福州地区人群血清游离脂肪酸参考区间的建立
作者:石安然 黄鋆 王梅华 曹颖平
单位:福建医科大学附属协和医院检验科
【摘要】目的 建立福州地区人群血清游离脂肪酸的参考区间,并比较不同性别之间、不同年龄层之间血清游离脂肪酸浓度有无差异性。方法 收集选取2016年1~9月于福建医科大学附属协和医院检验科体检中心体检的健康人群血清游离脂肪酸浓度资料共1212例进行统计分析。结果 福州地区健康人群血清游离脂肪酸95%参考区间为0.12~0.80mmol/L,性别因素对于血清游离脂肪酸浓度差异有统计学意义(p<0.05),男性95%参考区间为0.10~0.80mmol/L,女性95%参考区间为0.14~0.83mmol/L,女性血清游离脂肪酸浓度较男性高;而年龄层分布在男性或者女性皆对血清游离脂肪酸浓度差异没有统计学意义(p>0.05)。结论 已建立福州地区血清游离脂肪酸浓度参考区间。本研究表明性别因素对于血清游离脂肪酸浓度差异有统计学意义,而年龄层分布在男性或者女性皆对血清游离脂肪酸浓度差异没有统计学意义。
【关键词】游离脂肪酸;参考区间;健康人群
正常人体中有着微量的游离脂肪酸(free fatty acid),仅占总脂肪酸的5%~10%,主要为长链脂肪酸。近来有研究表明,血清游离脂肪酸浓度升高与胰岛素抵抗之间有很强的相关性,是导致胰岛素抵抗的重要原因[1],这一过程在长期血清游离脂肪酸浓度偏高的情况下将会加剧胰岛素抵抗发生的概率,降低血清游离脂肪酸浓度则可以提高胰岛素的敏感性[2],血清游离脂肪酸水平急性升高可促进胰岛素分泌,而血清游离脂肪酸长时间升高会减少胰岛素的分泌[3],这一过程称为“脂毒性”。游离脂肪酸在胰岛素抵抗中可能的机制有:抑制葡萄糖的氧化和转运、抑制糖原合成、促进糖异生、影响胰岛素的分泌和信号转导、影响β细胞的凋亡等[4]。高浓度的游离脂肪酸又可使血管内皮功能受损[5]。另外在肥胖患者体内血清游离脂肪酸水平会明显的高于健康人群血清游离脂肪酸[6],在高血压患者体内游离脂肪酸水平也普遍处于高水平的状态。值得注意的是,游离脂肪酸浓度的升高可能增加心源性脑卒中的危险[7-9],有研究表明,急性脑梗死患者脑脊液中游离脂肪酸水平与患者脑梗死病灶体积呈明显正相关性[10]。而且游离脂肪酸还是自身免疫病如风湿性疾病的潜在危险因子[11]。高水平的血清游离脂肪酸对细胞也有很强的毒性作用,其可以对细胞膜、溶酶体膜造成损伤,对线粒体也会有损害,而且还会增加细胞因子的毒性作用[12]。可见机体血清游离脂肪酸的水平与许多疾病都有着千丝万缕的关系,对于建立一个地区血清游离脂肪酸参考区间的意义绝不仅仅只是对该地区人群血清中脂肪酸含量有着较为准确的认识,更为重要的是在一些与游离脂肪酸浓度有明显相关性的疾病如糖尿病、高血压、冠心病等可以及时的通过测定血清中游离脂肪酸浓度用以对疾病的发生、发展甚至预后随访提供重要依据。
一、对象与方法
1. 研究对象:本次研究选取2016年1~9月位于福建医科大学附属协和医院体检中心体检的健康人群。此健康人群指的不是处于机体完全健康的人群,而是那些机体所处的状态没有影响到正常血清游离脂肪酸代谢的人群,即不是处于与机体游离脂肪酸水平有相关性的疾病状态的人群。(1)研究对象初筛:在福建医科大学附属协和医院检验科数据库里通过选取血清血糖、肌酐、白蛋白、总蛋白、门冬氨酸转氨酶、丙氨酸转氨酶、γ-谷氨酰转移酶、甘油三酯、胆固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白各项指标均处于正常参考区间的2016年1~9月的体检人群信息,从而得到目标健康人群初筛资料。(2)研究对象次筛:根据在福建医科大学附属协和医院检验科数据库通过所搜寻到的目标健康人群初筛资料中的体检号,登录体检中心系统搜寻目标体检人群其他体检信息,并进行对比后再次筛选,即根据CT、彩超、B超、血压、心电图等检查项目,主要排除有糖尿病病史、高血压病史、肥胖家族史、BMI指数>24、动脉粥样硬化、脂肪肝等与血清游离脂肪酸代谢有关的疾病,从而得出所需要的目标健康人群的血清游离脂肪酸浓度。
2. 研究方法与试剂:血清游离脂肪酸检测仪器为罗氏cobas8000全自动生化分析仪,检测试剂为日本和光游离脂肪酸检测试剂盒。由于此次实验是调查回顾性研究,故对于某些标本检验前信息如标本采集时间、采集部位、患者生理状态信息等未能将其控制于相同条件下,因为此原因造成的统计分析将会产生偏倚。但由于此次统计分析的数据较多,将会减少这些不确定因素造成的偏倚。从而增加结果的准确性。
3. 统计学处理:使用SPSS17.0统计软件进行分析。参考区间的建立首先要通过K-S法进行正态性检验。若数据服从正态分布则用均数±标准差的形式表示95%参考区间,若不服从正态分布,则用百分位数法表示95%参考区间,即百2.5%数值~97.5%数值(P2.5~P97.5)。不同性别之间和不同年龄层之间(20~40岁、41~60岁、61岁及以上)若数据服从正态分布则用t检验分析组间差异是否有统计学意义。若不服从正态分布则用秩和检验分析组间差异是否有统计学意义。(1)离群值判断处理:数据离群值处理按照由Dixon提出的D/R比率即1/3规则建议进行处理,R意义为全距,即最大值与最小值之间的差值,D意义为一个极端观察值(最大或最小的值)和紧接着的极端观察值(第二大或第二小的值)之间的差值,如果D>1/3的R值,该极端值就要被剔除,反之保留。当在同一侧同时出现几个疑似离群值时,将最极端的疑似离群值当作是唯一离群值进行处理,如果该值被剔除,那么接下来便继续使用1/3规则处理第二疑似离群值,一直处理到没有疑似离群值为止,若规则提示保留最大疑似离群值,则相应保留全部疑似离群值。(2)参考区间验证:随机另外选取健康人群共抽取60例数用于参考区间的验证,若检测结果最少95%(57例)位于新建参考区间内,不超过5%(3例)结果位在新建参考区间以外,说明该参考区间有效。若超过5%结果位于新建参考区间以外,需要另外收集数据进行重新建立参考区间。
二、结果与分析
1. 数据一般情况:研究对象初步筛选共合计数据有2961个,经过二次次筛后共有数据1212个,平均年龄40.1±12.4岁。其中男性人群资料535例,女性人群资料677例,扣除此次调查研究所未设0~19岁组的人群数据资料,而后统计有20~40岁人群资料559例,41~60岁人群资料525例,61岁及以上人群71例(见表1)。游离脂肪酸最小浓度为0.07mmol/L,最大游离脂肪酸浓度为1.32mmol/L。
数据经过1/3规则检验后发现并无离群值存在,故认为全部数据可用来分析。经过K-S检验后发现数据为非正态分布(p<0.05)
2. 参考区间研究结果:使用频数分析后经百分位数法确定得出数据2.5%与97.5%处值分别为0.12mmol/L、0.8mmol/L,故新建95%参考区间(P2.5~P97.5)为:0.12~0.8mmol/L,中位浓度为0.38mmol/L,四分位间距为0.22mmol/L。
3. 性别分组研究结果:男性人群标本资料535例,最高年龄为87岁,最低年龄为9岁,平均年龄为39.2±14.1岁;女性人群标本资料677例,最高年龄为82岁,最低年龄为8岁,平均年龄为40.7±11.0岁。其中,男性组95%参考区间(P2.5~P97.5)为0.10~0.80mmol/L,最小值为0.7mmol/L,最大值为1.13mmol/L,中位浓度为0.37mmol/L,四分位间距为0.22mmol/L。女性组95%参考区间(P2.5~P97.5)为0.14~0.83mmol/L,最小值为0.08mmol/L,最大值为1.36mmol/L,中位浓度为0.40mmol/L,四分位间距为0.21mmol/L(见表2)。
由于数据为非正态分布,故使用秩和检验分析数据。进行两独立样本分析后表明性别对于血清游离脂肪酸浓度分布差异有统计学意义(p=0.004<0.05),女性血清游离脂肪酸浓度高于男性。
4. 年龄层分组研究结果:20~40岁人群资料559例,41~60岁人群资料525例,61岁及以上人群71例,由于上述已表明性别对于血清游离脂肪酸浓度分布差异有统计学意义,故根据性别再对各年龄层进行分组(见表3)。
其中,男性20~40岁组平均年龄为30.8±5.7岁,95%参考区间(P2.5~P97.5)为0.11~0.79mmol/L,最小值为0.07mmol/L,最大值为1.13mmol/L,中位浓度为0.36mmol/L,四分位间距为0.21mmol/L。男性41~60岁组平均年龄为48.7±5.5岁,95%参考区间(P2.5~P97.5)为0.10~0.78mmol/L,最小值为0.08mmol/L,最大值为0.84mmol/L,中位浓度为0.36mmol/L,四分位间距为0.22mmol/L。男性61岁及以上组平均年龄为65.3±5.6岁,95%参考区间(P2.5~P97.5)为0.12~0.91mmol/L,最小值为0.11mmol/L,最大值为0.92mmol/L,中位浓度为0.38mmol/L,四分位间距为0.20mmol/L(见表4)。
女性20~40岁组平均年龄为32.7±5.4岁,95%参考区间(P2.5~P97.5)为0.15~0.86mmol/L,最小值为0.08mmol/L。最大值为1.36mmol/L,中位浓度为0.41mmol/L,四分位间距为0.23mmol/L。女性41~60岁组平均年龄为47.7±5.0岁,95%参考区间(P2.5~P97.5)为0.14~0.80mmol/L,最小值为0.08mmol/L,最大值为1.22mmol/L,中位浓度为0.39mmol/L,四分位间距为0.19mmol/L。女性61岁及以上组平均年龄为66.4±6.0岁,95%参考区间(P2.5~P97.5)为0.10~0.83mmol/L,最小值为0.10mmol/L,最大值为0.83mmol/L,中位浓度为0.43mmol/L,四分位间距为0.22mmol/L(见表5)。
由于数据为非正态分布,故使用秩和检验分析数据。进行K个独立样本分析后表明男性组年龄层对于血清游离脂肪酸浓度分布差异没有统计学意义(p=0.149>0.05),女性组年龄层对于血清游离脂肪酸浓度分布差异也没有统计学意义(p=0.293>0.05)。故可以总的认为年龄层因素对于血清游离脂肪酸浓度分布差异没有统计学意义。
5. 参考区间验证结果:额外以同样的筛选条件经过初筛、次筛后得到2017年10月于福建医科大学附属协和医院健康体检人群血清游离脂肪酸浓度信息资料120例,从中随机抽取60例游离脂肪酸浓度信息,发现共有59例游离脂肪酸浓度位于新建参考区间内,1例游离脂肪酸浓度位于新建参考区间外,故认为此次新建参考区间有效。
三、讨论
综上所述,确定福州地区健康人群血清游离脂肪酸95%参考区间为0.12~0.80mmol/L,性别因素对于血清游离脂肪酸浓度差异有统计学意义,男性95%参考区间为0.10~0.80mmol/L,女性95%参考区间为0.14~0.83mmol/L。而年龄层分布对血清游离脂肪酸浓度差异没有统计学意义。
本次调查研究结果有效真实可靠,与仪器试剂公司所给的游离脂肪酸参考区间0.10~0.59mmol/L有明显差异,可能与游离脂肪酸易受种族、地域因素影响有关,所以如果单独采用仪器公司给出的参考区间作为福州地区人群游离脂肪酸浓度参考区间,将会是不准确的。
本次调查研究未设定0~19岁年龄段血清游离脂肪酸浓度,其原因是由于该年龄层标本较为难得,共统计49例0~19岁年龄层血清游离脂肪酸信息资料,认为没有代表性,若纳入统计分析将有可能造成较大偏倚,故没有对其进行统计分析。若需要研究0~19岁年龄层血清游离脂肪酸水平,需额外做研究调查。
脂质的消化吸收主要在小肠上段区域,主要是甘油三酯,而吸收进肠黏膜细胞的由中短链脂肪酸构成的甘油三酯可水解成脂肪酸,而后通过门静脉进入血循环,而长链脂肪酸在小肠粘膜细胞内经过一系列转化组装成乳糜微粒由淋巴系统进入血循环[13],这是脂肪酸消化吸收的主要过程。脂肪酸又是合成甘油三酯的原料,其本身经过β~氧化也可以释放大量能量,所以脂肪酸可以作为机体内一个极其重要的直接、间接功能物质。脂肪细胞内的脂肪分解后可以释放游离脂肪酸和甘油供其他组织细胞氧化利用,游离脂肪酸不溶于水,在血浆中运输需要血浆清蛋白的参与,才能够被运送至心、肝、骨骼肌等吸收利用。调节影响血清游离脂肪酸代谢的酶主要有脂肪组织中的激素敏感性脂肪酶、脂肪细胞合成的脂蛋白酯酶以及乙酰辅酶A羧化酶等,这三种酶中任何一种受到激活或者抑制后都会影响到血清游离脂肪酸的浓度[14],而且不仅仅是这些酶类可以影响游离脂肪酸代谢,近来更有报道指出,肿瘤坏死因子α也可以通过抑制脂蛋白酯酶的作用,间接的使血清游离脂肪酸浓度升高[15]。胰岛素也会通过酶途径使细胞内环腺苷酸水平下降,导致脂肪组织中的脂解作用下降,从而使游离脂肪酸水平减少。还有许多物质与血清游离脂肪酸水平息息相关,当这些物质浓度发生改变,将会影响到血清游离脂肪酸浓度。游离脂肪酸的生理学作用还包括参与了机体内的激素调控、炎症反应还有细胞增殖、变态反应等,近来还有报道显示,血清游离脂肪酸水平与脂代谢、糖代谢及内分泌功能等密切相关。研究表明,与血清三酰甘油及胆固醇比较,游离脂肪酸水平更能敏感地反映机体脂代谢的变化[16]。其这种具有多种生理功能的基础决定了游离脂肪在体内扮演着一个非常重要的角色,任何会影响到脂肪酸消化吸收、代谢的因素均会导致机体内游离脂肪酸水平波动。
机体内血清游离脂肪酸浓度也极易受种族、地区、饮食、生活习惯、遗传因素、地域因素、性别等内外源性因素影响,在社会处于高速发展的同时,人们生活水平、生活习惯必然也在变化着。随着生活水平的提升,人们进食脂类的水平会发生明显变化,故血清游离脂肪酸水平会随着社会进步与人们饮食结构改变而同时发生改变。在分析患者游离脂肪酸水平时,需要综合考虑患者所有信息进行分析游离脂肪酸水平高低值的原因,包括病理、生理状态,而不仅仅对于一个不在参考区间内的数值便直接给出某些解释,这样的结果解释是片面性的,因为可能存在目标对象是健康个体的情况下,出现高血清游离脂肪酸或者正常高值游离脂肪酸浓度,即血清游离脂肪酸浓度会有个体差异性,这一点在收集数据的时候便已经观察到。
参考文献
Yang Y, Xie G Q, Yin H. The relationship between serum FFA levels and insulin resistance in patients with type 2 diabetes mellitus[J]. Modern Medicine Health, 2004.
Bajaj M, Suraamornkul S, Kashyap S, et al. Sustained Reduction in Plasma Free Fatty Acid Concentration Improves Insulin Action without Altering Plasma Adipocytokine Levels in Subjects with Strong Family History of Type 2 Diabetes[J]. Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 2004, 89(9):4649-55.
常燕琴, 李伟. 影响血浆游离脂肪酸水平的因素[J]. 兰州大学学报(医学版), 2007, 33(2):81-84.
牛艳芬,游离脂肪酸与2型糖尿病[J],昆明医学报,2007,(3):102-105.
李谊文, 贾绍斌. 游离脂肪酸和冠心病关系的研究进展[J]. 宁夏医学杂志, 2008, 30(2):187-188.
Shimabukuro M, Zhou Y T, Levi M, et al. Fatty Acid~Induced β Cell Apoptosis: A Link between Obesity and Diabetes[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1998, 95(5):2498-2502.
Seo W K, Kim J, Kim Y H, et al. Elevated free fatty acid is associated with cardioembolic stroke subtype.[J]. Canadian Journal of Neurological Sciences, 2011, 38(6):874-879.
林晖. 急性缺血性脑卒中的发病机制及治疗进展[J]. 内科, 2012, 07(5):540-542.
饶明俐, 王文志, 黄如训. 中国脑血管病防治指南[J]. 2007.
陈颖聪, 张志军, 张建军. 脑脊液中游离脂肪酸含量对脑梗死急性期患者的预后价值[J]. 脑与神经疾病杂志, 2017, 25(8):493-496.
Frommer K W, Schäffler A, Rehart S, et al. Free fatty acids: potential proinflammatory mediators in rheumatic diseases[J]. Annals of the Rheumatic Diseases, 2015, 74(1):303.
陆秋涯, 迟贞旎, 陆怡德. 空腹血清游离脂肪酸与2型糖尿病的关系[J]. 检验医学, 2012, 27(9):725-727.
周爱儒、查锡良等:《生物化学与分子生物学》,人民卫生出版社,2013年,第154-159页.
常燕琴, 李伟. 影响血浆游离脂肪酸水平的因素[J]. 兰州大学学报(医学版), 2007, 33(2):81-84.
Maryan RS,Genevieve R. Upregulation of macrophage lipoprotein lipase in patients with type 2 diabetes:role of peripheral factors. Diabets ,2000;49:597-622
Rhee Y, Paik M J, Kim K R, et al. Plasma free fatty acid level patterns according to cardiovascular risk status in postmenopausal women.[J]. Clinica Chimica Acta, 2008, 392(1):11-16.