Consistency of the estimation results of LDL-C based on formula method and the direct determination results of LDL-C by homogeneous enzymatic method in patients with ASCVD

doi:10.3969/j.issn.1673-8640.2026.06.002

Abstract

Abstract:

Objective To evaluate the correlation between the results of low-density lipoprotein cholesterol（LDL-C） calculated using different estimation formulas and the homogeneous enzymatic method（direct method） in patients with atherosclerotic cardiovascular disease（ASCVD）. Methods A total of 101 144 newly diagnosed ASCVD patients from Zhongshan Hospital of Fudan University from January 1，2020 to December 31，2022 were enrolled. The total cholesterol（TC），triglyceride（TG），high-density lipoprotein cholesterol（HDL-C） and LDL-C levels were determined using the homogeneous enzymatic method，and non-high-density lipoprotein cholesterol（non-HDL-C） was calculated. LDL-C results were calculated using the Friedewald formula，Martin-Hopkins formula，Martin-Hopkins extended formula and Sampson formula. All the patients were classified based on the TG determination results：≤1.70 mmol·L^-1 group，>1.70-≤4.52 mmol·L^-1 group，>4.52-≤9.04 mmol·L^-1 group and >9.04 mmol·L^-1 group. The determination coefficient（r²），root mean square error（RMSE） and mean absolute difference（MAD），as well as the proportion of patients whose classification changed at the LDL-C treatment target values（1.4，1.8 and 2.6 mmol·L^-1），were used to evaluate the differences in LDL-C estimation results between the formula method and the direct method. Results Among the 101 144 ASCVD patients，the Sampson formula，Martin-Hopkins formula，Martin-Hopkins extended formula and Friedewald formula were all correlated with the direct method，with r² values of 0.956 6，0.948 1，0.949 3 and 0.904 5，respectively，and RMSE values of 0.29，0.27，0.27 and 0.44 mmol·L^-1，respectively. As the TG level of patients increased，the r² values of each estimation formula and the direct method decreased，and the RMSE and MAD increased. According to different LDL-C treatment target values，the classification of ASCVD patients based on the direct method LDL-C results was used as the standard，and the proportion of patients whose classification changed was the lowest for the Martin-Hopkins formula and Martin-Hopkins extended formula（23.10% and 23.11%），and the highest for the Friedewald formula（34.27%）. The 1.4‰ of patients had a classification change amplitude exceeding 3 LDL-C treatment target values. Conclusions In ASCVD patients，the correlation between LDL-C estimation results of the Sampson formula and LDL-C determination results of the direct method is the highest，followed by the Martin-Hopkins formula and Martin-Hopkins extended formula，and the lowest is the Friedewald formula. As the TG level increases，the correlation between estimation formula and direct method results decreases. Therefore，when making treatment decisions based on LDL-C treatment target values in clinical practice，the differences in LDL-C estimation results among different formulas should be fully considered.

Key words: Low-density lipoprotein cholesterol, Friedewald formula, Martin-Hopkins formula, Martin-Hopkins extended formula, Sampson formula, Atherosclerotic cardiovascular disease

CLC Number:

R446.1

WANG Xiaoling, SHI Qingyu, ZHOU Jiaye, WANG Kouqiong, ZHU Jing, SHEN Yifeng, SHAO Wenqi, PAN Baishen, WANG Beili, GUO Wei. Consistency of the estimation results of LDL-C based on formula method and the direct determination results of LDL-C by homogeneous enzymatic method in patients with ASCVD[J]. Laboratory Medicine, 2026, 41(6): 521-529.

Figures/Tables 6

References 29

[1]	FERENCE B A, GINSBERG H N, GRAHAM I, et al. Low-density lipoproteins cause atherosclerotic cardiovascular disease. 1. Evidence from genetic,epidemiologic,and clinical studies. A consensus statement from the European Atherosclerosis Society Consensus Panel[J]. Eur Heart J, 2017, 38(32):2459-2472. DOI URL
[2]	国家心血管病中心,中国心血管健康与疾病报告编写组. 中国心血管健康与疾病报告2024概要[J]. 中国循环杂志, 2025, 40(6):521-559.
[3]	VIRANI S S, ASPRY K, DIXON D L, et al. The importance of low-density lipoprotein cholesterol measurement and control as performance measures:a joint clinical perspective from the National Lipid Association and the American Society for Preventive Cardiology[J]. J Clin Lipidol, 2023, 17(2):208-218. DOI URL
[4]	PATEL S B, WYNE K L, AFREEN S, et al. American Association of Clinical Endocrinology Clinical Practice guideline on pharmacologic management of adults with dyslipidemia[J]. Endocr Pract, 2025, 31(2):236-262. DOI PMID
[5]	中国血脂管理指南修订联合专家委员会, 王增武, 李建军, 等. 中国血脂管理指南(基层版2024年)[J]. 中华心血管病杂志, 2024, 52(4):330-337.
[6]	FRIEDEWALD W T, LEVY R I, FREDRICKSON D S. Estimation of the concentration of low-density lipoprotein cholesterol in plasma,without use of the preparative ultracentrifuge[J]. Clin Chem, 1972, 18(6):499-502. DOI URL
[7]	SUGIUCHI H, IRIE T, UJI Y, et al. Homogeneous assay for measuring low-density lipoprotein cholesterol in serum with triblock copolymer and alpha-cyclodextrin sulfate[J]. Clin Chem, 1998, 44(3):522-531. PMID
[8]	MARTIN S S, BLAHA M J, ELSHAZLY M B, et al. Comparison of a novel method vs the Friedewald equation for estimating low-density lipoprotein cholesterol levels from the standard lipid profile[J]. JAMA, 2013, 310(19):2061-2068. DOI PMID
[9]	SAMPSON M, LING C, SUN Q, et al. A new equation for calculation of low-density lipoprotein cholesterol in patients with normolipidemia and/or hypertriglyceridemia[J]. JAMA Cardiol, 2020, 5(5):540-548. DOI PMID
[10]	SAJJA A, PARK J, SATHIYAKUMAR V, et al. Comparison of methods to estimate low-density lipoprotein cholesterol in patients with high triglyceride levels[J]. JAMA Netw Open, 2021, 4(10):e2128817. DOI URL
[11]	SAMPSON M, ZUBIRAN R, WOLSKA A, et al. A modified Sampson-NIH equation with improved accuracy for estimating low levels of low-density lipoprotein-cholesterol[J]. Clin Chem, 2025, 71(11):1125-1137. DOI URL
[12]	SAJJA A, LI H F, SPINELLI K J, et al. Discordance between standard equations for determination of LDL cholesterol in patients with atherosclerosis[J]. J Am Coll Cardiol, 2022, 79(6):530-541.
[13]	健康中国行动推进委员会. 健康中国行动(2019—2030年)[EB/OL]. (2019-07-15)[2026-01-01]. https://www.nhc.gov.cn/guihuaxxs/c100133/201907/2a6ed52f1c264203b5351bdbbadd2da8.shtml.
[14]	MACH F, BAIGENT C, CATAPANO A L, et al. 2019 ESC/EAS guidelines for the management of dyslipidaemias:lipid modification to reduce cardiovascular risk[J]. Eur Heart J,2020, 41(1):111-188. DOI URL
[15]	GRUNDY S M, STONE N J, BAILEY A L, et al. 2018 AHA/ACC/AACVPR/AAPA/ABC/ACPM/ADA/AGS/APhA/ASPC/NLA/PCNA guideline on the management of blood cholesterol:executive summary:a report of the American College of Cardiology/American Heart Association task force on clinical practice guidelines[J]. J Am Coll Cardiol,2019, 73(24):3168-3209. DOI URL
[16]	中国血脂管理指南修订联合专家委员会, 李建军, 赵水平, 等. 中国血脂管理指南(2023年)[J]. 中国循环杂志, 2023, 38(3):237-271.
[17]	WRIGHT R S, RAAL F J, KOENIG W, et al. Inclisiran administration potently and durably lowers LDL-C over an extended-term follow-up:the ORION-8 trial[J]. Cardiovasc Res, 2024, 120(12):1400-1410. DOI URL
[18]	PRADHAN A, BHANDARI M, VISHWAKARMA P, et al. Bempedoic acid:an emerging therapy for uncontrolled low-density lipoprotein (LDL) cholesterol[J]. J Cardiovasc Dev Dis, 2023, 10(5):195.
[19]	GINSBERG H N, ROSENSON R S, HOVINGH G K, et al. LDL-C calculated by Friedewald,Martin-Hopkins,or NIH equation 2 versus beta-quantification:pooled alirocumab trials[J]. J Lipid Res, 2022, 63(1):100148. DOI URL
[20]	SAMUEL C, PARK J, SAJJA A, et al. Accuracy of 23 equations for estimating LDL cholesterol in a clinical laboratory database of 5 051 467 patients[J]. Glob Heart, 2023, 18(1):36. DOI URL
[21]	FUENTEVILLA-ÁLVAREZ G, SOTO M E, VALDIVIA J A G, et al. Comparison between the Friedewald,Martin and Sampson equations and LDL-C quantification by ultracentrifugation in a Mexican population[J]. Diagnostics (Basel), 2024, 14(12):1241.
[22]	ALPDEMIR M, ALPDEMIR M F, ŞENEŞ M. Comparison of Friedewald,Martin/Hopkins,and Sampson formulae with direct LDL measurement in hyperlipidaemic and normolipidaemic adults in a Turkish population[J]. J Med Biochem, 2024, 43(5):671-680. DOI URL
[23]	VASSE J, LASSARTESSE A, MARMONTEL O, et al. Assessment of three equations to calculate plasma LDL cholesterol concentration in fasting and non-fasting hypertriglyceridemic patients[J]. Clin Chem Lab Med, 2023, 62(2):270-279. DOI PMID
[24]	LI J, XIN Y, LI J, et al. Evaluation of Sampson equation for LDL-C in acute coronary syndrome patients:a Chinese population-based cohort study[J]. Lipids Health Dis, 2022, 21(1):39. DOI
[25]	SHI B, WANG H Y, LIU J, et al. Directly measured vs. calculated low-density lipoprotein cholesterol does not identify additional individuals with coronary artery disease and diabetes at higher risk of adverse events:insight from a large percutaneous coronary intervention cohort in Asia[J]. Front Cardiovasc Med, 2022, 9:932878. DOI URL
[26]	MOUSAVI I, SUFFREDINI J, VIRANI S S, et al. Early-onset atherosclerotic cardiovascular disease[J]. Eur J Prev Cardiol, 2025, 32(2):100-112. DOI URL
[27]	LU Y, ZHANG H, LU J, et al. Prevalence of dyslipidemia and availability of lipid-lowering medications among primary health care settings in China[J]. JAMA Netw Open, 2021, 4(9):e2127573. DOI URL
[28]	MACH F, KOSKINAS K C, ROETERS VAN LENNEP J E, et al. 2025 Focused update of the 2019 ESC/EAS guidelines for the management of dyslipidaemias[J]. Atherosclerosis,2025, 409:120479. DOI URL
[29]	RAY K K, FERENCE B A, SÉVERIN T, et al. World heart federation cholesterol roadmap 2022[J]. Glob Heart, 2022, 17(1):75. DOI PMID

组别	例数	性别		年龄/岁	TC/（mmol·L^-1）	TG/（mmol·L^-1）	HDL-C/（mmol·L^-1）
组别	例数	男/例	女/例	年龄/岁	TC/（mmol·L^-1）	TG/（mmol·L^-1）	HDL-C/（mmol·L^-1）
≤1.70 mmol·L^-1组	64 019	42 459	21 560	66	3.6	1.11	1.21
≤1.70 mmol·L^-1组	64 019	42 459	21 560	（58，72）	（3.03，4.36）	（0.88，1.37）	（1.02，1.46）
>1.70~≤4.52 mmol·L^-1组	33 836	22 752	11 084	63	4.17	2.25	1.02
>1.70~≤4.52 mmol·L^-1组	33 836	22 752	11 084	（55，70）	（3.46，5.01）	（1.92，2.81）	（0.88，1.20）
>4.52~≤9.04 mmol·L^-1组	2 820	2 120	700	66	4.78	5.57	0.85
>4.52~≤9.04 mmol·L^-1组	2 820	2 120	700	（51，67）	（4.05，5.65）	（4.93，6.63）	（0.74，0.97）
>9.04 mmol·L^-1组	469	344	125	55	5.97	11.87	0.69
>9.04 mmol·L^-1组	469	344	125	（44，65）	（5.09，7.17）	（9.73，14.38）	（0.60，0.82）
合计	101 144	67 675	33 469	65	3.82	1.41	1.13
合计	101 144	67 675	33 469	（57，71）	（3.17，4.65）	（1.02，2.04）	（0.94，1.36）
组别	non-HDL-C/（mmol·L-1）		LDL-C/mmol·L^-1
组别	non-HDL-C/（mmol·L-1）		直接法	Friedewald公式	Sampson公式	Martin-Hopkins公式	Martin-Hopkins拓展公式
≤1.70 mmol·L^-1组	2.33		2.02	1.81	1.85	1.86	1.86
≤1.70 mmol·L^-1组	（1.84，3.01）		（1.55，2.70）	（1.35，2.47）	（1.38，2.52）	（1.39，2.50）	（1.39，2.50）
>1.70~≤4.52 mmol·L^-1组	3.11		2.4	1.98	2.16	2.3	2.3
>1.70~≤4.52 mmol·L^-1组	（2.46，3.91）		（1.78，3.18）	（1.35，2.77）	（1.55，2.92）	（1.72，3.03）	（1.72，3.03）
>4.52~≤9.04 mmol·L^-1组	3.93		2.18	1.23	1.81	2.33	2.3
>4.52~≤9.04 mmol·L^-1组	（3.22，4.72）		（1.58，2.88）	（0.52，2.03）	（1.25，2.46）	（1.79，2.99）	（1.79，2.92）
>9.04 mmol·L^-1组	5.23		1.68	-0.37	1.22	1.51	1.72
>9.04 mmol·L^-1组	（4.39，6.46）		（1.22，2.21）	（-1.28，0.63）	（0.86，1.72）	（0.87，2.22）	（1.19，2.35）
合计	2.61		2.14	1.85	1.94	2	2
合计	（2.02，3.42）		（1.61，2.87）	（1.33，2.56）	（1.42，2.65）	（1.49，2.70）	（1.49，2.70）

组别	例数	性别		年龄/岁	TC/（mmol·L^-1）	TG/（mmol·L^-1）	HDL-C/（mmol·L^-1）
组别	例数	男/例	女/例	年龄/岁	TC/（mmol·L^-1）	TG/（mmol·L^-1）	HDL-C/（mmol·L^-1）
≤1.70 mmol·L^-1组	64 019	42 459	21 560	66	3.6	1.11	1.21
≤1.70 mmol·L^-1组	64 019	42 459	21 560	（58，72）	（3.03，4.36）	（0.88，1.37）	（1.02，1.46）
>1.70~≤4.52 mmol·L^-1组	33 836	22 752	11 084	63	4.17	2.25	1.02
>1.70~≤4.52 mmol·L^-1组	33 836	22 752	11 084	（55，70）	（3.46，5.01）	（1.92，2.81）	（0.88，1.20）
>4.52~≤9.04 mmol·L^-1组	2 820	2 120	700	66	4.78	5.57	0.85
>4.52~≤9.04 mmol·L^-1组	2 820	2 120	700	（51，67）	（4.05，5.65）	（4.93，6.63）	（0.74，0.97）
>9.04 mmol·L^-1组	469	344	125	55	5.97	11.87	0.69
>9.04 mmol·L^-1组	469	344	125	（44，65）	（5.09，7.17）	（9.73，14.38）	（0.60，0.82）
合计	101 144	67 675	33 469	65	3.82	1.41	1.13
合计	101 144	67 675	33 469	（57，71）	（3.17，4.65）	（1.02，2.04）	（0.94，1.36）
组别	non-HDL-C/（mmol·L-1）		LDL-C/mmol·L^-1
组别	non-HDL-C/（mmol·L-1）		直接法	Friedewald公式	Sampson公式	Martin-Hopkins公式	Martin-Hopkins拓展公式
≤1.70 mmol·L^-1组	2.33		2.02	1.81	1.85	1.86	1.86
≤1.70 mmol·L^-1组	（1.84，3.01）		（1.55，2.70）	（1.35，2.47）	（1.38，2.52）	（1.39，2.50）	（1.39，2.50）
>1.70~≤4.52 mmol·L^-1组	3.11		2.4	1.98	2.16	2.3	2.3
>1.70~≤4.52 mmol·L^-1组	（2.46，3.91）		（1.78，3.18）	（1.35，2.77）	（1.55，2.92）	（1.72，3.03）	（1.72，3.03）
>4.52~≤9.04 mmol·L^-1组	3.93		2.18	1.23	1.81	2.33	2.3
>4.52~≤9.04 mmol·L^-1组	（3.22，4.72）		（1.58，2.88）	（0.52，2.03）	（1.25，2.46）	（1.79，2.99）	（1.79，2.92）
>9.04 mmol·L^-1组	5.23		1.68	-0.37	1.22	1.51	1.72
>9.04 mmol·L^-1组	（4.39，6.46）		（1.22，2.21）	（-1.28，0.63）	（0.86，1.72）	（0.87，2.22）	（1.19，2.35）
合计	2.61		2.14	1.85	1.94	2	2
合计	（2.02，3.42）		（1.61，2.87）	（1.33，2.56）	（1.42，2.65）	（1.49，2.70）	（1.49，2.70）

组别	Friedewald公式	Martin-Hopkins公式	Martin-Hopkins拓展公式	Sampson公式
≤1.70 mmol·L^-1组
公式	Y=0.970 2X-0.164 0	Y=0.957 0X-0.092 3	Y=0.957 0X-0.092 3	Y=0.986 9X-0.147 2
r²值	0.968 8	0.970 7	0.970 7	0.972 0
MAD/（mmol·L^-1）	0.23	0.20	0.20	0.20
RMSE/（mmol·L^-1）	0.26	0.24	0.24	0.23
>1.70~≤4.52 mmol·L^-1组
公式	Y=1.002 1X-0.428 6	Y=0.927 1X+0.064 5	Y=0.927 1X+0.064 7	Y=0.956 3X-0.137 0
r²值	0.947 0	0.954 3	0.954 3	0.957 0
MAD/（mmol·L^-1）	0.43	0.20	0.20	0.28
RMSE/（mmol·L^-1）	0.49	0.25	0.25	0.33
>4.52~≤9.04 mmol·L^-1组
公式	Y=1.070 2X-1.129 7	Y=0.877 8X+0.447 1	Y=0.832 7X+0.507 7	Y=0.856 3X-0.053 3
r²值	0.774 1	0.786 5	0.777 3	0.793 3
MAD/（mmol·L^-1）	1.01	0.37	0.37	0.51
RMSE/（mmol·L^-1）	1.13	0.51	0.50	0.61
>9.04 mmol·L^-1组
公式	Y=1.339 5X-2.724 0	Y=1.012 9X-0.200 3	Y=0.915 7X+0.177 1	Y=0.658 0X+0.190 7
r²值	0.366 4	0.343 8	0.320 0	0.445 1
MAD/（mmol·L^-1）	2.22	0.82	0.77	0.62
RMSE/（mmol·L^-1）	2.57	1.15	1.09	0.79
合计
公式	Y=0.974 7X-0.253 1	Y=0.949 9X-0.003 9	Y=0.947 7X-0.034 2	Y=0.964 6X-0.125 4
r²值	0.904 5	0.948 1	0.949 3	0.956 6
MAD/（mmol·L^-1）	0.33	0.21	0.21	0.23
RMSE/（mmol·L^-1）	0.44	0.27	0.27	0.29

组别	Friedewald公式	Martin-Hopkins公式	Martin-Hopkins拓展公式	Sampson公式
≤1.70 mmol·L^-1组
公式	Y=0.970 2X-0.164 0	Y=0.957 0X-0.092 3	Y=0.957 0X-0.092 3	Y=0.986 9X-0.147 2
r²值	0.968 8	0.970 7	0.970 7	0.972 0
MAD/（mmol·L^-1）	0.23	0.20	0.20	0.20
RMSE/（mmol·L^-1）	0.26	0.24	0.24	0.23
>1.70~≤4.52 mmol·L^-1组
公式	Y=1.002 1X-0.428 6	Y=0.927 1X+0.064 5	Y=0.927 1X+0.064 7	Y=0.956 3X-0.137 0
r²值	0.947 0	0.954 3	0.954 3	0.957 0
MAD/（mmol·L^-1）	0.43	0.20	0.20	0.28
RMSE/（mmol·L^-1）	0.49	0.25	0.25	0.33
>4.52~≤9.04 mmol·L^-1组
公式	Y=1.070 2X-1.129 7	Y=0.877 8X+0.447 1	Y=0.832 7X+0.507 7	Y=0.856 3X-0.053 3
r²值	0.774 1	0.786 5	0.777 3	0.793 3
MAD/（mmol·L^-1）	1.01	0.37	0.37	0.51
RMSE/（mmol·L^-1）	1.13	0.51	0.50	0.61
>9.04 mmol·L^-1组
公式	Y=1.339 5X-2.724 0	Y=1.012 9X-0.200 3	Y=0.915 7X+0.177 1	Y=0.658 0X+0.190 7
r²值	0.366 4	0.343 8	0.320 0	0.445 1
MAD/（mmol·L^-1）	2.22	0.82	0.77	0.62
RMSE/（mmol·L^-1）	2.57	1.15	1.09	0.79
合计
公式	Y=0.974 7X-0.253 1	Y=0.949 9X-0.003 9	Y=0.947 7X-0.034 2	Y=0.964 6X-0.125 4
r²值	0.904 5	0.948 1	0.949 3	0.956 6
MAD/（mmol·L^-1）	0.33	0.21	0.21	0.23
RMSE/（mmol·L^-1）	0.44	0.27	0.27	0.29