碘是甲状腺激素合成的必需成分，通常可以通过食用含碘的食物或碘盐获得，碘摄入量过多或过少均可导致甲状腺疾病的发生^[1]。因此，了解人群碘营养状况水平，对制定相关干预措施以减少碘缺乏病的流行极为重要。目前，大多数国家已经实施了食盐加碘政策和碘营养监测^[2]。

尿碘浓度(urinary iodine concentration，UIC)能够反映人饮食中碘的摄入量，可作为人群中碘营养状态的检测指标之一^[3]。目前，最常用的尿碘检测方法是砷铈催化分光光度(Sandell-Kolthoff，S-K)法和电感耦合等离子体质谱法(inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS) ^[4-5]。S-K法检测UIC的操作繁琐、耗时长，而且砷和铈具有明显的化学危害性；另外，由于S-K法依靠化学动力学测定碘浓度，因此易受铈螯合以及改变反应速率的有机物质影响^[6]。ICP-MS检测UIC快速准确，其精确度与S-K法相当，而且样品制备过程简单，同时能够进行多种元素分析^[7]。许多国家将ICP-MS作为尿碘检测的标准方法，但是以往大量尿碘数据均是通过S-K法获得，因此有必要对这2种方法测定的UIC进行比较。

尽管人群UIC变化范围不大(50~300 μg/L)，但是个体之间以及个体内的随机UIC变化很大(10~ 1 000 μg/L)。S-K法的局限性在于标准曲线线性范围的上限为300 μg/L，如果样品高于该值，则需要稀释并重新测试，稀释过程可能会影响结果的准确性^[8]。一些研究^[9-10]分析了ICP-MS与S-K法对UIC检测结果的差异，但是这些研究的样本量有限，并且没有针对不同水平的UIC进行分层。本研究评估并分析ICP-MS与S-K法检测UIC的一致性，尤其是在不同UIC水平上，并根据历史数据为将来预防和控制碘缺乏和碘过量提供依据。

1 材料与方法 1.1 材料

研究对象来源于甲状腺疾病、碘状态和糖尿病的全国流行病学调查，本课题组已发表的文献^[11]详细描述了调查方案。本研究于2015年至2017年进行，共纳入1 856例≥18岁的研究对象，平均年龄(45.70±14.70)岁，男性占39.20%，每个研究对象提供一份空腹尿液标本。研究方案获得中国医科大学伦理委员会批准。研究排除妊娠妇女。向研究对象详细解释研究方案，所有研究对象均签署知情同意书。

1.2 检测方法

1.2.1 S-K法检测UIC

S-K法根据WS/T 107-2006标准，通过过硫酸铵(As³⁺-Ce⁴⁺催化分光光度法)进行消化。所有化学试剂均由国药集团化学试剂有限公司提供。所有样品均采用UV-1600分光光度计(北京北分瑞利分析仪器集团有限责任公司)进行检测。使用0.50、100、150、200、250和300 μg/L标准溶液建立校准曲线。如果样品的UIC为300~600 μg/L，使用去离子水(比例1:1，250 μL样品加入250 μL去离子水)双重稀释尿液样品；如果样品UIC为600~1 200 μg/L，则将样品稀释4倍(比例1:3，250 μL样品加入750 μL去离子水)，然后将250 μL稀释样品进行消化并重新测定。UIC在66 μg/L时批内和批间变异系数分别为3%~4%和4%~6%，UIC在230 μg/L时分别为2%~5%和3%~6%。

1.2.2 ICP-MS检测UIC

通过Agilent ICP质谱仪(Agilent 7700x，美国Agilent Technologies)，使用八极杆反应系统的碰撞模式进行ICP-MS，测定UIC。检测方法见文献[9]。稀释剂由1%氢氧化四甲基铵(玛雅试剂)、0.01%Triton-X 100 (国药集团化学试剂有限公司)组成，以10 μg/L碲[国标(北京)检验认证有限公司]作为内标。校准物的浓度为0.10、25、50、100、200、300、400、800和1 000 μg/L，建立校准曲线。尿液样品和稀释剂以1:9比例稀释(500 μL样品和4 500 μL稀释剂)。认证的质控品GBW09108、GBW09109和GBW09110[国标(北京)检验认证有限公司]目标值分别为70.8、143和224 μg/L，测定内变异系数分别为2.3%、1.4%和2.3%，相应的测定间变异系数分别为2.7%、2.5%和2.4%。

1.3 统计学分析

采用SPSS 22.0和MedCalc 15.6软件进行统计分析。根据S-K法测定的UIC，将样品分为UIC < 300 μg/L、UIC 300~600 μg/L和UIC > 600 μg/L 3组，进行分层统计分析。分类变量采用χ²检验进行比较。采用Kolmogorov-Smirnov检验和直方图，对连续性变量进行正态性检验。由于使用任何一种方法测定的UIC都是偏态分布，因此用M (P₂₅~P₇₅)表示，并进行Spearman等级相关分析和非参数检验。采用Passing-Bablok相关图和Bland-Altman差异图评估ICP-MS与S-K法测定的UIC的一致性。P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 ICP-MS与S-K法测定的UIC比较

ICP-MS测定的UIC范围为5.53~1 124.42 μg/L，中位数为159.47 (101.98~247.93) μg/L。S-K法测定的UIC范围为5.0~1 189.0 μg/L，中位数为149.85 (95.83~227.88) μg/L。ICP-MS测定的UIC中位数高于S-K法，差异有统计学意义(P < 0.000 1)。

当UIC < 300 μg/L时，ICP-MS测定的UIC中位数高于S-K法(143.29和135.10 μg/L)，差异有统计学意义(P < 0.001)。当UIC为300~600 μg/L时，ICP-MS测定的UIC中位数低于S-K法(406.96和423.40 μg/L)，差异有统计学意义(P < 0.001)。当UIC > 600 μg/L时，ICP-MS测定的UIC中位数低于S-K法(674.29和753.65 μg/L)，差异有统计学意义(P < 0.001)。见表 1。

2.2 ICP-MS与S-K法检测UIC一致性的Passing-Bablok回归分析

Passing-Bablok回归图显示了2种方法测定的UIC的相关性。2种方法的Passing-Bablok回归方程均为y=0.36+1.04x (x为S-K法，y为ICP-MS)。通过计算回归截距95% CI (截距为0.36，95% CI：-1.82~2.29)评估常数项差异，斜率为1.04 (95% CI：1.03~1.06)，Spearman相关系数为0.95 (95% CI：0.94~0.96，P < 0.001)。见图 1。

2.3 ICP-MS与S-K法检测UIC差异的Bland-Altman分析

Bland-Altman图显示了2种方法测定的UIC的差异，平均差异值为6.08 μg/L (95% CI：4.24~7.92 μg/L)。2种方法测定的UIC的差异呈浓度依赖性。95%一致性界限(即由平均差异±2个标准差定义的间隔)表明，ICP-MS和S-K法测定的UIC的差异在-73.11~85.27 μg/L之间变化。见图 2。

2.4 分层分析

根据S-K法测定的UIC水平，对Passing-Bablok回归、Bland-Altman图和Spearman相关系数进行分层分析。

2.4.1 S-K法测定UIC < 300 μg/L

2种方法的Passing-Bablok回归方程为y=-9.04+1.14x (x为S-K法，y为ICP-MS)，Passing-Bablok回归显示2种方法的检测一致性非常高。Spearman相关系数为0.93，高于UIC 300~600 μg/L和UIC≥600 μg/L时的相关系数，差异有统计学意义(P < 0.001)。2种方法测定的UIC的平均差异为10.98 μg/L (95% CI：9.45~12.52 μg/L)。见表 2。

2.4.2 S-K法测定UIC在300~600 μg/L之间

2种方法的Passing-Bablok回归方程为y=-10.32+1.00x (x为S-K法，y为ICP-MS)，Passing-Bablok回归显示2种方法的检测一致性很高。Spearman相关系数为0.80，低于UIC < 300 μg/L时的相关系数，差异有统计学意义(P < 0.001)。2种方法测定的UIC的平均差异为14.43 μg/L (95% CI：6.07~22.79 μg/L)。见表 2。

2.4.3 S-K法测定UIC > 600 μg/L

2种方法的Passing-Bablok回归方程为y=-156.25+1.10x (x为S-K法，y为ICP-MS)，Passing-Bablok回归显示2种方法的检测一致性较高。Spearman相关系数为0.84，低于UIC < 300 μg/L时的相关系数，差异有统计学意义(P < 0.001)。2种方法测定的UIC的平均差异为-74.55 μg/L (95% CI：-98.20~-50.90 μg/L)。见表 2。

3 讨论

在以往的人群碘营养监测中，主要使用S-K法检测人体UIC，但是该方法的样品制备过程较为繁琐。ICP-MS测定人血浆和尿液中碘浓度的灵敏度、线性和重现性，已在相关研究中得到证实^[12-13]。本研究在纳入人群中发现ICP-MS和S-K法测定UIC的一致性，尽管回归线接近于二等分线，2种方法之间的斜率系数(与斜率=1比较)仍有显著差异，这可能与2种方法对浓度依赖性的差异有关。Bland-Altman图显示，ICP-MS测定的UIC比S-K法测定的UIC高6.12 μg/L，这种差异在临床检查中是可以接受的。因此，笔者认为ICP-MS和S-K法检测UIC具有很好的一致性，可以直接比较这2种方法的检测结果。S-K法测定的UIC < 300 μg/L与ICP-MS测定结果之间的差异，可能是过硫酸铵与高氯酸的弱氧化能力造成的，因为碘化物需要快速有效地氧化为碘酸盐，以防止碘在通过S-K法进行光度检测之前挥发。

S-K法测定UIC < 300 μg/L时，低于ICP-MS测定的UIC值，与之前研究^[9]的结果有所不同，这可能是与先前的研究样本量较小、缺少足够的统计学效能有关。每种方法都使用了一系列不同的参数，并且标准操作程序略有不同。但是，S-K法测定UIC≥300 μg/L时，高于ICP-MS测定的UIC值，这可能与S-K法进行尿液样品稀释有关，因为尿液样本中含有需要检测的碘以及不需要检测并可能会干扰S-K法的杂物(如有机物、蛋白质、氨基酸)，干扰物质可能会减慢铈发色团的生成，使样品中的碘含量低于真实值；UIC≥300 μg/L的样品在消化前要进行2倍或4倍稀释，稀释样品中碘的同时也稀释了减慢S-K法的干扰物质，因此反应加快，碘的测量值增加。而ICP-MS检测相同的样品时以恒定的方式稀释，不会随样品浓度的变化而变化。另外，本研究发现，稀释度越大、偏差越大。S-K法测定UIC在300~600 μg/L之间时，2种方法检测UIC的平均差异为14.43 μg/L；当UIC > 600 μg/L时，平均差异达到-74.55 μg/L，这在临床实际检查中是不可接受的。

使用不同方法测定UIC的差异可能是由多种原因引起的，以下因素可能起了重要作用。尿基质用水稀释，先前的研究表明^[14]，用水稀释的高UIC样品通过S-K法测定的结果显著高于稀释后的低UIC样品。另一项研究^[15]表明，氧化剂不足会导致尿液中不饱和的灰分成分受到干扰，从而导致高浓度的假碘在尿液中产生。这种变化可能会对公共卫生产生影响，因为对碘强化计划的监测通常着重于人群UIC中位数。在1988年至1994年进行的NHANES Ⅲ中，采用S-K法测定的人口UIC中位数为144.7 μg/L。但是，在2001年至2002的NHANES中，使用ICP-MS测定发现人口UIC中位数增加到167.8 μg/L。检测方法之间的差异可能在某种程度上导致了人口UIC中位数增加，这表明准确的UIC测定对公共卫生政策的制定至关重要。由于这种变化对摄入过量碘的人更加明显，而碘强化计划对缺碘的人更重要。因此，2种方法都可以可靠地量化UIC。

综上，本研究结果显示，ICP-MS和S-K法测定的UIC具有可比性，特别是当UIC < 300 μg/L (覆盖正常成人UIC范围)时，可以直接比较这2种方法的测定结果；当UIC介于300~600 μg/L之间时，在考虑到研究目的后，应谨慎比较UIC的结果；当UIC > 600 μg/L时，不建议在碘监测研究中比较ICP-MS和S-K法测定的UIC。然而，本研究尚存在一定的局限性：首先，无法分析可能影响测定结果的其他潜在影响因素(药物、疾病等)；其次，没有验证通过S-K法获得的用水稀释的高UIC样品的测定值是否显著高于用水稀释的低UIC样品，这可能有助于解释观察到的UIC测定值的差异；最后，由于本研究仅选择过硫酸铵作为消化物质，因此不同消化方法可能导致S-K法UIC测定结果不同。在未来，应该使用标准UIC检测方法和有足够统计学效能的数据进行深入研究，以获得ICP-MS和S-K法之间测定UIC更精确的转换公式，进行历史数据的比较。