我國心肌標志物檢驗項目性能規范的設定*

杜雨軒，張詩詩，張傳寶，汪靜，王薇，王治國

(北京醫院 國家老年醫學中心 國家衛生健康委臨床檢驗中心/北京市臨床檢驗工程技術研究中心 中國醫學科學院老年醫學研究院，北京 100730)

性能規范(performance specification)是臨床實驗室為確保臨床醫生做出滿意的臨床決策所需達到的質量水平。我國部分臨床檢驗項目室間質量評價(external quality assessment，EQA)的標準直接采用美國臨床實驗室改進修正案(Clinical Laboratory Improvement Amendments of 1988，CLIA′88)能力驗證評價限(參見：www.westgard.com/clia.htm)。然而CLIA′88缺乏客觀合理的依據和大數據支持。因此，用國外的EQA限值來衡量國內實驗室的質量水平不合適，國內應按照可靠的方法、因地制宜地設定符合自己實際的評價標準。關于性能規范設定，國內外有諸多研究方法和成果[1-7]。意大利米蘭會議最新確定的性能規范設定模式包括3種：基于分析性能對臨床結果的影響而設定性能規范(模式一)，基于被測量的生物學變異(biological variation，BV)而設定性能規范(模式二)，基于當前技術水平而設定性能規范(模式三)[1,8]。其中關于模式一，其被測量可用于建立公認的切值或決定限，還可以直接影響對患者的管理及其臨床結局；而模式二具有客觀依據，適用于已經基于人群或特定個體建立BV數據的大部分檢驗項目，是最常用且被廣泛接受的；而模式三通常是80%以上的臨床實驗室在當前技術水平下達到的性能水平，主要來源于EQA、室內質量控制(internal quality control，IQC)或既往的研究等。

心肌標志物檢驗項目在診斷方面發揮著重要作用，其性能規范的合理設定，可以提高實驗室質量管理的水平和提升實驗室檢測結果的質量。已發布的衛生行業標準里已有肌酸激酶同工酶MB(CK-MB)的性能規范[2]。模式一相對困難，而由于獲得BV數據的方法科學合理，使用BV數據設定的分析性能規范也具有客觀依據，且適用于已經基于人群或特定個體建立BV數據的大部分檢驗項目[9]，因此本研究基于BV和當前技術水平設定性能規范，并利用EQA和IQC數據，制定我國心肌肌鈣蛋白I(cTnI)和T(cTnT)、肌紅蛋白(Myo)以及同型半胱氨酸(Hcy)4項心肌標志物檢驗項目的允許總誤差(allowable total error，TEa)、允許不精密度(allowable imprecision，Ia)和允許偏倚(allowable bias，Ba)。

1 對象和方法

1.1對象 通過國家衛生健康委臨床檢驗中心Clinet-EQA軟件采集4項心肌標志物2008—2019年的EQA數據(包括EQA質控品的批號、靶值和測量結果)和2011—2019年的IQC數據(IQC質控品的批號、均值、標準差、當月累積在控CV)。基于4項心肌標志物的BV數據(參見：https://www.westgardqc.com/biodatabase-2014-update.htm)導出3種水平的TEa、Ia和Ba。

1.2方法 基于BV模式以及當前技術水平模式為cTnI、cTnT、Myo和Hcy推薦TEa、Ia和Ba[10]，包括基于BV導出的最低、適當和最佳水平TEa、Ia，以及當前技術水平導出的1/3TEa、1/4TEa。

1.2.1基于生物學變異模式

1.2.1.1推導TEa首先，計算每個參加實驗室測量2008—2019年(cTnT、cTnI、Myo)或2015—2019年(Hcy)EQA各批號質控品的百分差值(見公式①)，再將該百分差值分別與基于BV導出的3種水平TEa比較。若某實驗室測量某批號質控品的百分差值小于某水平TEa，則說明該實驗室測量該批號質控品的總誤差通過該TEa要求，然后可統計2008—2019年EQA各批號質控品的百分差值通過率(即各批號通過某水平TEa要求的實驗室百分比)。

百分差值=(測量結果-靶值)/靶值×100 %[11]①

如果在基于BV導出的某水平TEa下，所有批號質控品的百分差值通過率均達80%以上，則該TEa滿足作為備選推薦TEa的要求(因為要讓大多數實驗室能通過該標準)；反之，則不推薦。最后選擇最嚴格的備選推薦TEa作為推薦TEa，見圖1。

圖1 選擇推薦TEa的流程圖

1.2.1.2推導Ia以 “當月累積在控CV” 作為不精密度的估計值[12]。再將每個實驗室批號1～4質控品的當月累計在控CV分別與基于BV導出的3種水平Ia比較：若某實驗室某批號質控品的當月累積在控CV<基于BV導出的某水平Ia，則該實驗室測量該批號質控品的不精密度通過該水平Ia的要求，然后可統計2011—2019年(cTnT、cTnI、Myo)或2015—2019年(Hcy)IQC各批號質控品的CV通過率(即各批號通過某水平CV要求的實驗室百分比)。如果在基于BV導出的最低水平、適當水平和最佳水平Ia下，所有批號質控品的CV通過率均達80%以上，則該CV滿足作為推薦Ia的要求(使大多數實驗室能通過該標準)，見圖2。

圖2 選擇推薦Ia的流程圖

1.2.1.3推導Ba根據Westgard提出的總誤差計算公式：

TE=|bias|+z×CV[11]②

當TE≤TEa，進一步轉化為下述公式：

|bias|≤TEa-z×CV[11](z由置信區間決定，通常取1.6) ③

1.2.2基于當前技術水平模式(模式3)

適用于沒有BV數據或者有BV數據卻無法使用基于BV導出的性能規范作為推薦性能規范的檢驗項目。

1.2.2.1推導TEa為了讓大多數實驗室能通過該標準(即80%以上的實驗室能夠通過而推導出的TEa)，根據各批號EQA質控品百分差值的分布規律，可用每個批號“百分差值”的P10～P90表示該批號80%的“百分差值”的分布區域，用區間形式表示：

(P10,P90)=(中位數-TEa當前,中位數+TEa當前)[11]④

P10為第10百分位數，P90為第90百分位數，TEa當前是指基于當前技術水平推導出的各批號的TEa。上式變形得公式⑤：

TEa當前=1/2×(P90-P10)[11]⑤

每年各批號的TEa當前數值不同，為確保該年份所有批號均有80%以上的實驗室可以通過要求，取最大的TEa當前作為評價標準。

1.2.2.2推導Ia每個批號“當月累積在控CV”的P80(P80為第80百分位數)可作為該批號基于當前技術水平推導出的Ia，用Ia當前表示。每年各批號Ia當前的數值不同，為確保各年份所有批號均有80%以上的實驗室可以通過要求，取最大的Ia當前作為評價標準。

1.2.2.3推導Ba

|bias|≤TEa-z×CV[11](z由置信區間決定，通常取1.65) ⑥

1.3評價標準 基于BV導出最低水平、適當水平和最佳水平的TEa、Ia和Ba，并將1/3TEa和1/4TEa(我國EQA計劃中的評價標準，實驗室可采用1/3TEa和1/4TEa作為不精密度的評價標準)也作為Ia的評價標準。Ia的5種評價標準分別為：評價標準1為基于BV導出的最低水平Ia；評價標準2為基于BV導出的適當水平Ia；評價標準3為基于BV導出的最佳水平Ia；評價標準4為1/3TEa；評價標準5為1/4TEa。

2 結果

2.1基于BV導出的心肌標志物的性能規范 基于心肌標志物BV數據導出最低水平、適當水平和最佳水平的Ia、Ba以及TEa，見表1。除外Hcy項目，其他項目均有BV數據，故Hcy項目采用基于當前技術水平模式制定性能規范。

2.2不同評價標準下的通過率 cTnI 2008—2019年EQA百分差值和2011—2019年IQCCV在不同評價標準下的通過率見圖3。在基于BV導出的最低水平和適當水平TEa下，2019年所有批號的百分差值通過率均>80%(圖3A、B)，故基于BV導出的最低水平和適當水平的TEa可作為推薦TEa；在基于BV導出的最佳水平TEa下，2008—2019年部分批號的百分差值通過率<80%(圖3C)，所以最佳水平的TEa不滿足作為推薦TEa的要求；而適當水平的TEa較嚴格(表1)，故建議使用27.91%作為cTnI項目的推薦TEa。在基于BV導出的最低水平Ia下，2019年所有批號的CV通過率均>80%(圖3D)，故基于BV導出的最低水平的Ia可作為推薦Ia；在基于BV導出的適當水平和最佳水平Ia下，每年所有批號的CV通過率均<80%，故這2個水平的Ia均不滿足作為推薦Ia的要求。同時，cTnT(2008—2019年)、Myo(2008—2019年)和Hcy(2015—2019年)EQA百分差值，以及cTnT(2011—2019年)、Myo(2011—2019年)和Hcy(2015—2019年)IQCCV在不同評價標準下的通過率如圖4～6所示。根據不同評價標準下通過率的分析結果顯示，cTnI、cTnT、Myo和Hcy推薦的性能規范見表2。

注：A、B、C分別為基于BV導出的最低、最適、最佳水平TEa下的通過率；D為2011—2019年不同評價標準下的通過率。●，評價標準1的通過率；▲，評價標準2的通過率；◆，評價標準3的通過率；■，評價標準4的通過率；△，評價標準5的通過率；2008年，n=5；2009—2019年，n=10。

注：A、B、C分別為基于BV導出的最低、最適、最佳水平TEa下的通過率；D為2011—2019年不同評價標準下的通過率。●，評價標準1的通過率；▲，評價標準2的通過率；◆，評價標準3的通過率；■，評價標準4的通過率；△，評價標準5的通過率；2011年，n=5；2008—2010年和2012—2019年，n=10。

注：A、B、C分別為基于BV導出的最低、最適、最佳水平TEa下的通過率；D為2011—2019年不同評價標準下的通過率。●，評價標準1的通過率；▲，評價標準2的通過率；◆，評價標準3的通過率；■，評價標準4的通過率；△，評價標準5的通過率，n=10。

注：A為基于當前技術水平導出的TEa下的通過率；D為2015—2019年不同評價標準下的通過率。●，評價標準1的通過率；▲，評價標準2的通過率；◆，評價標準3的通過率；■，評價標準4的通過率；△，評價標準5的通過率；n=10。

表2 cTnI、cTnT、Myo和Hcy的推薦性能規范

3 討論

本研究直接獲取2008—2019年EQA數據和2011—2019年IQC數據，并通過計算在各種不同評價標準下，各檢驗項目每年所有批號質控品的百分差值通過率和CV通過率；同時，本研究采用基于生物學變異和當前技術水平推導性能規范的方法，并且有大量數據的支持，因此推薦的Ia、Ba和TEa不僅是客觀的，同時也符合我國臨床實驗室當前檢測水平，可為我國臨床實驗室自行設定的心肌標志物的性能規范提供理論和數據支持。

另外，本研究是在獲得推薦TEa和Ia后，根據推導出的公式6進一步獲得推薦Ba。因此，對于每一個研究項目，實驗室應該同時滿足推薦Ia、Ba和TEa三者的要求，也就是說當實驗室需要滿足一定的總誤差的要求時，若隨機誤差(不精密度)較大，則系統誤差(偏倚)就需要減小，反之亦然。本研究暫未對cTnT項目推薦Ba，因為該項目的Ia接近TEa，導致無法根據公式計算Ba。說明在cTnT項目的檢測中，隨機誤差占總誤差的比重很大。因此，對于cTnT項目，實驗室在提高準確度(減小總誤差)的同時，也需要關注減小不精密度。

本研究存在不足。在理想情況下，為了對檢測的性能水平有更準確的評價，對任一分析物檢測最為科學的方法是根據不同濃度水平分別設定不同的TEa、Ia和Ba。針對不同濃度水平進行研究，在實際推導的工作中相對困難。目前，國際上使用的性能規范均未按濃度水平來進行設定。然而受檢測靈敏度的影響，澳大利亞皇家病理學家學會質量保證計劃(RCPAQAP)和CLIA′88涉及的評價標準設定特定的濃度分界點，大于此濃度以百分位數進行表示，而小于此濃度以絕對值的形式進行表示。另外，計算Ba的公式來自于Westgard提出的總誤差計算公式，該方法存在一定缺陷[13]。本文中的BV數據是源自全球健康人群的研究，而不同地區的人群由于種族、環境、飲食等因素的差異可能會有不同的BV數據。因此，相關部門可以考慮研究并建立我國人群的BV數據，基于此導出的性能規范會更符合我國的實際情況。

國內臨床實驗室可以將自身實驗室自行設定的心肌標志物性能規范與本研究推薦的Ia和Ba進行比較，可判斷實驗室用戶自行設定的性能規范是否較為寬松或較為嚴格。若較嚴格，則說明實驗室日常工作中實際的不精密度或偏倚已達到本研究推薦性能規范的要求；若較寬松，可以反映出實驗室日常工作中實際的不精密度或偏倚較大，需要改進。實驗室要加強對性能規范的了解，避免設定過于寬松的評價標準，而使得實驗室的質量無法得到有效的監督和改進。同時，將試劑說明書提供的性能數據與本研究推薦的Ia和Ba進行比較，若試劑的CV或bias較大，說明試劑的不精密度或偏倚無法滿足推薦Ia或Ba的要求，則試劑或不適用于實驗室檢測；若試劑的CV或bias較小，則試劑適用于臨床實驗室檢測該項目。

當然，心肌標志物中，cTnI的性能規范還可以通過基于分析性能對臨床結果的影響來進行設定[12]。對于心肌標志物這類有著極其重要臨床意義的項目，臨床實驗室應當積極與相關臨床科室合作，通過模式1設置能影響臨床決策的性能規范。

總之，無論是EQA組織者還是實驗室本身，都應該根據實驗室的實際性能水平來設定合理的性能規范。