Time in range, a new metric for people with diabetes, would have made no sense to those living with this disease 75 years ago because they rarely, if ever, knew what their blood sugar level was at a particular moment.

In the 1940s, measuring the amount of glucose in the bloodstream — essential knowledge for people with diabetes — was a laborious and indirect process. People had to add eight drops of urine to a teaspoon of Benedict’s solution, boil the mixture for at least five minutes, and then compare the color to a chart. That’s not the kind of thing that can be easily done, and it wasn’t very accurate.

By the 1960s, it was possible to urinate on a test strip to get an indirect measure of blood sugar. Then came test strips that measured glucose in a drop of blood. Such finger-stick testing doesn’t take much time, but it isn’t conducive to driving, business meetings, eating a meal, exercising, or sleeping. And since these tests show the glucose level only at the moment of the finger stick, they offer only a few snapshots of an individual’s blood sugar over the course of a day.

A different blood test introduced in the 1980s, called hemoglobin A1c (HbA1c), estimates an individual’s average blood sugar level over a three-month period. In people without diabetes, an HbA1c reading is under 5.7%. This test can help tell people living with diabetes and their doctors whether a treatment plan is working, but it isn’t perfect.

Two of my patients show one of the limitations of finger sticks and HbA1c. Each had an HbA1c of 6.3%, equivalent to an average glucose of 129 milligrams per deciliter (mg/dL), which is pretty good. During that three-month period, patient A had finger sticks that were generally in a healthy range close to 150 mg/dL, while patient B’s finger sticks ranged from 218 mg/dL (very high) to 40 mg/dL, which is low enough to cause seizures and necessitated several visits to the emergency department. Although the HbA1c reading indicated that both patients were optimally controlling their diabetes, in reality patient B wasn’t.

The big breakthrough in blood sugar testing came with the development of continuous glucose monitors (often just called CGMs), which were commercially introduced in 1999. I think of them as movies that provide much more information than the snapshots of finger sticks and HbA1c averages.

A CGM consists of a tiny sensor inserted just below the skin. It painlessly monitors glucose levels in the interstitial spaces between cells. The sensor wirelessly sends blood sugar readings every few minutes to a small, portable receiver or a compatible smartphone or tablet. Alarms and alerts indicate glucose levels above or below user-set thresholds, and can also be set for rapid rises or falls in blood sugar.

CGMs offer a nuanced look at blood sugar levels around the clock. Users can see how various foods and exercise affect their blood sugar. They can correct a high reading with a calibrated dose of insulin or a low one with a handful of raisins or drink of juice.

With nearly 300 blood sugar measurements a day, CGMs offer a new way to evaluate how well an individual is controlling his or her diabetes: time in range. This is expressed as a percentage of the time an individual’s blood sugar is within the target values. This metric, recently endorsed by the American Diabetes Association and by an international consensus committee, correlates nicely with control of diabetes and the implied development of complications such as vision loss, kidney problems, and low blood sugar excursions. Greater time in range has been linked to more stable glucose control, which should lead to fewer complications.

As more of my patients use continuous glucose monitors, I find myself relying less on HbA1c and explaining more about time in range. CGMs make it possible to see how much time a patient spends with low blood sugar, which can go unnoticed, especially while sleeping, as well as the amount of time lived with high blood sugar. Looking at conglomerate data makes it easier to identify patterns, such as increased activity on weekend days, premenstrual patterns in women, changes in shifts at work, sick days, and the like.

As with all new metrics, it will take patients and physicians time to use it fully. I trust it will soon be standard of care for patients on intensive insulin regimens and a game changer with the advent of the artificial pancreas — a closed-loop system that links a CGM to an insulin pump.

STAT News

당뇨병환자들을 위한 새로운 모니터링 방법은 75년전 당시 당뇨병에 걸린 사람들에게는 아무런 의미가 없었을 것이다. 왜냐하면 그 때만 해도 사람들은 특정 시간에 자신의 혈당수치가 얼마인지 거의 몰랐기 때문이다.

당뇨병을 앓고 있는 사람들에게 혈액의 포도당을 측정하는 것은 필수적인 일이다. 하지만, 1940년대 혈액의 포도당을 측정하는 것은 매우 복잡한 과정을 수반했다. 사람들은 베네딕트 (Benedict)용액에 여덟 방울의 소변을 혼합시키고, 이 혼합물을 5분 이상 끓인 후에 나타나는 색을 차트와 비교해야만 했다. 이는 매우 복잡한 과정이었고 결과 또한 정확하지 않았다.

1960년대에는 사람들이 스틱형 검사지를 통해 혈당을 간접적으로 측정하는 것이 가능했다. 그리고 혈액 한 방울을 통해 포도당을 측정하는 테스트 스트립이 나왔다. 이런 핑거 스틱형 테스트는 시간이 많이 소요되지는 않지만 운전, 비즈니스, 미팅, 식사, 운동 또는 수면 등 특정활동 시간에는 측정을 할 수 가 없다. 이 테스트는 손가락이 스틱을 접촉하는 순간의 혈당수치만 보여주기 때문에 혈당을 측정하는 그 순간에 대한 결과만 제공한다.

1980년대에 도입된 헤모글로빈 A1c(HbA1c)이라고 하는 또 다른 혈액 검사방법은 3개월 동안 개인의 평균 혈당 수치 추정을 가능하게 했다. 당뇨병이 없는 사람들의 경우, HbA1c수치는 5.7% 미만이다. 이 테스트는 당뇨병 환자와 의사에게 치료 효과 여부를 알려주는 데 도움을 주었지만 이 또한 완벽하다고 할 수는 없었다.

실제로 필자가 직접 진료를 한 환자들 중 두 명은 핑거 스틱형 테스트와 HbA1c검사법의 한계를 보여주었다. 각각의HbA1c수치는 6.3%로, 데시리터당 평균 129미니그램의 포도당에 해당하고, 이는 양호한 수준이다. 그러나, 지난 3개월 동안 환자 A는 일반적으로 건강한 범위에 속하는 데시리터당 평균 150미니그램에의 핑거 스틱 테스트 결과를 받은 반면, 환자 B의 핑거 스틱 테스트 결과는 데시리터당 평균218미니그램(매우 높은 수준)에서 데시리터당 평균 40미니그램 (매우 낮은 수준)까지 내려갔다. 이는 발작을 일으킬 정도로 낮은 수치이며, 환자 B는 몇 차례 응급처치를 해야만 했다. 두 환자 모두 당뇨병을 최적으로 조절하고 있는 듯 보였지만, 실제로 환자 B는 그렇지 않았다.

1999년, 상업적으로 도입된 연속 포도당 모니터(CGMs)의 개발은 혈당 테스트의 큰 돌파구를 열었다. 필자는 이 개발이 핑거스틱, 그리고 HbA1c평균치보다 더 많은 정보를 제공한다고 생각한다.

CGM은 피부 바로 아래에 삽입된 작은 센서로 구성되어 있고, 세포 사이 간극에서 포도당 수치를 통증 없이 모니터링한다. 이 센서는 몇 분마다 혈당수치를 휴대용 수신기, 호환되는 스마트폰 또는 태블릿에 전송한다. 혈당수치가 사용자가 설정한 범위를 벗어날 때 알람이 울리며, 혈당의 급격한 상승 또는 하락에 대해서도 알람을 설정할 수 있다.

CGM은 24시간 내내 혈당 수치의 미묘한 차이를 보여준다. 환자들은 각종 음식과 운동이 그들의 혈당에 어떠한 영향을 주는 알 수 있고, 높은 수치의 포도당은 보정된 인슐린 복용으로, 낮은 수치는 건포도 또는 주스 한 잔으로 당을 조절할 수 있다.

CGM은 하루에 약 300번 혈당측정을 통해 환자 자신이 당뇨병을 얼마나 잘 조절하고 있는지 평가 할 수 있는 새로운 방법을 제공한다. CGM은 개인의 혈당이 목표치 내에 머무는 시간을 백분율로 표시한다. 최근 미국당뇨병협회(American Diabetes Association)와 국제합의위원회(international consensus committee)에서 승인한 이 지표는, 당뇨병의 관리와 합병증(시력상실, 신장문제, 저혈당 등)의 암시적 발달의 연관성을 나타낸다. 범위 내에 있는 시간이 더 길어질수록, 포도당은 더 안정적으로 조절되고 이를 통한 합병증 발생률 감소효과도 기대할 수 있다.

CGM은 당뇨병환자들에게 유익한 정보를 제공한다.

많은 환자들이 CGM을 사용함에 따라 필자 또한 HbA1c에 덜 의존하게 되었으며, CGM 방법을 더 설명하고자 한다. CGM은 환자가 저혈당 범위 내에 머물렀던 시간을 확인할 수 있게 해준다. 특히 자고 있는 동안 저혈당 수치 시간이 얼마나 지속되었는지 확인할 수 있다. 마찬가지로 환자가 고혈당 범위 내에 머무는 시간 또한 확인할 수 있다. 이러한 데이터를 종합한 자료를 통해 주말의 활동 증가, 여성의 생리 전, 근무교대에 따른 변화, 아픈 날 등 환자의 패턴을 더욱 쉽게 식별할 수 있다.

모든 새로운 지표가 그러하듯, 환자와 의사들은 이를 완벽히 이해하는데 시간이 걸릴 것이다. 필자는 CGM이 곧 인슐린 요법에 대한 환자들의 치료 표준이 될 것이고, 인공 췌장의 출현과 함께 인슐린 펌프를 연결하는 폐쇄 루프 시스템이 될 것이라고 확신한다

Lorena Alarcon-Casas Wright 의학박사는 시애틀에 있는 워싱턴대학교의 당뇨병연구소와 루우즈벨트에 있는 워싱턴 대학교의 하버드뷰 의료센터의 의사이다. 또한, 그는 워싱턴대학교의 의과대학의 의학 및 신진대사과, 내분비과 및 영양과의 조교수이다. 전역군인문제센터, 푸젯 사운드 의료시스템 및 워싱턴 대학교의 라틴계 건강센터에서 워싱턴 대학교 당뇨병 연구팀과 함께 당뇨병 임상 연구를 하고 있다.

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