酶学项目自建检测系统检测结果的可比性研究

引用本文

虞啸炫, 居漪, 欧元祝, 唐立萍, 王美娟, 李卿, 刘文彬. 酶学项目自建检测系统检测结果的可比性研究. 2012, 27(9): 713-718
YU Xiaoxuan, JU Yi, OU Yuanzhu, TANG Liping, WANG Meijuan, LI Qing, LIU Wenbin.. The comparability study on the result of serum enzymes determined by self-established detecting system. Labratory Medicine, 2012, 27(9): 713-718 复制到剪切板

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《检验医学》编辑部

酶学项目自建检测系统检测结果的可比性研究

虞啸炫, 居漪, 欧元祝, 唐立萍, 王美娟, 李卿, 刘文彬

上海市临床检验中心,上海 200126

作者简介:虞啸炫,男,1986年生,学士,技师,主要从事临床化学标准化工作。

通讯作者:居漪,联系电话:021-68316300。

基金:上海市科委2009年度“创新行动计划”医疗器械领域重点定向项目(09DZ1907200)

摘要

目的

通过对自建检测系统校准方法的研究,用患者样本比对实验分析,为自建检测系统酶学项目的溯源性与可比性提供实验依据。

方法

参考美国临床和实验室标准化协会(CLSI)EP9-A2文件,以日立7180生化分析仪、罗氏原装试剂和罗氏多项生化校准品(C.f.a.s)组成的检测系统为目标系统,分别用厂家自带校准品、C.f.a.s、日本酶参考物质和IFCC一级参考测量方法赋值血清4种校准方案对FX、KH和FH 3种自建系统进行校准,用40份患者新鲜血清对丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、γ-谷氨酰基转移酶(GGT)和乳酸脱氢酶(LDH)进行比对实验,分别计算目标系统( X)与自建系统( Y)之间的相关系数( r)、回归方程、医学决定水平处的相对偏倚、4种不同校准方案对自建系统校准后同一项目结果的变异系数( CV)的均值,并与原装配套检测系统(罗氏和贝克曼)常规实验室定值样本 CV均值进行比对。

结果

5项酶的3种自建系统的偏倚均有趋势性变化,酶参考物质与参考方法赋值血清校准后的结果优于厂家自带校准品和C.f.a.s校准方案。酶参考物质与参考方法赋值的血清校准后同一项目结果的 CV均值达到甚至优于原装配套检测系统定值室间样本的 CV均值,厂家自带校准方案和C.f.a.s校准方案的ALT、AST、ALP项目检测结果可比性较差。

结论

用酶参考物质和参考方法赋值血清校准5项酶的3个自建检测系统,其患者样本的检测结果具有可比性和正确性。

关键词: 酶; 比对研究; 评估

中图分类号:R446.1 文献标志码:A 文章编号:1673-8640(2012)09-0713-06

The comparability study on the result of serum enzymes determined by self-established detecting system

YU Xiaoxuan, JU Yi, OU Yuanzhu, TANG Liping, WANG Meijuan, LI Qing, LIU Wenbin.

Shanghai Center for Clinical Laboratory, Shanghai 200126,China

Abstract

Objective

To provide the reference for traceability and comparability of calibration method of self-established detecting system through analyzing patient samples.

Methods

According to document EP9-A2 of Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI), 3 self-established detecting system FX, KH and FH (assessment methods) were calibrated by 4 different programs on a standard detecting system (reference method) composed of Hitachi 7180 biochemical analyzer and Roche reagents and calibrators (C.f.a.s). Based on 5 serum enzyme items including alanine aminotransferase(ALT), aspartate aminotransferase(AST), alkaline phosphatase(ALP), gamma-glutamyltransferase(GGT) and lactic dehydrogenase(LDH) from 40 fresh samples, the differences between self-established detecting systems( Y) and the standard system( X) were analyzed, which included the correlation coefficient( r), regression equation and the relative bias at medicine deciding level. Moreover, the coefficient of variation ( CV) mean after calibration was compared with those of original detecting systems (Roche and Beckmann).

Results

The bias of 3 assessment methods had a obvious trend of changes. The results that calibrated by Japanese Certified Enzyme Reference Material(JCERM) and International Federation of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine(IFCC) reference method were significantly better than those by calibrators from company and C.f.a.s. The CV mean of same enzyme item measured by JCERM and IFCC reference methods met or exceeded that of the original detecting system. Poor comparability of ALT, AST and ALP was shown by calibrators from company and C.f.a.s.

Conclusions

JCERM and IFCC reference methods are used to calibrate 5 enzyme items of the 3 self-established detecting systems with comparability and accuracy.

Keyword: Enzyme; Comparative study; Assessment

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2010年6月卫生部办公厅发布了“ 关于加强医疗质量控制中心建设推进同级医疗机构检查结果互认工作的通知” 。核心精神是首先选择稳定性好、质量能够监控和费用较高的检查项目, 组织辖区内有条件的医疗机构间逐步开展检查结果互认工作。近年来我国体外诊断产品(IVD)产业得到高速发展。目前国内仪器、试剂产品众多, 校准品使用混乱, 构成的自建检测系统, 其分析性能高低不一, 导致检验结果可比性差, 无法实现检验结果的互认。

我们通过对自建检测系统校准方法的研究, 参考美国临床和实验室标准化协会(CLSI) EP9-A2文件^[1], 用患者样本进行比对实验分析, 为自建检测系统酶学项目测定的溯源性与可比性提供实验数据。

材料和方法

一、材料

1. 被评试剂材料 3家国产临床生化血清测定试剂盒(以下称FX、KH、FH)与日立7180全自动生化分析仪组成3种自建检测系统, 其项目包括丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、γ -谷氨酰基转移酶(GGT)和乳酸脱氢酶(LDH)。

2. 参比试剂材料日立7180全自动生化分析仪与配套的罗氏常规生化血清测定试剂盒(以下称LS)组成配套检测系统, 项目包括丙氨酸氨基转移酶、天门冬氨酸氨基转移酶、碱性磷酸酶、γ -谷氨酰基转移酶和乳酸脱氢酶。

3. 质控物质和校准品质控物质为Beckman-Coulter液体常规化学质控血清LEVEL 1和3(批号:M909750、M901761、M901763)。罗氏多项生化校准品(C.f.a.s, 批号:153314、159109)、FX公司自带多项临床化学校准血清(批号:663UN)、日本酶学参考物质(JCERM, 旭化成公司, 批号:0802A)、IFCC一级参考测量方法赋值血清样本(2011年全国酶学实验室室间比对样本, 样本号201101)、新鲜正常混合人血清(收集自上海交通大学医学院附属仁济医院检验科)。

4. 新鲜冰冻患者血清样本本研究使用的新鲜患者血清样本收集自上海交通大学医学院附属第六人民医院检验科与上海交通大学医学院附属仁济医院检验科, 每个项目至少40份, 其浓度基本覆盖分析范围。新鲜患者血清样本-80 ℃保存, 使用前平衡至室温。

二、实验方法

日立7180全自动生化分析仪与之配套的罗氏原装试剂盒、C.f.a.s和操作程序组成原装检测系统为目标系统, FX、KH和FH为3种自建系统。实验前对日立7180全自动生化分析仪进行常规维护与保养, 各项目试剂按相应参数设置与校准, 均在室内质控(1 d 2次2水平检测)在控的情况下进行实验数据检测。参考EP9-A2文件, 每个项目均连续5 d, 每天取出8份患者血清进行检测, 检测顺序为1、2、3、4、5、6、7、8、8、7、6、5、4、3、2、1, 每份样本均检测2次, 全部样本检测在30 min内完成。样本浓度随机分布, 该仪器上所有比对试剂均同时检测每份样本。比对实验的4种校准方案如下:

1. 校准方案1 按照各试剂厂商声明进行校准(LS试剂-C.f.a.s、FX试剂-自带多项临床化学校准血清、KH试剂-C.f.a.s、FH试剂-C.f.a.s)。

2. 校准方案2 LS、FX、KH、FH试剂均使用C.f.a.s校准。

3. 校准方案3 LS、FX、KH、FH试剂均使用日本酶学参考物质(使用IFCC一级参考测量方法赋值作为校准值)校准。

4. 校准方案4 LS、FX、KH、FH试剂中ALT、AST和GGT项目均使用经酶学参考实验室赋值后的血清样本(2011年全国酶学实验室室间比对样本)校准; ALP和LDH项目使用新鲜正常混合人血清校准(校准值由BECKMAN DXC600原装检测系统检测3次后取均值)。

三、数据分析

1. 根据EP9-A2文件进行方法内和方法间离群值检查, 若有离群值剔除后, 使用备用样本重新检测, 保持样本数40份。参比试剂(X)与被评试剂(Y)测定范围的检验:X、Y分布范围是否合适, 可使用相关系数(r)进行估计, 若r≥ 0.975或r²≥ 0.95, 则认为X、Y范围合适, 直线回归统计数据斜率与截距可靠; 若r< 0.975, 查找原因后重新检测样本, 若无改善, 则不统计该项目数据。计算线性回归方程:5个项目3种试剂(FX、KH、FH)由4种不同校准方式校准后的斜率与截距, 共计60个回归方程(Y=bX+a)。

2. 计算3种试剂在各项目医学决定水平(X_C, C代表医学决定水平浓度)处的偏倚, 偏倚(%)=[(bX_C+a)-X_C]/X_C× 100%, 得出方法偏倚的变化趋势。将各项目X_C代入相应回归方程, 得出每个X_C处3种试剂的结果值, 计算其变异系数(CV), 计算同一项目、同一校准方案下3个不同X_C处的CV均值( $\begin{matrix} \bar{CV} \end{matrix}$ ), 并与原装检测系统实验室(3家三甲医院检验科)定值10份室间样本所得 $\begin{matrix} \bar{CV} \end{matrix}$ 进行比对。

结果

一、回归方程计算根据EP9-A2设计实验方法和统计学分析无离群值剔除。各项目比对试剂通过4种不同校准方案校准后, 其比对结果(r)均0.991 1, 符合要求(r≥ 0.975或r²≥ 0.95), 直线回归统计量斜率与截距见表1。

表1 4种校准方案校准后比对结果

二、4种不同校准方案
校准后, 用回归方程估计3种被评试剂各项目在医学决定水平X_C处的偏倚见表2。结果显示各项目试剂偏倚均有趋势性变化, 校准方案3和4所得结果优于前2种方案。以ALT为例, 使用校准方案1最大偏倚为27.01%、校准方案2的最大偏倚为16.98%, 而使用校准方案3与4校准后的最大偏倚分别为-4.12%和-4.31%, 均< 1/4 该项目CLIA’ 88允许误差(< ± 5%)。因此, ALT项目在比对浓度覆盖范围内, 经酶参考物质或赋值血清校准后, 3个自建检测系统间偏倚减小, 检测结果可比性增加。

表2 4种方案校准后医学决定水平处偏倚结果

三、自建检测系统经4种校准方案后同一项目结果CV比对

以ALT为例, 将3个X_C(20、60、300 U/L)分别代入回归方程, 得到同一X_C处、同一种校准方案下3种自建系统的结果值的CV, 并将3个不同X_C处的CV取均值, 得出 $\begin{matrix} \bar{CV} \end{matrix}$ 。结果见表3。

表3 3种试剂用4种不同校准方案得到的医学决定水平处结果

(%)

项目	X_C (U/L)	校准方案1		校准方案2		校准方案3		校准方案4
项目	X_C (U/L)	CV	$\begin{matrix} \bar{CV} \end{matrix}$	CV	$\begin{matrix} \bar{CV} \end{matrix}$	CV	$\begin{matrix} \bar{CV} \end{matrix}$	CV	$\begin{matrix} \bar{CV} \end{matrix}$
ALT	20	3.18	9.29	4.51	3.64	3.27	1.68	2.13	1.82
	60	10.11		2.90		1.28		1.20
	300	14.58		3.51		0.51		2.12
AST	20	4.06	4.48	16.24	8.00	2.38	2.71	1.64	1.44
	60	4.59		5.43		2.79		0.87
	300	4.78		2.32		2.96		1.81
GGT	20	4.46	5.26	1.23	2.10	6.40	3.48	1.50	1.46
	50	5.41		2.05		2.85		1.34
	150	5.90		3.04		1.18		1.52
ALP	50	11.09	8.59	7.29	7.33	2.93	1.96	1.51	1.40
	150	7.82		7.34		1.67		1.32
	400	6.87		7.36		1.28		1.37
LDH	150	5.13	4.73	1.32	1.71	1.21	0.66	1.28	0.59
	300	4.62		1.72		0.52		0.34
	500	4.43		2.08		0.26		0.16

表3 3种试剂用4种不同校准方案得到的医学决定水平处结果

5个酶类项目4种校准方案20个 $\begin{matrix} \bar{CV} \end{matrix}$ 与原装检测系统(罗氏和贝克曼)常规实验室10份定值室间样本 $\begin{matrix} \bar{CV} \end{matrix}$ 比较见表4。校准方案1与2所得结果除GGT、LDH接近原装检测系统定值样本 $\begin{matrix} \bar{CV} \end{matrix}$ 外, 其余项目均有较大差距; 校准方案3和4达到甚至优于原装检测系统定值样本 $\begin{matrix} \bar{CV} \end{matrix}$ 。因此, 参考物质与赋值血清校准3个自建检测系统, 对同一份患者样本的5项酶检测, 其结果的一致性已达到、甚至优于国外具有溯源性的原装配套检测系统的室间水平。

表4 原装配套检测系统3家实验室定值10份样本的CV和

\begin{matrix} \bar{CV} \end{matrix}

(%)

原装检测系统	项目	样本										$\begin{matrix} \bar{CV} \end{matrix}$
原装检测系统	项目	1		2	3	4	5	6	7	8	9	10
贝克曼	ALT	2.16	2.37	2.62	2.15	2.14	1.78	1.66	2.72	2.26	2.29	2.22
	AST	3.12	2.95	2.42	2.07	1.67	1.73	1.68	1.62	2.08	2.17	2.15
	GGT	4.35	2.87	4.06	2.33	2.59	2.42	1.93	2.57	2.77	2.69	2.86
	ALP	1.63	1.50	1.69	2.08	1.79	1.73	1.15	1.32	1.58	1.54	1.60
	LDH	2.45	1.77	2.28	2.29	3.06	1.27	1.58	1.37	1.64	2.60	2.03
罗氏	ALT	3.32	3.47	2.64	2.09	2.55	2.09	1.63	1.48	1.49	1.62	2.24
	AST	4.18	2.77	3.63	2.94	3.91	4.23	3.88	3.61	3.85	4.32	3.73
	GGT	3.26	2.61	2.66	2.42	1.95	2.26	1.34	1.69	2.01	2.24	2.24
	ALP	1.78	1.37	1.40	1.36	1.80	1.38	1.43	2.21	1.69	1.73	1.62
	LDH	4.96	4.39	3.55	3.71	4.34	3.46	2.66	3.42	3.86	3.40	3.78

注:贝克曼与罗氏原装检测系统均完全按照配套系统厂商要求进行校准、室内质控和检测操作

表4 原装配套检测系统3家实验室定值10份样本的CV和

\begin{matrix} \bar{CV} \end{matrix}

讨论

血清酶测定是临床最常用的检验项目, 其同一样本结果在不同医院、不同实验室之间往往存在较大差异, 其主要原因是目前国内仪器、试剂产品较多, 校准品混用。多数实验室随意选择仪器、试剂、操作程序、校准品等组成自建检测系统, 未经过方法性能评价, 造成实验室间的结果准确性差、不可比现象。

本研究选用自建检测系统中占有率较高的日立仪器与国产试剂进行比对实验。结果显示FX、KH、FH试剂在日立7180分析仪上, 使用C.f.a.s校准方案或厂家自带(声明)校准方案所检测患者样本检测结果与目标系统罗氏检测系统有较大差异。用酶参考物质与一级参考测量方法赋值的血清校准后, 使得患者样本比对结果有了明显改善。ALT的X_C处最大偏倚由16.98%、27.01%降至-4.12%、-4.31%; AST由18.03%、-13.12%降至-8.65%、7.06%; GGT由6.64%、18.20%至10.98%、5.80%; ALP由-15.25%、13.30%降至-4.17%、-6.16%; LDH由14.91%、11.39%降至7.41%、10.26%。对于同一份人血清样本, 日立生化分析仪与FX、KH、FH试剂组合可以与原装配套组合形成具有可比性的检测结果, 而盲目选用C.f.a.s或者使用不适合的校准值校准日立生化分析仪与FX、KH、FH试剂组合, 所得结果将无可比性。同一个校准品用于不同系统必须有不同的校准值, 这样的做法充分说明校准值的专用特性^[2]。C.f.a.s的校准值仅仅适用于配套的日立(罗氏)分析仪与罗氏试剂, 在此配套检测系统下才拥有检测结果的溯源性与可比性。本实验室曾使用IFCC参考方法对C.f.a.s进行检测, 其结果与C.f.a.s说明书公布的IFCC值比较, 发现部分酶类项目的偏倚较大。在基质效应评价试验中能证实C.f.a.s在IFCC参考方法与罗氏检测系统上, 均与人血清无差异, 即基质效应影响可被临床所忽略, 那么C.f.a.s说明书公布的IFCC值直接引入至临床常规检测的话, 总误差将会被扩大。因此, 在上述基础上如果非罗氏试剂盲目选用C.f.a.s与校准值将会使临床检测结果更加偏离样本真实分析物浓度。

自建检测系统经4种方案校准后同一项目结果CV显示, 5个酶类项目4种校准方案20个 $\begin{matrix} \bar{CV} \end{matrix}$ 与原装配套检测系统(罗氏和贝克曼)常规实验室10份定值样本 $\begin{matrix} \bar{CV} \end{matrix}$ 比较, C.f.a.s校准方案与厂家自带(声明)校准方案所得结果除GGT、LDH接近原装检测系统定值室间样本 $\begin{matrix} \overset{V}{C} \end{matrix}$ 外, 其余项目均有较大差距; 参考物质校准方案与赋值血清校准方案达到甚至优于原装配套检测系统定值样本 $\begin{matrix} \bar{CV} \end{matrix}$ 。因此, 参考物质校准方案与赋值血清校准方案校准的3个自建检测系统, 对同一份患者样本的5项酶检测, 其结果的一致性已达到、甚至优于国外具有溯源性的原装配套检测系统的室间水平。以ALT为例, 其 $\begin{matrix} \bar{CV} \end{matrix}$ 由3.64%、9.29%降至1.68%、1.82%, 而ALT原装配套检测系统定值样本 $\begin{matrix} \bar{CV} \end{matrix}$ 为2.22%、罗氏系统为2.24%。原装配套检测系统定值实验室, 其检测性能、质量管理体系、人员专业水平等指标均较为优秀。因此, 其室间CV较小。本研究自建检测系统选用不同的校准方案校准后, 所得结果的可比性能达到或低于原装配套检测系统的室间差异, 为血清酶类检测结果互认提供了一定的基础。检测结果互认不是一蹴而就, 需要逐步进行。血清酶类结果互认可分为2大类:第一类为原装检测系统, 其分析性能稳定, 同一检测系统的室间差异相对较小, 酶类检测结果有可比性。第二类为自建检测系统, 其组合较多, 分析性能不稳定, 室间差异较大, 若选用合适校准品统一校准酶类项目, 将会使自建检测系统间酶类检测结果具有可比性。最后通过后续不断努力与研究, 使得2大类酶学检测结果逐渐趋近, 形成酶学检测结果互认。一个地区的酶学结果具有可比性, 在地区内建立可靠和具有可比性的“ 校准系统” 具有重要意义^[3]。

ALT、AST、GGT 3个项目由赋值血清校准, 其血清经本实验室酶学参考实验室使用一级参考测量方法赋值后得出校准值。因此ALT、AST、GGT血清校准后除上述检测样本结果具有可比性外, 还具有溯源性, 能客观真实地反映患者当前样本分析物浓度, 能引导酶类原装检测系统、自建检测系统结果向参考体系靠拢。ALP、LDH校准血清没有使用参考方法检测得出校准值, 其血清校准方案校准后与目标系统在X_C处偏倚略微高于由参考方法赋值血清校准的项目。血清作为校准品拥有与检测样本相同的基质, 能使各个自建检测系统对患者样本检测结果具有可比性。若能赋予正确的校准值, 即参考体系赋值, 将使自建检测系统的检测结果不仅具有可比性, 而且具有溯源性。

临床实验室检验结果互认除了建立实验室的全面质量管理体系, 如ISO15189、ISO17025等认可认证, 保证分析前、中、后整个检验过程质量的稳定、规范外, 更重要的是建立检验项目的标准化体系, 如酶学、血脂、糖化血红蛋白(HbA1c)等参考体系, 为互认提供准确性保证。本实验室目前已建立ALT、AST、GGT、ALP、LDH、CK和AMY酶学一级参考测量方法, 每年参加国际比对并获得满意结果。从本研究中可以看到用酶学参考方法为校准品赋值, 可以达成自建检测系统间可比性和溯源性, 实现结果互认。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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[1]	National Committee for Clinical Laboratory Stand ards. Method comparison and bias estimation using patient samples; approved guideline[S]. 2nd edition. EP9-A2, NCCLS, 2002. [本文引用:1]
[2]	冯仁丰. 临床检验质量管理技术基础[M]. 第2版. 上海: 上海科学技术文献出版社, 2007: 62. [本文引用:1]
[3]	欧元祝, 居漪, 唐立萍, 等. 甜菜碱对血清酶ALT活性的稳定作用及其基质效应的研究[J]. 中华检验医学杂志, 2011, 34(2): 175-178. [本文引用:1]