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年度/日期 2019/08/30 回上頁
作 者 洪瑋妡 醫檢師 奇美醫院臨床病理科
標 題 淺談生物素(BIOTIN)對於檢驗方法的干擾
內 容


美國食品及藥物管理局(FDA)在2017年11月底,對社會大眾、醫事人員、實驗室工作人員及試劑開發商發出一則警訊-生物素可能顯著干擾部分檢驗項目並導致未被偵測到的結果。原先被認為對人體有益處的保健食品,卻干擾檢驗結果,並可能導致不正確的錯誤診斷與病人照護。

Biotin即為生物素,為維生素B群之一,又稱維生素H、維生素B7、輔酶(Coenzyme R)等。Biotin為羧基轉移的輔酶,以生物素為轉移酶的酵素稱為生物素酶(Biotin enzyme),包含與醣類代謝相關的丙酮酸羧化酶,與脂肪酸代謝相關的乙醯輔酶A羧化酶及丙醯輔酶A羧化酶與白胺酸代謝相關的3-甲基巴豆醯輔酶羧化酶(3-methylcrotonyl CoA carboxylase)等。生物素在脂肪合成、糖質新生等生化反應途徑中扮演重要角色。

飲食中,生物素會與一些富含肌肉組織的器官中的蛋白質結合,如肝、腎、胰臟等,其他還常見於蛋、酵素和牛奶中,而穀類與一些蔬菜、水果中亦有少量存在,基本上正常人其實無須額外攝取。Biotin是生物體固定二氧化碳的重要因素,容易與雞蛋白中的一種蛋白質卵白素(Avidin)結合,因此大量食用生蛋白可阻礙生物素的吸收,導致生物素缺乏,出現症狀如脫毛、體重減輕、皮炎等。坊間的營養補充食品琳瑯滿目,而biotin生物素最為人們所熟知的,應該是其具有改善掉髮(禿頭)、維持皮膚與指甲強健、改善糖尿病與多發性硬化症的效果。

研究建議每人每日攝取量35-70μg,大部分綜合維他命中一錠的含量約30μg,而高劑量的biotin通常指( >1mg/d),這些高劑量(10mg/per day)的biotin被用來治療嚴重的疾病,如Biotinase deficiency、mitochondrial metabolic disorders、multiple sclerosis,用於改善毛髮、皮膚與指甲的健康狀況。2,3

Biotin干擾的問題發生的原因,主要來自於檢驗方法中使用Biotin-avdin非共價鍵結以放大偵測訊號之原理,常見的有三明治免疫分析法(Sandwich immunoassay)與競爭分析法 (Competitive immunoassay)。

若以Biotin-streptavidin reaction為原理的Sandwich immunoassay分析TSH,在正常情況下TSH與Biotinylated antibody結合,並結合在Streptavidin binding sites on magnetic particle上,接著加上Signal antibody讓它呈現訊號,檢體量會依濃度呈現正向曲線。但是如果檢體中含有過量的Biotin,則Biotin會先佔住Streptavidin binding sites on magnetic particle的結合位置,使得TSH-biotinylated antibody無法結合而呈現較弱的訊號,導致血中TSH濃度偽性下降。(參考圖一)常見使用三明治分析法原理的檢驗項目有:Thyroid-stimulating hormone (TSH)、Thyroglobulin、Follicle-Stimulating Hormone(FSH)、Luteinizing Hormone(LH)、Insulin、或是其他自體抗體的檢查,而過量的Biotin將造成偽性低值。6

而若平台使用的是Biotin-streptavidin reaction為原理的Competitive immunoassay競爭免疫分析法分析T3。在正常情況下T3與Signal antibody結合,並與T3analogue-biotin競爭Streptavidin binding sites on magnetic particle上的結合位置,所以T3的濃度會與呈現的訊號成反比,當檢體中的訊號愈弱,表示T3的含量愈高。但是如果檢體中含有過量的Biotin,則Biotin會先佔住Streptavidin binding sites on magnetic particle的結合位置,使得原先T3 analogue-biotin的結合位置也被Biotin搶走,導致T3的訊號更弱,根據競爭法的原理,出現了T3偽性上升的情況。(參考圖二)


一般較常使用競爭分析法的檢驗項目有:Free thyroxine(fT4)、Free triiodothyronine  (fT3)、Testosterone、Estradiol與Cortisol,由於Biotin干擾而導致偽性高值。6

在甲狀腺檢驗中,如:Free thyroxine、Free triiodothyronine、Thyroid-stimulating hormone、Thyroid-stimulating hormone receptor antibodies,最容易受高劑量的Biotin影響而導致干擾的產生。因此需根據病人的臨床表現與其他理學檢查判斷之,以避免不必要的處置與治療。此外,高劑量的Biotin導致的Thyroid檢查的干擾對於MS的患者,又是更棘手的問題,因為這些高劑量的Biotin將改變它的治療方針。5

相關文獻也曾報導Biotin會干擾其他檢驗項目,如:Parathyroid hormone、Follicle-stimulating hormone、Luteinizing hormone、Sex-hormone binding globulin、Estradiol、Progesterone、Testosterone、Cortisol、Folate與Vitamin B12。4

綜上所述,實驗室應該建立解決策略。首先,可以使用有效的分析稀釋方法來稀釋與操作檢體,再者使用未受Biotin影響的平台來操作比較檢驗數值,或是使用Streptavidin-agarose beads來移除Biotin的干擾。同時建議避免使用有服用Biotin的病人48小時內的檢體操作檢查。而且所有的民眾與病人甚至醫療人員都應該被再教育,「所有的營養補充食品,有其一定的使用限度,而不是吃愈多愈好」,特別是高劑量的Biotin會造成檢驗數值干擾,甚至可能影響醫師的決策與判斷,最終危及生命,我們一定要小心謹慎。2

【建議事項】

在各個實驗室尚未建立適合的標準作業程序來預防Biotin干擾的發生前,或許美國食品及藥物管理局(FDA)的建議可以先提供給民眾、醫療人員與實驗室人員作參考。

一、給醫護人員的建議

() 應該與病人確認是否攝取任何含生物素的保健營養品,包含對頭髮、皮膚及指甲生

              長有助益之保健品。

() 若病人有攝取Biotin,醫護人員要與實驗室確認,避免造成檢驗錯誤之干擾。

() 留意Biotin可能干擾之檢驗項目與潛在影響,避免錯誤的醫療處置。

() 若發生病人因生物素干擾檢驗結果所導致的不良反應,要立即通報製造商。

二、給實驗室人員的建議

() 實驗室人員可利用採檢前說明(採檢手冊或檢驗單的注意事項)中提醒病人,若

檢驗項目為以上所述相關項目時應停止服用維生素B7(Biotin)48小時後才採

檢。或於採集病人檢體前,應該詢問病人是否攝取含Biotin之保健食品,並留

有紀錄。

() 確認檢驗結果可能被生物素(Biotin)影響的相關項目,應於採檢前作業或採檢

手冊的文件內文中說明,除提醒使用者了解外並可避免醫療糾紛及維護病人安

全。

() 除了保健食品之外,在某些特殊情況,如多發性硬化症病人,醫生給病人的建

議量可能高達300mg,將會導致檢驗結果的顯著干擾。實驗室人員應被再教

育,必須對干擾項目有相當程度的了解,與相當程度的檢驗數值處理解決能

力。

() 實驗室人員若有任何與Biotin干擾有關之問題,需與試劑原廠人員溝通。

三、給消費者的建議

() 消費者若目前有服用或考慮使用含生物素之保健食品,需與醫師進一步諮詢。

() 消費者應該檢視自己的保健食品,尤其標示有益毛髮、皮膚、指甲生長者,可

能含有高量生物素,但其在保健食品名稱上可能不會清楚標示。

() 消費者若已做過檢驗且對檢驗結果有疑慮,應該與醫療人員討論是否有Biotin

干擾發生。

參考文獻:

  1. MedWatch-The FDA Safety information and Adverse Event Reporting Program, Biotin(Vitamin B7):Safety Communication-May Interfere with Lab Tests.
  2. Jessica L, Gifford PhD, Biotin interference:Underrecognized patient safety risk in laboratory testing, Can Fam Physician 2018;64:370.
  3. Tourbah A, Lebrun-Frenay C, Edan G, et al. MD1003(high-dose biotin)for the treatment of progressive multiple sclerosis: a randomized, double-blind, placebo-biotin).
  4. Elston MS, Sehgal S, DU Toit S, Yarndley T, Conaglen JV. Graves’ disease due to biotin immunoassay interference-a case and review of the literature. J Clin Endocrinol Metab 2016;101(9):3251-5.
  5. Siddiqui U, Egnor E, Sloane JA. Biotin supplementation in MS clinically valuable but can alter multiple blood test results. Mult Scler 2017;23(4)619-20. Epub 2016 Dec 7.
  6. Kelly Y. Chun. Biotin interference in Diagnostic Tests. Clinical Chemistry 63:2(2017):619-620.
  7. Piketty ML, Polak M, Flechtner I, et al. False biochemical diagnosis of hyperthyroidism in strepavidin-biotin-based immunoassays the problem of biotin intake and related interferences. Clin Chem Lab Med 2017;55(6):780-8.



 
 
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