應用西格瑪度量和穩健算法評價不同檢測系統糖化血紅蛋白檢測結果的可比性

康鳳鳳，單志明，宋 超，夏曉華，陳 倩，酈衛星

（浙江省臨床檢驗中心 浙江省人民醫院 杭州醫學院附屬人民醫院，浙江 杭州 310014）

糖尿病及其慢性并發癥已成為全球范圍的重大公共衛生問題。我國的糖尿病患者數量位居世界前列，患病率高達9.7%[1-2]。糖化血紅蛋白（glycated hemoglobin A1c，HbA1c）可反映既往2～3個月的平均血糖水平，且檢測結果的影響因素較少，是評估長期血糖控制狀況和療效觀察的重要指標[3]。2010年，美國糖尿病學會（American Diabetes Association，ADA）正式推薦HbA1c為糖尿病的診斷指標之一[4]，但我國尚未將HbA1c作為糖尿病診斷標準，也沒有中國人群診斷切點，主要原因是我國HbA1c檢測方法種類較多，各實驗室檢測結果的一致性尚不理想[5]。

室間質量評價（external quality assessment，EQA）是臨床實驗室質量保證的重要方法，通過分析和評價實驗室檢測中存在的問題，促進實驗室檢驗結果間的可比性，是臨床檢驗結果互認的重要依據。六西格瑪可用于檢驗中過程的性能評價和室內質控規則的設計，還可量化檢驗前和檢驗后過程的質量。檢驗全過程的質量指標結果評價可結合風險管理工具進行，以識別實驗室內存在的主要問題[6]。關于西格瑪度量用于EQA和檢驗結果可比性的報道尚不多見，本研究采用穩健統計方法評價HbA1c的EQA結果，并采用西格瑪度量評價各檢測系統的性能及各系統檢測結果的可比性。

1 材料和方法

1.1 質控品

2018年浙江省HbA1c項目EQA中采用5個批號的質控品，分別為20180911（批號為38561）、20180912（批號為38562）、20180913（批號為38542）、20180914（批號為38563）、20180915（批號為38553），均購自美國Bio-Rad公司。

1.2 方法

HbA1c項目的EQA全年共1次，浙江省臨床檢驗中心于2018年4月20日統一將5個標本分發至268家實驗室，實驗室收到標本后立即檢測，并通過Clinet-EQA回報檢測結果及使用的檢測系統。

268家實驗室均回報了5個標本的檢測結果。按照本研究先期介紹的穩健統計算法[7]，通過Clinet-EQA軟件完成，以各標本的穩健均值作為靶值，以穩健變異系數（coefficient of variation，CV）為總CV。對10家及以上實驗室使用的檢測系統單獨分組，并進一步分析，將使用同一種檢測系統的實驗室視為一個整體，計算使用同的穩健均值和穩健CV。

采用Microsoft Excel軟件，每個分組的偏移（bias，Bias）按照公式：Bias（%）=（組均值-靶值）/靶值×100%計算。以6%允許總誤差（allowable total error，TEa）（美國病理學家協會評價標準），按公式：西格瑪=（TEa-|Bias |）/CV，計算5個標本各分組的西格瑪水平，以評價該檢測系統的整體性能。最后結合各分組的實驗室數量，計算5個標本的加權西格瑪水平。以相同的方式，計算TEa為12%（浙江省臨床檢驗中心EQA評價標準）和7%（國家衛生健康委臨床檢驗中心EQA評價標準）時，5個標本的加權西格瑪水平。

1.3 選擇室內質控方案

根據計算出的西格瑪水平，選擇合適的質控方案。以臨界系統誤差為下橫坐標、以西格瑪值為上橫坐標，以誤差檢出概率為縱坐標，繪制標準西格瑪質控圖。曲線表示不同質控規則及檢測數的統計效率。見圖1。

2 結果

5個標本的HbA1c檢測靶值分別為5.27%、9.53%、9.31%、13.99%和13.49%，對應的CV總分別為2.58%、1.85%、5.05%、2.70%和4.77%。

2.1 不同檢測系統的性能特征

圖1 臨界系統誤差-西格瑪質控圖

將268家實驗室中納入統計分析的實驗室按使用的檢測系統分為4個組：A組（44家）、B組（87家）、C組（50家）、D組（26家）。各組的穩健均值、穩健CV及計算得到的Bias見表1。其中C組的實驗室間CV較小，5個標本的合成穩健CV為1.68%（1.32%～1.81%）；B組、D組、A組5個標本的合成穩健CV分別為2.20%（1.72%～2.64%）、2.43%（1.67%～3.38%）、2.49%（1.80%～3.16%）。C組5個標本的平均Bias最小（1.48%），B組、D組和A組分別為1.76%、2.28%和2.23%。

當TEa為6%時，A組、B組、C組、D組的西格瑪平均值分別為1.19（-0.35～2.39）、2.42（1.66～3.25）、2.95（2.20～3.44）、0.26（-2.76～2.92）。僅C組有3個標本和B組有1個標本的西格瑪水平＞3，其余均＜3，甚至為負數。見表1。

表1 各組（不同檢測系統）性能特征

續表1

2.2 不同質量要求下的西格瑪水平

TEa為6%時，5個標本的加權西格瑪水平分別為2.48、3.00、0.87、2.41和1.30，平均值為2。TEa為7%和12%時，加權西格瑪均值分別為2.50和4.95。見表2。

2.3 質控方案設計

當TEa為6%和7%時，即使選擇最嚴格的質控規則和質控檢測數也無法滿足誤差檢出率＞90%的目標。當TEa為12%時，可選擇單規則12.5s、1批/d和2個檢測數/批的質控方案，其誤差檢出率為95%，假失控概率為3%。見圖2。

表2 不同質量要求下的西格瑪水平

圖2 基于3種不同質量要求的臨界系統誤差-西格瑪質控圖

3 討論

糖尿病控制和并發癥試驗（the Diabetes Control and Complications Trial，DCCT）和英國前瞻性糖尿病研究（the United Kingdom Prospective Diabetes Study，UKPDS）均證實糖尿病并發癥發病風險與糖尿病患者HbA1c水平有關[8-9]。目前，我國各級醫療機構檢驗科均開展了HbA1c檢測，并以EQA的方式監測質量水平。國際臨床化學和檢驗醫學聯合會推薦高效液相色譜串聯電噴霧一級質譜法和高效液相色譜串聯毛細管電泳法為HbA1c參考方法[10]，但浙江省HbA1c項目EQA靶值仍為參加實驗室公議值，評價方式為項目合格率。

雖然浙江省本次H b A1c項目E Q A 合格率＞95%，但從西格瑪水平看，結果并不樂觀。西格瑪度量值的計算結果因選擇不同的TEa而不同，浙江省HbA1c項目的TEa較國際水平寬泛，計算所得加權西格瑪平均值為4.95，但使用美國病理學家協會和我國國家衛生健康委臨床檢驗中心的TEa時，加權西格瑪平均值均＜3。不同濃度水平及不同檢測系統間的西格瑪水平有較大差異。C組的組內CV和Bias最小，其西格瑪平均值最高。選擇TEa為6%時，僅C組的3個標本和B組的1個標本西格瑪水平＞3，其余均＜3，甚至為負數，與章曉燕等[11]采用正確度驗證計劃的研究結果相近。以實現檢驗結果互認為目標，將相同檢測系統甚至全省所有實驗室看作一個整體，其西格瑪水平為3時，代表其檢測結果不符合率達6.7%，這個結果無法滿足臨床的要求。因此，在未實現HbA1c標準化和一致化的今天，建議在臨床檢驗報告中注明檢測系統及其參考范圍。

目前，大部分實驗室HbA1c檢測的室內質控方案多按照美國臨床實驗室改進修正法規要求，即每天至少分析2個濃度水平的質控品。而根據本研究計算的西格瑪水平，結合臨界系統誤差-西格瑪質控圖進行分析，結果顯示，當選擇美國病理學家協會標準時，即使選擇最嚴格的質控規則和質控頻率，也無法保證期望的誤差檢出率。如果將HbA1c應用于糖尿病的診斷，臨床實驗室需進一步改進HbA1c的檢測性能，同時應加強室內質控，以提高誤差檢出率。

本研究采用的穩健算法來源于ISO 13528附錄介紹的算法A，其客觀性和可靠性已在本研究團隊的前期研究中得到證實[7]，結合六西格瑪算法，不僅可評價單個實驗室的檢測性能，還可評價特定方法及特定方法間的性能特征，因此本研究建立的評價模型可推廣至其他定量檢測項目，尤其適用于無參考方法的檢測項目。

雖然EQA未采用新鮮血液樣本，質控品會存在一定的基質效應，影響西格瑪度量的計算，但事實上，臨床實驗室通常會更謹慎地對待EQA結果，包括儀器的校準、保養和保證多次室內質控結果在控等措施，而且單獨分組的實驗室間的變異往往小于未分組的檢測系統。此外，相關研究結果也表明，來源于HbA1c項目EQA參加者總體中位數的靶值與參考方法建立的靶值間差異并不明顯[12]。因此，本研究計算的西格瑪水平不一定較實際水平低，HbA1c項目實際的檢測性能可能更不樂觀。

綜上所述，西格瑪度量和穩健算法相結合的評價方式可更深入和客觀地分析EQA結果。浙江省HbA1c檢測的質量及可比性尚不理想，需進一步采取各項質量管理措施，以實現檢驗結果互認的目標，滿足臨床診斷糖尿病的需求。