毛细管电泳的一个新领域：酒精滥用的检测和确认

摘要：毛细管电泳（CE）做为一种新的检测手段正被成功地用于一种长期酒精滥用标记物??糖缺乏转铁蛋白（CDT）的检测。CDT是持续酒精滥用的最特异性标记物，已被广泛应用于美国人寿保险分析实验室进行的风险评价。由于该方法的高度自动化，因此效率很高。样品进样后，每小时可获得38个样品的分析结果。与传统方法相比，CE 方法可提供可视化的测试结果，从而增强了该方法的特异性。

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.

        对临床医生和研究人员而言，确保将发展的新技术及时地应用于相关的诊断化验及仪器方法是非常必要的。最近，毛细管电泳（CE）技术由于可以在200~60 0 nm 波长范围内检测蛋白质，因此大大拓展了临床的化验范围。利用CAPILLARYS^TM 2（Sebia Electrophoresis,Norcross, GA）既可以进行传统分离又可以进行新型检测，例如蛋白质（没有脂质干扰）、免疫分型（一种替代免疫固定测试的全自动方法，已取得专利）、高分辨蛋白（用于感染性疾病研究）及血色素检测。

        此外，CE 在一项新测试领域?糖缺乏转铁蛋白（CDT）的检测中也取得了突破。CDT 是持续酒精滥用的最特异性标记物，已被广泛地应用于美国人寿保险分析实验室进行的风险评价。全球范围内的酒精滥用复发中心也用其来检测患者的复发情况。更有趣的是，有7 个欧洲国家的公共安全部门把CDT 测试作为评估和检测司机是否酒后驾驶的检测项目之一。

        本文将CDT 检测的早期方法在图谱分辨率、自动化以及检测通量等方面的性能和CE 技术进行了对比。

1 CDT 是什么？

        CDT 是一种体内运送铁的糖蛋白??转铁蛋白的变体。尽管原因尚未完全弄清，但过度饮酒（测试前7 ~ 10天内每天饮酒4 次）会导致转铁蛋白的一些糖链丢失，因此被称为糖缺乏转铁蛋白。

        自从19 世纪80 年代初期以来，CDT 已被称为鉴别过度饮酒的一种重要生物标记物。近20年来已有500多篇关于CDT 检测的论文发表，这些研究结果表明CDT 检测结果可以极低的假阳性率（≥ 90％的特异性）鉴别约70％的过度饮酒者。尽管还有几种酒精滥用生物标记物，如微克级谷氨酰转移酶（GGT）和红血球细胞中血球的平均量（MCV）也可用于鉴别，但是CDT 的独特优势是除了饮酒外，几乎没有什么原因促使CDT 升高^[1]。因此，目前60％的美国保险公司在人寿保险申请中用CDT 作为主要的或唯一的确认酒精滥用者的测试标准^[2]。事实上，保险公司对具有下列4 个条件之一的申请者进行CDT 测试：肝酶不正常、HDL（高密度脂蛋白）胆固醇升高、有酒精滥用史，或有疑似过度饮酒的记录^[3]。

        戒酒3 ~ 4 周后，CD T 回到正常范围；再度酒精滥用后，CDT 会迅速升高^[4]。如此可通过CDT 来确认病人的饮酒记录。因此CDT 在酒精滥用治疗方案中正发挥着越来越重要的作用。在美国戒酒中心，CDT 测试已被成功地用于监测病人戒酒和再度酒精滥用情况，尤其被那些相信可通过生物标记物监测早期复发来改善治疗效果的临床医学家们认可^[4,5]。

2 用CE 检测CDT

        首个获得美国FDA（食品及药品管理局）批准的CDT 测试技术是CDT 的浊度免疫测定盒（CDT TIA, Axis Shield, Dundee, Scotland）^[6]。2005年年初，第二个被FDA 批准的CDT 测试技术就是CAPILLARYS CDT 测试。在人血清中CDT 的分析中，CE已显示了很好的测试精确性^[7,8] 。在CAPILLARYS 测试中，血清样品中铁传递蛋白和CDT 在毛细管内以不同速度运动。测试结果以CDT 的百分含量的形式给出，判断的临界标准是1.3%。同批次实验间及总精密度的变化范围是2% ~ 18%，日内变化小于3％。浊度免疫测定盒测试结果与CE CDT 测试结果的线性回归相关系数是0.94。

2.1 CE CDT 的优点

        就技术而言，CE CDT 检测是个简单的系统，不需要技术人员过多的操作，因此可节约人力。技术人员只需将样品放到仪器上，几小时后可以回来取结果。样品放在样品架上后，仪器可自动扫描条码、分析样品并给出结果。系统每小时可处理38 个样品，并自动计算出CDT 的百分含量结果。

        就性能而言，与早期的CDT 检测相比较，CE CDT 的显著优势是能够提供可视化的分析结果，进而提高检测的特异性。也就是说，根据CE 谱图可直接判断样品中是否存在CDT，为CDT 的存在提供了可视化证据，这是采用早期CDT 检测方法无法做到的。因为在滥用酒精情况下形成的峰模式是特异性的（图1），因此可以和采用早期方法检测的假阳性情况进行比较。采用CE 的方法，可以区分酒精滥用、转铁蛋白基因变异（图2）和与酒精无关的肝变化（图3）的情况。在临床上，CE 方法不仅有助于提高新测试方法的特异性，而且在同批次测试中，可用来筛选和确认阳性结果。因为这两种测试可在一次检测中同时进行，因此采用CE 方法可以为实验室节省大量的费用。

2.2 CE CDT 的应用

        目前，CDT 的测试结果有两种应用。一种是通过简单观察CDT 的测试结果来判断酒精滥用者。如果测试结果超出了临界值（1.3%），受试者被诊断为酒精滥用者，即男性每天饮酒4次，女性3 次。对任何一个申请者，人寿保险公司都采用这种方法来确认可疑的酒精滥用者。这种改进的CDT 检测方法可在一次测试中同时完成筛选和确认CDT 阳性。这将极大地提高CDT测试在人寿和健康保险业中的价值。

        另一种应用是检测戒酒和酒精滥用的复发情况。这需要研究一段时间内的CDT 测试谱图。在一项住院治疗酒精和化学药品依赖性的研究中（Rogers Memorial Hospital, Oconomowoc, WI），人们用CE CDT 测试来监测患者的复发情况。接受治疗的40 位酒精依赖性患者在治疗前的30 天内平均每天饮酒4.5 次。检测结果表明他们的平均CDT 值为1.8%。在治疗期间，患者平均每天饮酒少于1 次。当治疗结束后，饮酒基线的平均值降为1％。在停止治疗1 个月后，患者的饮酒量为平均每天一次，CDT值保持在1.2%，几乎没有变化。这些结果确认了以前的研究结果，即对于接受治疗的酒精滥用者和酒精依赖性患者，减少饮酒量一段时间后，CDT 值会降低。

        在交通医学领域中采用生物标记物反映了测试酒精滥用的最新进展。在Wisconsin 州即将开展一项新的研究，即采用生物标记物，包括CDT 测试，来评估醉酒司机的慢性过度饮酒情况，并对那些多次酒后驾车的司机进行强制性治疗。

        毫无疑问，对于正在寻求精确、方便和费用低的新方法的实验室人员来说，CDT 测试的自动化和高准确度必将促进该方法的广泛应用。

参考文献

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.