上,表現(xiàn)出相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性和多樣性。基于生理實(shí)驗(yàn)的特殊性,鉗夾試驗(yàn)是否成功無(wú)法向常規(guī)生化檢驗(yàn)一樣,采用一定的質(zhì)控規(guī)則予以判斷。一般來(lái)說(shuō),試驗(yàn)成功與否需要從血糖波動(dòng)、葡萄糖輸注速度波動(dòng)、C肽和胰島素水平這幾個(gè)參數(shù)來(lái)衡量。
血糖波動(dòng)
通常情況下,穩(wěn)態(tài)期血糖波動(dòng)在目標(biāo)血糖值±10%以內(nèi),加上其它指標(biāo)配合則說(shuō)明試驗(yàn)取得成功。更理想的狀態(tài)是試驗(yàn)全程血糖波動(dòng)在10%以內(nèi)(目標(biāo)血糖等于基礎(chǔ)血糖)。在于有異常血糖值的情況下,建議重新抽血復(fù)查。此時(shí)可遵循計(jì)算機(jī)的提示采取相應(yīng)步驟,盡量避免異常值對(duì)試驗(yàn)的干擾。引發(fā)血糖濃度異常波動(dòng)的情況很多,且有真有假,我們另開(kāi)篇討論。
葡萄糖輸注速度
在血糖濃度進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后,葡萄糖輸注速度也應(yīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)。大多數(shù)情況下,我們觀察到穩(wěn)態(tài)期葡萄糖輸注速度是一個(gè)緩慢上升的過(guò)程。在這里討論一個(gè)極端情況:葡萄糖輸注速度波動(dòng)劇烈,但血糖濃度卻在允許范圍內(nèi)。這種情況見(jiàn)于早期的控制算法中,這是一種典型的“耦合震蕩”狀態(tài)。一般采用取前3-4次的葡萄糖輸注速度均值,手工干預(yù)輸注速度的計(jì)算。達(dá)到破壞耦合,重新進(jìn)入穩(wěn)態(tài)的目的。
血漿胰島素和C肽濃度
以高胰島素正常血糖鉗夾為例,在試驗(yàn)開(kāi)始階段,需要一個(gè)大劑量胰島素輸注過(guò)程。這一過(guò)程大約需要維持10分鐘。在此過(guò)程中,胰島素輸速和輸注方式各家報(bào)道不同。
無(wú)論何種工作模式,其最終目的是:
1. 迅速建立優(yōu)勢(shì)胰島素濃度,達(dá)到抑制自身胰島素分泌的目的
2. 在試驗(yàn)過(guò)程中,維持血漿胰島素濃度在80-120mU/L
3. 血漿C肽濃度不高于基礎(chǔ)狀態(tài)水平。在更嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)中(例如藥物評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)),甚至要求試驗(yàn)過(guò)程中的C肽濃度為基礎(chǔ)狀態(tài)的60-70%。
在實(shí)際操作中,我們需要在-30分鐘,0分鐘以及試驗(yàn)開(kāi)始后每30分鐘抽取血標(biāo)本檢查受試者血漿胰島素濃度和C肽水平是否符合實(shí)驗(yàn)要求,以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)是否成功,F(xiàn)實(shí)的問(wèn)題是:這些指標(biāo)需要送到中心實(shí)驗(yàn)室完成檢測(cè),次日得到最終報(bào)告。這就造成我們?cè)谠囼?yàn)過(guò)程中無(wú)法獲知實(shí)驗(yàn)的有效性。經(jīng)驗(yàn)告訴我們,某些規(guī)律性血糖波動(dòng)可能是內(nèi)源性胰島素沒(méi)有完全抑制造成的。但又缺乏直接的證據(jù)輔助研究者進(jìn)行判斷和干預(yù),這種情況會(huì)對(duì)研究進(jìn)程造成極大的不確定性。(我們會(huì)另文介紹血糖波動(dòng)和自身胰島素抑制與否的關(guān)聯(lián))
隨著即時(shí)檢驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展,一種小型桌面式化學(xué)發(fā)光分析儀可以提供實(shí)時(shí)的胰島素和C肽檢測(cè)手段。使研究者在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中獲得全方位的事態(tài)感知能力,隨時(shí)糾正、調(diào)整實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。