JP7281633B2 - How to Determine Mean Red Blood Cell Age - Google Patents

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Description

本発明は、平均赤血球年齢を決定する方法、並びに平均赤血球年齢を決定するシステム及びプログラムに関する。 The present invention relates to a method for determining mean cell age and a system and program for determining mean cell age.

糖尿病患者において血糖値を低くコントロールすることは重要であり、血糖値のモニタリングは不可欠であるが、血漿グルコースレベルは食事やその他の因子により容易に変動する。全ヘモグロビンに対する糖化ヘモグロビンの割合を示すヘモグロビンA1c(HbA1c)値は、過去1~数箇月の血糖値の平均を反映して上下するため、平均血糖(AG)値のバイオマーカーとして用いられている。 Although it is important to keep blood glucose levels low in diabetic patients and blood glucose monitoring is essential, plasma glucose levels can easily fluctuate due to diet and other factors. The hemoglobin A1c (HbA1c) value, which indicates the ratio of glycated hemoglobin to total hemoglobin, fluctuates reflecting the average blood glucose level over the past one to several months, and is used as a biomarker of average blood glucose (AG) level.

ヘモグロビンA1c値から平均血糖値を推定するために、線形の関係を前提とした多くの研究が報告されており、例えば、Nathan et al., 2008(非特許文献1)により下記式(1)が提案されている:

Figure 0007281633000001
In order to estimate the average blood glucose level from the hemoglobin A1c level, many studies have been reported assuming a linear relationship. Proposed:
Figure 0007281633000001

前記式(1)は、米国糖尿病学会(American Diabetes Association; ADA)の推奨により医師の間で広く用いられている。また、前記式(1)を含む、これまで提案された線形関係式は、実際の臨床現場の使用において機能的かつ有効であるが、いくつかの数学的矛盾を含んでいる。 Formula (1) is widely used among physicians by recommendation of the American Diabetes Association (ADA). Also, although the linear relationships proposed so far, including Equation (1) above, are functional and valid in actual clinical use, they contain some mathematical contradictions.

第一に、これらの式では、血漿中にグルコースが存在しない場合(AG = 0 mg/mL)でも、ヘモグロビンが糖化される。これらの式をグラフ化した場合、原点を通過する必要がある。
第二に、これらの式では、ヘモグロビンA1c値が理論的限界値である100%を超える。赤血球を飽和砂糖水(約200,000 mg/mL)に浸漬させた場合であっても、ヘモグロビンA1c値は100%を超えてはならない。
First, in these equations hemoglobin is glycated even in the absence of glucose in plasma (AG = 0 mg/mL). When graphing these equations, they must pass through the origin.
Second, these formulas exceed the theoretical limit of 100% for hemoglobin A1c values. Even when red blood cells are soaked in saturated sugar solution (about 200,000 mg/mL), the hemoglobin A1c value should not exceed 100%.

一方、平均赤血球年齢(MRBC)は、例えば、溶血性貧血(非特許文献2)、消化管内出血(例えば、大腸がんに起因する出血)などの診断におけるバイオマーカーとして知られている。例えば、赤血球の寿命は、正常では約120日間であるところ、出血や溶血性疾患がある場合には骨髄から生産される赤血球は増加し、それは通常の6~8倍にも増大するため、例えば、溶血性貧血では100日以下に短縮している。血中の赤血球量が不足する傾向となった場合、即ち、何らかの要因で赤血球の分解・代謝が促進し、赤血球が不足する傾向となった場合には、骨髄組織の造血幹細胞が増殖、分化して赤血球を増産する。したがって、重篤な造血異常や大量の出血、溶血がない限りは血中赤血球数に大きく変化しない。したがって、血中赤血球数からは、体内の出血や溶血等の異常を捉えることは困難であった。 On the other hand, mean corpuscular age (M RBC ) is known as a biomarker for diagnosing hemolytic anemia (Non-Patent Document 2), gastrointestinal bleeding (eg, bleeding caused by colon cancer), and the like. For example, the lifespan of red blood cells is normally about 120 days, but when there is bleeding or hemolytic disease, the number of red blood cells produced by the bone marrow increases, which is 6 to 8 times the normal lifespan. , shortened to 100 days or less in hemolytic anemia. When the amount of red blood cells in the blood tends to be insufficient, that is, when the decomposition and metabolism of red blood cells are accelerated for some reason, and red blood cells tend to be insufficient, hematopoietic stem cells in the bone marrow tissue proliferate and differentiate. to produce more red blood cells. Therefore, unless there is severe hematopoietic abnormality, massive bleeding, or hemolysis, the blood red blood cell count does not change significantly. Therefore, it has been difficult to detect abnormalities such as bleeding and hemolysis in the body from the blood red blood cell count.

赤血球寿命を測定する従来法としては、放射性同位元素の51Crや、人工的に化学修飾(例えば、ビオチンラベル)した赤血球を注射剤として人体に投与し、それらの血中量の減少率を測定する方法があり、臨床使用されている。しかしながらこれらの方法は被験者の内部被爆の問題や、免疫的に異物となる化学修飾赤血球の反復投与によるアナフィラキシーショックなど、重篤な副作用が発生するリスクもあり、疾患の重篤度に応じて限定的にしか使用されてこなかった。こうした背景の中、非放射性で、かつ安全な赤血球寿命測定法の開発が待たれていた。 As a conventional method for measuring erythrocyte lifespan, 51 Cr, a radioactive isotope, or artificially chemically modified (for example, biotin-labeled) erythrocytes are administered to the human body as injections, and the reduction rate of their blood amount is measured. There are ways to do that, and they are in clinical use. However, these methods have the risk of serious side effects such as internal exposure of the subject and anaphylactic shock due to repeated administration of chemically modified red blood cells that are immunologically foreign, and are limited according to the severity of the disease. It was only used purposefully. Against this background, the development of a non-radioactive and safe erythrocyte lifespan measurement method has been awaited.

Nathan, D. M., Kuenen, J., Borg, R., Zheng, H., Schoenfeld, D., Heine, R. J., 2008. Translating the A1C assay into estimated average glucose values. Diabetes Care 31 (8), 1473-1478.Nathan, D. M., Kuenen, J., Borg, R., Zheng, H., Schoenfeld, D., Heine, R. J., 2008. Translating the A1C assay into estimated average glucose values. Diabetes Care 31 (8), 1473-1478 . 臼杵憲祐、2015、溶血性貧血:診断と治療、日本内科学会雑誌、104巻、7号、1389~1396頁Usuki, K., 2015, Hemolytic anemia: diagnosis and treatment, Journal of the Japanese Society of Internal Medicine, Vol.104, No.7, pp.1389-1396 Shrestha, R. P., Horowitz, J., Hollot, C. V., Germain, M. J., Widness, J. A., Mock, D. M., Veng-Pedersen, P., Chait, Y., 2016. Models for the red blood cell lifespan. J Pharmacokinet Pharmacodyn 43 (3), 259-274.Shrestha, R. P., Horowitz, J., Hollot, C. V., Germain, M. J., Widness, J. A., Mock, D. M., Veng-Pedersen, P., Chait, Y., 2016. Models for the red blood cell lifespan. J Pharmacokinet Pharmacodyn 43 (3), 259-274. Beach, K. W., 1979. A theoretical model to predict the behavior of glycosylated hemoglobin levels. J Theor Biol 81 (3), 547-561.Beach, K. W., 1979. A theoretical model to predict the behavior of glycosylated hemoglobin levels. J Theor Biol 81 (3), 547-561. Higgins, P. J., Bunn, H. F., 1981. Kinetic analysis of the nonenzymatic glycosylation of hemoglobin. J Biol Chem 256 (10), 5204-5208.Higgins, P. J., Bunn, H. F., 1981. Kinetic analysis of the nonenzymatic glycosylation of hemoglobin. J Biol Chem 256 (10), 5204-5208. Ladyzynski, P.,Wojcicki, J. M., Bak, M., Sabalinska, S., Kawiak, J., Foltynski, P., Krzymien, J., Karnafel, W., 2008. Validation of hemoglobin glycation models 22 using glycemia monitoring in vivo and culturing of erythrocytes in vitro. Ann Biomed Eng 36 (7), 1188-1202.Ladyzynski, P., Wojcicki, J. M., Bak, M., Sabalinska, S., Kawiak, J., Foltynski, P., Krzymien, J., Karnafel, W., 2008. Validation of hemoglobin glycation models 22 using glycemia monitoring in vivo and culturing of erythrocytes in vitro. Ann Biomed Eng 36 (7), 1188-1202. Lledo-Garcia, R., Mazer, N. A., Karlsson, M. O., 2013. A semi-mechanistic model of the relationship between average glucose and HbA1c in healthy and diabetic subjects. J Pharmacokinet Pharmacodyn 40 (2), 129-142.Lledo-Garcia, R., Mazer, N. A., Karlsson, M. O., 2013. A semi-mechanistic model of the relationship between average glucose and HbA1c in healthy and diabetic subjects. J Pharmacokinet Pharmacodyn 40 (2), 129-142. Malka, R., Nathan, D. M., Higgins, J. M., 2016. Mechanistic modeling of hemoglobin glycation and red blood cell kinetics enables personalized diabetes monitoring. Sci Transl Med 8 (359), 359ra130.Malka, R., Nathan, D. M., Higgins, J. M., 2016. Mechanistic modeling of hemoglobin glycation and red blood cell kinetics enables personalized diabetes monitoring. Sci Transl Med 8 (359), 359ra130.

本発明者は、前記の線形関係式が有するいくつかの数学的矛盾を解消するために、平均血糖値とヘモグロビンA1c値との間のより正確な関係式を模索する中で、新規かつ正確な非線形の関係式(後述する式(21))を得ることに成功した。更に、この関係式に基づいて、平均血糖値とヘモグロビンA1c値とから、容易かつ正確に平均赤血球年齢を求めることができる関係式又はその近似式を導き出すことに成功した。 In order to resolve some mathematical inconsistencies in the above linear relationship, the present inventors sought a more accurate relationship between the average blood glucose level and the hemoglobin A1c level, and found a new and accurate We succeeded in obtaining a nonlinear relational expression (Equation (21) described later). Furthermore, based on this relational expression, the present inventors have succeeded in deriving a relational expression or an approximation thereof that can easily and accurately determine the average corpuscular age from the average blood sugar level and the hemoglobin A1c value.

従って、本発明の目的は、被験者の平均血糖値とヘモグロビンA1c値とから平均赤血球年齢を決定することのできる関係式又はその近似式を提案し、これらの式を用いる平均赤血球年齢を決定する方法、並びに平均赤血球年齢を決定するシステム及びプログラムを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to propose a relational expression or an approximation thereof that can determine the average corpuscular age from the average blood glucose level and the hemoglobin A1c value of a subject, and a method for determining the average corpuscular age using these expressions. and to provide a system and program for determining mean red blood cell age.

本発明の測定原理は、体内において新生された赤血球が血中グルコースにより、赤血球寿命の120日間を通して、非酵素的に継続的糖化を受ける事を利用し、赤血球寿命を測定する方法である。
新生赤血球は血中のグルコースに暴露する時間が長ければ長いほど、また、血中グルコース濃度が高ければ高いほど糖化が進行し、グルコースと赤血球タンパク質との結合において形成されたシフ塩基は時間とともに化学的に安定な結合へと変化していく。これにより、糖化は非可逆的に蓄積していく。その為、赤血球寿命が長いほど糖化が進む事となる。
当該の赤血球糖化のメカニズムは非酵素的反応であるため、他の酵素やタンパク質等の質的、量的変化の影響を受けず、体内で安定な糖化反応が継続して起き、この糖化反応は試験管内においても再現する事ができる。本発明はこの様な生体内の恒常的、非酵素的糖化反応を利用した赤血球寿命測定技術を提供する。
前述のように、ヒト血中の赤血球量は常に一定に保つように恒常性が保たれている。従って、体内において継続的な出血や溶血が起きている場合においては骨髄組織が赤血球を新生して正常値に戻そうとする。この場合、赤血球の供給と需要(代謝)速度が上昇し、赤血球寿命は通常よりも短くなる。したがって、この赤血球は血中のグルコースとの暴露時間が短い、即ち、赤血球は糖化が低いまま一生を終える事となる。
本発明の技術は前述のヒト体内に生理的に存在する赤血球の非酵素的糖化メカニズムを利用し、赤血球の血中グルコースへの暴露時間から赤血球寿命を算定する方法である。
The measurement principle of the present invention is a method of measuring erythrocyte lifespan by utilizing the non-enzymatic continuous saccharification of erythrocytes newly generated in the body by blood glucose throughout the 120 days of erythrocyte lifespan.
The longer the new erythrocytes are exposed to blood glucose and the higher the blood glucose concentration, the more glycation progresses, and the Schiff bases formed in the binding of glucose and erythrocyte proteins are chemically transformed over time. change to a stable bond. As a result, saccharification accumulates irreversibly. Therefore, the longer the erythrocyte lifespan, the more saccharification progresses.
Since the mechanism of red blood cell glycation is a non-enzymatic reaction, it is not affected by qualitative and quantitative changes in other enzymes and proteins, and a stable glycation reaction occurs continuously in the body. It can also be reproduced in vitro. The present invention provides an erythrocyte lifespan measurement technique that utilizes such in vivo homeostatic, non-enzymatic saccharification reaction.
As mentioned above, homeostasis is maintained so that the amount of red blood cells in human blood is always kept constant. Therefore, when there is continuous bleeding or hemolysis in the body, the bone marrow tissue produces red blood cells to try to restore the normal value. In this case, red blood cell supply and demand (metabolism) rates increase and red blood cell life span is shorter than normal. Therefore, these erythrocytes are exposed to glucose in the blood for a short period of time, that is, the erythrocytes end their lives with low saccharification.
The technique of the present invention is a method of calculating the erythrocyte life span from the exposure time of erythrocytes to blood glucose by utilizing the aforementioned non-enzymatic saccharification mechanism of erythrocytes which physiologically exists in the human body.

前記課題は、本発明による、
[1]被験者の平均血糖(AG)値とヘモグロビンA1c(HbA1c)値に基づいて、平均赤血球年齢を決定する方法;
[2]被験者の平均血糖(AG)値とヘモグロビンA1c(HbA1c)値を、下記式(30)、(34)、及び(35):

Figure 0007281633000002
[式中、MRBCは平均赤血球年齢(day)であり、HbA1cはヘモグロビンA1c値であり、kは糖化率(dL/mg/day)であり、AGは平均血糖値(mg/dL)である]
からなる群から選択される式に代入することにより、平均赤血球年齢(MRBC)を決定する、[1]の方法;
[3](1)平均血糖(AG)値とヘモグロビンA1c(HbA1c)値を入力する手段;
(2)入力された前記平均血糖値とヘモグロビンA1c値に基づいて、平均赤血球年齢を算出する演算手段;
(3)算出された前記平均赤血球年齢を出力する手段;
を含む、平均赤血球年齢を決定するシステム;
[4]前記演算手段が、下記式(30)、(34)、又は(35):
Figure 0007281633000003
[式中、MRBCは平均赤血球年齢(day)であり、HbA1cはヘモグロビンA1c値であり、kは糖化率(dL/mg/day)であり、AGは平均血糖値(mg/dL)である]
の少なくともいずれか1つに基づいて、平均赤血球年齢を算出する、[3]のシステム;
[5]コンピュータを下記の手段(1)、手段(2)、手段(3)として機能させるための、平均赤血球年齢(MRBC)を決定するプログラム:
(1)平均血糖(AG)値とヘモグロビンA1c(HbA1c)値を入力する手段;
(2)入力された前記平均血糖値とヘモグロビンA1c値に基づいて、平均赤血球年齢(MRBC)を算出する演算手段;
(3)算出された前記平均赤血球年齢を出力する手段;
[6]前記演算手段が、下記式(30)、(34)、又は(35):
Figure 0007281633000004
[式中、MRBCは平均赤血球年齢(day)であり、HbA1cはヘモグロビンA1c値であり、kは糖化率(dL/mg/day)であり、AGは平均血糖値(mg/dL)である]
の少なくともいずれか1つに基づいて、平均赤血球年齢を算出する、[5]のプログラム;
により解決することができる。 The object is, according to the present invention,
[1] A method for determining the average corpuscular age based on the average blood glucose (AG) and hemoglobin A1c (HbA1c) values of a subject;
[2] The average blood glucose (AG) and hemoglobin A1c (HbA1c) values of the subject were calculated using the following formulas (30), (34), and (35):
Figure 0007281633000002
[In the formula, MRBC is the average corpuscular age (day), HbA1c is the hemoglobin A1c value, kg is the glycation rate (dL/mg/day), and AG is the average blood glucose level (mg/dL). be]
The method of [1], wherein the mean corpuscular age (M RBC ) is determined by substituting into a formula selected from the group consisting of;
[3] (1) Means for inputting average blood glucose (AG) and hemoglobin A1c (HbA1c) values;
(2) calculating means for calculating average corpuscular age based on the inputted average blood glucose level and hemoglobin A1c value;
(3) means for outputting the calculated average corpuscular age;
a system for determining mean red blood cell age;
[4] The computing means is represented by the following formula (30), (34), or (35):
Figure 0007281633000003
[In the formula, MRBC is the average corpuscular age (day), HbA1c is the hemoglobin A1c value, kg is the glycation rate (dL/mg/day), and AG is the average blood glucose level (mg/dL). be]
The system of [3], wherein the mean corpuscular age is calculated based on at least one of
[5] A program for determining mean corpuscular age (M RBC ) for causing a computer to function as means (1), means (2), and means (3) below:
(1) means for inputting average blood glucose (AG) and hemoglobin A1c (HbA1c) values;
(2) calculation means for calculating the average corpuscular age (M RBC ) based on the input average blood glucose level and hemoglobin A1c value;
(3) means for outputting the calculated average corpuscular age;
[6] The computing means is represented by the following formula (30), (34), or (35):
Figure 0007281633000004
[In the formula, MRBC is the average corpuscular age (day), HbA1c is the hemoglobin A1c value, kg is the glycation rate (dL/mg/day), and AG is the average blood glucose level (mg/dL). be]
The program of [5], which calculates mean corpuscular age based on at least one of
can be solved by

本発明によれば、従来のアイソトープ投与や化学修飾赤血球注射剤の投与によらず、血糖値測定と採血により、従来よりもより低侵襲的に、容易かつ正確に平均赤血球年齢を求めることができる。 According to the present invention, the average corpuscular age can be determined more easily and accurately than in the past by measuring the blood glucose level and collecting blood without relying on conventional isotope administration or administration of chemically modified erythrocyte injections. .

また、糖尿病患者では血管が脆弱になり、重症化すると組織内出血が起きることがある。この様な出血は、消化管内出血であれば便中赤血球の鋭敏な検出法など,比較的間便な検査法があるが、消化管以外で出血または溶血が発生する場合には検出が難しく、病状が重篤化してからでないと発見する事ができなかった。
本発明の方法は血中のHbA1cの測定と、糖尿病患者の血中グルコース濃度を測るといった、糖尿病患者に通常適用する検査法のみで赤血球の寿命、即ち、出血や溶血の存在を検知することができる。言い換えると、通常の糖尿病患者に実施される検査法のデータのみから、赤血球寿命を判定する事ができる新しい技術である。このような仕様である本発明の技術は、患者への一切の追加、侵襲的措置を行うことなしに赤血球寿命を算出する事ができる初めての方法である。
一方、骨髄移植の現場においては、本発明の方法を用いる事により、移植骨髄からの赤血球供給率をモニターすることができる。本発明の方法は放射線の被爆リスクや薬剤の反復投与リスクがないため、継続的に赤血球寿命を測定する事ができるようになった。
本発明の技術はこの様な仕様によって構成される方法であるため、放射線取扱に伴う特殊な医療施設や専門技術者を必要とせず、臨床現場において容易に赤血球寿命を測定する事が可能となっている。
In addition, blood vessels become fragile in diabetic patients, and intra-tissue bleeding may occur in severe cases. For such bleeding, there are comparatively inconvenient examination methods such as sensitive detection of red blood cells in stool for gastrointestinal bleeding. It wasn't discovered until after his condition became serious.
The method of the present invention can detect the life span of erythrocytes, i.e., the presence of bleeding and hemolysis, using only examination methods normally applied to diabetic patients, such as measuring HbA1c in blood and measuring blood glucose concentration in diabetic patients. can. In other words, it is a new technique that can determine the erythrocyte life span only from the data of examination methods performed on ordinary diabetic patients. The technique of the present invention with such specifications is the first method that can calculate erythrocyte life span without any additional, invasive procedure to the patient.
On the other hand, at the site of bone marrow transplantation, the red blood cell supply rate from the transplanted bone marrow can be monitored by using the method of the present invention. Since the method of the present invention does not involve the risk of exposure to radiation or the risk of repeated drug administration, it has become possible to continuously measure erythrocyte life span.
Since the technique of the present invention is a method configured according to such specifications, it does not require special medical facilities or specialized technicians associated with radiation treatment, and it is possible to easily measure erythrocyte life span in clinical settings. ing.

図1Aは、赤血球の確率密度関数p(t)であり、図1Bは、正規化した赤血球寿命分布である。FIG. 1A is the erythrocyte probability density function p(t) and FIG. 1B is the normalized erythrocyte life span distribution. 図2Aは、ヘモグロビン糖化の3コンパートメントモデルを示し、図2Bは、簡略化した2コンパートメントモデルを示す。Figure 2A shows a three-compartment model of hemoglobin glycation and Figure 2B shows a simplified two-compartment model. 図3Aは、式(21)で示す平均血糖とHbA1cとの関係を視覚化したグラフであり、図3Bは、それを部分的に拡大したグラフである。FIG. 3A is a graph visualizing the relationship between the average blood sugar and HbA1c shown in Equation (21), and FIG. 3B is a partially enlarged graph thereof. 図4Aは、平均血糖とHbA1cとの関係の近似を、元になった完全な関係式(21)と共に示すグラフであり、図4Bは、それを部分的に拡大したグラフである。FIG. 4A is a graph showing an approximation of the relationship between mean blood glucose and HbA1c together with the full underlying relationship (21), and FIG. 4B is a partially enlarged graph. 図5は、平均赤血球年齢(MRBC)とiA1c/(1000-2/3×iA1c)の関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between mean corpuscular age (M RBC ) and iA1c/(1000−2/3×iA1c).

本発明の平均赤血球年齢を決定する方法(以下、本発明方法と称することがある)では、被験者から得られた平均血糖(AG)値とヘモグロビンA1c(HbA1c)値から平均赤血球年齢(MRBC)を決定することができる。本発明では、後述するとおり、平均赤血球年齢を求めることのできる具体的な複数の近似式を提供するが、本発明の本質は、これらの個々の近似式に限定されるものではなく、平均血糖値とヘモグロビンA1c値という2つの検査値から平均赤血球年齢を求められるという新規の技術的思想にある。 In the method for determining the mean corpuscular age of the present invention (hereinafter sometimes referred to as the method of the present invention), the mean blood glucose (AG) value and the hemoglobin A1c (HbA1c) value obtained from the subject are used to determine the mean corpuscular age (M RBC ) can be determined. As described later, the present invention provides a plurality of specific approximation formulas that can determine the average corpuscular age, but the essence of the present invention is not limited to these individual approximation formulas. It is based on a novel technical idea that the mean corpuscular age can be determined from two test values, the hemoglobin A1c value and the hemoglobin A1c value.

前記の平均血糖値とヘモグロビンA1c値は常法により取得することができる。特に、平均血糖値については、体に装着することのできる持続血糖測定装置により、日常の血糖値を長時間にわたって経時的に測定することができる。なお、HbA1cは、全ヘモグロビンに対する糖化ヘモグロビンの割合であるが、本明細書における各式においては、100%を1とした場合の値(例えば、5.5%であれば、0.055)を使用する。 The average blood sugar level and hemoglobin A1c level can be obtained by a conventional method. In particular, the average blood sugar level can be measured over time over a long period of time using a continuous blood sugar measuring device that can be attached to the body. Note that HbA1c is the ratio of glycated hemoglobin to total hemoglobin, but in each formula in the present specification, the value when 100% is 1 (for example, 0.055 if 5.5%) use.

本発明方法、又は、後述する本発明システム若しくは本発明プログラムで用いる、平均血糖値とヘモグロビンA1c値と平均赤血球年齢との関係式又はその近似式(以下、本発明における当該関係式又はその近似式と称することがある)、特に近似式は、後述する実施例で詳細に説明するとおり、平均血糖値とヘモグロビンA1c値との関係式(21):

Figure 0007281633000005
[式中、HbA1cはヘモグロビンA1c値であり、AGは平均血糖値(mg/dL)であり、kは糖化率(dL/mg/day)であり、α、βはガンマ分布のパラメータである]
を元にして導き出したものである。 The relational expression or approximate expression thereof between the average blood sugar level, the hemoglobin A1c value, and the average corpuscular age used in the method of the present invention, or the system of the present invention or the program of the present invention, which will be described later (hereinafter, the relational expression or the approximate expression thereof in the present invention ), and in particular, the approximate expression is the relational expression (21) between the average blood glucose level and the hemoglobin A1c level, as described in detail in the examples below:
Figure 0007281633000005
[In the formula, HbA1c is the hemoglobin A1c value, AG is the average blood sugar level (mg/dL), kg is the saccharification rate (dL/mg/day), and α and β are parameters of the gamma distribution. ]
It was derived based on

ここで、前記式(21)は、Shrestha et al., 2016(非特許文献3)により提案された3種類の分布の内、本発明者が最も好ましいと判断したガンマ分布に従う、赤血球死の確率密度関数p(t):

Figure 0007281633000006
[式中、α、βはガンマ分布のパラメータであり、Γはオイラーのガンマ関数を意味する]
に基づくものである。 Here, the above formula (21) is the probability of erythrocyte death according to the gamma distribution, which the present inventor has determined to be the most preferable among the three types of distributions proposed by Shrestha et al., 2016 (Non-Patent Document 3). Density function p(t):
Figure 0007281633000006
[Where α, β are the parameters of the gamma distribution and Γ means Euler's gamma function]
It is based on

本発明における当該関係式又はその近似式としては、以下に限定されるものではないが、例えば、

Figure 0007281633000007
[式中、MRBCは平均赤血球年齢(day)であり、HbA1cはヘモグロビンA1c値であり、kは糖化率(dL/mg/day)であり、AGは平均血糖値(mg/dL)である]
を挙げることができる。 The relational expression or its approximation in the present invention is not limited to the following, but for example,
Figure 0007281633000007
[In the formula, MRBC is the average corpuscular age (day), HbA1c is the hemoglobin A1c value, kg is the glycation rate (dL/mg/day), and AG is the average blood glucose level (mg/dL). be]
can be mentioned.

式(21)の双曲線近似である式(30)、式(21)の近似式(34)、式(21)の線形近似である式(35)は、いずれも平均赤血球年齢を求めるために使用することができる近似式であるが、定常状態におけるAGとHbA1cとの間の、新規かつ正確な非線形の関係を与える式(21)に近い近似であり、非線形近似である点で、式(30)、式(34)が好ましく、最も近い近似である点で式(30)がより好ましい。 Equation (30), which is a hyperbolic approximation of Equation (21), Equation (34), which is an approximation of Equation (21), and Equation (35), which is a linear approximation of Equation (21), are all used to determine mean cell age. (30 ), Equation (34) is preferred, and Equation (30) is more preferred as it is the closest approximation.

前記式におけるk(糖化率、単位:dL/mg/day)は、後述の表1に示すように、その推定値として6~10×10-6dL/mg/dayとの報告があり、例えば、この範囲で適宜選択することができる。また、或る集団において、平均赤血球年齢、ヘモグロビンA1c値平均血糖値を測定し、それに基づいてkを決定することもできる。更には、本発明の利用態様として、kを含んだままの平均赤血球年齢であっても、正常値に対して、相対的な高低を判定することができ、この態様では、kを特定しなくても有用な情報を入手することができる。 k g (saccharification rate, unit: dL/mg/day) in the above formula is reported to be 6 to 10×10 −6 dL/mg/day as an estimated value, as shown in Table 1 below. For example, it can be appropriately selected within this range. It is also possible to measure mean corpuscular age, hemoglobin A1c value and mean blood glucose level in a population and determine kg based thereon. Furthermore, as a utilization aspect of the present invention, it is possible to determine whether the average corpuscular age including kg is relatively high or low with respect to the normal value. You can get useful information without

本発明の平均赤血球年齢を決定するシステム(以下、本発明システムと称することがある)は、先述した、本発明における当該関係式又はその近似式に限定されるものではないが、例えば、
(1)平均血糖(AG)値とヘモグロビンA1c(HbA1c)値を入力する手段(以下、入力手段と称する);
(2)入力された前記平均血糖値とヘモグロビンA1cを、先述した、本発明における当該関係式又はその近似式に代入することにより平均赤血球年齢(MRBC)を算出する演算手段(以下、演算手段と称する);
(3)算出された前記平均赤血球年齢を出力する手段(以下、演算手段と称する);
を含むことができる。
The system for determining the average corpuscular age of the present invention (hereinafter sometimes referred to as the system of the present invention) is not limited to the above-described relational expression or approximation thereof in the present invention, but for example,
(1) means for inputting average blood glucose (AG) and hemoglobin A1c (HbA1c) values (hereinafter referred to as input means);
(2 ) computing means (hereinafter referred to as computing means called);
(3) means for outputting the calculated average corpuscular age (hereinafter referred to as computing means);
can include

本発明システムにおける前記入力手段は、前記演算手段が利用できるように平均血糖値及びヘモグロビンA1c値を入力できる限り、特に限定されるものではなく、例えば、キーボード、タッチパネル、光学的読取装置、音声認識装置等を挙げることができる。 The input means in the system of the present invention is not particularly limited as long as the average blood sugar level and hemoglobin A1c value can be input so that the calculation means can use it. For example, keyboard, touch panel, optical reader, voice recognition equipment and the like.

また、後述するように、本発明システムを持続血糖測定装置に組み込んだ装置では、前記持続血糖装置それ自体が入力手段として機能することができ、前記持続血糖装置から出力される平均血糖値を前記演算手段が利用できるように入力することができる。なお、この場合、ヘモグロビンA1c値は、先に例示した各種入力手段(例えば、キーボード等)により、別途入力することができる。 Further, as will be described later, in a device in which the system of the present invention is incorporated in a continuous blood sugar measuring device, the continuous blood sugar device itself can function as an input means, and the average blood sugar level output from the continuous blood sugar device can be Inputs can be made available to the computing means. In this case, the hemoglobin A1c value can be separately input using various input means (for example, a keyboard, etc.) exemplified above.

本発明システムにおける前記演算手段は、前記入力手段から入力された平均血糖値とヘモグロビンA1cから、以下に限定されるものではないが、例えば、本発明における当該関係式又はその近似式に基づいて平均赤血球年齢を算出できる演算手段を挙げることができ、例えば、コンピュータのCPU等を挙げることができる。 The computing means in the system of the present invention, from the average blood sugar level and hemoglobin A1c input from the input means, is not limited to the following, for example, average Calculation means capable of calculating erythrocyte age can be exemplified, for example, a CPU of a computer.

本発明システムにおける前記出力手段は、前記演算手段が算出した平均赤血球年齢をシステム使用者が認識できるように、あるいは、更に別の装置で利用できるように、出力できる限り、特に限定されるものではなく、例えば、ディスプレー、プリンター、スピーカー等を挙げることができる。また、前記演算手段が算出した平均赤血球年齢を、更に別の装置(例えば、総合診断システム)で利用する場合には、前記装置への伝達手段を前記出力手段として用いることができる。 The output means in the system of the present invention is not particularly limited as long as it can output the average corpuscular age calculated by the calculation means so that the system user can recognize it or can be used in another device. For example, a display, a printer, a speaker, etc. can be mentioned. Further, when the average corpuscular age calculated by the computing means is used in another device (for example, a comprehensive diagnosis system), the transmission means to the device can be used as the output means.

本発明システムは、前記の入力手段、演算手段、出力手段を含むが、例えば、一体化した1つの装置として構成することもできるし、あるいは、別の装置に組み込んだ構成とすることもできるし、更には、通信回線(例えば、インターネット)を介して接続する構成(例えば、クラウドシステム)とすることもできる。 The system of the present invention includes the above-described input means, computing means, and output means. Furthermore, a configuration (eg, a cloud system) that connects via a communication line (eg, the Internet) can also be used.

別の装置に組み込んだ構成としては、例えば、本発明システムを持続血糖測定装置に組み込んだ装置を挙げることができる。前記装置では、ヘモグロビンA1c値を入力するだけで平均赤血球年齢を算出することができる。 An example of a configuration incorporated in another device is a device in which the system of the present invention is incorporated in a continuous blood glucose measurement device. The apparatus can calculate the mean corpuscular age simply by inputting the hemoglobin A1c value.

通信回線を介して接続されている態様としては、入力手段および出力手段については、システム使用者が利用できる場所に設置され、演算手段が任意の場所に設置されている態様を挙げることができる。 Examples of the mode of connection via a communication line include a mode in which the input means and the output means are installed at locations accessible to system users, and the computing means is installed at an arbitrary location.

本発明の平均赤血球年齢を決定するプログラム(以下、本発明プログラムと称することがある)は、コンピュータを、前記の入力手段、演算手段、出力手段として機能させるためのプラグラムである。本発明プログラムにおける「入力手段」、「演算手段」、「出力手段」については、本発明システムにおける当該説明をそのまま適用することができる。
なお、本発明プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明に含まれる。
The program for determining the average corpuscular age of the present invention (hereinafter sometimes referred to as the program of the present invention) is a program for causing a computer to function as the above-described input means, arithmetic means and output means. As for the "input means", "computing means", and "output means" in the program of the present invention, the description in the system of the present invention can be applied as it is.
A computer-readable recording medium recording the program of the present invention is also included in the present invention.

以下、本発明において本発明者が導き出した各式についてその過程を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。 The process of each formula derived by the present inventor in the present invention will be specifically described below, but these are not intended to limit the scope of the present invention.

《1.赤血球寿命》
赤血球死の確率密度関数p(t)は、Shrestha et al., 2016(非特許文献3)により提案された3種類の分布の内、本発明者が最も好ましいと判断したガンマ分布に従って、以下のように表すことができる:

Figure 0007281633000008
[式中、α、βはガンマ分布のパラメータであり、Γはオイラーのガンマ関数を意味する]
Figure 0007281633000009
<<1. Erythrocyte Lifespan》
The probability density function p(t) of erythrocyte death is the following gamma distribution, which the present inventor has determined to be the most preferable among the three types of distributions proposed by Shrestha et al., 2016 (Non-Patent Document 3). can be represented as:
Figure 0007281633000008
[Where α, β are the parameters of the gamma distribution and Γ means Euler's gamma function]
Figure 0007281633000009

赤血球の数は、p(t)に従って減少する。

Figure 0007281633000010
[式中、R(t)は赤血球の誕生からt日後の赤血球数であり、R(/day)は赤血球産生速度である]
p(t)及びR(t)を視覚化したグラフを図1に示す。 The number of red blood cells decreases with p(t).
Figure 0007281633000010
[wherein R(t) is the red blood cell count t days after the birth of the red blood cells, and R 0 (/day) is the red blood cell production rate]
A graph visualizing p(t) and R(t) is shown in FIG.

図1において、図1Aは、赤血球の確率密度関数p(t)であり、図1Bは、正規化した赤血球寿命分布であり、いずれも、それぞれの例示である。本発明者は、一定の赤血球産生速度Rを想定したため、寿命分布は、赤血球の現在の年齢分布と同じになる。実線は、α= 7.83、β= 12.72、平均寿命= 99.59日、MRBC = 56.16日であり、点線は、α= 46.38、β= 2.77、平均寿命= 128.47日、MRBC = 65.62日である。 In FIG. 1, FIG. 1A is the erythrocyte probability density function p(t), and FIG. 1B is the normalized erythrocyte lifespan distribution, both of which are examples. Since we assumed a constant erythropoiesis rate R 0 , the lifespan distribution will be the same as the current age distribution of erythrocytes. Solid line, α = 7.83, β = 12.72, life expectancy = 99.59 days, M RBC = 56.16 days, dotted line α = 46.38, β = 2.77, life expectancy = 128.47 days, M RBC = 65.62 days.

赤血球数(RBC)は、以下のように算出する:

Figure 0007281633000011
前記式(5)から導かれた以下の式を使用した。
Figure 0007281633000012
Red blood cell count (RBC) is calculated as follows:
Figure 0007281633000011
The following equation derived from equation (5) above was used.
Figure 0007281633000012

平均赤血球年齢(MRBC)は、以下のようにして算出することができる。

Figure 0007281633000013
従って、MRBC
Figure 0007281633000014
となる。 Mean red blood cell age (M RBC ) can be calculated as follows.
Figure 0007281633000013
Therefore, the M RBC is
Figure 0007281633000014
becomes.

《2.ヘモグロビン糖化》
図2にヘモグロビン糖化の2つのモデルを示す。図2Aは、ヘモグロビン糖化の3コンパートメントモデルであり、図2Bは、簡略化した2コンパートメントモデルである。HbAaldはアルジミン複合体(中間体)であり、k、k、k、kは速度定数である。
<<2. Hemoglobin Saccharification》
Figure 2 shows two models of hemoglobin glycation. Figure 2A is a three-compartment model of hemoglobin glycation and Figure 2B is a simplified two-compartment model. HbA ald is the aldimine complex (intermediate) and k 1 , k 2 , k 3 , k g are rate constants.

ヘモグロビン糖化は、3コンパートメントモデル(図2A)に従うものと仮定する。

Figure 0007281633000015
[式中、[G]はグルコース濃度(定常状態ではAGと同じ)であり、HbAaldはアルジミン複合体(中間体)濃度である]
Figure 0007281633000016
Figure 0007281633000017
dHbAald/dtは定常状態において無視することができ、Hb(t)+HbAald+HbA1cは定数であるので、次式が成立する。
Figure 0007281633000018
従って、ヘモグロビンは、インタクトのヘモグロビンに比例して糖化され、前記モデルは、2コンパートメントモデルに簡略化することができる(図2B)。
Figure 0007281633000019
[式中、kは糖化率(dL/mg/day)である]
式(16)は、総糖化率がk(HbAaldに変換する力)とk/(k+k)(HbA1cに変換する保持画分)との積であることを示している。過去に報告されたkの推定値(非特許文献4~8)を表1に示す。 Hemoglobin glycation is assumed to follow a three-compartment model (Fig. 2A).
Figure 0007281633000015
[wherein [G] is the glucose concentration (same as AG at steady state) and HbA ald is the aldimine complex (intermediate) concentration]
Figure 0007281633000016
Figure 0007281633000017
Since dHbA ald /dt can be ignored in steady state and Hb(t)+HbA ald +HbA1c is a constant, the following holds.
Figure 0007281633000018
Thus, hemoglobin is glycated in proportion to intact hemoglobin and the model can be simplified to a two-compartment model (Fig. 2B).
Figure 0007281633000019
[Wherein, k g is the saccharification rate (dL/mg/day)]
Equation (16) indicates that the total saccharification rate is the product of k 1 (power to convert to HbA ald ) and k 3 /(k 2 +k 3 ) (retained fraction to convert to HbA1c). . Table 1 shows estimated values of k g reported in the past (Non-Patent Documents 4-8).

Figure 0007281633000020
Figure 0007281633000020

Figure 0007281633000021
[式中、Hb(t)は、t日齢の赤血球における非糖化ヘモグロビンの値であり、Hbは、赤血球誕生時のインタクトヘモグロビンの値である]
従って、
Figure 0007281633000022
は、t日齢の赤血球における糖化ヘモグロビンの割合を示す。
Figure 0007281633000021
[Where Hb(t) is the value of non-glycated hemoglobin in t-day-old red blood cells, and Hb 0 is the value of intact hemoglobin at birth of the red blood cells]
Therefore,
Figure 0007281633000022
indicates the percentage of glycosylated hemoglobin in t-day-old erythrocytes.

採取した血液は種々の年齢の赤血球を含む。ここで、ヘモグロビン合成速度(RHb)は変動しないものと仮定する。

Figure 0007281633000023
従って、HbA1cは
Figure 0007281633000024
となる。 The collected blood contains red blood cells of various ages. Here we assume that the rate of hemoglobin synthesis (R 0 Hb 0 ) does not change.
Figure 0007281633000023
Therefore, HbA1c is
Figure 0007281633000024
becomes.

式(21)で示す平均血糖(AG)とHbA1cとの関係を視覚化したグラフを図3に示す。
図3Aは、α= 40、β= 4、MRBC = 82の条件(灰色の太い実線)、α= 6、β= 12、MRBC = 42の条件(黒の細い実線)でのAGとHbA1cとの完全な関係を示す。kは8×10-6とした。
図3Bは、前記関係を生理学的範囲で拡大し、AG = 200におけるそれらの接線(点線)と共に示す。
FIG. 3 shows a graph visualizing the relationship between average blood sugar (AG) and HbA1c expressed by Equation (21).
Fig. 3A shows AG and HbA1c under conditions of α = 40, β = 4, M RBC = 82 (thick gray solid line) and α = 6, β = 12, M RBC = 42 (thin black solid line). indicates a complete relationship with k g was set to 8×10 −6 .
FIG. 3B expands the relationships in the physiological range and shows them with their tangent lines at AG=200 (dotted lines).

《3.切片の由来-接線》
AG周辺における式(21)の接線は以下のとおりであり(x、yは、それぞれ、接線におけるAG、HbA1cを示す)、正の切片を示す:

Figure 0007281633000025
式(21)、式(22)における関係を視覚化したグラフを図3Bに示す。
AG= 0における接線は、テーラー展開を用いることにより得られる。
Figure 0007281633000026
<<3. Origin of intercept - tangent line
The tangent of equation (21) around AG 0 is (x, y denote AG, HbA1c at the tangent, respectively), indicating the positive intercept:
Figure 0007281633000025
FIG. 3B shows a graph that visualizes the relationships in Equations (21) and (22).
The tangent at AG 0 = 0 is obtained by using the Taylor expansion.
Figure 0007281633000026

《4.派生関係の近似》
式(21)によれば、AGとHbA1cとの正確な関係が与えられる。しかしながら、この式は、HbA1cをAGに変換するのに必要な逆関数を得るためには複雑すぎる。また、α、βの2つのパラメータを1つのパラメータMRBCに減らしたいとも思う。
<< 4. Approximation of derivation relation
Equation (21) gives an accurate relationship between AG and HbA1c. However, this equation is too complicated to obtain the inverse function needed to convert HbA1c to AG. We also want to reduce the two parameters α, β to one parameter M RBC .

まず始めに、式(23)は以下の線形近似を与える(図4)。

Figure 0007281633000027
この式から、MRBCを簡単に求めることができる〔式(35)〕。 To begin with, equation (23) gives the following linear approximation (Fig. 4).
Figure 0007281633000027
From this equation, M RBC can be easily obtained [equation (35)].

より良い近似として、テーラー展開は下記式を与える:

Figure 0007281633000028
式(25)を式(21)に代入すると、
Figure 0007281633000029
α>> 1であるので、
Figure 0007281633000030
この式は、二次元(2D)近似を与える(図4)。 As a better approximation, the Taylor expansion gives:
Figure 0007281633000028
Substituting equation (25) into equation (21) yields
Figure 0007281633000029
Since α >> 1,
Figure 0007281633000030
This formula gives a two-dimensional (2D) approximation (Fig. 4).

xが限りなく0に近づくとき、

Figure 0007281633000031
が成立するので、式(27)は以下のように再編成できる:
Figure 0007281633000032
この式は、双曲線近似を与える(図4)。 When x is infinitely close to 0,
Figure 0007281633000031
holds, so equation (27) can be rearranged as follows:
Figure 0007281633000032
This formula gives a hyperbolic approximation (Fig. 4).

これで、以下の逆関数を簡単に導き出すことができる。

Figure 0007281633000033
この式を使って、MRBCを求めることができる:
Figure 0007281633000034
Now we can easily derive the following inverse function:
Figure 0007281633000033
Using this formula, we can find the M RBCs :
Figure 0007281633000034

平均血糖(AG)とHbA1cとの関係の近似を、元になった完全な関係(original:α= 40、β= 4の条件下の式(21))と共に、図4に示す。図4において、「hyperbolic」は式(28)の双曲線近似であり、「2D」は式(27)の二次元近似であり、「linear」は式(24)の線形近似である。 An approximation of the relationship between average blood glucose (AG) and HbA1c is shown in FIG. 4, together with the original full relationship (equation (21) under conditions of α=40, β=4). In FIG. 4, "hyperbolic" is the hyperbolic approximation of equation (28), "2D" is the two-dimensional approximation of equation (27), and "linear" is the linear approximation of equation (24).

式(25)を式(21)に代入したところで、2次近似から以下の式を導き出すことができる。

Figure 0007281633000035
xが限りなく0に近づくとき、
Figure 0007281633000036
が成立するので、
Figure 0007281633000037
Figure 0007281633000038
を代入すると、
Figure 0007281633000039
従って、MRBC
Figure 0007281633000040
となる。 Substituting equation (25) into equation (21), the following equation can be derived from second-order approximation.
Figure 0007281633000035
When x is infinitely close to 0,
Figure 0007281633000036
holds, so
Figure 0007281633000037
Figure 0007281633000038
by substituting
Figure 0007281633000039
Therefore, the M RBC is
Figure 0007281633000040
becomes.

《5.考察》
本発明者は、定常状態におけるAGとHbA1cとの間の、新規かつ正確な非線形の関係に関する式(21)を提案するのに成功し、AGとHbA1cとの間の線形の関係における切片の由来を提示した(図3)。これは、正確な赤血球寿命分布(Shrestha et al., 2016)に基づくAGとHbA1cとの間の関係を示す最初の式である。先に提案された線形の関係は、非線形の関係の近似である。
<< 5. Consideration》
The inventors have succeeded in proposing a novel and accurate non-linear relationship between AG and HbA1c at steady state, Equation (21), where the intercept in the linear relationship between AG and HbA1c is derived was presented (Fig. 3). This is the first equation showing the relationship between AG and HbA1c based on the exact erythrocyte lifespan distribution (Shrestha et al., 2016). The linear relationship proposed earlier is an approximation of the non-linear relationship.

本発明者の式(21)は、HbA1cの増加に伴って、AGが増加し、且つ、加速することを示している。双曲線近似である式(29)は、HbA1cの13%-18%間のAG値の変動が、HbA1cの5%-10%間のAG値の変動よりも1.12倍大きいことを示している。この関係は、実際の臨床現場において糖尿病患者と接する医師にとって、考慮に値する。 Our equation (21) shows that AG increases and accelerates with increasing HbA1c. Equation (29), a hyperbolic approximation, indicates that the variation of AG values between 13%-18% of HbA1c is 1.12 times greater than the variation of AG values between 5%-10% of HbA1c. This relationship deserves consideration for physicians who deal with diabetic patients in the actual clinical setting.

近似は一種の技術である。或る範囲において或る関数に近い関数は数多く存在する。我々は、適切な式を決定・選択することを必要とする。本発明者は、自ら提案した式(21)を双曲線関数(28)に近似させることに成功した。この近似双曲線関数は、元になった関数(21)と極めて近いものであった(図4)。また、併せて、複数の近似式を得ることもできた。 Approximation is a kind of technique. There are many functions that are close to a certain function within a certain range. We need to determine/select the appropriate formula. The inventors have succeeded in approximating their own proposed equation (21) to the hyperbolic function (28). This approximate hyperbolic function was very close to the original function (21) (Fig. 4). In addition, we were also able to obtain a plurality of approximation formulas.

《6.近似式の検証》
(1)糖化率(k)の決定
溶血性貧血患者31名と非貧血者76名について、赤血球クレアチン(EC)値、ヘモグロビンA1c値(International Federation of Clinical Chemistry (IFCC)単位による。以下、iA1cと称する)を測定し、これらの測定値から平均赤血球年齢(MRBC)とiA1c/(1000-2/3×iA1c)を算出した。
<<6. Verification of Approximation Formulas》
(1) Determination of glycation rate ( kg ) For 31 hemolytic anemia patients and 76 non-anemic subjects, erythrocyte creatinine (EC) values and hemoglobin A1c values (according to International Federation of Clinical Chemistry (IFCC) units; hereinafter referred to as iA1c) ) were measured, and the mean corpuscular age (M RBC ) and iA1c/(1000−2/3×iA1c) were calculated from these measurements.

なお、ヘモグロビンA1c値に関して、臨床で使用されているNational Glycohemoglobin Standardization Program (NSGP)単位(HbA1cNGSP)と、前記iA1cとは、下記換算式により変換できる。

Figure 0007281633000041
As for the hemoglobin A1c value, the clinically used National Glycohemoglobin Standardization Program (NSGP) unit (HbA1c NGSP ) and the iA1c can be converted by the following conversion formula.
Figure 0007281633000041

また、MRBCは、本発明者らが提案した下記式により算出した。

Figure 0007281633000042
Also, M RBC was calculated by the following formula proposed by the present inventors.
Figure 0007281633000042

更に、iA1c/(1000-2/3×iA1c)は、近似式(30)から導き出した下記式に基づく。

Figure 0007281633000043
Furthermore, iA1c/(1000−2/3×iA1c) is based on the following formula derived from the approximation formula (30).
Figure 0007281633000043

算出した平均赤血球年齢(MRBC)とiA1c/(1000-2/3×iA1c)の関係を図5に示す。図5において、△は溶血性貧血患者を示し、〇は非貧血者を示す。図5に示すように、線形の関係が認められた。 FIG. 5 shows the relationship between the calculated mean corpuscular age (M RBC ) and iA1c/(1000−2/3×iA1c). In FIG. 5, Δ indicates hemolytic anemia patients, and ◯ indicates non-anemic patients. A linear relationship was observed, as shown in FIG.

続いて、2つの方法(スロープ法及び直接法)により糖化率(k)を算出した。全集団(すなわち、溶血性貧血患者および非貧血者)と、非貧血者集団に関して、各方法で算出した糖化率(k)を表2に示す。 Subsequently, saccharification rate (k g ) was calculated by two methods (slope method and direct method). Table 2 shows the saccharification rate ( kg ) calculated by each method for the total population (ie, hemolytic anemia patients and non-anemic subjects) and the non-anemic population.

Figure 0007281633000044
Figure 0007281633000044

スロープ法では、前記式(39)に関して、原点を通る回帰直線の傾き(横軸:MRBC、縦軸:iA1c/(1000-2/3×iA1c))を最小二乗モデルにより求めた。
直接法では、前記式(39)を変形した下記式により直接算出した。

Figure 0007281633000045
なお、平均血糖(AG)値として、過去の複数の報告から、糖尿病患者を除いた正常値である100 mg/dLを使用した。 In the slope method, the slope of the regression line passing through the origin (horizontal axis: M RBC , vertical axis: iA1c/(1000−2/3×iA1c)) of the equation (39) was determined by a least-squares model.
In the direct method, it was directly calculated by the following formula, which is a modified formula (39).
Figure 0007281633000045
As the average blood glucose (AG) value, 100 mg/dL, which is the normal value excluding diabetic patients, was used from multiple past reports.

表2に示すように、4種類の糖化率(k)は約7×10-6であったが、図5によれば、重症の溶血性貧血患者でデータが安定していなかったため、表2に示す糖化率の内、全集団・直接法の値が正確でない可能性が考えられた。従って、全集団・直接法の値を除いた3種類の糖化率((6.94~6.99)×10-6)から7.0×10-6に決定した。 As shown in Table 2, the glycation rate (k g ) of the four types was approximately 7×10 −6 , but according to FIG. 5, data were not stable in patients with severe hemolytic anemia, so Of the saccharification rates shown in 2, the values obtained by the whole population/direct method may not be accurate. Therefore, 7.0×10 −6 was determined from the three types of saccharification rate ((6.94 to 6.99)×10 −6 ) excluding the values from the total population/direct method.

(2)本発明の近似式から求めた平均赤血球年齢と51Crを用いて測定した平均赤血球年齢との比較
過去に報告された三件の症例に基づいて、本発明の近似式(30)から求めた平均赤血球年齢(MRBC)と、51Crを用いて測定した平均赤血球年齢を表3にまとめた。
(2) Comparison between the mean corpuscular age determined from the approximate formula of the present invention and the mean corpuscular age measured using 51 Cr Based on three cases reported in the past, from the approximate formula (30) of the present invention Table 3 summarizes the determined mean corpuscular age (M RBC ) and the mean corpuscular age measured using 51 Cr.

Herranz(Herranz, L., Grande, C., Janez, M., Pallardo, F., 1999. Red blood cell autoantibodies with a shortened erythrocyte life span as a cause of lack of relation between glycosylated hemoglobin and mean blood glucose levels in a woman with type 1 diabetes. Diabetes Care 22 (12), 2085-2086.)及び石井(石井主税、太根伸能、根岸清彦、片山茂裕、2001年、不顕性の自己免疫性溶血により血糖値とHbA1c値との乖離を示した2型糖尿病の1例、糖尿病、44巻2号、157-160)では、2回の測定を実施し、HbA1cが変化したため、別々にMRBCを算出し、その平均値も求めた。
Herranz及びIshiiでは、血糖セルフモニタリング(self-monitoring of blood glucose; SMBG)により得られたデータから平均値を算出することにより平均血糖(AG)値を求めた。
平谷(平谷和幸、刀塚俊起、末盛晋一郎、和田秀穂、古賀正史、2016年、不顕性溶血によりHbA1cが偽性低値を示した有口赤血球症を合併した2型糖尿病の1例、糖尿病、59巻10号、719-723)では、血糖持続測定(continuous glucose measurement; CGM)により平均血糖(AG)値を求めた。
51Crを用いる赤血球寿命測定では、MRBCの正常値が約60日であり、51Crを用いて測定した赤血球寿命(半減期)の正常範囲がHerranzによれば28~30日、Ishiiによれば30±5日、Hirataniによれば26~40日であるため、2.14(=60/28)を掛ける〔式(41)〕ことにより平均赤血球年齢(MRBC)を算出した。
Herranz (Herranz, L., Grande, C., Janez, M., Pallardo, F., 1999. Red blood cell autoantibodies with a shortened erythrocyte life span as a cause of lack of relation between glycosylated hemoglobin and mean blood glucose levels in a woman with type 1 diabetes. Diabetes Care 22 (12), 2085-2086.) and Ishii In one case of type 2 diabetes that showed a discrepancy between the HbA1c value and the HbA1c value, Diabetes, Vol . The average value was also obtained.
Herranz and Ishii determined mean blood glucose (AG) values by calculating the mean from data obtained by self-monitoring of blood glucose (SMBG).
Hiratani (Kazuyuki Hiratani, Toshiki Tozuka, Shinichiro Suemori, Hideho Wada, Masafumi Koga, 2016, A case of type 2 diabetes with stomatocytosis with falsely low HbA1c due to subclinical hemolysis, 59(10):719-723), mean blood glucose (AG) values were determined by continuous glucose measurement (CGM).
Erythrocyte lifespan measurements using 51 Cr show that the normal value for M RBC is about 60 days, and the normal range for erythrocyte lifespan (half-life) measured with 51 Cr is 28-30 days according to Herranz and 28-30 days according to Ishii. According to Hiratani, it is 30± 5 days, and according to Hiratani, it is 26 to 40 days.

Figure 0007281633000046
Figure 0007281633000046

iA1cから算出したMRBC〔表3の(e)欄の平均値〕は36.95±5.93であり、51Crから算出したMRBC〔表3の(g)欄の平均値〕は41.29±2.22であった。ペアt検定の結果は、t, -0.9278; df, 2; p (bilateral), 0.4514であり、両者に有意差はなく、本発明の近似式の正確さが確認できた。 The M RBC calculated from iA1c [the average value in column (e) of Table 3] was 36.95±5.93, and the M RBC calculated from 51 Cr [the average value in column (g) of Table 3] was 41.29±2.22. rice field. The results of the paired t-test were t, -0.9278; df, 2; p (bilateral), 0.4514.

本発明により算出できる平均赤血球年齢は、例えば、溶血性貧血、消化管内出血(例えば、大腸がんに起因する出血)などの診断におけるバイオマーカーとして利用することができる。 The mean corpuscular age that can be calculated according to the present invention can be used as a biomarker in the diagnosis of, for example, hemolytic anemia and gastrointestinal bleeding (eg, bleeding caused by colon cancer).

Claims (3)

被験者の平均血糖(AG)値とヘモグロビンA1c(HbA1c)値を、下記式(30)及び(34):
Figure 0007281633000047
[式中、MRBCは平均赤血球年齢(day)であり、HbA1cはヘモグロビンA1c値であり、kは糖化率(dL/mg/day)であり、AGは平均血糖値(mg/dL)である]
からなる群から選択される式に代入することにより、被験者の平均血糖(AG)値とヘモグロビンA1c(HbA1c)値に基づいて、平均赤血球年齢(MRBC)を決定する方法。
The subject's average blood glucose (AG) and hemoglobin A1c (HbA1c) values were calculated using the following formulas (30) and (34 ):
Figure 0007281633000047
[In the formula, MRBC is the average corpuscular age (day), HbA1c is the hemoglobin A1c value, kg is the glycation rate (dL/mg/day), and AG is the average blood glucose level (mg/dL). be]
A method of determining mean corpuscular age (M RBC ) based on a subject's mean blood glucose (AG) and hemoglobin A1c (HbA1c) values by substituting into a formula selected from the group consisting of:
(1)平均血糖(AG)値とヘモグロビンA1c(HbA1c)値を入力する手段;
(2)入力された前記平均血糖値とヘモグロビンA1c値に基づいて、平均赤血球年齢を算出する演算手段;
(3)算出された前記平均赤血球年齢を出力する手段;
を含む、平均赤血球年齢を決定するシステムであって、
前記演算手段が、下記式(30)又は(34):
Figure 0007281633000048
[式中、MRBCは平均赤血球年齢(day)であり、HbA1cはヘモグロビンA1c値であり、kは糖化率(dL/mg/day)であり、AGは平均血糖値(mg/dL)である]
の少なくともいずれか1つに基づいて、平均赤血球年齢を算出する、前記システム。
(1) means for inputting average blood glucose (AG) and hemoglobin A1c (HbA1c) values;
(2) calculating means for calculating average corpuscular age based on the inputted average blood glucose level and hemoglobin A1c value;
(3) means for outputting the calculated average corpuscular age;
A system for determining mean cell age, comprising:
The computing means is represented by the following formula (30) or (34):
Figure 0007281633000048
[In the formula, MRBC is the average corpuscular age (day), HbA1c is the hemoglobin A1c value, kg is the glycation rate (dL/mg/day), and AG is the average blood glucose level (mg/dL). be]
The system, wherein the mean cell age is calculated based on at least one of:
コンピュータを下記の手段(1)、手段(2)、手段(3):
(1)平均血糖(AG)値とヘモグロビンA1c(HbA1c)値を入力する手段;
(2)入力された前記平均血糖値とヘモグロビンA1c値に基づいて、平均赤血球年齢(M RBC )を算出する演算手段;
(3)算出された前記平均赤血球年齢を出力する手段
として機能させるための、平均赤血球年齢(M RBC )を決定するプログラムであって、
前記演算手段が、下記式(30)又は(34):
Figure 0007281633000049
[式中、MRBCは平均赤血球年齢(day)であり、HbA1cはヘモグロビンA1c値であり、kは糖化率(dL/mg/day)であり、AGは平均血糖値(mg/dL)である]
の少なくともいずれか1つに基づいて、平均赤血球年齢を算出する、前記プログラム。
A computer with the following means (1), means (2), and means (3):
(1) means for inputting average blood glucose (AG) and hemoglobin A1c (HbA1c) values;
(2) calculation means for calculating the average corpuscular age (M RBC ) based on the input average blood glucose level and hemoglobin A1c value ;
(3) means for outputting the calculated average corpuscular age;
A program for determining mean corpuscular age (M RBC ) for functioning as
The computing means is represented by the following formula (30) or (34 ):
Figure 0007281633000049
[In the formula, MRBC is the average corpuscular age (day), HbA1c is the hemoglobin A1c value, kg is the glycation rate (dL/mg/day), and AG is the average blood glucose level (mg/dL). be]
The program for calculating mean corpuscular age based on at least one of
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