JP6780290B2 - 糖化ヘモグロビンの測定方法及び糖化ヘモグロビン測定装置 - Google Patents

糖化ヘモグロビンの測定方法及び糖化ヘモグロビン測定装置 Download PDF

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Description

本発明は、液体クロマトグラフィーにより血液試料中の糖化ヘモグロビンを測定する方法と装置に関するものであり、詳しくは、異常ヘモグロビンを含有する血液試料が混在する可能性のある血液試料群について、糖尿病診断の指標となる糖化ヘモグロビンの測定を実施可能な糖化ヘモグロビンの測定方法と測定装置に関するものである。
ヘモグロビンは、2個のα鎖及び2個のβ鎖からなるα2β2の構造を持ち、全ヘモグロビンの約97%を占めるヘモグロビンAの他、2個のα鎖及び2個のγ鎖からなるα2γ2構造を持ち、全ヘモグロビンの1%弱を占めるヘモグロビンF、2個のα鎖及び2個のδ鎖からなるα2δ2構造を持ち、全ヘモグロビンの1%弱を占めるヘモグロビンA2から構成される。
ヘモグロビンは、血中に存在する糖(血糖)やその代謝物と非酵素的に結合(糖化)して糖化ヘモグロビンを形成する。全ヘモグロビンの大半を占めるヘモグロビンAが糖化したヘモグロビンA1は、厳密には糖化ヘモグロビンの全てではないが、臨床的に糖化ヘモグロビンと同義に扱われることが多い。ヘモグロビンA1は、更にA1a、A1b、A1cに分離できるが、食事等による一時的な血糖値の上昇に影響されず、過去2から3ヶ月間の血糖値の変化を反映して濃度が変化する、いわゆる安定型のヘモグロビンA1c(以下「sA1c」と略記することがある)の全ヘモグロビンに対する割合(以下A1c%と略記することがある)は、糖尿病の診断や、糖尿病患者の経過観察の指標として広く用いられている。
糖化ヘモグロビンの測定は、従来、液体クロマトグラフィーの手法により実施されている。液体クロマトグラフィーによる糖化ヘモグロビンの測定には、大別すると、イオン交換物質を固定した充填材を用い、種々のヘモグロビンをその電荷の相違を利用して分画して測定する陽イオン交換クロマトグラフィーによる測定方法と、糖に対して親和性の高いアミノフェニルボロン酸基を固定した充填材を用いるアフィニティークロマトグラフィーによる測定方法とがある。アフィニティークロマトグラフィーによる測定方法は、糖鎖部分に対する親和性を利用することから、sA1cを含む種々の糖化ヘモグロビンを測定することになる(非特許文献2)が、この場合も全ヘモグロビンに対する糖化ヘモグロビンの割合が利用される。一方、陽イオン交換クロマトグラフィーによる測定方法では、種々のヘモグロビンを分離したうえで、sA1cのみを測定し、全ヘモグロビンに対する割合A1c%を計算することができる。
ヘモグロビンには、ヘモグロビン遺伝子に変異が生じることにより生じるヘモグロビンE、ヘモグロビンD、ヘモグロビンS、ヘモグロビンCなどの様々な異常ヘモグロビンも存在する。そして近年、希にではあるが、糖化ヘモグロビンの測定を実施すべき血液試料がかかる遺伝子変異の結果生じた種々の異常ヘモグロビンを含有する場合、アフィニティークロマトグラフィーによる測定方法では血液試料を提供した被験者の症状を反映する測定結果が得られる一方で、陽イオンクロマトグラフィーによる測定方法では、sA1c%測定値が低い値を示し、時として血液試料を提供した被験者の症状を反映し難いことがある、と報告されている(非特許文献1−3)。
特開平9−264889号公報
R.R.Little and W.L.Roberts,J Diabetes Sci Technol, Vol 3(3),446−451(2009). R.R.Little et al., Clin Chem, Vol 54(8), 1277−1282(2008). L.Bry et al., Clin Chem, Vol 47(2), 153−163(2001).
測定を実施すべき血液試料が異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS又は異常ヘモグロビンCを含有する場合、陽イオン交換クロマトグラフィーによってsA1cの測定を実施すると、ヘモグロビンAの非糖化成分であるA0と同時又はその後に、これら異常ヘモグロビン成分の一部が溶出する。この場合、それに対応する顕著なピークをA1c%の計算から除外しても、A1c%は低値を示してしまう一方で、アフィニティークロマトグラフィーによる糖化ヘモグロビンの測定では、全ヘモグロビンに占める糖化ヘモグロビンの値は影響を受けないことが認められた。そこで本発明は、全世界的に保因者の多いことが知られている異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS又は異常ヘモグロビンCを含有する血液試料を陽イオン交換クロマトグラフィーにより測定する場合に、それらの異常ヘモグロビンによる影響を排除して、血液試料を提供した被験者の症状を反映するA1c%の測定結果を得ようとするものである。
本発明者らは、異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS又は異常ヘモグロビンCを含有する血液試料を陽イオン交換クロマトグラフィーに供してクロマトグラムを取得し、分析した結果、健常者のクロマトグラムにはないピークが出現することを見いだした。更に、このピークの面積に基づいて補正したA1c%を算出すると、その補正された結果は異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS又は異常ヘモグロビンCの影響を受けにくいとされるアフィニティークロマトグラフィーによる測定結果と良好に相関することを見いだし、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、完成するに至ったものである。
[1] 安定型糖化ヘモグロビンsA1cの測定方法であって、(1)血液試料を溶血後、陽イオン交換クロマトグラフィーに供してsA1cを他のヘモグロビンから分離して溶出し、各ヘモグロビン分画の溶出を示すクロマトグラムを取得する工程、(2)取得したクロマトグラムからsA1cのピークを同定し、そのピーク面積を計算する工程、(3)取得したクロマトグラムから、sA1c以外のヘモグロビンのピークを同定し、それらのピーク面積を計算する工程、及び、(4)全ヘモグロビンのピーク面積に占めるsA1cのピーク面積の割合(%)を計算する工程、(5)ヘモグロビンAの非糖化ピークの後ろに出現するピークから異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS又は異常ヘモグロビンCの非糖化ピークを同定する工程(6)同定された異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS又は異常ヘモグロビンCの非糖化ピーク面積等を用いて、その糖化ピークの面積を推定する工程を含み、その推定計算結果を用いて上記工程4におけるsA1cのピーク面積の割合(%)を補正することを特徴とする、その方法。
[2] 工程5において、異常ヘモグロビンD又は異常ヘモグロビンSのピークが同定されたときに、その異常ヘモグロビンD又は異常ヘモグロビンSの糖化ピークはヘモグロビンAの非糖化ピークA0と重なって溶出され、かつsA1cのヘモグロビンAに関わる全ピーク面積の和に対する割合は、その異常ヘモグロビンの糖化ピーク面積のその他のピークの面積の和に対する割合に等しいという前提の元に、sA1cピーク面積のヘモグロビンAに関わる全ピーク面積に対する割合(%)を補正する、[1]に記載の方法。
[3] 前記工程5において、異常ヘモグロビンCのピークが同定されたときに、その異常ヘモグロビンCの糖化ピークはヘモグロビンAの非糖化ピークA0の後ろに溶出されるという前提の元に、sA1cのピーク面積のヘモグロビンAに関わる全ピーク面積に対する割合(%)を補正する、[1]に記載の方法。
[4] 前記工程5において、異常ヘモグロビンD又は異常ヘモグロビンSのピークが同定されたときに、その異常ヘモグロビンD又は異常ヘモグロビンSの糖化ピークはヘモグロビンAの非糖化ピークA0と重なって溶出され、かつsA1cのヘモグロビンAに関わる全ピーク面積の和に対する割合は、その異常ヘモグロビンの糖化ピーク面積のその他のピークの面積の和に対する割合に等しいという前提の元に、sA1cピーク面積のヘモグロビンAに関わる全ピーク面積に対する割合(%)を以下の式に従って補正する、[1]又は[2]に記載の方法。
[数1]
A1c%=100sA1c/(A0+α)=100X1c/(X0+β+X1c)
A´=A0+X1c
X1c=[(A´+α−sA1c)
−√{(A´+α−sA1c)−4sA1c(X0+β)}]/2
ここで、A´はA0とそれと同時に溶出する異常ヘモグロビンの糖化ピーク面積の和で、クロマトグラム上はA0として観測されるピーク面積。sA1c、A0はそれぞれヘモグロビンAの糖化、非糖化ピーク面積、X1c及びX0はそれぞれA0と同時に溶出される異常ヘモグロビンの糖化ピーク面積、A0の後で溶出される異常ヘモグロビンの非糖化ピーク面積を表し、又、α=A1a+A1b+LA1c+sA1c、βはA0から後ろに溶出されるピーク総面積からX0を除いたものである。
[5] 前記工程5において、異常ヘモグロビンCのピークが同定されたときに、その異常ヘモグロビンCの糖化ピークはヘモグロビンAの非糖化ピークA0の後ろに溶出されるという前提の元に、sA1cのピーク面積のヘモグロビンAに関わる全ピーク面積に対する割合(%)を以下の式に従って補正する、[1]又は[3]に記載の方法。
[数2]
A1c%=100sA1c/(A´+α)
ここで、A´はクロマトグラム上A0として観測されるピーク面積。sA1c、A0はそれぞれヘモグロビンAの糖化、非糖化ピーク面積、又、α=A1a+A1b+LA1c+sA1cである。
[6] 安定型糖化ヘモグロビンsA1cの測定装置であって、
(1)溶血した血液試料を導入するための試料導入手段、
(2)陽イオン交換能を有する樹脂からなる分離手段、
(3)液体を移送するための送液手段、
(4)前記分離手段から溶出するヘモグロビンを検出しクロマトグラムを得るための検出手段、
(5)前記検出手段が検出したクロマトグラムを分析するための分析手段、
の各手段を備え、前記分析手段は、
a)クロマトグラムに出現したピーク面積を計算するためのベースラインの設定、
b)クロマトグラムに出現したピークがいずれのヘモグロビンに由来するものであるかの同定、
c)クロマトグラムに出現したピーク面積の計算、
d)全ヘモグロビンのピーク面積に占めるsA1cのピーク面積の割合(%)の計算、
を実施するものであり、上記bにおいて異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS又は異常ヘモグロビンCのピークが同定されたときには、その異常ヘモグロビンのピークの面積を計算し、その計算結果を用いて上記dにおいてsA1cのピーク面積の割合(%)を補正し、その補正したsA1cのピーク面積の割合(%)を測定することを特徴とする、前記装置。
[7] ヘモグロビンAの非糖化ピークの後に出現する最も顕著なピークを異常ヘモグロビンD,異常ヘモグロビンS又は異常ヘモグロビンCのピークとして同定し、分析手段において上記分析を実施することを特徴とする[6]に記載の測定装置。
[8] 前記bにおいて、異常ヘモグロビンD又は異常ヘモグロビンSのピークが同定されたときに、前記dにおいてその異常ヘモグロビンD又は異常ヘモグロビンSの糖化ピークはヘモグロビンAの非糖化ピークA0と重なって溶出され、かつsA1cピーク面積のヘモグロビンAに関わる全ピーク面積の和に対する割合は、その異常ヘモグロビンの糖化ピーク面積のその他のピークの面積の和に対する割合に等しいという前提の元に、sA1cのピーク面積の割合(%)を補正する、[6]又は[7]に記載の測定装置。
[9] 前記bにおいて、異常ヘモグロビンCのピークが同定されたときに、前記dにおいてその異常ヘモグロビンCの糖化ピークはヘモグロビンAの非糖化ピークA0の後ろに溶出されるという前提の元に、sA1cのピーク面積の割合(%)を補正する、[6]又は[7]に記載の測定装置。
以下、本発明を詳細に説明する。後述する実施例に示した条件下では、異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS及び異常ヘモグロビンCを含有する血液試料を陽イオン交換クロマトグラフィーに供すると、それぞれ図3A、図3B及び図3Cのようなクロマトグラムが取得できる。このクロマトグラムを、健常者の血液試料を陽イオンクロマトグラフィーに供して得たクロマトグラム(図2)と比較すると、非糖化のヘモグロビンAのピーク(A0)の後ろに各異常ヘモグロビンに対応した顕著なピーク(H−V0、H−V1及びH−V2)が出現する。
また、本発明においてH−V0、H−V1及びH−V2とは、クロマトグラム上において、溶離液の組成とその流速によってその同定溶出時間が設定されたヘモグロビンA以外の顕著なピークのことを指す。これらのH−V0、H−V1及びH−V2のピークは、各異常ヘモグロビンに由来する非糖化ピークであると推定され、また各異常ヘモグロビンの糖化ピークはA0と同時に溶出されると推定される。
そこで本発明では、異常ヘモグロビンに由来すると考えられるA0と同時に溶出されるピーク面積、つまり、A0と同時に溶出される糖化異常ヘモグロビンピークの面積の、異常ヘモグロビンの顕著な非糖化ピーク(H−V0、H−V1又はH−V2)を含む異常ヘモグロビンに由来すると考えられるA0以降に溶出するピーク面積に対する割合について次のような仮定のもとにその異常ヘモグロビン検体を測定した際に、ヘモグロビンAに関するA1c%の補正が行えることを見出した。
本発明は、ヘモグロビンAに関する糖化ピークsA1cのA0を含むヘモグロビンAに由来するA1a,A1b,LA1cとsA1cの和に対する割合は異常ヘモグロビンの場合も同じであるという仮定に基づいて、A1c%を補正することを特徴とする。具体的には、A0と同時に溶出する異常ヘモグロビンの糖化ピークは、クロマトグラム上で分離できないという課題を解決するため、前記仮定に則り、
A1c%=100sA1c/(A0+α)=100X1c/(X0+β+X1c) 式(1)
A´=A0+X1c 式(2)
を満足する、
X1c=[(A´+α−sA1c)
−√{(A´+α−sA1c)−4sA1c(X0+β)}]/2 式(3)
でX1c及びA0を推定し、式(1)の100sA1c/(A0+α)から補正されたA1c%を計算することで前記課題を達成することが可能となった。
ここで、A´はA0とそれと同時に溶出する異常ヘモグロビンの糖化ピーク面積の和を指す。A0とそれと同時に溶出する異常ヘモグロビンの糖化ピークは、クロマトグラム上では分離できず、その和として観測される。sA1c、A0はそれぞれヘモグロビンAの糖化、非糖化ピーク面積、X1c及びX0はそれぞれA0と同時に溶出される異常ヘモグロビンの糖化ピーク面積、A0の後で溶出される異常ヘモグロビンの非糖化ピーク面積を表す。また、α=A1a+A1b+LA1c+sA1c、βはA0から後ろに溶出されるピーク総面積からX0を除いたものである。
なお、異常ヘモグロビンとして、H−V2ピーク、つまり異常ヘモグロビンCが検出された際は、その糖化ピークもA0から後に溶出される可能性が高いため、式(2)の仮定は適用できず、補正A1c%は式(1)でA0=A´とおいて、
A1c%=100sA1c/(A´+α) 式(4)
を計算することで前記課題を達成することが可能となった。
また本発明を用いることによって、異常ヘモグロビンに由来すると考えられるA0以降に溶出するピーク面積、つまり異常ヘモグロビンの顕著な非糖化ピーク(H−V0、H−V1又はH−V2)と、A0と同時に溶出する異常ヘモグロビン糖化ピークの和に対する異常ヘモグロビン糖化ピークの割合を、上記式を用いて算出することができれば、異常ヘモグロビンが異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS、異常ヘモグロビンC以外であっても算出することができる。
本発明の測定方法は、自動化した測定装置により容易に実施することが可能であり、(1)溶血した血液試料を導入するための試料導入手段、(2)陽イオン交換能を有する樹脂からなる分離手段、(3)液体を移送するための送液手段、(4)前記分離手段から溶出するヘモグロビンを検出しクロマトグラムを得るための検出手段、(5)前記検出手段が検出したクロマトグラムを分析するための分析手段、との各手段により構成される装置を例示することができる。さらに本発明は、上記(1)〜(5)の手段をコンピューターに実行させる安定型糖化ヘモグロビンsA1cの測定プログラムにも関する。
上記(1)の試料導入手段は、一定量の血液試料を後述する分離手段に導入するためのものであり、市販のオートサンプラーを使用すること、六方バルブを用いるなどして構成することができる。なお、sA1cの測定は、溶血した血液試料を使用するが、試料導入手段で溶血操作を実施しても良いし、溶血操作を実施後の血液試料を試料導入手段に供するようにしても良い。溶血は、血球成分を含む血液試料を高張液に添加する等により行えば良い。
上記(2)の陽イオン交換能を有する樹脂からなる分離手段は、スルホン系等の、いわゆる陽イオン交換クロマトグラフィー用の修飾基を結合した樹脂を充填したカラム等を使用することができる。陽イオン交換クロマトグラフィー用の樹脂としては、例えば非多孔性陽イオン交換体等が例示でき、また、かかる樹脂を充填したカラムとしては、例えば東ソー(株)製の非多孔性陽イオン交換体カラム TSKgel(登録商標) SP−NPR 等を例示することができる。
上記(3)の液体を移送するための送液手段は、試料導入手段から導入された血液試料やヘモグロビンを溶出させるための溶離液を分離手段に移送するためのものであり、ポンプを例示することができる。なお、溶離液としては、従来から種々のものが利用されており、例えば塩濃度の異なる3種類の溶離液を利用してグラジエント溶出させるためのミキサー等を装備しても良い。
上記(4)の、分離手段から溶出するヘモグロビンを検出しクロマトグラムを得るための検出手段は、ヘモグロビンを検出できるものであれば制限はなく、例えば蛋白質であるヘモグロビンの溶出を415nmの吸光度に基づいて検出可能な吸光検出器や、電気伝導度検出器等を例示できる。
上記(5)の分析手段は、検出手段が検出したクロマトグラムを分析するための手段であるが、本発明の測定装置はこの分析手段に特徴を有する。この分析手段は、まず、クロマトグラムに出現したピーク面積を計算するためのベースラインの設定を行う。ベースラインの設定方法は種々提案されているが(例えば特許文献1参照)、特に制限はない。ベースラインの設定に続いて、クロマトグラムに出現したピークがいずれのヘモグロビンに由来するものであるかを同定する。この同定のためには、装置にヘモグロビンごとに予想される溶出時間を記憶する記憶手段を設け、溶出時間から同定を行うように構成することができる。なお、ベースラインの設定とピーク同定は順序が逆になっても良い。このようにしてクロマトグラムに出現した各ピーク面積の計算を行った後に、sA1cのピーク面積を全ヘモグロビンのピーク面積の和で割った割合(%)を求めるが、ピーク同定の際に異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンSに対応したピーク、それぞれH−V0、H−V1が同定されたときは、クロマトグラムの全ピーク面積合計(Total area)及びA1a、A1b,HbF、LA1c、sA1c、A´、H−V0又はH−V1の各ピーク面積を計算しておき、式(3)によりX1c面積、又式(2)によりA0面積を確定し、式(1)により、A1c%を算出する。
なお、ピーク同定の際、異常ヘモグロビンCに対応したピーク、H−V2が同定されたときは、A1a、A1b,HbF、LA1c、sA1c、A´、H−V2の各ピーク面積を計算しておき、式(4)からA1c%を算出する。この際、式(4)の分母は、Total area、X0及びβの各ピーク面積を計算しておき、Total area−X0−β−HbFで計算してもよい。
上記分析手段は、検出手段で検出したクロマトグラムについて上記のような分析を実施できれば制限されず、例えばプロセッサを備えたコンピューターに上記分析のためのプログラムをインストールすることにより構成することができる。かかるコンピューターは、本発明の装置に一体不可分に組み込まれた形態であっても良いし、いわゆる外付けの形態であっても良い。
本発明に係る測定装置を図5に基づいて更に具体的に説明する。試料導入手段11に導入された溶血した血液試料は、分離手段13に送られ、さらに送液手段12により溶離液が分離手段13に送られることにより、ヘモグロビン類が分画されて溶出する。溶出されたヘモグロビンは、検出手段14により検出されて、クロマトグラムを与え、得られたクロマトグラムが分析手段15により分析される。分析手段15は、ベースライン設定モジュール16、ピーク同定モジュール17、ピーク面積計算モジュール18、及びsA1c割合計算モジュール19を含み、まずベースライン設定モジュール16が、クロマトグラムに出現したピーク面積を計算するためのベースラインの設定を行う。続いて、ピーク同定モジュール17が、クロマトグラムに出現したピークがいずれのヘモグロビンに由来するものであるかを同定する。ここでピーク同定モジュール17は、例えば、記憶手段に予め記憶された異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS及び異常ヘモグロビンCを含有しない血液試料のクロマトグラムと、検出手段14により与えられたクロマトグラムとを比較することにより、それぞれ異常ヘモグロビンD、S、Cに由来するピーク(H−V0、H−V1、H−V2)の有無を判定することができる。他の特定方法として、例えば、異常ヘモグロビンD、S又はCを含有する血液試料のクロマトグラムから得られた異常ヘモグロビンに由来するピークの溶出時間を記憶手段に予め記憶しておき、クロマトグラム上の当該時間に該当するピークが出現するかどうかを判断して、ピークが出現した場合にはそのピークを異常ヘモグロビンD、S又はCに由来するピーク(H−V0、H−V1、H−V2)と同定することも例示できる。続いて、ピーク面積計算モジュール18が各ヘモグロビン類のピーク面積を計算する。最後に、sA1c割合計算モジュール19が、全ヘモグロビンのピーク面積の和に対するsA1cのピーク面積の割合(%)、A1c%を求める。ここでピーク同定モジュール17が異常ヘモグロビンD、S又はCに由来するピークを同定した場合、sA1c割合計算モジュール19は、本発明の特徴であるA1c%を補正するものである。当然のことであるが、ピーク同定モジュール17にて異常ヘモグロビンD、S又はCに由来するピークが同定されなかった場合には、A1c%計算モジュール19は、A1c%について補正を行うことなくA1c%を計算する。具体的には、ピーク同定モジュール17が、H−V0又はH−V1が存在すると判定したときは、クロマトグラムの全ピーク面積合計(Total area)及びA1a、A1b,HbF、LA1c、sA1c、A´、H−V0又はH−V1の各ピーク面積を計算しておき、式(3)によりX1c面積を得て、式(2)によりA0面積を確定し、式(1)により、A1c%を算出する。一方、ピーク同定モジュール17が、H−V2が存在すると判定したときは、A1a、A1b,HbF、LA1c、sA1c、A´、H−V2の各ピーク面積を計算し、式(4)からA1c%を算出する。或いは、Total area、X0、β及びHbFの各ピーク面積を計算し、式(4)の分母をTotal area−X0−β−HbFで計算して、A1c%を算出する。
以上の様にして計算したA1c%に、更にNational Glycohemoglobin Sandardization Program(NGSP)、国際臨床化学連合(IFCC)、日本糖尿病学会(JDS)等の各学会が定めた標準品を用いてキャリブレーションを行い、補正することで当該学会が定めた基準に沿った診断等を実施するための指標となるA1c%を計算することができ、また異常ヘモグロビンD、S、及びCによる影響を排除して、アフィニティークロマトグラフィーによる測定結果との良好な相関を達成できる。こうして分析手段15により分析された結果は、出力手段20を介して表示又は印字することもできる。本発明は、分析手段内の各モジュールをコンピューターに実行させる安定型糖化ヘモグロビンsA1cの測定プログラムにも関する。
図6は、分析手段15をハードウェア構成から説明した図である。分析手段15は、プロセッサー21、メモリ22、出力インターフェース23、補助記憶手段24、入力インターフェース25、入力手段26等を備える。プロセッサー21は、補助記憶手段24に記載されるプログラムを実行することにより、上述した分析手段15が果たす機能を実現するための処理を実行する。メモリー22には、プロセッサ21が実行中のプログラムや、このプログラムにより一時的に使用されるデータが記憶される。メモリー22は読み出し専用メモリ(ROM)やランダムアクセスメモリ(RAM)を含んでも良い。上記21〜26はデータバス27により電気的に接続されている。出力インターフェース23は、クロマトグラムや計算したsA1cの割合(%)をモニターやプリンター等の出力手段へ出力するインターフェース回路である。入力インターフェース25は、検出手段から出力されるクロマトグラムを入力するインターフェース回路である。入力手段26は、ユーザーの操作入力を受け付けるためのものであり、装置の起動、終了、血液試料に関する情報等を入力するため、キーボード等の通常の入力機器を備える。各手段は、バスで電気的に接続されている。
本発明の測定装置において、上記例示したようにモニターやプリンター等の表示手段を装備する場合には、異常ヘモグロビンD、S、Cに由来するピーク(それぞれH−V0、H−V1、H−V2)が同定された場合にはその旨をこれらの表示手段に表示して注意を喚起することができる。また、H−V0、H−V1又はH−V2が同定された血液試料に関する測定結果(A1c%)とともに本発明を適用した旨を表示するように構成することも例示できる。
測定を実施すべき血液試料が異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS又は異常ヘモグロビンCを含有する場合、陽イオン交換クロマトグラフィーによってsA1cの測定を実施すると、異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS又は異常ヘモグロビンC由来の顕著なピークを除外して計算しても、全ヘモグロビンに占めるsA1cの値が低値を示すことが報告されているが、本発明によれば、異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS又は異常ヘモグロビンCによる影響を排除して、それらの異常ヘモグロビンの影響を受けにくいと報告されているアフィニティークロマトグラフィーによる測定結果との良好な相関を達成し、血液試料を提供した被験者の症状を反映するA1c%の測定結果を得ることが可能となる。
異常ヘモグロビンDを含有する血液試料と、異常ヘモグロビンDを含有しない血液試料について、アフィニティークロマトグラフィーによる測定結果と陽イオン交換クロマトグラフィーによる測定結果との相関を示す図である。 異常ヘモグロビンSを含有する血液試料と、異常ヘモグロビンSを含有しない血液試料について、アフィニティークロマトグラフィーによる測定結果と陽イオン交換クロマトグラフィーによる測定結果との相関を示す図である。 異常ヘモグロビンCを含有する血液試料と、異常ヘモグロビンCを含有しない血液試料について、アフィニティークロマトグラフィーによる測定結果と陽イオン交換クロマトグラフィーによる測定結果との相関を示す図である。 異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS及び異常ヘモグロビンCを含有しない血液試料について、陽イオン交換クロマトグラフィーによって得られたクロマトグラムである。 異常ヘモグロビンDを含有する血液試料について、陽イオン交換クロマトグラフィーによって得られたクロマトグラムである。 異常ヘモグロビンSを含有する血液試料について、陽イオン交換クロマトグラフィーによって得られたクロマトグラムである。 異常ヘモグロビンCを含有する血液試料について、陽イオン交換クロマトグラフィーによって得られたクロマトグラムである。 異常ヘモグロビンDを含有する血液試料と、異常ヘモグロビンDを含有しない血液試料について、アフィニティークロマトグラフィーによる測定結果と、異常ヘモグロビンDに対応した顕著なピーク(H−V0)面積、その他クロマトグラム上のピーク面積情報に基づいて、A1c%を補正することに基づく本発明の方法によって得られた測定結果との相関を示す図である。 異常ヘモグロビンSを含有する血液試料と、異常ヘモグロビンSを含有しない血液試料について、アフィニティークロマトグラフィーによる測定結果と、異常ヘモグロビンSに対応した顕著なピーク(H−V1)面積、その他クロマトグラム上のピーク面積情報に基づいて、A1c%を補正することに基づく本発明の方法によって得られた測定結果との相関を示す図である。 異常ヘモグロビンCを含有する血液試料と、異常ヘモグロビンCを含有しない血液試料について、アフィニティークロマトグラフィーによる測定結果と、異常ヘモグロビンCに対応した顕著なピーク(H−V2)面積、その他クロマトグラム上のピーク面積情報に基づいて、A1c%を補正することに基づく本発明の方法によって得られた測定結果との相関を示す図である。 本発明の測定装置を説明するための図である。 本発明の測定装置を説明するための図である。
図1A、図1B及び図1Cは、それぞれ異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS及び異常ヘモグロビンCを含有する血液試料(それぞれ38、33及び53種)とそれらの異常ヘモグロビンを含有しない血液試料(22種、白抜き)について、アフィニティークロマトグラフィーによる測定結果と陽イオン交換クロマトグラフィーによる測定結果との相関を示す図である。なお前者については、市販の装置(Sebia社 Capillarys2)により異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS及び異常ヘモグロビンCを含有することを確認した。
アフィニティークロマトグラフィーによる測定は、市販の装置(Trinity Biotech社 Ultra)により、陽イオンクロマトグラフィーによる測定は、非多孔性陽イオン交換体カラムを装備した東ソー(株)製自動グリコヘモグロビン分析計HLC−723G8(商品名)を用いた陽イオン交換クロマトグラフィーによる測定結果である。
図1A,図1B及び図1Cの縦軸は陽イオン交換クロマトグラフィーによる測定結果、横軸はアフィニティークロマトグラフィーによる測定結果を示し、いずれの結果も全ヘモグロビンに占めるsA1cの割合(%)であり、いずれも専用試薬を用いて装置をキャリブレーション後、装置から出力された測定結果をそのままプロットしたものである。
異常ヘモグロビンを含有しない血液試料(22種、白抜き)ではアフィニティークロマトグラフィーの結果と陽イオン交換クロマトグラフィーの結果は良好な相関性を示したが、異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS又は異常ヘモグロビンCを含有する血液試料(それぞれ、38、33及び53種、いずれも黒塗り)では、陽イオン交換クロマトグラフィーの結果はアフィニティークロマトグラフィーの結果と比較して低い値を示すことが分かる。
図2は、健常者の血液試料を、陽イオン交換クロマトグラフィー測定に供して得たクロマトグラムの例である。健常者の血液試料では、ヘモグロビンAのピーク(A0)の後ろに他の成分に由来する顕著なピークは出現しない。一方、図3A,図3B及び図3Cは、それぞれ異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS及び異常ヘモグロビンCを含有する被験者の血液試料を、陽イオン交換クロマトグラフィー測定に供して得たクロマトグラムの例である。これら図3A,図3B及び図3Cから明らかなように、異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS及び異常ヘモグロビンCを含有する血液試料では、ヘモグロビンAの(A0)の後ろに、図2では観察されなかったそれら異常ヘモグロビンに由来する顕著なピーク(それぞれH−V0,H−V1及びH−V2)が出現する。
このように、異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS及び異常ヘモグロビンCに由来するピーク(それぞれH−V0,H−V1及びH−V2)は、それらの異常ヘモグロビンを含有しない血液試料のクロマトグラムと比較することにより同定することができる。従って、所定の条件下、H−V0,H−V1及びH−V2が出現する溶出時間(図の例では、それぞれ1.0分、1.2分、1.3分)を記憶しておけば、同一条件下でsA1cの測定を実施する限り、溶出時間から異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS又は異常ヘモグロビンCに由来するピークを同定することが可能である。
実施例1
異常ヘモグロビンDを含有する血液試料について、陽イオン交換クロマトグラフィーによって得たクロマトグラム(図3A)において、クロマトグラムの全ピーク面積合計(Total area)及びA1a、A1b,HbF、LA1c、sA1c、A´、H−V0の各ピーク面積を計算し、式(3)によりX1c面積を得て、式(2)によりA0面積を確定し、式(1)により、A1c%を算出する本発明の方法を実施した。なお、H−V0のピーク検出レンジは1.00±0.07分とした。
(1)A´のピーク面積
クロマトグラムから、A´のピーク面積を921.2と計算した。
(2)αのピーク面積
クロマトグラムから、αのピーク面積を8.0+6.7+38.1+63.9=116.7と計算した。
(3)sA1cのピーク面積
クロマトグラムから、sA1cのピーク面積を63.9と計算した。
(4)X0のピーク面積
クロマトグラムから、X0=H−V0のピーク面積を576.7と計算した。
(5)βのピーク面積
Total areaを用いると、ピーク面積に関して、Total area−HbF−α−A´−X0で計算できるので、クロマトグラムから、βのピーク面積を1645.2−12.6−116.7−921.2−576.7=18.0と計算した。
(6)X1cの計算
上記の数値を式(3)に代入して、X1c=40.7と計算した。
(7)A0の計算
上で得られたX1cの値を式(2)に代入して、A0=880.5と計算した。
(8)A1c%の計算
上記で得られた数値を式(1)に代入して、A1c%=6.4%と計算した。
(9)NGSP値への換算(換算ファクター 1.1151、0.6558)
NGSP値換算値(%)=6.4x1.1151+0.6558
=7.8(%)
実施例2
異常ヘモグロビンSを含有する血液試料について、陽イオン交換クロマトグラフィーによって得たクロマトグラム(図3B)において、クロマトグラムの全ピーク面積合計(Total area)及びA1a、A1b,HbF、LA1c、sA1c、A´、H−V1の各ピーク面積を計算し、式(3)によりX1c面積を得て、式(2)によりA0面積を確定し、式(1)により、A1c%を算出する本発明の方法を実施した。なお、H−V1のピーク検出レンジは1.16±0.09分とした。
(1)A´のピーク面積
クロマトグラムから、A´のピーク面積を899.0と計算した。
(2)αのピーク面積
クロマトグラムから、αのピーク面積を11.8+7.8+31.4+78.6=129.6と計算した。
(3)sA1cのピーク面積
クロマトグラムから、sA1cのピーク面積を78.6と計算した。
(4)X0のピーク面積
クロマトグラムから、X0=H−V1のピーク面積を573.6と計算した。
(5)βのピーク面積
Total areaを用いると、ピーク面積に関して、Total area−HbF−α−A´−X0で計算できるので、クロマトグラムから、βのピーク面積を1619.0−10.5−129.6−899.0−573.6=6.3と計算した。
(6)X1cの計算
上記の数値を式(3)に代入して、X1c=50.7と計算した。
(7)A0の計算
上で得られたX1cの値を式(2)に代入して、A0=848.3と計算した。
(8)A1c%の計算
上記で得られた数値を式(1)に代入して、A1c%=8.0%と計算した。
(9)NGSP値への換算(換算ファクター 1.1151、0.6558)
NGSP値換算値(%)=8.0x1.1151+0.6558
=9.6(%)
実施例3
異常ヘモグロビンCを含有する血液試料について、陽イオン交換クロマトグラフィーによって得たクロマトグラム(図3C)において、A1a、A1b,LA1c、sA1c、A0の各ピーク面積を計算し、式(4)により、A1c%を算出する本発明の方法を実施した。なお、H−V2のピーク検出レンジは1.34±0.09分とした。
(1)A0のピーク面積
クロマトグラムから、A0のピーク面積を1140.3と計算した。
(2)αのピーク面積
クロマトグラムから、αのピーク面積を10.8+11.8+34.8+89.9=147.3と計算した。
(3)sA1cのピーク面積
クロマトグラムから、sA1cのピーク面積を89.9と計算した。
(8)A1c%の計算
上記で得られた数値を式(4)に代入して、A1c%=6.7%と計算した。
(9)NGSP値への換算(換算ファクター 1.1151、0.6558)
NGSP値換算値(%)=6.7x1.1151+0.6558
=8.1(%)
実施例4
図1A、1B、1Cに示した異常ヘモグロビンD、S及びCを含有する血液試料を陽イオンクロマトグラフィーによる測定に供して得られたクロマトグラムについて、実施例1、2、3で示した本発明を適用した結果をそれぞれ図4A、4B及び4Cに示す。これらに示したように、本発明を適用した結果、アフィニティークロマトグラフィーによる測定結果との差が改善され、相関係数の傾きは図1A、1B、1Cにおける場合より、それぞれ0.8841から0.9731、0.8767から0.9732及び0.8919から1.018と改善された。
1 陽イオン交換クロマトグラフィー装置
11 試料導入手段
12 送液手段
13 分離手段
14 検出手段
15 分析手段
16 ベースライン設定モジュール
17 ピーク同定モジュール
18 ピーク面積計算モジュール
19 sA1c割合計算モジュール
20 出力手段

Claims (9)

  1. 安定型糖化ヘモグロビンsA1cの測定方法であって、(1)血液試料を溶血後、陽イオン交換クロマトグラフィーに供してsA1cを他のヘモグロビンから分離して溶出し、各ヘモグロビン分画の溶出を示すクロマトグラムを取得する工程、(2)取得したクロマトグラムからsA1cのピークを同定し、そのピーク面積を計算する工程、(3)取得したクロマトグラムから、sA1c以外のヘモグロビンのピークを同定し、それらのピーク面積を計算する工程、及び、(4)ヘモグロビンAの非糖化ピークの後ろに出現するピークから異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS又は異常ヘモグロビンCの非糖化ピークを同定する工程、(5)同定された異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS又は異常ヘモグロビンCの非糖化ピーク面積を用いて、前記異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS又は異常ヘモグロビンCの糖化ピークの面積を推定する工程を含み、その推定計算結果を用いて補正されたsA1cのピーク面積の割合(%)を求める方法。
  2. 前記工程において、異常ヘモグロビンD又は異常ヘモグロビンSの非糖化ピークが同定されたときに、その異常ヘモグロビンD又は異常ヘモグロビンSの糖化ピークはヘモグロビンAの非糖化ピークA0と重なって溶出され、かつsA1cピーク面積のヘモグロビンAに関わる全ピーク面積の和に対する割合、その異常ヘモグロビンの糖化ピーク面積のその異常ヘモグロビンに関わる全てのピーク面積の和に対する割合等しいという前提の元に、sA1cピーク面積のヘモグロビンAに関わる全ピーク面積に対する割合(%)を補正する、請求項1に記載の方法。
  3. 前記工程において、異常ヘモグロビンCの非糖化ピークが同定されたときに、その異常ヘモグロビンCの糖化ピークはヘモグロビンAの非糖化ピークA0の後ろに溶出されるという前提の元に、sA1cのピーク面積のヘモグロビンAに関わる全ピーク面積に対する割合(%)を補正する、請求項1に記載の方法。
  4. 前記工程において、異常ヘモグロビンD又は異常ヘモグロビンSの非糖化ピークが同定されたときに、その異常ヘモグロビンD又は異常ヘモグロビンSの糖化ピークはヘモグロビンAの非糖化ピークA0と重なって溶出され、かつsA1cピーク面積のヘモグロビンAに関わる全ピーク面積の和に対する割合、その異常ヘモグロビンの糖化ピーク面積のその異常ヘモグロビンに関わる全てのピーク面積の和に対する割合等しいという前提の元に、sA1cピーク面積のヘモグロビンAに関わる全ピーク面積に対する割合(%)を以下の式に従って補正する、請求項1又は2に記載の方法。
    ここで、A´はA0とそれと同時に溶出する異常ヘモグロビンの糖化ピーク面積の和で、クロマトグラム上はA0として観測されるピーク面積。sA1c、A0はそれぞれヘモグロビンAの糖化、非糖化ピーク面積、X1c及びX0はそれぞれA0と同時に溶出される異常ヘモグロビンの糖化ピーク面積、A0の後で溶出される異常ヘモグロビンの非糖化ピーク面積を表し、又、α=A1a+A1b+LA1c+sA1c、βはA0から後ろに溶出されるピーク総面積からX0を除いたものである。
  5. 前記工程において、異常ヘモグロビンCの非糖化ピークが同定されたときに、その異常ヘモグロビンCの糖化ピークはヘモグロビンAの非糖化ピークA0の後ろに溶出されるという前提の元に、sA1cのピーク面積のヘモグロビンAに関わる全ピーク面積に対する割合(%)を以下の式に従って補正する、請求項1又は3に記載の方法。
    ここで、A´はクロマトグラム上A0として観測されるピーク面積。sA1c、A0はそれぞれヘモグロビンAの糖化、非糖化ピーク面積、又、α=A1a+A1b+LA1c+sA1cである。
  6. 安定型糖化ヘモグロビンsA1cの測定装置であって、
    (1)溶血した血液試料を導入するための試料導入手段、
    (2)陽イオン交換能を有する樹脂からなる分離手段、
    (3)液体を移送するための送液手段、
    (4)前記分離手段から溶出するヘモグロビンを検出しクロマトグラムを得るための検出手段、
    (5)前記検出手段が検出したクロマトグラムを分析するための分析手段、
    の各手段を備え、前記分析手段は、
    a)クロマトグラムに出現したピーク面積を計算するためのベースラインの設定、
    b)クロマトグラムに出現したピークがいずれのヘモグロビンに由来するものであるかの同定、
    c)クロマトグラムに出現したピーク面積の計算、
    d)sA1cピーク面積のヘモグロビンAに関わる全ピーク面積に対する割合(%)の計算、
    を実施するものであり、上記bにおいて異常ヘモグロビンD、異常ヘモグロビンS又は異常ヘモグロビンCの非糖化ピークが同定されたときには、その異常ヘモグロビンのピークの面積を計算し、その計算結果を用いて上記dにおいてsA1cのピーク面積の割合(%)を求め、その求めたsA1cのピーク面積の割合(%)を測定することを特徴とする、前記装置。
  7. ヘモグロビンAの非糖化ピークの後に出現する最も顕著なピークを異常ヘモグロビンD,異常ヘモグロビンS又は異常ヘモグロビンCの非糖化ピークとして同定し、分析手段において上記分析を実施することを特徴とする請求項6に記載の測定装置。
  8. 前記bにおいて、異常ヘモグロビンD又は異常ヘモグロビンSの非糖化ピークが同定されたときに、前記dにおいてその異常ヘモグロビンD又は異常ヘモグロビンSの糖化ピークはヘモグロビンAの非糖化ピークA0と重なって溶出され、かつsA1cピーク面積のヘモグロビンAに関わる全ピーク面積の和に対する割合、その異常ヘモグロビンの糖化ピーク面積のその異常ヘモグロビンに関わる全てのピーク面積の和に対する割合等しいという前提の元に、sA1cのピーク面積の割合(%)を測定する、請求項6又は7に記載の測定装置。
  9. 前記bにおいて、異常ヘモグロビンCの非糖化ピークが同定されたときに、前記dにおいてその異常ヘモグロビンCの糖化ピークはヘモグロビンAの非糖化ピークA0の後ろに溶出されるという前提の元に、sA1cのピーク面積の割合(%)を測定する、請求項6又は7に記載の測定装置。
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