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
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Description
[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)2−4sA1c(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。
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)2−4sA1c(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。
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。
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。
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(%)
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(%)
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(%)
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。
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)
- 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。
- 前記工程4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と、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が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。
- 前記工程4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。
- 前記工程4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と、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が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。
- 前記工程4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。
- 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。 - 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。
- 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と、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が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。
- 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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