2型糖尿病患者呼吸丙酮影响因素分析

呼出气中的丙酮是糖尿病的潜在生物标志物,本文利用基于光腔衰荡光谱（cavity ringdown spectroscopy,CRDS）技术的呼吸丙酮分析仪对2型糖尿病患者（type 2 diabetic,T2D）呼出气中的丙酮浓度进行定量测量,分析丙酮与患者临床指标的关系,探索影响呼出气中丙酮浓度的因素,以期为糖尿病呼吸丙酮的临床应用提供参考.利用CRDS技术的呼吸丙酮分析仪测量147名T2D患者（81名男性,66名女性,年龄14~83岁）的512个呼出气体样品和52名健康人（30名男性,22名女性,年龄20~48岁）的119个呼出气体样品.对呼出气中的丙酮浓度与相应的血糖（blood glucose,BG）、糖化血红蛋白（glycohemoglobin A1C,A1C）、性别、年龄、身体质量指数（body mass index,BMI）、糖尿病患病年限及气体样本采集状态等指标,进行相关性统计分析并构建丙酮的多元线性回归模型.结果表明,性别、气体样本采集状态、BMI、年龄、A1C及BG等指标影响T2D患者的呼吸丙酮浓度.健康人呼吸丙酮浓度与性别、年龄及BMI无相关关系.T2D患者呼吸丙酮与BG及A1C均有弱相关关系,相关系数分别为0.093和0.1246.男性呼吸丙酮平均体积分数（1.75×10-6）显著性高于女性（1.15×10-6）,且男性呼吸丙酮浓度随年龄的升高而降低（R=-0.154）.男性呼吸丙酮浓度与BMI呈负相关（R=-0.2）,且BMI〈25的患者呼吸丙酮平均体积分数（1.75×10-6）高于BMI〉25的患者（1.25×10-6）.女性呼吸丙酮浓度与患病年限呈正相关（R=0.17）,而男性呈负相关（R=-0.14）.男性和女性空腹呼吸丙酮浓度均高于餐后2 h的呼吸丙酮浓度.多元线性回归分析结果表明,影响呼吸丙酮浓度的因素为：性别（β=0.374）、气体样本采集状态（β=-0.289）、A1C（β=0.083）、BG（β=0.002）、BMI（β=-0.046）及年龄（β=-0.009）.

基于CRDS技术的2型糖尿病患者呼吸丙酮的测量

目的利用自主搭建的基于光腔衰荡光谱（CRDS）技术的呼吸丙酮分析仪准确快速地获取大量糖尿病患者的呼吸丙酮数据。方法用不同体积分数的标准丙酮气体验证仪器的线性响应；通过呼吸气体分析的金标准气质联用色谱（GC-MS）测得结果与CRDS呼吸丙酮分析仪测得结果的对比测试来验证仪器的准确性。利用该仪器测量30例健康志愿者和260例2型糖尿病（T2D）患者空腹、早餐后2h、午餐后2h和晚餐后2h状态下的917个呼出气体样本。结果CRDS呼吸丙酮分析仪对不同体积分数的丙酮有非常好的线性响应（R=1，P〈0．05）；其与GC—MS对比测试结果的拟合系数R=0．98，表明该仪器的测量结果与金标准相符。260例T2D患者呼吸丙酮体积分数在0．0～10．6×10^-6范围内，30例健康志愿者呼吸丙酮体积分数在（0．1-2．0）×10^-6之间。260例T2D患者平均呼吸丙酮体积分数（（1．5±1．1）×10^-6）是30例健康志愿者的平均呼吸丙酮体积分数（（1．1±0．5）×10^-6）的1．4倍。260例T2D患者空腹、早餐后2h、午餐后2h和晚餐后2h状态下的平均呼吸丙酮体积分数（（1．6±1．2）×10^-6，（1．4±1．0）×10^-6，（1．4±0．9）×10^-6，（1．4±1．2）×10^-6）均高于30例健康志愿者（（1．3±0．3）×10^-6，（1．0±0．6）×10^-6，（1．0±0．6）×10^-6，（1．1±0．4）×10^-6）。未观察到呼吸丙酮与血糖显著的相关性。结论经GC—MS验证后的CRDS呼吸丙酮分析仪可用于实时在线的呼吸丙酮测量。T2D患者具有较高的呼吸丙酮体积分数。糖尿病患者呼吸丙酮体积分数与其生理参数的定量关系还需大样本临床研究。

空腹呼吸丙酮在糖尿病筛查中的应用分析

目的 了解糖尿病患者与健康志愿者空腹呼吸丙酮的分布差异,探索个体指标对空腹呼出气体中丙酮浓度的影响,研究空腹呼吸丙酮单个指标在糖尿病筛查中的作用.方法 利用基于光腔衰荡光谱(CRDS)技术的实时在线呼吸丙酮分析仪,对265名健康受试者、39例1型糖尿病(T1D)患者和300例2型糖尿病(T2D)患者进行空腹呼吸丙酮浓度测量,使用SPSS19.0软件剔除异常值后,与相应的性别、年龄、身高、体质量、身体质量指数(BMI)以及血糖浓度(BGL)等指标进行相关统计分析.应用受试者工作特征(ROC)曲线评价空腹呼吸丙酮浓度用于糖尿病的诊断价值.结果 T1D患者的平均空腹呼吸丙酮浓度[(2.24±1.43)×10-6]明显高于健康志愿者[(1.43±0.55)×10-6]与T2D患者[(1.410.73)×10-6],差异均具有统计学意义(均P<0.05);男性糖尿病患者的平均空腹呼吸丙酮浓度均高于女性患者;健康志愿者的平均空腹呼吸丙酮浓度与年龄呈正相关(R=0.31,P<0.01);T1D患者的平均空腹呼吸丙酮浓度与BMI呈正相关(R=0.33,P<0.05);T2D患者的平均空腹呼吸丙酮浓度与身高呈正相关(R=0.18,P<0.01).以空腹呼吸丙酮浓度诊断T1D的ROC曲线下面积为0.853,敏感度为71.9%,特异性为87.4%,P<0.01;诊断T2D的ROC曲线下面积为0.528,敏感度为54.1%,特异性为55.0%,P>0.05.结论 空腹呼吸丙酮浓度检测对T1D的诊断有意义,对T2D的诊断准确性较低且无统计学意义.

基于1型糖尿病大鼠模型的呼吸丙酮与血糖及血β-羟基丁酸相关性研究

目的 1型糖尿病（T1D）和某些2型糖尿病患者经常患有酮症（高血酮）,呼吸丙酮是糖尿病的一种潜在生物标志物.本研究使用T1D大鼠模型研究呼吸丙酮与血糖（BG）及血β-羟基丁酸（BHB）的关系.方法 使用基于光腔衰荡光谱技术的呼吸丙酮分析仪测定了20只T1D大鼠和18只健康大鼠的呼吸气体丙酮浓度,并同时测定了其BG和血液BHB浓度.结果 与健康大鼠组相比,T1D大鼠组的呼吸丙酮、BG和血液BHB间的差异均具有统计学意义（P＜0.05）.T1D大鼠和健康大鼠的呼吸丙酮与血液BHB呈显著正相关性,而与BG呈显著负相关性;但当T1D大鼠接受胰岛素治疗且血糖浓度趋向正常值时,其呼吸丙酮和血糖浓度的关系由负相关变为正相关.健康大鼠的呼吸丙酮浓度与血糖浓度则无相关性.多元线性回归分析显示,T1D大鼠的呼吸丙酮可用于其血液BHB的预测,使用10只健康大鼠和10只T1D大鼠对该回归模型进行了验证.结论 使用大鼠动物模型进行呼吸气体研究是可行的,其有助于解决人类呼吸分析研究中的定量关系问题.

呼出气中丙酮检测技术的研究进展

糖尿病是21世纪发展最快、影响最广泛的健康问题之一,被称为危害人类健康的第七大杀手。因此,实现对糖尿病的早期诊断与干预对身体健康及社会经济发展意义重大。近年来,呼出丙酮浓度异常作为糖尿病或高血糖标志的研究日益增多,本文对当前呼出丙酮的检测技术研究进展进行了综述,包括气相色谱-质谱法、光腔衰荡光谱法、激光光声光谱技术、金属氧化物半导体气体传感,并对呼出丙酮用于糖尿病或高血糖诊断的前景进行了展望。