毛細管電泳的一個新領域：酒精濫用的檢測和確認

摘要：毛細管電泳（CE）做為一種新的檢測手段正被成功地用于一種長期酒精濫用標記物??糖缺乏轉鐵蛋白（CDT）的檢測。CDT是持續酒精濫用的最特異性標記物，已被廣泛應用于美國人壽保險分析實驗室進行的風險評價。由于該方法的高度自動化，因此效率很高。樣品進樣后，每小時可獲得38個樣品的分析結果。與傳統方法相比，CE 方法可提供可視化的測試結果，從而增強了該方法的特異性。

A New Frontier for Capillary Electrophoresis: Detection and

Confirmation of Alcohol Abuse

Pamela Bean

Abstract：Capillary electrophoresis (CE) is being successfully applied in a new test called carbohydratedeficient transferrin (CDT), which is used to detect chronic alcohol abuse. CDT is considered to be the most specific marker of sustained heavy drinking, and is widely used for risk assessment in the life insurance testing laboratories across the U.S. The CE CDT method is an efficient approach to testing because it can be highly automated. Samples are loaded into the instrument and results are available, typically at the rate of about 38 samples per hour. In contrast to traditional methods, the CE approach provides a visual pattern of test results,which translates into an increased specificity of the new assay.

        對臨床醫生和研究人員而言，確保將發展的新技術及時地應用于相關的診斷化驗及儀器方法是非常必要的。最近，毛細管電泳（CE）技術由于可以在200~60 0 nm 波長范圍內檢測蛋白質，因此大大拓展了臨床的化驗范圍。利用CAPILLARYS^TM 2（Sebia Electrophoresis,Norcross, GA）既可以進行傳統分離又可以進行新型檢測，例如蛋白質（沒有脂質干擾）、免疫分型（一種替代免疫固定測試的全自動方法，已取得專利）、高分辨蛋白（用于感染性疾病研究）及血色素檢測。

        此外，CE 在一項新測試領域?糖缺乏轉鐵蛋白（CDT）的檢測中也取得了突破。CDT 是持續酒精濫用的最特異性標記物，已被廣泛地應用于美國人壽保險分析實驗室進行的風險評價。全球范圍內的酒精濫用復發中心也用其來檢測患者的復發情況。更有趣的是，有7 個歐洲國家的公共安全部門把CDT 測試作為評估和檢測司機是否酒后駕駛的檢測項目之一。

        本文將CDT 檢測的早期方法在圖譜分辨率、自動化以及檢測通量等方面的性能和CE 技術進行了對比。

1 CDT 是什么？

        CDT 是一種體內運送鐵的糖蛋白??轉鐵蛋白的變體。盡管原因尚未完全弄清，但過度飲酒（測試前7 ~ 10天內每天飲酒4 次）會導致轉鐵蛋白的一些糖鏈丟失，因此被稱為糖缺乏轉鐵蛋白。

        自從19 世紀80 年代初期以來，CDT 已被稱為鑒別過度飲酒的一種重要生物標記物。近20年來已有500多篇關于CDT 檢測的論文發表，這些研究結果表明CDT 檢測結果可以極低的假陽性率（≥ 90％的特異性）鑒別約70％的過度飲酒者。盡管還有幾種酒精濫用生物標記物，如微克級谷氨酰轉移酶（GGT）和紅血球細胞中血球的平均量（MCV）也可用于鑒別，但是CDT 的獨特優勢是除了飲酒外，幾乎沒有什么原因促使CDT 升高^[1]。因此，目前60％的美國保險公司在人壽保險申請中用CDT 作為主要的或唯一的確認酒精濫用者的測試標準^[2]。事實上，保險公司對具有下列4 個條件之一的申請者進行CDT 測試：肝酶不正常、HDL（高密度脂蛋白）膽固醇升高、有酒精濫用史，或有疑似過度飲酒的記錄^[3]。

        戒酒3 ~ 4 周后，CD T 回到正常范圍；再度酒精濫用后，CDT 會迅速升高^[4]。如此可通過CDT 來確認病人的飲酒記錄。因此CDT 在酒精濫用治療方案中正發揮著越來越重要的作用。在美國戒酒中心，CDT 測試已被成功地用于監測病人戒酒和再度酒精濫用情況，尤其被那些相信可通過生物標記物監測早期復發來改善治療效果的臨床醫學家們認可^[4,5]。

2 用CE 檢測CDT

        首個獲得美國FDA（食品及藥品管理局）批準的CDT 測試技術是CDT 的濁度免疫測定盒（CDT TIA, Axis Shield, Dundee, Scotland）^[6]。2005年年初，第二個被FDA 批準的CDT 測試技術就是CAPILLARYS CDT 測試。在人血清中CDT 的分析中，CE已顯示了很好的測試精確性^[7,8] 。在CAPILLARYS 測試中，血清樣品中鐵傳遞蛋白和CDT 在毛細管內以不同速度運動。測試結果以CDT 的百分含量的形式給出，判斷的臨界標準是1.3%。同批次實驗間及總精密度的變化范圍是2% ~ 18%，日內變化小于3％。濁度免疫測定盒測試結果與CE CDT 測試結果的線性回歸相關系數是0.94。

2.1 CE CDT 的優點

        就技術而言，CE CDT 檢測是個簡單的系統，不需要技術人員過多的操作，因此可節約人力。技術人員只需將樣品放到儀器上，幾小時后可以回來取結果。樣品放在樣品架上后，儀器可自動掃描條碼、分析樣品并給出結果。系統每小時可處理38 個樣品，并自動計算出CDT 的百分含量結果。

        就性能而言，與早期的CDT 檢測相比較，CE CDT 的顯著優勢是能夠提供可視化的分析結果，進而提高檢測的特異性。也就是說，根據CE 譜圖可直接判斷樣品中是否存在CDT，為CDT 的存在提供了可視化證據，這是采用早期CDT 檢測方法無法做到的。因為在濫用酒精情況下形成的峰模式是特異性的（圖1），因此可以和采用早期方法檢測的假陽性情況進行比較。采用CE 的方法，可以區分酒精濫用、轉鐵蛋白基因變異（圖2）和與酒精無關的肝變化（圖3）的情況。在臨床上，CE 方法不僅有助于提高新測試方法的特異性，而且在同批次測試中，可用來篩選和確認陽性結果。因為這兩種測試可在一次檢測中同時進行，因此采用CE 方法可以為實驗室節省大量的費用。

2.2 CE CDT 的應用

        目前，CDT 的測試結果有兩種應用。一種是通過簡單觀察CDT 的測試結果來判斷酒精濫用者。如果測試結果超出了臨界值（1.3%），受試者被診斷為酒精濫用者，即男性每天飲酒4次，女性3 次。對任何一個申請者，人壽保險公司都采用這種方法來確認可疑的酒精濫用者。這種改進的CDT 檢測方法可在一次測試中同時完成篩選和確認CDT 陽性。這將極大地提高CDT測試在人壽和健康保險業中的價值。

        另一種應用是檢測戒酒和酒精濫用的復發情況。這需要研究一段時間內的CDT 測試譜圖。在一項住院治療酒精和化學藥品依賴性的研究中（Rogers Memorial Hospital, Oconomowoc, WI），人們用CE CDT 測試來監測患者的復發情況。接受治療的40 位酒精依賴性患者在治療前的30 天內平均每天飲酒4.5 次。檢測結果表明他們的平均CDT 值為1.8%。在治療期間，患者平均每天飲酒少于1 次。當治療結束后，飲酒基線的平均值降為1％。在停止治療1 個月后，患者的飲酒量為平均每天一次，CDT值保持在1.2%，幾乎沒有變化。這些結果確認了以前的研究結果，即對于接受治療的酒精濫用者和酒精依賴性患者，減少飲酒量一段時間后，CDT 值會降低。

        在交通醫學領域中采用生物標記物反映了測試酒精濫用的最新進展。在Wisconsin 州即將開展一項新的研究，即采用生物標記物，包括CDT 測試，來評估醉酒司機的慢性過度飲酒情況，并對那些多次酒后駕車的司機進行強制性治療。

        毫無疑問，對于正在尋求精確、方便和費用低的新方法的實驗室人員來說，CDT 測試的自動化和高準確度必將促進該方法的廣泛應用。

參考文獻

1. Bean, P. State of the art: contemporary biomarkers of alcohol consumption. Medical Laboratory Observer. http://www.mlo-online.com/articles/1105/1105cover_story.pdf (posted Nov 2005).

2. Hank, G. Market research, 2005. http://www.hankgeorge.com/index.html.

3. Daniel, P. Correlation of results of two alcohol marker tests, CDT and HAA, with other laboratory test results. J. Acad. Life Underwriting 1997,13, 67-72.

4. Allen, J.P.; Anton, R. Biomarkers as Aids to Identification of Relapse in Alcoholic Patients. In Recent Developments in Alcoholism: Research on Alcoholism Treatment; Galanter, M., Ed.; Plenum Press: New York, NY, 2003; vol. XVI.

5. Javors, M.; Bean, P.; King, T.; Anton, R. Biochemical Markers for Alcohol Consumption. In Handbook of Clinical Alcoholism Treatment;Johnson, B.; Ruiz, P.; Galanter, M., Eds.;Lippincott Williams & Wilkins: Philadelphia, PA,2003; pp 62-79.

6. Bean, P.; Liegmann, K.; Lovli, T.; Westby, C.;Sundrehagen, E. Semiautomated procedures for
evaluation of CDT in the diagnosis of alcohol abuse. Clin. Chem. 1997, 43, 983-9.

7. Lanz, C.; Kuhn, M.; Deiss, V.; Thormann, W.Improved capillary electrophoresis method for the determination of carbohydrate-deficient transferrin in patient sera. Electrophoresis 2004,25, 2309-18.

8. Lanz, C.; Marti, U.; Thormann, W. Capillary zone electrophoresis with a dynamic double coating for analysis of carbohydrate-deficient transferrin in human serum. Precision performance and pattern recognition. J. Chromatogr. A 2003, 1013,131-47.