三種一致性分析法在糖化血紅蛋白測定系統(tǒng)臨床評價中的應(yīng)用

張劍波，房 俊，汪智英，曹 玫，何 煦，陳 杰

(四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院中心實驗室，四川 成都 610072)

糖化血紅蛋白(HbA1c)作為糖尿病的首選診斷標(biāo)準(zhǔn)，又是糖尿病篩查以及血糖控制的“金標(biāo)準(zhǔn)”，其測定結(jié)果具有溯源性和可比性非常重要[1]。經(jīng)過近十多年的不斷改進(jìn)，離子交換-高效液相色譜法(HPLC法)檢測HbA1c達(dá)到了臨床應(yīng)用要求的精密度和穩(wěn)定性。因此，美國和日本等國家將其作為HbA1c標(biāo)準(zhǔn)參考系統(tǒng)的參考方法[2]。國內(nèi)HbA1c檢測設(shè)備市場幾乎被進(jìn)口品牌占據(jù)，介于進(jìn)口儀器和試劑成本較高，因而采用國產(chǎn)設(shè)備具有較低的成本優(yōu)勢。按照臨床實驗室質(zhì)量管理要求，實驗室如要采用國產(chǎn)儀器和試劑替代進(jìn)口必須確保兩種系統(tǒng)測定結(jié)果的一致性[3]。2018年1月6～19日我科同時對某國產(chǎn)和進(jìn)口HbA1c檢測系統(tǒng)的110例測定結(jié)果進(jìn)行回歸分析、Kappa檢驗和Bland-Altman分析法的一致性評估，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料本研究所用110例EDTA抗凝全血，采集于四川省人民醫(yī)院的門診、住院以及體檢中心的110例受試者。其中男53例，女57例，年齡(44.7±18.5)歲。試驗樣本的HbA1c線性區(qū)間和數(shù)量要求見表1。本研究的試驗設(shè)計通過四川省人民醫(yī)院藥物(器械)臨床試驗倫理委員會審核。

表1 HbA1c檢測系統(tǒng)比對試驗樣本的線性區(qū)間和數(shù)量要求

1.2測試系統(tǒng)及試劑盒美國Bio-Rad公司生產(chǎn)的D-10型HPLC法血紅蛋白測定系統(tǒng)及配套試劑、校準(zhǔn)品、質(zhì)控品；國內(nèi)某公司最新研發(fā)的TH3600型HPLC法糖化血紅蛋白分析儀及配套試劑、校準(zhǔn)品、質(zhì)控品(注：因該產(chǎn)品尚處于臨床研究和注冊申報階段，暫不能標(biāo)明品牌和生產(chǎn)商)。兩套測試系統(tǒng)檢測前均用相應(yīng)校準(zhǔn)品校準(zhǔn)，以確保結(jié)果的準(zhǔn)確性。每天比對試驗時必須測定各自的配套質(zhì)控品，只有室內(nèi)質(zhì)控結(jié)果在可接受范圍內(nèi)(CV<3%)時測定數(shù)據(jù)才可被接受。

1.3方法本次試驗采用對比法，即采用進(jìn)口的D-10型血紅蛋白測試系統(tǒng)及配套試劑盒作為參考標(biāo)準(zhǔn)(以下簡稱“比對試劑系統(tǒng)”)，對國產(chǎn)的TH3600型糖化血紅蛋白分析儀及測定試劑盒(以下簡稱“評價試劑系統(tǒng)”)，以同一樣本組分別在比對試劑系統(tǒng)和評價試劑系統(tǒng)上檢測，進(jìn)行同步比較一致性的臨床研究。

1.4統(tǒng)計學(xué)方法采用EXCEL 2007進(jìn)行線性回歸分析，得到回歸方程Y=aX+b和相關(guān)系數(shù)R2，R2>0.95說明有線性相關(guān)；采用MATLAB 2013軟件進(jìn)行Kappa檢驗和Bland-Altman分析，Kappa值分級：0.0～0.20極低的一致性、0.21～0.40一般的一致性、0.41～0.60 中等的一致性、0.61～0.80高度的一致性、0.81～1幾乎完全一致[4]；Bland-Altman分析計算兩組結(jié)果差值的95%一致性界限，一致性界限外最大差值和最大相對誤差的臨床可接受判別標(biāo)準(zhǔn)參照2018年度NGSP官方對CAP室間質(zhì)評的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，即允許偏倚在±6.0%靶值之間[5]。

2 結(jié)果

2.1數(shù)據(jù)預(yù)處理參照美國臨床和實驗室標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會EP9-A3文件[6]，計算比對試劑系統(tǒng)和評價試劑系統(tǒng)測定同一樣本結(jié)果間的差值絕對值的平均數(shù)。如果差值超出該平均數(shù)的4倍時，則判定該樣本為離群點。為了避免受少數(shù)離群值的過分影響，可將不多于總樣本數(shù)2.5%的極端樣本剔除。通過分析110例樣本測定結(jié)果，滿足結(jié)果間差值超出該平均數(shù)4倍的樣本例數(shù)為2例，占樣本總數(shù)的1.8%，符合試驗設(shè)計要求。接下來，對剩下的108例測定數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性分析。

2.2線性回歸分析及偏倚評估以評價試劑系統(tǒng)結(jié)果為Y軸，比對試劑系統(tǒng)結(jié)果為X軸作散點圖(圖1)，得到回歸方程Y=0.983X+0.107，R2=0.987，顯示兩者之間具有明顯的線性關(guān)系。以回歸方程作4個醫(yī)學(xué)決定水平的偏倚分析，分析結(jié)果的臨床可接受判斷標(biāo)準(zhǔn)參照2018年度NGSP官方對CAP室間質(zhì)評的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，即允許偏倚在±6.0%靶值之間[5]。表2顯示，預(yù)期偏倚和相對預(yù)期偏倚結(jié)果均明顯小于CAP室間質(zhì)評允許的誤差，表明評價試劑系統(tǒng)能滿足臨床可接受性。

圖1 HbA1c試劑盒比對結(jié)果散點圖

回歸方程醫(yī)學(xué)決定水平(%HbA1c)預(yù)期偏倚(%HbA1c)相對預(yù)期偏倚(%)CAP允許偏倚(%HbA1c)CAP允許相對偏倚(%)Y=0.983X+0.1074.8-0.026-0.5±0.288±6.06.50.1071.6±0.390±6.011.10.0830.7±0.666±6.0160.1681.1±0.960±6.0

2.3Kappa統(tǒng)計量一致性檢驗將108例EDTA抗凝全血檢測結(jié)果進(jìn)行整理，按照Kappa統(tǒng)計量，給出其列聯(lián)表，計算得到K=0.891，說明兩種試劑系統(tǒng)的結(jié)果幾乎完全一致。見表3。

表3 評價試劑系統(tǒng)和比對試劑系統(tǒng)檢測結(jié)果列聯(lián)表

圖2 評價試劑與比對試劑系統(tǒng)差值的Bland-Altman分析

3 討論

據(jù)衛(wèi)生部臨床檢驗中心2018年HbA1c室間質(zhì)評回報的統(tǒng)計結(jié)果(按儀器品牌和方法學(xué))顯示：國內(nèi)采用的測定HbA1c方法有多種，其中使用HPLC法的實驗室最多(1284/1784，占比72.0%)。但由于不同方法、不同測定系統(tǒng)，以及不同實驗室質(zhì)量管理能力的差異都會導(dǎo)致各個實驗室測定結(jié)果的差距很大，更談不上溯源性和可比性。這也是國內(nèi)尚未將HbA1c納入糖尿病診斷指南的根本原因[7]。為實現(xiàn)HbA1c檢驗結(jié)果的可比性，上世紀(jì)末美國、日本和瑞典等國家都建立了各自國家的參考方法和參考實驗室，并要求對臨床實驗室和生產(chǎn)廠家每年的比對和認(rèn)證，極大地提升了這些國家生產(chǎn)的糖化血紅蛋白分析系統(tǒng)的質(zhì)量水平和檢測結(jié)果的一致性。這也是國內(nèi)市場幾乎被美國和日本品牌產(chǎn)品占據(jù)的主要原因之一。2013年衛(wèi)生部臨檢中心建立的HbA1c參考方法和一級參考物質(zhì)于2013年通過CNAS ISO17025/ISO15195醫(yī)學(xué)參考實驗室認(rèn)可，使我國HbA1c標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)提升到較高水平，同時也對促進(jìn)國內(nèi)臨床實驗室和生產(chǎn)廠家在HbA1c檢驗結(jié)果一致性方面有著非常重要和積極的意義。

四川省人民醫(yī)院中心實驗室的HbA1c項目在2014～2015年通過美國國家糖化血紅蛋白一級實驗室認(rèn)證(NGSP Level-1)，且近五年均獲得衛(wèi)生部臨床檢驗中心室間質(zhì)評和正確度驗證合格證書，其結(jié)果有很好的溯源性和可比性。能為此項臨床研究提供可靠的技術(shù)、人力和物力保障。

在醫(yī)學(xué)研究中，常涉及到對兩種或兩種以上的方法學(xué)或分析系統(tǒng)的定量檢測結(jié)果進(jìn)行一致性評價。過去常用的統(tǒng)計學(xué)方法是進(jìn)行配對t檢驗、相關(guān)分析和回歸分析等。但是，這些方法只評價了兩組數(shù)據(jù)之間的集中程度或者同步變化的趨勢與緊密程度，僅反映了一致性評價的某一方面。準(zhǔn)確的一致性評價應(yīng)同時考慮到數(shù)據(jù)之間的集中趨勢、離散趨勢以及相關(guān)性，只有這三個方面均“一致”，才能說明方法或者分析系統(tǒng)之間的“可互換性”[8]。首先，本研究采用回歸分析對結(jié)果的線性相關(guān)性進(jìn)行了分析，并通過對醫(yī)學(xué)決定水平的偏倚評估，檢驗了回歸方程的有效性。其次，采用的Kappa一致性檢驗不僅可用于有序或者無序分類資料的一致性檢驗，而且還能給出一個具體的值，因而是一個描述一致性較為理想的指標(biāo)，常用來檢驗分類變量的一致性或重現(xiàn)性問題[4]。最后，采用的Bland- Altman 分析法是定量分析與定性分析的有機(jī)結(jié)合。在評價一致性的時候既考慮了隨機(jī)誤差同時也考慮了系統(tǒng)誤差對一致性的影響，同時結(jié)合專業(yè)意義對95%可信區(qū)間外的值進(jìn)行臨床可接受性判斷[8]。因此，綜合上述三種統(tǒng)計學(xué)分析方法對評價試劑和比對試劑系統(tǒng)檢測結(jié)果進(jìn)行的比較全面的一致性評價分析，我們認(rèn)為國產(chǎn)的評價試劑系統(tǒng)是臨床可接受的，并且與進(jìn)口的比對系統(tǒng)具備“可互換性”。

中國是一個糖尿病高發(fā)的國家，據(jù)最近的流行病學(xué)調(diào)查，在成年人中，糖尿病患者約11.6%(1.14億)，糖尿病前期人群約50.1%(4.93億)[9]。面對這樣一個龐大的HbA1c檢測市場，我們欣喜地看到國產(chǎn)檢驗設(shè)備生產(chǎn)廠家正不斷研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的糖化血紅蛋白分析系統(tǒng)及配套試劑，正在逐步改變過去臨床實驗室中進(jìn)口設(shè)備一統(tǒng)天下的局面。本次臨床研究也顯示該國產(chǎn)糖化血紅蛋白分析系統(tǒng)及配套試劑與美國Bio-Rad D-10型血紅蛋白分析系統(tǒng)的檢測結(jié)果有著很好的一致性，可作為臨床實驗室常規(guī)使用的選擇。但是，需要指出的是在本次歷時近一個月的臨床試驗過程中評價系統(tǒng)曾發(fā)生過一次高壓閥的運行傳感器故障，這可能也是造成2個樣本結(jié)果為離群值的原因。當(dāng)前，隨著國際標(biāo)準(zhǔn)化組織對HbA1c檢測標(biāo)準(zhǔn)化的不斷推進(jìn)，2019年NGSP官方將對廠家和實驗室認(rèn)證的通過標(biāo)準(zhǔn)從±6%提高到±5%[5]。因此，國產(chǎn)廠家在快速發(fā)展的同時，也要有“高質(zhì)量發(fā)展”的理念，才能最終與進(jìn)口品牌分庭抗禮。