Clinical Case Study Unexpected Hemoglobin

Clinical Case Study
Unexpected Hemoglobin A 1c Results
Alina-Gabriela Sofronescu1, Laurie M. Williams1, Dorinda M. Andrews1 and Yusheng Zhu1,*
1
Department of Pathology and Laboratory Medicine, Medical University of South Carolina, Charleston, SC.
*
Address correspondence to this author at:Department of Pathology and Laboratory Medicine, Medical University of
South Carolina, 171 Ashley Ave., MSC 908, Suite 309, Charleston, SC 29425. Fax843-792-0424; e-mail [email protected].
臨床症例研究
予期せぬヘモグロビン A1c 値の測定結果
症例
B 型肝炎、高脂血漿、高血圧、貧血とうつの既往歴のある 52 歳女性が、内科クリニックにルーチン訪問で訪
れた。3 ヶ月前の検査結果で空腹時血糖値が、5.9mmpl/L（106mg/dl）[参考値 3.9-5.6mmol/L （70-100mg/dL）]
と異常であることがわかった。そのため、ヘモグロビン A1c 分析が行われた。最初の HbA1c はカチオンー変換
HPLC（CE-HPLC）（ VARIANT 2 TURBO リンクシステムの HbA1c；Bio-Rad ラボラトリー）を用いて行われ、HbA1c
値は 115.8%（参考値 4.0%-6.0%）であった（図 1）。
1
図 1. HbA1c 分析のための CE-HPLC クロマトグラム。クロマトグラムで HbS と 115.8%のアベラント HbA1c 値が優
位 Hb なピークを示した。
非典型的な HbA1c の結果が、潜在的なヘモグロビノパチーのためであるかどうか決定するために、Hb 異形分
画分析を Bio-Rad Variant CE-HPLC β—サラセミアショートプログラムを用いて施行した。分析によって HbA の
欠損と、鎌状赤血球 Hb（HbS）（37.4％）、正常 HbA（3.2%）と HbF（<1.0%）の存在が明らかになった（図
2）。また、P2 と呼ばれる HbA より早く容出されるもう一つの大きなピーク（53.0%）が明らかになった。こ
の検査は HbS に加えて、HbA1c と事実上同じクロマトグラフィー検出時間を持つ Hb 異形の存在を示唆した
（図 1 及び 2）。引き続く pH6.0 での Hb 電気泳動分析（Quick Gel Acid; Helena Laboratories）で、HbS と HbF と
同様の動きのあるもう一つの異常なバンドが検出された。
2
図 2. CE-HPLC βサラセミアショートプログラムによる Hb 異形分析のクロマトグラム。HbS（37.4%）、野生型
HbA2（3.2%）、と HbF（<1.0%）が同定されたが、HbA は検出されなかった。P2 と考えられる大きなピークが
53.0%で検出された。
患者のフォローアップ
Hb 異形を同定するために、我々は患者のβ—グロビン遺伝子に一致する DNA 配列を調べた。この分析で一つ
のアレル上に HbS に一致したコドン 6[GAG から GTG（Glu から Val）]の置換と、別のアレル上で Hb Raleigh に
一致したコドン 1[GTG から GCG （Val から Ala）]の置換が同定された。
疑問点
1.
HbA1c 測定に使われる方法には、どんな方法があるのか？
3
2.
Hb 異形はこれらの HbA1c 測定法に、どのように干渉するのか？
3.
HbA1c の結果が疑わしい場合、どのようなアクションが取られるべきか？
これらのヘモグロビノパチーの存在は、CE-HPLC 法で測定された HbA1c 結果が疑わしくなるのは、HbA1c と同じ
クロマトグラム保持時間を持つ HbRaleigh の溶出のためであると示唆した。我々は HbA1c の結果を比濁法抑制
免疫法（Dimension® Clinical Chemistry System; Siemens）を用いて評価し、4.1%という HbA1c 値を得たが、それは
5.9 mmol/L（106mg/dL）という空腹時血糖異常と一致しなかった。
考察
HbA1c は非酵素的なグルコース分子の HbAβ 鎖上の N 末端バリン残渣への結合により産生される。N 末端残渣
の糖化はその構造を変化させ、HbA の陽性電荷を減少させる。アメリカ糖尿病学会は HbA1c を糖尿病患者の長
期の血糖コントロールの指標として、また糖尿病の診断ならびにスクリ−ニングとして推奨しており、6.5%を
カットオフ値としてきた（1）。
HbA1c 分析の方法は、二つのカテゴリーに分けられる。分子電荷を基本とした想定法と、構造を基本にした測
定法である。前者には CE-HPLC や電気泳動法があり、後者には免疫法、ボロン酸エステル親和性クロマトグラ
フィーとマススペクトロメトリが含まれる（2）。CE-HPLC と電気泳動法では、N 末端バリンの糖化が陽性電荷
を減少させるので、HbA1c は HbA から分離される。そのため、電荷ベースの方法は翻訳後修正（例えばカルバ
ミル化やアセチル化）（3）、や電荷を変化させる Hb 変異（2）の影響を受ける。しかしながら HbAS と HbAC
のようなありふれた Hb の特徴は、今回の検査で使われた CE-HPLC （Bio-Rad VARIANT II TURBO）HbA1c 測定法と
干渉しない（4)。免疫法はβ鎖上の N 末端糖化アミノ酸抗体を HbA1c の定量に使っており、HbA1c のパーセン
トは HbA1c と HbA の濃度から計算される（2）。そのため、糖化を妨げる要因や抗体認識に影響を及ぼす N 末
端アミノ酸のエピトープの変異は、エラーを引き起こす。追加で HbF が 10%以上に上昇している患者は、
HbA1c 値が偽低値を示す。なぜならγ鎖は最初の 10 アミノ酸のうち 4 つしか HbA のβ鎖と共通しておらず、
HbA1c 法で使われるほとんどの抗体との免疫反応はほんの少しかないか、あるいは全くないからである。ボロ
ン酸エステル親和性クロマトグラフィー法では、ボロンさんは糖化によりつくられた cis diol 基と反応するた
め、HbA1c の様な糖化ヘモグロビンが HbA と分離されるようになっている（4）。一方、過剰な糖化のある Hb
異形、たとえば Hb Himeji などは、ボロン酸エステル親和性クロマトグラフィーと干渉する可能性がある（5）。
マススペクトロメトリ法、IFCC 法は、特異的に HbA β鎖の糖化 N 末端バリンを測定する（6）が、マススペク
トロメトリのコストとその設置と操作の複雑な性質から、近い将来ほとんどの臨床検査室で使われなくなる可
能性が高い（2）。
最初に患者の HbA1c の分析に使われた方法は、CE-HPLC 法であった。CE-HPLC Hb 異形分析（図 2）、アシッド
ゲル Hb 電気泳動とβグロビン遺伝子の DNA シークエンスは、偽 HbA1c 上昇は HbA1c ウィンドウに溶出され
る Hb Raleigh のためであると証明した。Hb Raleigh は β鎖の最初のアミノ酸をコードしている二番目のコドン
のベースにある変異（T>C）が、N 末端バリンをアラニンに換えると言う点で特徴的である。この置換は N 末
4
端アラニンが翻訳後すぐにアセチル化されてアセチルアラニンにならない限り、必ずしも HbA 電荷に変化を
引き起こさない（7、8）。このアセチル化は陽性電荷を HbA1c に近い物に下げる。それゆえ、HbA1c と Hb
Raleigh のクロマトグラフィー保持時間は事実上同一になり、これら 2 つの Hb の溶出ピークは同じウィンドウ
に入る事になる（図 1）。そのため、Hb Raleigh の存在は CE-HPLC によって評価された場合、HbA1c 値を偽性に
上昇させる。Chen らは Bio-Rad VARIANT CE-HPLC Hb A1c 測定法において、Hb Raleigh により偽性に上昇した
HbA1c を報告した。彼らの症例では、患者は HbA と Hb Raleigh のヘテロ結合をもっており、46%という上昇し
た HbA1c 値には少量の本当の HbA1c 分画も含まれていた。我々の症例では、患者はβ鎖上の N 末端バリンが糖
化されて HbS1c となった HbS と、β鎖上の N 末端バリンが糖化されなかった Hb Raleigh のヘテ結合をもってい
た。それゆえ、HbA1c はこの患者には存在しなかった。偽性 HbA1c 値（115.8%）は、主に Hb Raleigh による物
であった。他に同じような干渉作用を引き起こす Hb 異形には、Hb Graz, Hb Sherwood Forest, Hb South Florida ,
Hb Niigata, とカルバミル化された HbA がある（2）。
比濁法抑制免疫法は HbA1c 4.1%という結果を出したが、それは HbS1c のパーセントを示しており、HbA1c のパー
セントと同等であり、HbS1c は Hb Raleigh のヘテロ結合性により過小評価されている。HbS はコドン 6 の置換
（GAG から GTG）によって起こり、この変異はβ鎖のグルタミン酸残渣をバリンで置き換える事になる。こ
の置換は 6 番目のアミノ酸残渣で起こるが、免疫法で使用される抗体は HbS1c を認識する事が出来る。Hb
Raleighβ鎖の N 末端のアセチル化アラニン派、しかしながら、糖化されず、免疫法で抗体と反応しない。
HbA1c が計算される時、分子には HbS1c のみが含まれるが、分母は HbS と Hb Raleigh の両方が含まれ、また少
量の HbA2 と HbF も含まれる。それゆえ、この患者での免疫法で測定された HbA1c のパーセントは、やく 50%
程、過小評価される。この HbA1c 免疫法に関する問題は、Chen らや Jain らによって議論されてきた（9、10）。
同様にボラン酸エステル親和性クロマトグラフィー法も、Hb Raleigh β鎖における N 末端アセチルアラニンが
糖化されないので、Hb Raleigh を持つ患者の HbA1c を過小評価する。カラムは他の糖化物質と反応可能である
が、Hb Raleigh はカラムの中でボロン酸への親和性が減少する。これらの患者には、Chen ら（9）と Jain ら
（10）はフルクトサミンを用いる事（9）、一日を通じて毛細血管血糖の複数回の測定、高血糖患者には持続
血糖モニタリングを推奨している（10）。我々はサンプルの不足のため、これらの検査を患者に対して行わな
かった。Hb Raleigh を持つ患者にとって、IFCC タンデムマススペクトロメトリ法は最も良い方法かもしれない、
なぜなら、HbA と HbA1c を特異的に測定するからである。しかしながら IFCC 法は、我々の患者ではマススペク
トロメトリ法が HbS と HbS1c を測定できなければ意味がなかっただろう。というのは、この患者は HbA も
HbA1c も持っていなかったからである。
覚えておくべきポイント
•
Hb A1c 測定法は分子電荷を使う方法（CE-HPLC と電気泳動法）と、分子構造を使う方法（免疫法, ボロ
ン酸エステル親和性クロマトグラフィーとマススペクトロメトリ）に分けられる。
•
Hb 異形（または糖化型）は、HbA または HbA1c との同一溶出／同一遊動により CE-HPLC 法および電気
泳動法の際に、HbA1c 測定と干渉するかもしれない。もし、Hb 異形のアミノ酸置換が、抗体が認識する N 末
5
端のβ鎖エピトープにおいて起こるか、患者が非常に多い HbF をもっているかすれば、HbA1c 免疫法は影響を
うける。 Hb 異形で糖化が上昇あるいは減少していれば、ボロン酸エステル親和性クロマトグラフィーと干渉
する。マススペクトロメトリは IFCC 標準法であるが、一般的に HbA 分子への遺伝的、化学的修飾の存在下で
も影響をうけないようだ。
•
疑わしい HbA1c 結果が得られた時は、Hb 異形による干渉の可能性がかんがえられ、そして、HbA1c の
結果は患者の医学的な既往と、他の検査結果によって解釈されるべきだ。さらに Hb 異形を同定する努力がさ
れるべきであり、干渉のない別の HbA1c 測定法が使用されるべきだ。もし特定の Hb 異形に適当な測定法がな
い時は、フルクトサミン、毎日の複数回の毛細血管血糖測定、および持続血糖モニタリングが血糖コントロー
ルに使用されるべきだろう。これらの代替法は赤血球生存時間が変わったり、糖化の割合が変化した患者に
も、使用出来る可能性がある。HbA1c 検査はこれらの患者には、使用してはならない。
この症例はどのように Hb 異形が HbA1c 測定に干渉し、間違った結果を出すかという例であった。異常な
HbA1c 値が作られたとき、あるいは、値が臨床像に一致しなかったとき、Hb 異形の干渉の可能性を考慮すべき
である。そして HbA1c 値は、患者の医学的既往歴と他の検査結果に基づいて解釈されるべきである。Hb 異形
を同定する努力がされるべきであり、患者の血糖コントロールの監視には、干渉のない別の HbA1c 測定法を選
択するべきである。
脚注
2
Nonstandard abbreviations:Hb, hemoglobin; CE-HPLC, cation-exchange high-performance liquid chromatography; Hb S,
sickle cell Hb.
Author Contributions: All authors confirmed they have contributed to the intellectual content of this paper and have
met the following 3 requirements: (a) significant contributions to the conception and design, acquisition of data, or
analysis and interpretation of data; (b) drafting or revising the article for intellectual content; and (c) final approval of
the published article.
Authors' Disclosures or Potential Conflicts of Interest: No authors declared any potential conflicts of interest.
Role of Sponsor: The funding organizations played no role in the design of study, choice of enrolled patients, review and
interpretation of data, or preparation or approval of manuscript.
Received for publication August 26, 2010. Accepted for publication October 28, 2010.
参考文献
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論説
Randie R. Little1,2,*
1
Departments of Pathology & Anatomical Sciences and
2
Child Health, University of Missouri School of Medicine, Columbia, MO.
* Address correspondence to the author at:Diabetes Diagnostic Laboratory M767, Department of Pathology &
Anatomical Sciences, One Hospital Dr., Columbia, MO 65212. Fax573-884-8823; e-mail [email protected].
世界的に、またアメリカで最もよくみる 4 つの Hb 異形は、HbS、HbE、HbC そして HbD である。さらに、多
くのまれな異形が存在する。これらの異形はしばしばヘテロ結合形のなかで認識されない（例えば HbS）。な
ぜなら、それらはたいてい臨床的に問題にならないからであるが、それらの異形はその存在が疑似結果のエラ
ーを引き起こす可能性があるなら、臨床的に重要な意味をもつかもしれない。多くの糖尿病患者は臨床的に表
7
に出ないが、いくつかの HbA1c 測定と干渉を起こしうる Hb 異形を持っている。最も日常的に使われる HbA1c
法が、4 つのもっともありふれた Hb 異形において評価され（http://www.NGSP.org 参照）、1 つかそれ以上の
これらの異形はいくつかの方法に干渉するが、他は干渉しない。Hb 異形が赤血球の寿命を変化させたり、Hb
糖化の変化を実際に生み出すときには、アッセイの方法にかかわらず、HbA1c 測定は臨床的に有用な結果を出
さないかもしれない。Sofronescu らによって報告された患者では、実際に 2 つの Hb 異形、HbS と Hb Raleigh
が存在した。この患者には HbA が存在しないので、直接 HbA1c を図る事は出来ない。ボロン酸エステル親和性
を使って糖化 Hb、つまりその中には Hb Raleigh は HbA に比べて非常に糖化されにくいが、糖化 HbS と糖化
Hb Raleigh を含む事が考慮された。少ないケースではあるが、フルクトサミンや持続血糖モニタリングのよ
うな血糖コントロールの他の測定法が、HbA1c 測定の代わりに必要になる事もあるが、そのようなケースは稀
である。ほとんどの糖尿病患者では（そして糖尿病の存在をテストされる人たちにとっても）、適当な測定法
が使われる限り、HbA1c 測定は長期血糖コントロールを評価する最も良い方法である。それぞれの検査法の限
界を明確に文書化することはすべての製造元の責任であり、それぞれの検査室が HbA1c 測定のために使用する
測定法の限界を知り、適切なときに臨床家に伝えるのは検査室の責任である。
脚注
Author Contributions: All authors confirmed they have contributed to the intellectual content of this paper and have
met the following 3 requirements: (a) significant contributions to the conception and design, acquisition of data, or
analysis and interpretation of data; (b) drafting or revising the article for intellectual content; and (c) final approval of
the published article.
Authors' Disclosures or Potential Conflicts of Interest: No authors declared any potential conflicts of interest.
Role of Sponsor: The funding organizations played no role in the design of study, choice of enrolled patients, review and
interpretation of data, or preparation or approval of manuscript.
Received for publication October 12, 2010. Accepted for publication October 20, 2010.
論説
Simon J. Fisher*
Department of Internal Medicine, Division of Endocrinology, Metabolism and Lipid Research, Washington University, St.
Louis, MO.
* Address correspondence to this author at: Washington University, 660 S. Euclid Ave., Campus Box 8127, St. Louis, MO
63110. E-mail [email protected].
8
ヘモグロビン A1c （HbA1c）は、直近 3 ヶ月（赤血球の寿命）の血糖コントロールを評価する標準的方法である。
HbA1c の上昇（6.5% 以上）は、最近アメリカ糖尿病学会において糖尿病診断指標として承認された。ここに示
された症例は、糖尿病前の空腹時血糖異常の段階か、糖尿病発症かを区別するために、診断的に HbA1c 検査が
オーダーされた。よく使われるカチオン−変換 HPLC HbA1c 測定法では、115.8%という疑わしい高 HbA1c 値
（参考値 4-6%）が報告され、ヘルスケアチームが気づき、迅速に検査がなされた。著者らのデータは、患者
の偽性に上昇した HbA1c が、Hb Raleigh という通常 HbA1c のバンドの出る場所にクロマトグラムのバンドを増加
させたヘモグロビン異形の存在と合致したことを示した。ヘモグロビノパチーを持つ患者では、いくつかの
HbA1c 測定法は偽の高値（あるいは低値）を示し、糖尿病の過剰治療、あるいは過小治療につながる（国家糖
化ヘモグロビン標準化プログラムのウェブサイト参照 http://www.ngsp.org/interf.asp）。ヘモグロビノパチー
に加えて、赤血球寿命の異常も、正確に測定されたにもかかわらず、HbA1c が血糖コントロールを反映しない
ときに良くある状況である。赤血球の迅速なターンオーバー（溶血や出血など）や、赤血球寿命の延長（腎
臓疾患など）は糖化の可能な時間を替え、これらのプロセスが血糖コントロールを過小、あるいは過剰評価す
る事になる HbA1c 値をそれぞれ生み出す。ヘルスケアプロバイダーは、（a）HbA1c 値が患者の血清糖濃度や臨
床像と一致しなかったとき、（b）HbA1c が 15%以上の時、または（c）HbA1c 検査結果が以前から急激に変化し
た時には、用心深くヘモグロビノパチーや赤血球寿命の異常がないか疑うべきである。 HbA1c 値が信頼できな
いときには、フルクトサミン測定、毎日の血糖測定、または持続血糖モニタリングシステムが、糖尿病患者の
より正確な血糖コントロールのために使用されるべきである。
（訳者：北村則子）
脚注
Author Contributions: All authors confirmed they have contributed to the intellectual content of this paper and have
met the following 3 requirements: (a) significant contributions to the conception and design, acquisition of data, or
analysis and interpretation of data; (b) drafting or revising the article for intellectual content; and (c) final approval of
the published article.
Authors' Disclosures or Potential Conflicts of Interest: Upon manuscript submission, all authors completed the
Disclosures of Potential Conflict of Interest form. Potential conflicts of interest:
Employment or Leadership: None declared.
Consultant or Advisory Role: None declared.
Stock Ownership: None declared.
Honoraria: S.J. Fisher, Merck.
Research Funding: None declared.
9
Expert Testimony: None declared.
Role of Sponsor: The funding organizations played no role in the design of study, choice of enrolled patients, review and
interpretation of data, or preparation or approval of manuscript.
Received for publication November 5, 2010. Accepted for publication November 16, 2010.
10

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