摘要：持续的血糖监测，尤其是长期和远程，在糖尿病患者或研究中是非常具有挑战性的。非人灵长类动物（NHP）是一个很好的代谢研究模型，因为NHPS能自然地发展出与人类相似的2型糖尿病（T2DM）。本研究旨在探讨清醒、运动的食蟹猴（猕猴）在昼夜节律、膳食、应激和药物暴露过程中的血糖变化。

 

材料和方法：用HD-XG遥测仪连续连续记录血糖、体温和体力活动10周。

 

结果：血糖正常的猴血糖昼夜节律变化显著不同于糖尿病动物。中午喂养后餐后血糖升高更为明显。把猴子从笼子里移到猴子椅上，血糖和血糖都升高了30%。在血糖正常的动物中，这种血糖的升高在30分钟内下降到了基线水平，而在糖尿病猴中则超过2小时。单独口服灌胃手术引起血糖正常和糖尿病猴的高血糖。静脉注射应激激素，血管紧缩素 II（2μg/kg）或去甲肾上腺素（0.4μg/kg），血糖水平也提高了30%。遥测系统测得的葡萄糖水平与葡萄糖耐量试验（IVGTT或OGTT）、胰岛素耐量试验（ITT）、分级葡萄糖输注（GGI）与血糖计的读数有很好的相关性。

 

结论：实时遥测方法能可靠的远程监测清醒，无压力，移动自由NHPs的血糖连续变化，具有非常宝贵的糖尿病研究和药物发现的优势。

 

 

简介：由于胰岛素的相对不足，慢性功能性碳水化合物代谢失调导致糖尿病。非人灵长类动物（NHPS）可以自然发展成2型糖尿病（T2DM）的方式类似于人类的T2DM的进展和发病。代谢障碍NHPs在许多研究中已经被用于糖尿病和肥胖症的研究。NHP模型也在筛选用于调节食物摄取、血糖和/或体重的新化合物中发挥重要作用。NHP模型的数据可以发现和验证代谢机制疾病的新机制或治疗策略和靶点。在生物医学研究中，特别是在大型动物中，使用植入式遥测装置进行连续葡萄糖监测是非常有限的。传统的方法，如手持式血糖仪、临床化学分析仪或ANOLX分析仪，通常用于血糖测量。这些常规方法需要定期取样血液。出血可能引起应激和血容量明显下降，周期采样可能会在采样间隔中丢失一些关键数据点。因此，"无昼夜"的无应激、无运动动物的血糖实时测量在临床前研究中有一些独特的优势。此外，直接从血液中检测葡萄糖有可能减少或消除间质葡萄糖感测经常遇到的许多问题。HD-XG植入式葡萄糖装置可连续测量啮齿类动物的血糖、温度和运动活性达2个月以上。本研究通过改良的HD-XG发射器装置，观察有意识的、运动的食蟹猴（或猕猴）的昼夜节律、膳食、应激过程和药物暴露的血糖变化。放置在猴股动脉之一的电化学葡萄糖氧化酶传感器提供了连续的实时血糖测量方式。包含在植入发射器本体中的温度传感器提供连续实时温度信息。受试者的身体活动引起的信号强度变化提供了在DEM/MX2中计算的连续实时活动计数。

 

方法：HD-XG遥测装置的植入：一种可植入遥测装置由一个葡萄糖传感器引线、一个基准引线和装置主体组成，并被包装和消毒准备就绪。手术前1天对手术室及手术器械进行消毒。设备植入前动物禁食，肌肉注射氯胺酮（15 mg/kg）和丁丙诺啡0.01 mg/kg，手术过程中给予额外的氯胺酮（5毫克/公斤）。手术过程中通过恒温控制的温水循环垫维持动物体温，监测并维持在37℃。剃去手术部位的皮肤，对手术区域进行消毒。在手术过程中监测生命体征，如心率、血压、血氧饱和度和呼吸速率。在股骨区域做小切口，仔细解剖股动脉的一条分支。将一台HD-XG装置的葡萄糖传感器电极插入动脉分支，其顶端到达股动脉，将动脉分支与传感器电极固定在一起。参考电极和设备本体在股动脉附近皮下固定。然后缝合切口并用纱布覆盖。猴穿上猴马甲，发射器放在马甲口袋里。猴子恢复知觉后送回到笼子里。0.01 mg/kg丁丙诺啡在植入后6～12 h内肌肉注射，注射2天，必要时肌肉注射阿莫西林7 mg/kg。在一周的时间内密切监测动物的健康。手术动物回到笼子并完全从麻醉恢复后，再提供食物和水。

 

设备校准：粘附放置在动脉中的电极的葡萄糖传感器区域的纤维蛋白（可溶性）或组织可以影响葡萄糖读数。为了获得最佳的葡萄糖读数的性能和准确度，在研究期间，植入的HD-XG装置必须在研究期间不时用NoVA STATROBD血糖仪进行参考测量。校准参考值记录为mg/dL。校准算法将遥测（nA）数据转换为相当于适当的mg/dL结果的值。

 

多点校准：需要多点校准以在初始数据收集开始时以及在研究结束时建立传感器输出与血糖水平之间的线性关系。在校准期间，血糖水平应至少相差100毫克/分升，以减少由于葡萄糖参考的不准确而导致的校准误差。我们的研究使用静脉注射葡萄糖得到多点校准。

 

单点校准：在研究期间，进行单点校准以防止基线葡萄糖值随时间的非生理变化。非生理变化包括由于传感器漂移或纤维蛋白和传感器电极上的组织生长引起的酶不稳定性。在一天的同一时间和在动物的血糖相对稳定的时间段内，每周至少进行两次校准。

 

数据采集：植入的HD-XG葡萄糖电极连续地检测血糖并记录电信号。用NOVA STATROBT血糖仪测量的葡萄糖水平校准后，记录的电信号被转换为葡萄糖浓度。同时，通过NOVA STATROPT血糖仪测量各种葡萄糖测试或药物挑战期间的血糖浓度，以进一步验证遥测数据。为了检测胰岛素抵抗和β细胞胰岛素对急性高血糖的反应，进行了静脉葡萄糖耐量试验（IVGTT）。实验动物禁食过夜（约16小时），最初用氯胺酮麻醉10毫克/公斤（I.M），如果在手术过程中需要的话加上额外的麻醉剂量（5毫克/公斤，I.M）。当血糖通过观察HD-XG葡萄糖信号稳定约30分钟时，葡萄糖溶液（0.25 g/kg＝0.5 mL/kg 50%葡萄糖）30S内经头颅静脉输注，然后用5毫升肝素盐水冲洗系统，将葡萄糖排出。

 

结果：植入HD-XG装置测定血糖水平的验证：为了验证遥测方法的可靠性，在设备植入后1周，在不同时间点和有或没有各种挑战的情况下测量血糖水平。在血糖正常（n＝3）和糖尿病（n＝2）猴中，通过遥测和血糖计方法收集187个血糖参数。遥测法测得的血糖水平与血糖仪测得的血糖值高度相关这表明采用可植入HD-XG装置的遥测方法对连续血糖监测是可靠的。

 

日常活动中血糖波动：用临床手持式血糖仪的方法，不可能对清醒、无压力和自由活动的猴子中长期昼夜连续监测血糖。将一个传感器成功地放置在股动脉，并将HD-XG装置体植入到一个皮下空间。这种监测可以持续到10周后。有趣的是，血糖正常的猴的血糖昼夜节律模式（n＝3）与从糖尿病猴观察到的血糖昼夜节律不同（n＝2）。正常血糖动物的平均血糖水平从凌晨3点2小时内下降到低水平，然后一直保持在低水平，直到下午3点的下午喂饲。然而，糖尿病动物的平均血糖水平在早上7点左右逐渐升高到一个新的高水平，然后维持在相对较高的水平，直到晚上9点之后。正常血糖（n=3）和糖尿病（n＝2）动物均未出现明显的餐后高血糖，但下午喂饲后血糖水平升高了20～30%。

 

实验过程或药物的血糖反应：检查实验过程是否会引起压力并改变血糖水平，一只禁食的猴子从他的笼子里搬出来，抓住它的颈圈让它坐在一张猴子椅上。该方法使使血糖正常的猴血糖水平增加约30 mg/dL，持续约10～20分钟。然而，同样的方法使糖尿病动物的血糖水平增加了50～70 mg/dL（n＝2），持续了2小时以上。口服或鼻腔灌洗是NHPs常用的给药方法。为了测试这样的程序是否也会引起压力和改变血糖水平，一只禁食的猴子放在猴子的椅子上进行了虚假的口腔灌胃手术（在胃内放置饲喂管而不给食物、药物或溶液）。单独的程序导致正常血糖和糖尿病猴血糖都增加升高30-50%。然而，在糖尿病猴（60分钟，n＝2），程序诱导的高血糖比正常血糖猴子持续时间长（约20分钟，n＝3）。应激诱导的高血糖在中枢或泌乳过程中最有可能是由神经元的警觉和激素分泌引起的。为了测试应激激素是否会导致高血糖，给植入HD-XG装置猴子静脉注射去甲肾上腺素和血管紧张素II。血糖稳定30分钟后，0.4μg/kg/min的去甲肾上腺素溶液静脉滴注40分钟，血糖在血糖正常（L02）和糖尿病（J04）猴中逐渐升高，达到接近输液结束时的峰值。去甲肾上腺素停药后对去甲肾上腺素的高血糖反应缓慢消退，糖尿病动物在输注结束时血糖水平低于去甲肾上腺素水平。

 

结论：HD-XG遥测方法成功地用于在有意识、自由移动的NHPS中连续监测和记录实时血糖。这项新技术允许研究人员发现血糖昼夜节律和变化，由于身体活动或自然行为，如饮食和睡眠，以及压力或药物的诱因。通过这种遥测方法，我们可以连续收集血糖数据长达10周。因此，利用这种遥测技术可以帮助我们在更自然的生理条件下进一步了解葡萄糖代谢。