内分泌胰腺B细胞功能测定

第十一节　内分泌胰腺B细胞功能测定

胰腺B细胞胰岛素分泌功能对糖尿病诊断、分型、治疗和预后估计甚至预测高危人群是否发生糖尿病均有重要参考价值。

一、血浆胰岛素浓度测定

主要用于糖尿病的分型诊断，也可协助诊断胰岛素瘤。目前常用放射免疫法（RIA）测定，其测定值以免疫活性胰岛素来表示（免疫反应性胰岛素，immunoreactive　insulin，IRI）。正常参考值：早晨空腹时为5～25mU／L。血中胰岛素转换的中间产物与胰岛素和C肽含有相同的肽段和一定程度的免疫交叉反应，但正常人和一般疾病患者的周围血胰岛素原占全部IRI值的15%以下，为C肽值的3%左右。正常人血糖上升刺激B细胞分泌胰岛素，血胰岛素浓度升高。血胰岛素的测定对区分T1DM、T2DM及指导治疗具有重要意义。T2DM在糖负荷后，胰岛素释放缓慢，胰岛素分泌曲线呈现不同程度的升高，但是与血糖的增高不成比例，表明患者的外周组织对胰岛素不敏感并存在相对性胰岛素缺乏，葡萄糖利用障碍，多数T2DM属于这一类。T1DM在葡萄糖负荷后血糖上升很高，但胰岛素的分泌很少或不对血糖刺激发生反应，胰岛素水平仍基本处于空腹时的状态，青年起病或某些严重的成年人糖尿病属于此类表现（图4－2），胰岛素缺乏是病情严重和血糖不稳定的主要原因之一。

目前，IRI的RIA测定受胰岛素原和胰岛素抗体的免疫交叉反应干扰，因此对已用过胰岛素治疗的患者应测定C肽。

从20世纪80年代起人们开始寻求测定“特异性”或称“完整”胰岛素的方法。除常用的RIA法（须选用与胰岛素原不起反应的抗胰岛素抗体）外，尚有免疫放射法（immunoradiometricassay，IRMA）和酶联免疫吸附法（enzyme－linked　immunosorbent　assay，ELISA）等。后两者均需使用两株识别胰岛素分子不同表位的抗体，故又称为双抗夹心法。无论是特异性RIA、IRMA还是ELISA，因排除了非特异抗原的干扰，其测得值均较IRI为低（以IRMA及ELISA更明显），近年来用其他更灵敏和更特异的方法测定，已经基本上解决了这个问题。

二、血C肽测定

B细胞分泌的胰岛素原可被相应的酶水解生成胰岛素和C肽。C肽作为评价B细胞分泌胰岛素能力的指标比胰岛素更为可信，其理由是：①C肽和胰岛素均系胰岛素原经蛋白酶和羧肽酶分解而成的等克分子浓度的两种肽类物质，因此在门静脉血中的当量浓度是相等的。②胰岛素可被肝、肾组织中的胰岛素酶灭活，其半衰期仅4～8min，而C肽被胰岛素靶器官利用很少，仅被肝内的酶灭活，其半衰期长，为10～13．5min。在周围血中C肽与胰岛素的克分子比相对恒定，为（5～10）∶1。③C肽从尿中排泄，其清除量为（5．1±0．6）ml／L，而胰岛素仅为（1．1±0．2）ml／L；前者在尿中的排泄量可占分泌总量的5%，而后者仅为0．1%，因此也可测定尿C肽来反映B细胞的分泌功能。④由于胰岛素抗体和C肽无交叉免疫反应，外源性胰岛素中不含C肽，故C肽测定的特异性高，能反映用胰岛素治疗患者的B细胞合成和分泌能力，同时对糖尿病的分型、治疗和预后估计也有意义。如T1DM患者血和尿中C肽含量很低，甚至测不出，葡萄糖刺激后血清C肽浓度明显低于正常。正常参考值：早晨空腹0．8～3．0μg／L（0．24～0．9pmol／L）。24h尿C肽（36±5）μg。T1DM空腹C肽常低于0．4pmol／L。餐后C肽低于0．8pmol／L。

三、胰岛素释放试验

葡萄糖不仅可直接激发B细胞释放胰岛素，而且还可增强其他非葡萄糖物质的胰岛素释放作用。因此，葡萄糖激发胰岛素释放试验是了解B细胞分泌功能有无障碍、B细胞数量和有无胰岛素抵抗的重要方法。

试验方法同OGTT。在采血测血糖同时分出血标本测定胰岛素（或C肽）。正常人空腹IRI　5～25mU／L，糖刺激后胰岛素分泌增多，其高峰与血糖高峰一致，一般在服糖后30～60min，为基础值的5～10倍，180min恢复到基础水平。T1DM患者血基础胰岛素水平降低，服糖刺激后胰岛素分泌不增加或增加甚微，呈低平曲线（图4－2）；T2DM可呈现与正常人相似的反应，呈延迟曲线，但胰岛素分泌高峰与血糖高峰不平行，其高峰时间可延至120～180min，因此有些早期T2DM患者可表现为餐后低血糖症。

糖负荷后30min，血IRI净增量（ΔIRI　mU／L）与血糖净增量（ΔBSmmol／L）的比值ΔIRI／ΔBS（30min）称为胰岛素初期反应指数，在鉴别诊断上有重要意义。ΔIRI／ΔBS（30min）正常参考值：（1．49±0．62）（100g葡萄糖，OGTT），（0．83±0．47）（50g葡萄糖，OGTT）。T1DM患者低于0．5，如已确诊的糖尿病患者做2次糖耐量试验，计算胰岛素指数，可见其变化极少。而非糖尿病患者伴糖耐量减低时（如甲状腺功能亢进症、肝硬化、胃切除术后、脑卒中、服用糖皮质激素等），比值不降低。胰岛素瘤患者的IRI一般升高，但对OGTT的反应在各个病例中并非一致，良性和恶性肿瘤间的区别也不明显。

一些消化道疾病患者可用静脉注射葡萄糖的方法排除消化道因素的影响，其方法与IGTT相同，每次采血测定血糖同时测胰岛素，IRI反应为OGTT的30%～40%。正常人血浆IRI在静脉注射葡萄糖后3～10min达到最高峰。T1DM曲线低平，继发性糖尿病（如肝病、甲状腺功能亢进症、肢端肥大症、类固醇性糖尿病等）的结果可正常或升高。

四、C肽释放试验

在OGTT中，C肽的分泌反应与IRI相同。文献报道，用100g馒头餐兴奋后，T1DM　C肽的曲线下面积为（0．465±0．447）pmol／（h·ml），T2DM用胰岛素治疗者为（1．25±0．47）pmol／（h·ml），未用胰岛素治疗的T2DM者为（3．90±2．09）pmol／（h·ml），正常人为（3．43±1．77）pmol／（h·ml）。

过去认为，C肽无生理作用。但人们观察到某些T1DM患者发病数年后，B细胞尚残留部分功能，这些患者与B细胞无残留功能者相比，一般血糖控制良好，同时，无残留功能者的糖尿病微血管病变和神经病变比有残留B细胞功能者多而严重。受以上观察结果的启发，从20世纪90年代开始研究C肽对葡萄糖利用及其对糖尿病慢性并发症的作用。在体外，C肽增加肌肉组织葡萄糖的转换率和糖原含量，而且这种作用在糖尿病患者肌肉组织更加明显（但Ido等未发现C肽对糖代谢的作用）。目前认为C肽能改善糖尿病病情或高血糖引起的微血管和神经功能异常，增强Na＋－K＋－ATP酶活性。

五、高血糖素－胰岛素－C肽刺激试验

高血糖素可使肝糖原分解、血糖升高，外源性高血糖素刺激B细胞分泌胰岛素。空腹时肌内注射高血糖素1mg，注射前和注射后的15、30、60、90min和120min分别取静脉血测血糖和胰岛素、C肽。正常人肌内注射高血糖素后，血糖可升高2．78～5．55mmol／L（50～100mg／dl），高峰出现在45min左右，2h血糖恢复正常，胰岛素分泌高峰与血糖一致，峰值达50～100mU／L。糖尿病患者注射高血糖素后血糖升高幅度高于正常人，并持续较长时间，严励报道T1DM空腹及静脉用胰高糖素1mg后6min，血C肽分别为（84．5±55．6）pmol／L和（180．4±153．1）pmol／L；T2DM空腹及刺激后C肽值为（675．3±332．3）pmol／L、（1　110．1 ±401．9）pmol／L。血压明显升高的患者不宜做此试验。

六、左旋精氨酸刺激试验

左旋精氨酸带正电荷，可使B细胞钙离子通道开放，胞质钙离子浓度升高，从而促进胰岛素的分泌。但临床上难以与高血糖本身对胰岛功能的影响、胰岛素的敏感性下降、胰岛素的分泌异常、葡萄糖负荷后的胰岛素反应（即胰岛素早期分泌相）减弱或缺失等情况区别。空腹取血后注射25%左旋精氨酸5g［或0．52mg／（kg·min）］，30s内注射完毕，于注射后2、4min和6min采静脉血，分别测定胰岛素、C肽、IGF－1等。除检测胰岛素敏感性外，精氨酸刺激试验还可了解受试者的血管扩张功能。(https://www.daowen.com)

七、甲苯磺丁脲（D860）试验

甲苯磺丁脲与胰岛B细胞膜特异性受体结合后，促进胰岛素分泌，降低血糖。临床上以此观察不同时相血糖下降的幅度及持续时间，以了解B细胞的储备功能。多用于诊断胰岛素瘤，并协助诊断早期T2DM。其方法有口服法和静脉法两种。口服法：试验前24h内停用一切降糖药物（包括D860），试验前1d晚餐后不再进食，于试验日晨空腹口服D860　2g，碳酸氢钠4g（促进D860在胃内吸收）。于服药前及服药后的30、60、90、120min和180min分别采静脉血，测血糖和胰岛素浓度。正常人服药后30～60min的血糖下降至空腹时的50%～60%，90～120min恢复或接近服药前水平；或胰岛素／血糖比值＜0．3。部分糖尿病患者在30～60min时血糖仅下降至空腹时的80%～90%；90～120min仍可继续下降。胰岛素定量无峰值或峰值出现时间延迟。静脉法结果基本同口服法，但胰岛素分泌高峰在20～30min出现。

八、稳态模型（HOMA）和恒定葡萄糖输注的模型评价（CIGMA）

胰岛素抵抗的测定方法很多，但许多方法的精确度和敏感性不高。在一般情况下，最好的方法是正常血糖下的胰岛素钳夹试验，此法优于核素稀释法、插管法、间接热量测量法，甚至也优于正电子发射断层显影（positron　emission　tomography，PET）及磁共振扫描法等。

用稳态模型，恒速输注葡萄糖（CIGMA），测定稳定状态（或近于稳态）时的葡萄糖与胰岛素浓度，再求得胰岛素的敏感性（输注葡萄糖的时间通常为1h），结果用胰岛素相对敏感指数（R）表示。输注的葡萄糖量由其分布容量、生成率和利用率决定，并假定稳态下的外周糖利用与生成取决于血糖浓度、胰岛素浓度和胰岛素相对敏感指数。当R＝1时，代表体内环境的调节正常，R＞1表示有胰岛素抵抗（可能来源于外周组织或肝）。CIGMA实际上是一种简化了的高血糖钳夹试验，优点是简便易行，缺点是仍不能对胰岛素抵抗进行定量分析，而且不能鉴别抵抗的原因，在存在胰岛素缺乏时，R值的解释困难。

用空腹血糖和胰岛素浓度的数学模型求得的胰岛素敏感指数和分泌指数也有一定的诊断和鉴别价值。

九、B细胞功能指数

OGTT　1h胰岛素与空腹胰岛素比值（INS1／FINS），2h胰岛素与空腹胰岛素比值（INS2／FINS）、空腹胰岛素／血糖比值（FINS／FBG）；1h胰岛素与血糖比值（INS1／PG1）；胰岛素净增值与血糖净增值比值［（INS1／FINS）／（PG1／FPG），简写为ΔINS／ΔPG］。李光伟等观察了上述指标在181例糖耐量正常（NGT）及281例糖耐量减低（IGT）者中对B细胞功能指数的实用价值，结果发现：①OGTT　1h血浆胰岛素和葡萄糖比值（OGTT，ΔINS／ΔPG）以及HOMA模型中的20×FINS／（FBG－3．5）都能分辨MNGT、IGT的B细胞功能变化，却不能辨认IGT血糖水平不同亚群的B细胞功能差别；②调整胰岛素敏感性的影响因素后，它们则具有各种不同程度的分辨上述人群B细胞功能变化趋势的能力。因此认为，使用上述B细胞功能指数必须排除影响胰岛素敏感性的因素；FINS／FPG可在流行病学研究中评估B细胞功能，其分辨力不逊于HOMA模型中的20×FINS／（FPG－3．5）。

十、葡萄糖钳夹技术

用高血糖钳夹或正常血糖钳夹技术用以定量评价B细胞对葡萄糖的敏感性，即B细胞功能。

葡萄糖钳夹技术由DeFronzo等首创，至今仍为检测IR的金标准。采用高血糖钳夹技术用以定量评价B细胞对葡萄糖的敏感性，即B细胞功能；用正常血糖高胰岛素钳夹技术，评价外周组织对胰岛素的敏感性（SI）。就IR或SI而言，在实验中人为造成外源性高胰岛素血症状态（接近00mU／L），同时输注葡萄糖，始终维持正常血糖状态。当血糖达正常稳态时，葡萄糖输注的速率即等于机体周围组织对葡萄糖的摄取或廓清率（M值），输注的葡萄糖愈多，表明组织对胰岛素愈敏感；反之表明SI降低，即IR愈严重。但由于该方法需要特殊的设备，费用昂贵，费时长，因此不能大规模地用于临床及流行病调查。目前仅在科研中使用。

十一、外源性胰岛素抑制试验与胰岛素耐量试验

1．胰岛素耐量试验早期的胰岛素敏感试验以胰岛素耐量试验（insulin　tolerance　test，ITT）为代表。注射外源性胰岛素（胰岛素0．1U／kg）前及注射后每5分钟（共40min）采血测血糖及血胰岛素。在半对数坐标纸上做两者的浓度曲线。血糖量呈直线下降，直线的斜率（KITT）表示胰岛素敏感性，K值愈大，胰岛素的敏感性愈高（葡萄糖的分布容量假定为200～250ml／kg），用方程式计算葡萄糖清除率。本试验的优点是简单，与葡萄糖钳夹试验结果的相关性好。缺点是试验为药理性动态试验，在葡萄糖的清除方面只假定为单指数性过程，但事实上，糖在体内的廓清是复杂的多指数性变化过程。

2．胰岛素抑制试验（insulin－suppression　test，IST）：与钳夹试验相反，输注的外源性胰岛素恒定不变，在血糖浓度达到稳态后，血糖愈高者的胰岛素敏感性愈差。

Shen等使用一种四重输入技术，恒定地输注6μg／min的肾上腺素以抑制胰岛素的分泌，并先用5mg普萘洛尔阻滞内源性葡萄糖生成，再以80μg／min的剂量维持。当加入0．48nmol／min胰岛素和33μmol／（min·kg）的葡萄糖后，血胰岛素浓度在3h内达到峰值，约600pmol／L（血胰岛素稳定状态）。血糖逐渐升高，最后稳定在某一水平（血糖稳定状态，steady－state　plasma　glucose　level，SSPG），稳态下的血糖浓度取决于个体的胰岛素敏感性。此法的优点是能对胰岛素敏感性进行定量分析。缺点是肾上腺素对葡萄糖的代谢影响往往不能被普萘洛尔抑制。而且，肾上腺素偶可引起心律失常，禁用于心血管疾病患者。后来人们用生长抑素（20μg／h）代替肾上腺素，取得更好的效果。由于在SSPG中内源性葡萄糖被高胰岛素血症、高血糖和低胰高糖素强烈抑制，故此时所指的胰岛素敏感性仅代表外周组织对胰岛素的敏感程度。

Graci等应用快速静脉胰岛素耐量试验在普通人群中筛查胰岛素抵抗患者，K值≤4．8为胰岛素抵抗，其精确度为82%，敏感性为83．3%，特异度为80．5%，试验安全、简便、迅速，重复性好。

ITT分为常规（0．1U／kg）和低剂量（0．05U／kg）胰岛素两种方法。虽然两种方法均是安全的，由于诊断效率相近，故多主张采用低剂量法（改良胰岛素耐量试验）。

SSPG的主要缺点是血糖难以达到要求的稳定状态。对胰岛素特别敏感者可能出现低血糖症，而对存在严重胰岛素抵抗者来说，血糖升高可超过肾糖阈值，出现糖尿。此外，生长抑素对许多糖代谢有抑制作用，故对结果也有一定影响。