孫云霄，張艷春，饒軍華，季 芳，靳麗莎，劉曉明，張禮標(biāo)

(廣東省生物資源應(yīng)用研究所/廣東省動(dòng)物保護(hù)與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省野生動(dòng)物保護(hù)與利用公共實(shí)驗(yàn)室，廣州 510260)

基礎(chǔ)血糖值是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物重要的生理指標(biāo)之一，準(zhǔn)確的檢測結(jié)果對糖尿病等慢性終身性動(dòng)物疾病的診斷，動(dòng)物模型評價(jià)及病程分析具有實(shí)際意義。食蟹猴(Macacafascicularis)因其體型小巧，性情溫和，與人類的遺傳背景具有高度的同源性，在組織結(jié)構(gòu)、 生理和代謝功能等方面與人類有許多相似的特征，成為目前應(yīng)用最為廣泛的非人靈長類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物[1-2]。而目前食蟹猴血糖值的正常水平尚沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同學(xué)者測得的食蟹猴群血糖不同，王艷靜等[3]檢測為(5.56±1.92) mmol/L；張六一[4]檢測結(jié)果為(3.67±1.54) mmol/L；徐傳磊等[5]檢測為(5.10±1.89) mmol/L；郝香芬等[6]檢測為(3.60±0.86) mmol/L。影響食蟹猴群血糖檢測的因素很多，如年齡、性別差異[7,3]，檢測方法[8]，甚至取樣時(shí)間[9]等。

除以上影響因素外，本研究組在膳食誘導(dǎo)食蟹猴2型糖尿病模型研究中發(fā)現(xiàn)，血糖值在一年內(nèi)極不穩(wěn)定，不同季節(jié)間波動(dòng)較大。同時(shí)，食蟹猴大樣本血糖檢測中經(jīng)常使用便攜式血糖儀，但缺少數(shù)據(jù)論證其使用的合理性。以上兩個(gè)影響因素對目前膳食誘模中血糖值的評價(jià)具有重要參考價(jià)值，因此，本研究首先測定一年周期血糖的季節(jié)性變化，分析血糖與季節(jié)氣溫變化的關(guān)系；然后通過便攜式血糖儀和全自動(dòng)生化儀檢測結(jié)果比較，論證前者能否應(yīng)用于食蟹猴血糖值的檢測。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

普通級食蟹猴，由廣東藍(lán)島生物技術(shù)有限公司提供[SCXK(粵)2014-0010]。實(shí)驗(yàn)均在廣東藍(lán)島生物技術(shù)有限公司實(shí)驗(yàn)設(shè)施進(jìn)行[SYXK(粵)2018-0191]。其中，一年周期血糖檢測采用9～20歲的中老年雄性食蟹猴(體重7～12 kg)，取正常食蟹猴6只和從膳食誘導(dǎo)2型糖尿病模型食蟹猴中選擇出的18只(血糖初始值較一年后的變化小于1 mmol/L，血糖值仍在正常值范圍)；便攜式血糖儀和全自動(dòng)生化儀檢測采用75只 6～20 歲的正常成年食蟹猴(體重3～10 kg，雄性10只，雌性65只)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程按照實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用的3R原則作為指導(dǎo)，并全程給予實(shí)驗(yàn)動(dòng)物人道主義關(guān)懷，嚴(yán)格遵循實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利與倫理委員會(huì)的相關(guān)指南要求(倫理審查號(hào)：2011016)。

1.2 主要試劑與儀器

鹽酸氯胺酮(沈陽市獸藥廠)；便攜式血糖儀(美國強(qiáng)生)，穩(wěn)豪型血糖試紙；全自動(dòng)生化儀(日立7020)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 實(shí)驗(yàn)前動(dòng)物預(yù)處理

將食蟹猴放置單籠(規(guī)格：70 cm×70 cm×80 cm)穩(wěn)定一周，飼料為實(shí)驗(yàn)猴專用飼料，2型糖尿病猴采用特制的高糖高脂飼料(40%的能量來源于脂肪)飼喂誘導(dǎo)，飼料由廣州市飼料研究所生產(chǎn)，置于4℃冷庫中保存，保質(zhì)期2 周。人工喂養(yǎng)，每日輔加時(shí)令水果等，自由飲水，記錄其日常飲食情況。于采血檢測前一天開始禁食，禁食時(shí)間保證在14～16 h之間。

1.3.2 血糖檢測及血清采集

隔夜禁食第二天用鹽酸氯胺酮5～10 mg/kg劑量對待抽血食蟹猴進(jìn)行肌肉注射麻醉，昏迷后針刺后肢靜脈出血，滴至插在便攜式血糖儀的檢測試紙上，讀取并記錄數(shù)據(jù)；取后股靜脈血1 mL，室溫靜置30 min后，4℃ 4000 r/min離心10 min，取上層血清利用全自動(dòng)生化分析儀檢測血糖值。

1.3.3 一年周期內(nèi)食蟹猴血糖值檢測時(shí)段的分期

一年周期內(nèi)食蟹猴血糖值檢測的6只正常食蟹猴組空腹血糖檢測于2011年7月-2012年7月進(jìn)行，每3個(gè)月測一次，檢測結(jié)果編號(hào)依次為1107、1110、1201、1204、1207，共5次。18只膳食誘導(dǎo)食蟹猴血糖正常組檢測于2012年1月-2013年1月，每3個(gè)月測一次，檢測結(jié)果編號(hào)依次為1201′、1204′、1207′、1210、1301，共5次，根據(jù)采血時(shí)間來進(jìn)行編號(hào)，兩組采血時(shí)間在同一個(gè)月則加“′”以示區(qū)別。本部分檢測利用便攜式血糖儀進(jìn)行。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

表1 正常食蟹猴一年周期內(nèi)血糖值季節(jié)變化

注：與夏季空腹血糖值比較，**P< 0.01。

Note. Compared with the FPG value in summer,**P< 0.01.

表2 膳食誘導(dǎo)食蟹猴血糖正常組一年周期內(nèi)血糖值季節(jié)變化

注：與冬季空腹血糖值比較，**P< 0.01。

Note. Compared with the FPG value in winter,**P< 0.01.

2 結(jié)果

2.1 食蟹猴血糖值的季節(jié)性變化

正常食蟹猴組血糖一年周期檢測結(jié)果見表1，呈現(xiàn)季節(jié)性周期變化，在冬季達(dá)最大值[(4.68±0.50) mmol/L]，在夏季達(dá)最小值[(3.40±0.41) mmol/L或(3.82±0.07) mmol/L]，兩者相差約1 mmol/L左右，差異顯著(P< 0.01)。膳食誘導(dǎo)食蟹猴血糖正常組檢測結(jié)果見表2，同樣具有周期性波動(dòng)，冬季達(dá)最大值[(5.04±1.12) mmol/L或(5.06±1.01) mmol/L]，夏季達(dá)最小值[(2.96±0.68) mmol/L]，兩者相差在約2 mmol/L左右，差異顯著(P< 0.01)。

氣溫是季節(jié)性血糖變化主要的影響因素，繪制正常食蟹猴組與膳食誘導(dǎo)食蟹猴血糖正常組氣溫和血糖值散點(diǎn)圖(圖1，2)，觀察兩組散點(diǎn)曲線走勢，均存在極大值或極小值向另一個(gè)極值轉(zhuǎn)換，初期斜率變化趨勢較陡，后期斜率變化逐漸放緩現(xiàn)象。也就是說一年周期內(nèi)夏→秋和冬→春這兩個(gè)時(shí)間段FPG變化波動(dòng)幅度很大，氣溫平均每改變1℃，F(xiàn)PG平均改變約0.20 mmol/L。而秋→冬和春→夏這個(gè)時(shí)間段FPG波動(dòng)幅度較小，氣溫平均每改變1℃，F(xiàn)PG平均改變約0.06 mmol/L。

2.2 兩種血糖檢測儀對食蟹猴血糖值的影響

為驗(yàn)證2.1研究中利用便攜式血糖儀對食蟹猴血糖檢測結(jié)果的可靠性，本部分實(shí)驗(yàn)利用便攜式血糖儀和全自動(dòng)生化儀測定75只食蟹猴血糖值見表3，后者檢測值較前者高， 綜合比較存在顯著性差異(P< 0.01)。其中雌性群體兩種儀器的檢測結(jié)果差異顯著(P< 0.01)，雄性群體中無顯著差異。

按照國家標(biāo)準(zhǔn)，將便攜式血糖儀的血糖值以4.20 mmol/L為標(biāo)準(zhǔn)劃分，與全自動(dòng)生化儀之間的差異如表4，當(dāng)血糖值4.20 mmol/L，兩者相差0.65 mmol/L，差異顯著(P< 0.01)；當(dāng)血糖值>4.20 mmol/L時(shí)，兩者相差0.29 mmol/L，明顯小于便攜式血糖儀測得值的20%。

3 討論

Fahlen等[10]最早在上世紀(jì)七十年代報(bào)道人類血糖的季節(jié)性變化規(guī)律，后經(jīng)Suarez和Ryu[11-12]在人類大樣本中證實(shí)不同年齡、性別群體血糖均具有季節(jié)性變化周期。近年來隨著研究深入，發(fā)現(xiàn)人類糖化血紅蛋白同樣呈現(xiàn)季節(jié)性變化規(guī)律[13-14]，還有報(bào)道季節(jié)性變化對雌性恒河猴生殖功能有一定的影響[15]。而食蟹猴動(dòng)物體內(nèi)的血糖值季節(jié)性周期變化則缺少相關(guān)報(bào)道，因此本研究通過一年季節(jié)周期的檢測，發(fā)現(xiàn)食蟹猴血糖值隨季節(jié)不同呈周期性變化，夏季達(dá)最低值，冬季最大值，春秋兩季血糖值分布其間。出現(xiàn)這種變化的原因可能是夏季天氣悶熱，食物攝入減少，以散發(fā)熱量為主耗能較大，白晝時(shí)間變長，睡眠不足，體內(nèi)的新陳代謝旺盛，因而大量消耗體內(nèi)的血糖。同時(shí)，隨著溫度升高胰島素的敏感性增高，促使胰島素的分泌量比其他季節(jié)多，造成血糖偏低。因此，夏季血糖值總是偏低的，而冬季則恰恰相反[16]。至于膳食誘導(dǎo)組冬季與夏季血糖值相差2 mmol/L左右，而正常食蟹猴組卻為1 mmol/L，分析可能是正常食蟹猴組身體狀況良好，容易根據(jù)各種氣候狀況變化而進(jìn)行自身適應(yīng)性調(diào)節(jié)，從而促使血糖值在不同季節(jié)能維持在一個(gè)波動(dòng)較小的范圍。

圖1 正常食蟹猴組一年季節(jié)周期內(nèi)血糖值隨氣溫變化散點(diǎn)圖Figure 1 Scatter diagram of FPG and temperature in different seasons over a year in cynomolgus monkeys

圖2 膳食誘導(dǎo)食蟹猴血糖正常組一年季節(jié)周期內(nèi)血糖值隨氣溫變化散點(diǎn)圖Figure 2 Scatter diagram of FPG and temperature in different seasons over a year in dietary induced cynomolgus monkeys with normal glucose levels

表3 兩種儀器對不同性別食蟹猴血糖值檢測差異分析

注：與便攜式血糖儀比較，**P< 0.01。

Note. Compared with the portable blood glucose meter,**P< 0.01.

表4 兩種儀器對不同水平血糖值檢測結(jié)果的差異分析

注：與便攜式血糖儀比較，**P﹤ 0.01。

Note. Compared with the portable blood glucose meter,**P﹤ 0.01.

除此之外，本研究還特別觀察到氣溫變化與食蟹猴血糖值之間的非線性關(guān)系，一年周期內(nèi)夏→秋和冬→春時(shí)間段血糖值變化幅度大，秋→冬和春→夏血糖波動(dòng)幅度小。氣溫平均每改變1℃，前兩個(gè)時(shí)間段血糖值改變約0.20 mmol/L，后兩個(gè)時(shí)間段改變約0.06 mmol/L。在實(shí)際分析工作中，可以對一年中任何時(shí)間血糖進(jìn)行評估。若測定同批食蟹猴樣本，以春秋兩季平均溫度25℃為基準(zhǔn)，冬季該月溫度為15℃，血糖值為5.00 mmol/L。夏季該月溫度為30℃，血糖值為4.00 mmol/L，由冬季到夏季表面看來血糖值降低了，可經(jīng)粗略調(diào)整冬季血糖值=5.00 mmol/L-(25-15)×0.20 mmol/L=3.00 mmol/L, 夏季血糖值=4.00 mmol/L+(30-25)×0.06 mmol/L=4.30 mmol/L，血糖值實(shí)際不但沒有降低，反而升高了。這也合理地解釋了在膳食誘導(dǎo)食蟹猴2型糖尿病過程中，血糖值呈現(xiàn)非直線上升的原因。由于樣本量小，監(jiān)測時(shí)間跨度大，血糖隨季節(jié)性氣溫變化的改變值還需要以后的大樣本，長期，高密度的檢測結(jié)果來精確確定。而血糖和氣溫非線性關(guān)系的原因可能與動(dòng)物的生理機(jī)能或動(dòng)物間的個(gè)體差異相關(guān)，夏→秋和冬→春隨著天氣轉(zhuǎn)冷或轉(zhuǎn)暖，機(jī)體將貯備或消耗較多的葡萄糖為自身能量的需要，因此，這兩個(gè)時(shí)間段機(jī)體血糖變化明顯。而秋→冬和春→夏時(shí)間段雖然氣溫繼續(xù)變冷或變暖，但由于前一階段機(jī)體能量調(diào)節(jié)，葡萄糖來源與去路逐漸達(dá)到一個(gè)平衡狀態(tài)，故血糖濃度相對恒定。

國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19634-2005和美國臨床實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)2002年發(fā)布的葡萄糖便攜式血糖儀的應(yīng)用準(zhǔn)則指出，合格的便攜式血糖儀的測定結(jié)果應(yīng)統(tǒng)一以全自動(dòng)生化儀的結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)，要求前者測定值>4.20 mmol/L時(shí)，兩者差異<血糖值20%；測定值<4.20 mmol/L時(shí)，差異<0.83 mmol/L。本研究中便攜式血糖儀測定食蟹猴血糖值在<4.20 mmol/L時(shí)，兩者相差0.65 mmol/L，雖然兩者差異顯著，但符合標(biāo)準(zhǔn)。>4.20 mmol/L時(shí)，兩者相差0.29 mmol/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于血糖值20%，也同樣符合國家標(biāo)準(zhǔn)。雖然便攜式血糖儀的檢測結(jié)果只能作為臨床診斷的參考，但通過本研究明確其可以應(yīng)用于食蟹猴的血糖值檢測評價(jià)中。

本研究通過描述食蟹猴一年周期血糖變化規(guī)律，完善了食蟹猴血糖值研究中季節(jié)性溫度變化對其的影響分析。在今后實(shí)驗(yàn)動(dòng)物長期實(shí)驗(yàn)過程中，有利于充分考慮到季節(jié)性溫度變化對血糖的影響，對數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，合理解釋數(shù)據(jù)的異常變化。直接有益于本實(shí)驗(yàn)室膳食誘導(dǎo)食蟹猴2型糖尿病模型的研究中，對血糖值出現(xiàn)的波動(dòng)進(jìn)行合理的解釋及季節(jié)間的粗略調(diào)整方案。