【冯仁丰】心肌肌钙蛋白检测变异和误差:分析前阶段问题

2023-05-18 23:00:13

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我在最新的这期美国临床病理杂志上,看到了一篇好文章。题目是心肌肌钙蛋白检测的变异和误差。作者来自多个知名大学医院。能够在杂志上如此直接面对一个敏感的检测分析物,对该检测项目的变异和误差进行直接评论是很少见了。心肌肌钙蛋白cTn是目前被广泛关注的一个项目,关系到急性心肌梗死的诊断。可是在临床上,都深深为检测结果的解释感到烦心。该文章直接采用许多刊登的文献进行分类,对检测分析前、分析中、和分析后阶段涉及的变异和误差进行罗列分析。非常实在有价值。我将按照分析前、分析中、和分析后分为三篇微信,介绍给大家。这期微信是专门讨论分析前的。

冯仁丰 2017/12/4


文章首先介绍一名老年女性患者的病史,作为文章的引子。

  

某71岁老年女性具有晚期多个硬化症和高脂血症,因不经典的胸痛到急症部。她的心电图反映了横向扁平T波。收集了血清标本,她的心肌肌钙蛋白I(cTnI)浓度报告为14 ng/ml(参考区间为<0.04 ng/ml)。很明确,她的经胸廓的超声波心动图,显示了没有壁运动异常,但随访的cTnI浓度依然高(范围,13~15 ng/ml)。


在住院的第三天,她进行了心肌导管插入,说明没有限流冠状动脉狭窄。最后,她出院了,没有揭示在cTnI结果和其他临床发现间的不一致。10天后她又因腹部和右胸疼痛回到医院,被发现血清cTnI浓度(9 ng/ml)依然升高。她被直接从急诊部回家。两天后,她再次要求治疗。现在仅报告说腹部疼痛。她的血清cTnI是8 ng/ml。使用了另一个POCT的cTnI方法,报告cTnI浓度为0.01 ng/ml(参考区间,<0.08 ng/ml)。此时,急诊部医师询问临床化学实验室,要求协助明确结果的不一致。

 

心肌肌钙蛋白(cTn)的精确量化已经彻底改革了心肌损害的检出。非-ST-升高的心肌梗死的检测灵敏度和特异性,已经使得它们在评价具有症状的患者,会建议急性冠脉综合征(ACS)。但是,上述病例的证据,临床解释错误的cTn结果,会导致不合适的诊断或不相应的处理,需要理解cTn误差的来源很关键。

  

首先和最重要的,检测结果解释的复杂性迫使实验室要与急诊、内科、和心脏病学等,有效地成为一个参与者,以形成准确检测和解释的方案。


第二,临床检测方法在分析灵敏度上有着广泛的差异。最近引入的检测方法,被称为“高敏”cTn(hs-cTn),在健康参考人群的第99%百分位数处,具有的不精密度小于10%,对健康的参考人群检出cTn为≥ 50%。相反,cTn检测方法近期在美国使用的,我们将此称为“conventional常用的”,在医学决定临界值处,具有很差的信号对噪音比率(信噪比),意即基础噪音可以极大地影响某个报告的cTn结果是否高于或低于判断限。


第三,确定临床上有关的临界值很复杂。诊断急性心肌梗死(AMI)的国际导则。采纳了实施健康人群的第99%百分位数为参考上限;但对如何选择参考人群却给予非常少的建议。这些导则也呼吁,检出整个时间内cTn浓度的变化(delta,Δ),但没有确定特定的做法或检出一个显著Δ的规则。


第四,cTn检测方法有许多方式,其中部分提供了快速周转时间和质量结果间的权衡。第五,心肌肌钙蛋白I(cTnI)检测方法(与心肌肌钙蛋白T[cTnT]检测方法比较)很不一致,因为这样,难以在检测方法间转换临床的和分析数据。

  

综合起来,cTn检测方法和它们的实施使用,二者的挑战和迷人之处充斥了许多细微差别。本综述的目的是,解释在cTn检测方法上误差的来源、分别从检测过程中的分析前、分析中、和分析后叙述。

  

值得注意的是,在本综述的草稿期间,美国FDA批准了罗氏(Roche)的第五代cTnT检测方法的临床使用。这是近期在美国使用的最精确的检测方法,但是我们将不以它作为高灵敏度,因为US通关没有支持这个声明。我们将该检测方法作为“第五代cTnT”。这个批准是为在美国朝向cTnT检测出色向前的步骤,创建了一条符合全球临床实践的路径。同时,我们将讨论一些批准的规定,是阻碍cTn检测方法实践的一致性。

 

表1 在心肌肌钙蛋白检测中分析前误差的主要来源

标本类型

在基质间的很小结果偏移可导致不一致的解释。

  为了消除不一致、假性升高,近期没有理想的样品收集管。

溶血、黄疸、和脂血

  影响较小,取决于检测方法。

稳定性

  在≤ 4℃下短期稳定性一般很好。

利用

  过分使用很少研究,因为在确认患者是否被错误诊断的挑战。

申请途径

  多变的检测区间挑战了连续检测结果的解释。

  建议严格系列检测方案

不可复制的假性升高

  认为经常因微小凝块或碎片。

 

分析前


标本类型

标本收集管使用的变异可以对结果偏移产生影响。从我们的了解,不同管子类型同时收集的标本对cTn检测,还没有系统的研究。但是,在较大的方法学研究中有嵌入的有关数据。例如,在AccuTnI+3检测方法(Beckman Coulter,Brea,CA)的一个研究中,使用血清分离管收集的血清,与肝素锂的血浆比较,显示了在低浓度的cTn样品(0.01~0.4 ng/ml;n = 85)有轻微的负的平均偏移(偏低3.1%),在低-到中-浓度的样品(偏低4.6%;0.01~5 ng/ml; n = 94);


但是,包括所有样品的(n = 106;范围:0.01~37.6 ng/ml),有轻微的正偏移5.5%。给出这些小的平均偏移,作者总结认为,血清和血浆可以考虑为是等同的,与较早这个检测的研究的平均偏移一致12,13 以及与Abbott AxSYM cTnI检测方法研究一致。以往Roche的cTnT(第三代)和Centaur cTnI(ACS,Siemens Healthcare,Tarrytown,NY)的检测方法的早期研究,建议肝素血浆样品的亚组给出的结果低于配对的血清,也许因肝素与cTn的互相反应。Roche第四代的cTnT和Siemens Centaur TnI-Ultra检测方法的以后评价,显示了改善了血清/血浆的比较,但持续有少量差异。

  

上述的研究均是对常用的cTn检测方法研究的,但对于较新的心肌肌钙蛋白检测方法的数据有相似的复杂。特别是。观察到使用不同样品类型(即,血清对肝素血浆、对EDTA血浆)使用hs-cTnI检测方法的,在浓度上有变异,这些差异潜在地影响了临床解释。这些基质影响看来,在Roche第五代的cTnT检测方法要小一些。但是,美国FDA批准这个检测方法,仅适用于肝素锂血浆。

  

标本收集管类型已经被隐含了影响不一致的频率、和假性升高的结果。以我们的理解,没有相应的研究评价所有标本收集管的类型,所有厂商报告了不同的条件下(即,未充满的与完整充满)情况。两组已经发表的,与血浆样品比较,血清快速收集在血清管(RST)的血清,显示了使用Roche第四代cTnT或Beckman Coulter AccuTnI+3检测方法的,定量cTn的假性阳性结果频率减少。


但是,在某个实验室实施RST在常规cTnI分析时,完成了初始的确认,观察到高于预期的假阳性结果的频率,看来在标本收集和处理中添加了变异所致。Becton Dicknson近期给出一个新的血浆管,Barricor,以不同的浮力分离细胞,近期正在研究它对不一致、假性升高的影响。

 

脂血、黄疸、和溶血的干扰

因脂血、黄疸、或血红蛋白的干扰,一般在所有免疫检测的给定的平台上是一致的。溶血不直接增加cTnI或cTnT的浓度,因为RBC不含有这些蛋白。但是,多个cTn检测方法被溶血干扰,干扰的大小于cTn和血红蛋白浓度有关。强加的偏移的在厂商产品间是不一致的,Roche第四代的和第五代的、Diemens Vista LOCI检测方法报告了假性减少的结果,和Vitros ECi cTnI检测方法(Ortho Clinical Diagnostics,Raritan,NJ)报告了假性升高的结果。正如预期的,观察的百分偏移看来,与较多的溶血和较低的cTn浓度关系很大。Beckman Coulter AccuTnI +3和Abbott现代cTnI与hs-cTnI检测方法,较大程度地不受溶血影响;尽管在非常高的血红蛋白浓度(大于约2g/L),Abbott检测方法确实显示了一个轻微的负偏移。

  

有些发表的研究已经评价了高胆红素血症对cTn检测方法的干扰。一个研究确定了,在现代的Abbott cTnI检测方法中,胆红素达到非常高的浓度(> 10 mg/dl),cTnI浓度高于参考上限~2到~3倍的的标本,使cTnI检测有负干扰。同样,升高的胆红素也对Abbott hs-cTnI检测方法有负干扰,尽管大小取决于cTnI浓度和标本收集管。其他研究评价了高胆红素血症对Vista和Roche检测方法的影响,但没有观察到干扰。

  

高浓度血脂和/或蛋白可以干扰干扰自动化检测,有两个基础机制,二者会导致cTn结果假性下降。过量的直列或蛋白可以阻止完整的蒸发,导致不合适的样品体积。它们也会引起实际血浆样品中水体积,被脂类或蛋白置换。发表的数据没有确认在存在高浓度的脂类时,对cTn检测方法上有临床上显著的改变。但是,第三方试剂预期可去除脂血的,已经显示了影响cTn结果。

 

标本的稳定性

分析物的稳定性可以分为短期的(数分钟到几天)和长期的(几天到几年)。通常在方法学确认的研究中进行短期稳定性实验,因为它对管理检测流程很关键。


几个研究已经说明,cTn浓度在4℃、-20℃、或-70℃下在分离的样品中的短期内相对不受影响。


即使留下了细胞,一些检测方法也已经确定了良好稳定性。但是,不是所有的检测方法已经展现了这样的稳定性,特别在室温,所以每个检测方法应在室温进行评价分析物的稳定性。

  

长期稳定性很少被理解,因为为完整评价现对于储存样品要求的时间和计划。有一个研究,收集的标本,在数年内估计了浓度减退的速率在-70℃为0.4ng/L/年,这是在储存下的时间内所有样品浓度的回归处理结果。但是,其他研究展现了,取决于使用的cTn检测方法,保持的稳定性,以5年储存在-70℃,仅重复检测得到可接受的回收率。cTn浓度的一致性进一步被证实,通过多个临床研究储存的冰冻标本,已经展现了低cTn浓度间的关系,仅被hs-cTn检测方法量化,和种种心血管后果。

 

使用和申请

实验室检测的使用参考了影响临床检测的个人和系统的实践。不相应的或不充分的检测使用是浪费,并会导致对患者的危害。


cTn应在评价急性胸痛或疑似ACS时申请。cTn的检测可以被过度使用和不充分利用二者折磨,每一个可以对实现最佳患者护理带来伤害。不相应(合适)的检测导致过度的直接耗费(费用)、不必要的病情检查、并潜在地延缓相应的管理(治疗)。在AMI已经被明确确认或排除的,申请多次不必要的cTn检测,也已经记录在ACS和非-ACS群体中。诊断AMI必须观察cTn浓度的上升和/或下降(即一个变化),要求在所有临床情况下至少两次cTn检测。这部分因为其他病理学可引起心肌坏死,引起基础cTn浓度的升高,但稳定的升高没有指示急性伤害。


在我们医院的实践中,大致急诊部的半数患者,会检测cTnI,使用Beckman Coulter AccuTnI+3检测方法,仅检测一次(图1A)。这些患者的大部分具有初次结果低于确定的第99百分位数0.04 ng/ml(图1B)。而单次检测对具有充分高的不正常浓度、或ECG发现、或那些疼痛发作后寻找资料较晚的患者是合适的,仅使用单次检测会导致误诊,和对心肌梗死伤害未被检出。

  

在检测间的区间很重要,因为若区间很短,难以区分变化,因正常分析变异和生物变异对急性损害的影响。对于现代(常用)检测方法,检测区间至少为3~6小时,对增加诊断准确度是有效的。要注意,在不同实验室或不同检测方法间的考虑对确定诊断很有问题,因为厂商的检测方法间生物的和分析变异的差异,以及患者群体间的差异。较新的检测方法增加的分析灵敏度,已经使检测区间缩短为1或2小时,但许多这样研究普遍性,是担忧挑战的,特别是给出具有显著deltaΔ的临界值,与分析的和生物的变异非常接近。调查数据指示了,系列检测区间的严格方案,已经被北美的大致三分之二急诊护理医院实验室采纳。在我们实验室之一,使用常用的BeckmanCoulter AccuTnI+3检测方法。对系列cTnI检测没有严格的方案。


在这个情况下,回顾性的分析显示了,在系列检测间的区间在患者间考虑不同(90%的检测区间在2到13小时间)(图1C)。这个变异使得对解释系列cTn结果的变化显著性具有挑战。尽管我们不知道任何随机化临床研究,已经直接比较了严格的检测区间与个性化的申请,我们相信,使用一致的检测区间将因标准化的过程,改善诊断解释,包括解释系列结果变化的规定。


                               

图1 在某个医学中心心肌肌钙蛋白I(cTnI)申请实践的回顾性分析。使用AccuTnI+3检测方法(第99百分位数为0.04 ng/ml)。这是一个医院从2015年7月到12月(185天)的7114和申请数据。bar图中的条指示了实施系列cTnI检测的个数频率,分为初始申请的地点(A)、或初始的cTnI浓度(B)。在24小时内患者被实施了多次检测的,展现了系列cTnI收集的时间区间的频率(C)。(待续)




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