液相免疫胶体金技术用于检测血浆半胱氨酸蛋白酶抑制剂C的方法学评价
程黎明1, 朱晓华2, 朱耀武1, 管青1
1.华中科技大学同济医学院附属同济医院检验科,湖北 武汉 430030
2. 华中科技大学同济医学院附属同济医院核医学科,湖北 武汉 430030

作者简介:程黎明,女,1975年生,博士,主治医师,主要从事临床生化检验工作。

摘要
目的

评估液相免疫胶体金试剂盒应用于全自动生化分析仪检测半胱氨酸蛋白酶抑制剂C(Cys C)的方法学性能及其与肾小球滤过功能的相关性。

方法

分别采用液相免疫胶体金试剂盒与颗粒增强散射免疫比浊法(PENIA)测定Cys C,评价的方法学指标为精密度、线性范围、抗干扰性、相关及偏倚。同时采用锝标记二乙烯三胺五乙酸(99mTc-DTPA)肾动态显像测定97例慢性肾病患者肾小球滤过率(GFR),并与血浆Cys C浓度进行相关性评估。采用受试者工作特征(ROC)曲线评价血浆Cys C对肾小球滤过功能减退的诊断价值。

结果

Cys C在低、中、高浓度水平总变异分别为5.27%、5.23%和2.81%。在0.54~8.65 mg/L范围内显示良好的线性。血红蛋白<10 g/L、胆红素<300 mg/L时对测定结果的干扰<10%;三酰甘油(TG)≥20 mmol/L时对低浓度样本的影响度超过10%,对高浓度样本无明显干扰。液相免疫胶体金试剂盒与PENIA相关性良好( r=0.99, P<0.01),2种方法间的差异无统计学意义( P>0.10)。液相免疫胶体金试剂盒测定结果较PENIA结果偏高,平均偏倚为0.27 mg/L。血浆Cys C浓度与GFR显著相关( r=-0.829, P<0.001);血浆Cys C诊断肾功能减退的ROC曲线下面积为0.826(95%可信区间:0.716~0.936)。以正确诊断指数最大处的观察值1.11 mg/L作为判断Cys C升高的依据,当GFR≥80 mL/(min·1.73 m2)时,24.3%的患者血浆Cys C升高;GFR为50~80 mL/(min·1.73 m2),70%的患者血浆Cys C升高;GFR≤50 mL/(min·1.73 m2),所有患者血浆Cys C升高。

结论

液相免疫胶体金试剂盒应用于全自动生化分析仪检测Cys C的精密度、抗干扰性能、线性范围符合临床要求,而且与PENIA有良好的相关性,但2种方法的测定结果存在一定的偏倚。血浆Cys C是评估肾小球滤过功能的理想指标。

关键词: 半胱氨酸蛋白酶抑制剂C; 液相免疫胶体金技术; 方法学评价
中图分类号:R446.1 文献标志码:A 文章编号:1673-8640(2010)03-0214-05
Methodology evaluation of liquid immune colloidal gold technique in the determination of plasma cystatin C
CHENG Liming1, ZHU Xiaohua2, ZHU Yaowu1, GUAN Qing1
1.Department of Clinical Laboratory, Tongji Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology , Hubei Wuhan 430030, China
2. Department of Nuclear Medicine, Tongji Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology , Hubei Wuhan 430030, China
Abstract
Objective

To evaluate the methodology performance of determining cystatin C (Cys C) by liquid immune colloidal gold reagent on the automatic biochemical analyzer and the correlation between Cys C results and glomerular filtration function.

Methods

Cys C concentration was determinated by liquid immune colloidal gold reagent and particle-enhanced nephelometric immunoassay (PENIA) respectively. The precision, linearity and interference of Cys C liquid immune colloidal gold reagent,its correlation and the bias with PENIA were evaluated. The correlation analysis was performed between plasma Cys C concentrations and glomerular filtration rate (GFR) determined by99mtechnetium-labeled diethylenetriamine penta-acetic acid (99mTc-DTPA) renal dynamic imaging of 97 patients with chronic renal disease. The receiver operating characteristic (ROC) curve was used to evaluate the value of plasma Cys C in the diagnosis of renal function reduction.

Results

The total coefficients of variation ( CV) of samples with low, medium and high concentrations of Cys C were 5.27%, 5.23% and 2.81% respectively. This reagent showed good linearity ranged from 0.54 to 8.65 mg/L. Hemoglobin (<10 g/L) and bilirubin (<300 mg/L) in the samples had no significant interference (<10%) in the assay. The interference was more than 10% for the samples of low Cys C concentration when triglycerides (TG) ≥20 mmol/L, while the interference was not significant to the samples of high Cys C concentration. The results by liquid immune colloidal gold reagent correlated well with those by PENIA ( r=0.99, P<0.01). There was no significant bias between these two methods( P>0.10). However, the values were slightly higher than those from PENIA with the mean bias of 0.27 mg/L. Plasma Cys C concentrations showed significant correlation with GFR ( r=-0.829, P<0.001). The area under the ROC curve (AUC) was 0.826 [95% confidence interval ( CI): 0.716-0.936] for plasma Cys C in the diagnosis of renal function reduction. When the optimal cut-off value (1.11 mg/L) was used to discriminate the elevated values from the normal values, 24.3% of the patients with GFR≥80 mL/(min·1.73 m2) showed increased concentration of Cys C. Plasma Cys C concentrations increased in 70% of the patients with GFR between 50 and 80 mL/(min·1.73 m2) and all the patients with GFR≤50 mL/(min·1.73 m2).

Conclusions

The precision,linearity and interference of Cys C liquid immune colloidal gold technique on the automatic biochemical analyzer are suitable for the requirements of clinical application. The liquid immune colloidal gold technique correlates well with PENIA, but there exists bias between these two methods. Plasma Cys C is an ideal indicator in the evaluation of glomerular filtration function.

Keyword: Cystatin C; Liquid immune colloidal gold technique; Methodology evaluation

半胱氨酸蛋白酶抑制剂C(cystatin C, Cys C)是80年代中期瑞典的Simonsen等发现的一种特异性好、准确度高、较血清肌酐更为敏感的肾小球滤过率新指标[1]。近年来, Cys C在儿科疾病、糖尿病、心血管疾病、肿瘤化疗及肾移植后评估肾小球滤过率(GFR)等方面的临床应用日益受到重视。Cys C常用的检测方法包括颗粒增强散射免疫比浊法(PENIA)和颗粒增强透射免疫比浊法(PETIA), 但前者需要特殊的散射比浊仪, 后者精密度不高。液相免疫胶体金技术能用于自动化生化分析仪, 检测成本低于散射比浊法, 有较好的应用前景。为了解其用于Cys C检测时各项性能是否能够满足临床需要, 我们对此进行了全面的评价。

材料和方法
一、仪器与试剂

美国雅培全自动生化仪(Abbott Aeroset)。液相免疫胶体金法Cys C 试剂盒(北京利德曼公司, 批号:905251E)。徳灵公司BNⅡ 免疫散射比浊仪及其配套试剂(PENIA, 批号:167838)。

二、测定原理

1.液相免疫胶体金法测定原理 试剂中的抗Cys C多克隆抗体标记有胶体金颗粒, 抗Cys C多克隆抗体和样本中的Cys C抗原发生凝集反应, 在546 nm波长处检测其吸光度的变化, 其变化程度与样本中Cys C浓度成正比。

2.PENIA测定原理 包被兔抗人Cys C抗体的聚苯乙烯颗粒与样本中的Cys C形成免疫复合物, 在840 nm波长处检测, 散射光的强度与样本中Cys C的浓度成正比。

三、方法学评价

1.不精密度 参照美国临床实验室标准化委员会(NCCLS)EP5-A文件[2]进行不精密度评价。收集低、中、高3个浓度水平样本制成混合血浆, 分装后于-20 ℃保存。连续测定20 d, 每天测2批, 批间间隔时间不少于2 h, 每批均对样本做双份测定。计算批内、批间、日间及总不精密度。

2.线性实验 用浓度为0 mg/L的校准品将异常高值血浆(浓度为X)稀释成9个浓度水平的样本, 分别为X、(7/8)X、(6/8)X、(5/8)X、(4/8)X、(3/8)X、(2/8)X、(1/8)X和(1/16)X。将这些样本随机排列, 每个样本重复测定2次, 取均值。

3.干扰实验 在体外向正常人混合血浆中加入不同浓度胆红素、脂肪乳、血红蛋白, 评价Cys C检测方法抗黄疸、脂血、溶血干扰的能力, 每个浓度水平检测3次, 取均值。加入干扰物的最高浓度参考临床样本可能出现的最高含量及试剂说明书的说明。根据加入干扰物质前后的测定值计算影响度, 影响度= (加入后测定值-加入前测定值) /加入前测定值 × 100 %。以影响度10%作为该系统对干扰物的最高可接受限。

4.相关性及偏倚分析 收集56份正常或肾功能减低患者血浆样本, 于-40 ℃储存。样本同时经BNⅡ 免疫散射比浊仪检测。2种方法学比对的回归分析采用 Passing-Bablok回归和一元直线回归分析。偏倚分析采用Bland-Altman方法, 以2种方法测定结果的均值作为X轴, 差值为Y轴。

5.与GFR的相关性分析 选择华中科技大学同济医学院附属同济医院肾内科2008年收治的各种慢性肾脏疾病患者97例, 采用锝标记二乙烯三胺五乙酸(99mTc-DTPA)肾动态显像测定GFR。测定方法如下:肾动态显像前30 min饮水300 mL, 记录身高、体重, 检查开始前排空膀胱。显像剂为99mTc-DTPA, 剂量为5~8 mci, 用millennium VG SPECT仪(美国GE公司)行动态图像采集(20 min)。由计算机处理后按gates法计算GFR。

四、统计学方法

Passing-Bablok回归的线性检测采用Cusum法, P< 0.05表示线性回归偏倚有统计学意义。一元直线回归分析计算相关系数(r)值, r> 0.975表示相关性良好。血浆Cys C浓度与GFR的相关分析采用Pearson检验, P< 0.05差异有统计学意义。受试者工作特征(ROC)曲线分析采用SPSS 11.5统计软件, 由曲线下面积(AUC)评价其诊断准确性。AUC< 0.5无诊断价值, 0.5~0.7之间准确性较低, 0.7~0.9之间准确性较高, 0.9以上准确性最大。

结果
一、不精密度

液相免疫胶体金法在低、中、高3个不同Cys C浓度的批内、批间、日间及总不精密度见表1

表1 不同浓度Cys C的精密度评估结果
二、线性试验

线性分析结果显示在0.54~8.65 mg/L的范围内该方法具有良好的线性, 偏倚较小, 见图1

图1 Cys C测定的线性结果分析

三、干扰试验

三酰甘油(TG)对液相免疫胶体金法测定Cys C有负干扰。TG≥ 20 mmol/L时, 对低浓度Cys C的影响度超过10%; 但TG≤ 25 mmol/L时, 对高浓度Cys C的影响度< 10%。血红蛋白对Cys C测定有正干扰, 在10g/L以内对Cys C测定的影响度均< 10%。高浓度胆红素(300 mg/L)对Cys C测定几乎没有影响。

四、相关性及偏倚分析

相关性检验结果显示液相免疫胶体金法的测定值与PENIA的测定值呈显著相关(r=0.99, P< 0.01)。以液相免疫胶体金法测定值为Y, 以PENIA测定值为X, 回归方程为Y=1.253 6X-0.063 78; 斜率的95%可信区间(CI)为1.214 5~1.290 2; 截距的95%CI为-0.114 8~-0.027 3。线性回归的Cusum检验证实偏倚无统计学意义(P> 0.10)。Bland-Altman分析显示液相免疫胶体金法与PENIA测定值的平均偏倚为0.27 mg/L, 一致性界限为-0.13~0.68 mg/L, 见图2。2种方法测定结果的偏倚范围为1.5%~34.6%。

图2 液相免疫胶体金法与PENIA测定血浆Cys C浓度的相关性及偏倚分析

五、与GFR的相关性分析

1.Cys C与GFR呈显著相关(r=-0.829, P< 0.001), 见图3

图3 血浆Cys C浓度与GFR的相关性

2.以GFR< 80 mL/(min· 1.73m2)为分界点作为判断肾功能减退的依据, 计算Cys C的AUC为0.826± 0.056(95%CI: 0.716~0.936)。Cys C ROC曲线正确诊断指数最大处的观察值为 1.11 mg/L, 此处的诊断敏感度和特异度分别为75.7%和85.0%, 见图4

图4 Cys C诊断肾功能减退的ROC曲线分析

3.以Cys C正确诊断指数最大处的观察值1.11 mg/L为分界点作为判断肾功能减退的依据, 血Cys C浓度超过1.11 mg/L为升高, 结果见表2

表2 不同慢性肾脏疾病分期Cys C诊断GFR下降的灵敏度分析
讨论

Cys C相对分子质量为13 000, 是胱氨酸蛋白酶抑制剂大家族的成员。血浆或血清中Cys C的浓度由肾小球滤过率决定, 肾功能衰竭使血浆Cys C浓度升高。Cys C的浓度不受炎症反应、恶性肿瘤、肌肉、性别及年龄的影响, 是反映肾小球滤过率极好的指标[3]。Cys C的早期检测多采用酶免法和放免法, 限制了其在临床的常规应用。液相免疫胶体金法是近年来出现的一种新的检测方法, 适用于全自动生化分析仪, 有较好的应用前景。

本研究对液相免疫胶体金Cys C试剂盒的精密度评估结果显示, 低、中、高3个浓度样本的批内、批间、 日间CV以及高浓度样本总CV均< 5%, 低浓度及中浓度水平总CV分别为5.27%和5.23%, 均在临床可接受范围内。线性范围检测结果显示在0.54~8.65 mg/L的浓度范围内, 该方法具有良好的线性, 偏倚较小。干扰试验显示血红蛋白< 10 g/L, 胆红素< 300 mg/L对Cys C测定结果无明显干扰(影响度< 10%)。TG≥ 20 mmol/L时对低浓度Cys C测定结果的影响度超过10%, 但对高浓度Cys C无显著影响。

由徳灵公司生产的PENIA Cys C测定试剂盒目前在临床上应用最为广泛。本研究结果显示液相免疫胶体金法与PENIA具有良好的相关性(r=0.99, P< 0.01)。2种方法间线性偏倚无统计学意义(P> 0.10), 平均偏倚为0.27 mg/L, 一致性界限为-0.13~0.68 mg/L。在不同浓度水平, 液相免疫胶体金法相对于PENIA均显示正偏倚。进一步的分析显示, 二者的偏倚范围为1.5%~34.6%。如果以± 10%作为检测系统间一致性的评价标准, 本结果提示2种方法检测结果并不完全等效一致, 其结果不能相互代替。在进行系列检测时, 应使用同一种测定方法。

Cys C作为一种反映GFR的指标目前已基本得到确认, 其与GFR的相关性、诊断GFR下降的灵敏度、特异性均明显优于血清肌酐[4]。本研究结果显示液相免疫胶体金法Cys C的检测结果与慢性肾脏病患者GFR显著相关(r=-0.829, P< 0.001), 与文献报道接近[5]。如果以GFR=80 mL/(min· 1.73 m2)作为判断肾功能减退的分界点, 其AUC达到0.826, 具有较高的诊断准确性。以Cys C正确诊断指数最大处的Cys C浓度为分界点作为判断Cys C升高的依据, 当GFR≥ 80 mL/(min· 1.73 m2)时, 仅24.3%的患者血浆Cys C升高; GFR为50~80 mL/(min· 1.73 m2)时, 有70%患者血浆Cys C升高, 其灵敏度远高于血清肌酐; 当GFR≤ 50 mL/(min· 1.73 m2), 所有患者血浆Cys C浓度显著升高。因此, Cys C是反映肾小球滤过功能的较理想的血清学标志物。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] Simonsen O, Grubb A, Thysell H. The blood serum concentration of cystatin C (gamma-trace) as a measure of the glomerular filtration rate[J]. Scand J Clin Lab Invest, 1985, 45(2): 97-101. [本文引用:1]
[2] National Committee for Clinical Laboratory Stand ards. Evaluation of precision performance of clinical chemistry devices; approved guideline[S]. EP5-A, NCCLS, 1999. [本文引用:1]
[3] Filler G, Bokenkamp A, Hofmann W, et al. Cystatin C as a marker of GFR-history, indications, and future research[J]. Clin Biochem, 2005, 38(1): 1-8. [本文引用:1] [JCR: 2.45]
[4] Dharnidharka VR, Kwon C, Stevens G. Serum cystatin C is superior to serum creatinine as a marker of kidney function: a meta-analysis[J]. Am J Kidney Dis, 2002, 40(2): 221-226. [本文引用:1] [JCR: 5.294]
[5] 陆焰, 武建, 宋朝辉. 半胱氨酸蛋白酶抑制剂C在早期肾功能损害诊断中的应用价值[J]. 中国卫生检验杂志, 2007, 17(3): 485-486. [本文引用:1]