研究揭示：补充生物素会严重干扰尿液hCG检测结果
研究揭示：补充生物素会严重干扰尿液hCG检测结果
生物素补充剂的广泛使用对基于生物素-链霉亲和素结合法的免疫检测产生了重要影响。最新研究揭示了补充生物素对尿液中人绒毛膜促性腺激素（hCG）检测的干扰机制，为反兴奋剂检测和临床检验提供了重要参考。
人绒毛膜促性腺激素（hCG）是一种主要由女性在妊娠期间产生的肽类激素。然而，hCG与另一种促性腺激素（黄体生成素）的结构相似，使得hCG能够刺激男性睾丸间质细胞产生睾酮。由于这种活性，hCG用作某些性腺功能减退症病例的治疗方法。不幸的是，这种活性也导致男运动员滥用hCG，以在给予外源性睾酮后重建内源性睾酮水平或单独增加睾酮。因此，世界反兴奋剂机构（WADA）、专业体育组织和大学项目将hCG列为男性运动员的违禁物。此外，hCG可以由某些类型的肿瘤内源性产生，许多医学协会的临床实践指南允许其在特定环境中用作肿瘤标志物。因此，反兴奋剂组织必须告知运动员推测的hCG阳性结果（尿液中hCG＞5mIU/ml），以便在指控运动员违反反兴奋剂规则之前进行适当的医学评估。
大多数运动反兴奋剂检测是使用质谱法进行的，而hCG分析通常使用自动化临床免疫分析仪进行。WADA指南规定，对于筛查目的，检测方法可以对总hCG或α/β异源二聚体具有特异性，但对于确认程序，检测方法必须对α/β异源二聚体具有特异性。WADA认可的反兴奋剂实验室使用数种免疫分析仪检测hCG，其中一些使用生物素-链霉亲和素结合方法容易受到样本中过量生物素的干扰。过量的生物素及其代谢物会和生物素化抗体竞争与链霉亲和素包被的微粒结合，并严重降低检测的灵敏度。这些检测中的生物素干扰是一个经过充分研究的问题，因为假阴性或假阳性结果严重影响临床。由于这些分析仪进行的大多数临床检测使用血清而不是尿液，因此对尿液样本中生物素干扰的研究要少得多。生物素是一种主要通过尿液排泄的水溶性维生素，而尿液生物素水平远高于血清生物素水平，因此这些检测受到干扰的可能性很高。
生物素或维生素B7是一种辅酶，参与和宏量营养素分解有关的新陈代谢过程。它是人类常规饮食的一部分，也存在于许多非处方补充剂中。即使在非常高的剂量（300mg/d）下生物素补充剂也被认为是安全无毒的，并且在美国很容易作为营养补充剂获得。由于知道生物素很容易获得并且可能被广泛使用，因此运动员可能会使用大剂量的生物素补充剂来掩盖非法的hCG使用。本研究的总体目标是了解生物素补充剂如何影响hCG给药后尿液的hCG检测。主要目标是定量尿液和血清生物素水平，使用生物素依赖性免疫测定法和非生物素依赖性免疫测定法比较hCG+安慰剂组和hCG+生物素组之间的尿液hCG值，并比较尿液和血清hCG值。
研究设计与方法
研究招募了10名18-55岁的健康男性，平均年龄（39±5.0）岁，平均体重（83.6±12.5）kg。所有受试者均未使用其他药物或维生素/补充剂，这些药物或维生素/补充剂会干扰研究数据的收集或解读。受试者被告知不使用任何含有生物素的补充剂，但不给予任何额外的饮食建议。受试者被随机分配到hCG+安慰剂组或hCG+生物素组，并且在整个研究期间不知晓其组别身份。所有受试者均接受了hCG管理。
在开始hCG给药之前，每位受试者进行3次基线尿液采集和2次基线血液采集，间隔至少1周，以确定基线值。第2次基线采集后受试者被要求在研究期间每天早上服用20mg生物素（hCG+生物素组）或适当的安慰剂（hCG+安慰剂组）。第3次基线采集后，所有受试者开始每3-4d皮下注射250µg hCG，持续约2周，总共注射7次。每天收集尿液，并每3-4d收集1次血液，直至研究结束，即最后1次hCG注射后约2周。所有尿液和血液采集均指定24h的采集窗口。在注射日，所有血液和尿液采集均在注射hCG之前进行。通过最终的尿液和血液采集来获取生物素或安慰剂。
研究结果
生物素水平变化：开始补充生物素后，hCG+生物素组的尿液生物素平均值增加了500倍，而hCG+安慰剂组的尿液生物素水平没有变化。所有基线样本和hCG+安慰剂组样本的血清生物素值均低于LOQ（1.5ng/ml）。在补充生物素期间，hCG+生物素组的生物素水平范围为29-472ng/ml。
尿液hCG检测结果：使用生物素依赖性免疫测定法对hCG+生物素组和hCG+安慰剂组之间的尿液hCG测量结果进行比较。在hCG+生物素组中观察到尿hCG水平的高度抑制（见图2）。hCG+生物素组中的个体hCG检测呈阳性的概率仅为19%，而hCG+安慰剂组中的个体的hCG检测呈阳性的概率为71%，包括清除阶段（见表2）。当使用不依赖于生物素的测定法检测来自hCG+生物素组的相同样本时，hCG值没有被抑制并且产生与hCG+安慰剂组相似的频率的阳性结果（见图3）。
图1. 研究设计示意图
表2. 不同组别hCG阳性结果比较
图3. 不同测定方法下尿hCG值比较
- 相关性分析：对于hCG+生物素组，观察到生物素水平与使用生物素依赖性免疫测定法测得的hCG值之间呈负相关，表明较高的生物素水平会导致生物素依赖性测定法对hCG值的更大抑制。对于使用生物素独立免疫测定的hCG+生物素组，存在中度正相关性，可能归因于样本的SG与hCG/生物素值之间的强相关性，因为SG的变化会导致尿液中物质浓度的变化。
结论与建议
研究结果表明，在使用hCG和20mg/d生物素的男性中，平均尿生物素水平比基线尿值升高500倍，比相应的血清值升高29倍。当使用生物素依赖性免疫测定法时，尿hCG测定值受到严重抑制。但当使用非生物素依赖的免疫测定或相应血清样本时，情况并非如此。这些数据表明，在生物素-链霉亲和素依赖性免疫分析仪中，尿液hCG测定中生物素的干扰远大于血清，这代表了基于尿液的hCG测定的一个严重分析问。
对于使用生物素-链霉亲和素结合法免疫分析仪的实验室，建议包括监测尿样中的生物素水平、过滤策略或改用不依赖于生物素-链霉亲和素结合法的其他免疫分析仪或方法筛查hCG样本。B公司方法不依赖生物素的检测，然而，在仪器上测定的基线尿hCG值高于在A公司仪器测定的基线值（见图2和图3）。B仪器的返回值约为10mIU/ml，而A仪器的返回值为1mIU/ml。由于WADA目前将hCG的决定限值定义为5 mIU/ml，因此B仪器用于反兴奋剂目的测定尿液中hCG目前是不可行的。
这项研究为理解生物素补充剂对hCG检测的影响提供了重要科学依据，对优化反兴奋剂检测方法和临床检验具有重要参考价值。