作者 | 刘栋

单位 | 铜川市人民医院检验科

前 言

基于生物素-链霉亲和素（BAS）的化学发光技术以其高灵敏度和宽检测线性范围被广泛应用于肿瘤标志物、心肌标志物、传染病标志物、感染标志物以及激素等多种物质的检测。约85%以上的化学发光仪器生产厂商配置了这一方法，如罗氏、雅培、贝克曼、西门子、奥森多、希森美康等。

根据中国国家卫生健康委员会临床检验中心2021年第2次室间质量评价数据显示，全国参评的3000余家实验室中，有超过2200家实验室在使用这些平台并开展了基于BAS技术的化学发光项目。

但是，这种方法易于受到样本中过量生物素的干扰，导致检测结果出现较大偏差。从2017年开始，美国FDA、欧洲药品管理局、英联邦药品和医疗器械研究所等先后对此发布警示。

2017年美国临床实验室标准协会（CLSI）在修改其生物素干扰试验要求的文件CLSIEP-37时，将生物素干扰剂量从7.5ng/mL (30.7 nmol/L)上调至3510 ng/mL (14356nmol/L)[1,2]，而FDA认为至少需要考虑1200ng/mL的生物素干扰剂量[3]。本文对相关信息进行汇总总结，以供各位同行参考。

生物素简介

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生物素（Biotin）即维生素B7，又称维生素H，辅酶R，是B族维生素中一种含硫水溶性维生素。生物素是生物体固定二氧化碳的重要因素，是多种羧化酶的辅酶，也是合成维生素C的必要物质，在脂肪合成、糖质新生等生化反应途径中扮演重要角色，是维持人体自然生长发育和正常人体机能健康必要的营养素，具有多种生物学作用[4]。

生物体生物素缺乏，会出现食欲不振、舌炎、皮屑性皮炎、脱毛等症状。生物素的毒性很低，用大剂量的生物素治疗脂溢性皮炎未发现蛋白代谢异常或遗传错误及其他代谢异常，动物实验也未显示生物素具有毒性。

生物素在食物中的分布很广，几乎所有食物中都含有少量的生物素，如各种干酪、大豆、糙米、小麦、草莓、柚子、葡萄、啤酒、蛋、乳品等。另外，由于肠道细菌也可合成生物素，加之人体每日的所需量很少，所以人们一般都不会缺乏生物素。

中国正常人体每日适宜的生物素摄入量在不同年龄及生理特征人群中从5mg/d至50mg/d不等[5]。正常饮食情况下，人体血液生物素浓度水平通常大约在0.12-0.36ng/mL左右。口服生物素后，生物素浓度在人体内达峰时间约1-2h，停留约3-6h。

血液中的生物素80%以游离形式存在。人体内生物素主要经尿排出，乳汁中也有少量排出。外源性生物素是人体摄入生物素后存在于血液中的游离生物素及其代谢产物，主要有双生物素、双生物素甲酮、生物素-d、l-亚砜和生物素砜等形式。见表1[6]。

目前导致生物素干扰的主要来源为各种营养补充剂的广泛使用（其中大多含有生物素）以及采用超高剂量生物素治疗多发性硬化和生物素反应性神经基底节疾病。

表1血液和尿液中的生物素及其代谢产物浓度[6]

生物素干扰的原理

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样本中的生物素会和试剂中的生物素成分竞争性地与链霉亲和素磁微粒结合，使发光物质（生物素标记物--待测物质--发光物质标记物）被链霉亲和素磁微粒捕获不足而导致可测得的光信号减弱。由于待测物浓度与光信号水平在夹心法模式中呈正相关而在竞争法模式中呈负相关，因此导致夹心法结果假性降低而竞争法结果假性升高。见图1。

图1 生物素干扰原理

（此图由笔者根据OstrowskaM等的文章修改而来[7]。）

反应模式不同，干扰方向不同

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化学发光技术目前的反应模式主要有夹心法和竞争法。外源性生物素对其产生干扰主要表现为可导致夹心法模式检测结果假性降低和竞争法模式检测结果假性升高。这是由于夹心法模式中待测物浓度与光信号成正相关，故表现为检测结果的假性降低；而竞争法模式中待测物浓度与光信号成负相关，故表现为检测结果假性升高。

生物素干扰存在剂量依赖性

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外源性生物素浓度越高，干扰程度越严重。即生物素浓度越高，可导致夹心法模式假性降低和竞争法模式假性升高幅度更大。

不同的检测平台中，对于生物素干扰的敏感程度不同，受干扰项目的种类和阈值也不相同

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这一方面与不同检测系统其试剂中的生物素含量和链霉亲和素磁微粒浓度不同有关；另一方面也与不同检测平台采用的抗生物素干扰方法不同有关。其本质上是由于血液中的生物素、试剂中的生物素成分以及链霉亲和素磁微粒三者之间的比例关系不完全相同所致。

相同的检测平台上、相同的生物素浓度在不同项目之间，其干扰程度不同

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这与不同项目的检测试剂中的生物素成分含量有关。其原理与前述5相同。试剂中的生物素成分含量越多，其抗生物素干扰能力越强。不同的检测项目，其样本加样量、试剂加样量和链霉亲和素磁微粒加样量都不完全相同。

生物素干扰在同一检测平台上检测同一个项目时，干扰程度与待测物浓度无关

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即相同浓度的外源性生物素，对于不同水平的待测物而言，其干扰程度（按百分比计算）基本相同。其原理如5所述。在同一检测平台上，相同项目的检测试剂中的生物素成分与链霉亲和素磁微粒的浓度相同，因此，它们之间的比例关系相同，反应动力学也相同，而这些与待测物质浓度无关。

抗生物素干扰的方法

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主要有以下几类：见表2。

表2 抗生物素干扰方法及特点

重点介绍下罗氏和西门子的抗干扰方法。罗氏公司开发了一种生物素抗体，能特异性结合游离生物素，而对标记于抗体表面的生物素不结合，可作为抗干扰组分添加至反应体系中，以减少生物素干扰[8]，该技术分别于2018年和2019年获得美国和中国专利审批，采用该技术的新一代试剂已于2020年11 月进入市场。

西门子公司在Centaur 平台中通过进行生物素试剂-链霉亲和素磁微粒的预制以消除生物素的干扰[9]以及采用分子阱的技术去除生物素干扰[10]。已知采用预制模式的项目有FT4,PTH,HCV-Ab、HIV-Ab、TP-Ab、HBc-Ab、HBe-Ag、HBe-Ab和CCP-Ab等。

除此之外，目前国外已有商品化的生物素中和试剂可供使用[11]。可喜的是，从2018年开始，国内也有了越来越的抗生物素干扰方法和技术的专利问世[12,13]。

总之，生物素对基于BAS的化学发光的干扰在不同的反应原理模式、不同的项目之间、不同的检测平台之间有着不同的表现。这些表现特征与诸多因素有关。

实验室人员充分认识这些现象，有助于及时识别出可能存在的生物素干扰风险。而当怀疑干扰存在时，应基于检测项目的反应原理和试剂、样本的加样程序来分析评价其可能的干扰机制，从而选择恰当的抗干扰方法。同时，需与临床医生和患者进行充分有效的沟通以避免临床误诊和漏诊。

参考文献

[1]McEnroeRJ, Dimeski G, Durham AP, et al. CLSI Interference testing inclinicalchemistry; approved guideline. 3rd ed. CLSI EP07[S]. Wayne,PA:Clinical Laboratory Standards Institute, 2017.

[2]McEnroeRJ, Dimeski G, Miller WG, et al. Supplementary tables forinterferencetesting inclinical chemistry. 1st ed. CLSI EP37[S]. Wayne,PA:Clinical Laboratory Standards Institute,2017.

[3]FDAFood and Drug Administration. Biotin (Vitamin B7): safetycommunication – May interfere with labtests.www.fda.gov/MedicalDevices/Safety/AlertsandNotices/ucm586505.htm

[4]LazoML, Larrieta E, German MS, et al. Effects of biotin supplementationin the diet on insulin secretion, islet gene expression, glucosehomeostasis and beta-cell proportion[J]. The Journal of nutritionalbiochemistry, 2013,24:169-177.

[5]中华人民共和国国家卫生健康委员会．WS/T578.5—2018中国居民膳食营养素参考摄入量第 5部分：水溶性维生素[S]．北京：中国标准出版社，2018．

[6]JanosZempleni and Donald M. Mock.Biotin biochemistry and humanRequirements[J].J. Nutr. Biochem., 1999, vol. 10, March.128-138.

[7]OstrowskaM, Bartoszewicz Z, Bednarczuk T, Walczak K, Zgliczynski W,Glinicki P.The effect of biotin interference on the results of blood hormoneassays. Endokrynol Pol. 2019;70(1):102–121.

[8]BrinkmannU, Georges G, Grote M, Hoffmann E. Anti-biotin antibodies andmethods of use (U.S. Patent No. 9,765,153). U.S. Patent and TrademarkOffice.https://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO2&Sect2=HITOFF&p=1&u=%2FnetahtmL%2FPTO%2Fsearch-bool.htmL&r=1&f=G&l=50&co1=AND&d=PTXT&s1=anti-biotin.TI.&s2=roche&OS=TTL/anti-biotin+AND+roche&RS=TTL/anti-biotin+AND+roche.

[9]刘栋,仝慧,陈斌,张宁,胡健,王晓琴.外源性生物素对基于生物素-链霉亲和素化学发光技术干扰的研究进展[J].现代检验医学杂志,2021,36(3):161-164.

[11]FavresseJ, Bayart J L, Stoefs A, et al. Neutralization ofbiotin interference:preliminary evaluation of the VeraTest Biotin, VeraPrepBiotinand BioT-Filter[J]. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine(CCLM),2020, 1(ahead-of-print).DOI:https://doi.org/10.1515/cclm-2019-1121 | Published online: 24 Feb2020.

END

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编辑：徐少卿 审校：陈雪礼