迈瑞H50糖化血红蛋白分析仪精密度和可比性评估

GXF360 2017-06-10

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迈瑞H50糖化血红蛋白分析仪精密度和可比性评估

郭宗辉1，陈永强2，曾方银2

（1. 北大医疗鲁中医院检验科，山东淄博 255400；2. 南方医科大学第五附属医院检验科，广东广州 510515）

摘要：目的评估迈瑞H50糖化血红蛋白分析仪（简称H50）的精密度和方法间的可比性。方法依据美国临床实验室标准化协会（CLSI）EP5-A2和EP9-A2文件对H50的精密度进行评价，同时与TOSOH HLC-723 G8糖化血红蛋白分析仪（简称G8）进行比对。结果 H50测定糖化血红蛋白（HbA1c）高、低值临床样本的批内、批间、天间和总精密度[以变异系数（CV）表示]分别为0.34%、0.77%、0.60%、1.03%和0.86%、1.55%、0.00%、1.72%，与G8具有良好的可比性（YH50=1.053 3XG8-0.486 7，r=0.998 4），在HbA1c水平分别为4.0%、6.0%、6.5%、7.0%和9.0%时与G8的绝对偏差[95%可信区间（CI）]分别为-0.27%（-0.30%～-0.25%）、-0.17%（-0.18%～-0.15%）、-0.14%（-0.16%～-0.12%）、-0.11%（-0.13%～-0.10%）、-0.01%（-0.02%～0.01%）。结论 H50的精密度良好，与G8的检测结果具有可比性，能满足糖尿病诊断和监测的要求。

关键词：糖化血红蛋白；糖尿病；精密度；可比性

糖化血红蛋白（glycated hemoglobin A1c，HbA1c）自从20世纪80年代进入临床后已逐渐成为糖尿病检测和管理的主要指标。为了有效利用糖尿病控制与并发症研究（the Diabetes Control and Complications Trial，DCCT）等大型临床试验的研究成果，美国建立了国家糖化血红蛋白标准化计划（the National Glycohemoglobin Standardization Program，NGSP），使各实验室报告结果能够追溯到DCCT结果，除了NGSP以外，日本和瑞典也有各自的标准化计划，而国际临床化学和检验医学联合会（the International Federation of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine，IFCC）HbA1c标准化工作组建立了基于方法学溯源性的参考系统，使HbA1c测定在全球范围内实现一致化[1]。尽管各种质量提高计划已经取得了很大成效，然而目前依然有很多问题需要解决，其中检测仪器的长期精密度和方法学之间的变异是主要的2个方面[2]。某种方法通过了NGSP验证，并不总意味着实验室终端仪器性能一定能够满足临床需求[3]。除此之外，不同仪器之间依然存在方法间变异，这种变异同样可能影响HbA1c的临床应用，特别是实验室在改变检测方法的时候[4]。

迈瑞H50糖化血红蛋白分析仪（简称H50）是一款新上市的HbA1c检测仪器，采用离子交换高效液相色谱（high-performance liquid chromatography，HPLC）原理。为了了解该仪器是否能够满足糖尿病诊断和血糖监测的要求，我们充分纳入了各种变异条件，对仪器的精密度进行了评估，同时与TOSOH HLC-723 G8糖化血红蛋白分析仪（简称G8）进行了对比。

1 材料和方法

1.1 样本来源

由南方医科大学第五附属医院检验科提供高、低2个HbA1c浓度的临床样本用于精密度试验，样本均来源于正常体检者及糖尿病患者，分装后置于-80 ℃保存。对比分析样本为首都医科大学附属北京朝阳医院检验科常规测定样本。所有初始血样均为乙二胺四乙酸二钾抗凝全血，外观无明显黄疸、脂血等异常，对比分析检测在样本采血后8 h内完成。

1.2 仪器及试剂

H50（深圳迈瑞公司）及配套试剂（批号分别为201453001、2014061201、2014061001）、质控品（批号20140521）和校准品（批号20140520），层析柱批号为511790； G8（日本TOSOH公司）及配套试剂（批号分别为E8-106Y、E8-204Y、8-301Y、HW-17Y）、校准品（批号ZS5002），层析柱批号为A2841E。2台仪器均通过NGSP和IFCC认证，其中G8作为对比机，参加美国病理学家协会（the College of American Pathologists，CAP）HbA1c项目能力验证。

1.3 方法

1.3.1 精密度测定精密度试验参照美国临床实验室标准化协会（the Clinical and Laboratory Standards Institute，CLSI）EP5-A2文件[5]。将高、低值临床样本以1∶100稀释后以预稀释模式上机检测，预稀释操作前保证样本充分恢复至室温。每日精密度测定分2批进行，每批各类型样本重复测定2次，批间测定间隔＞2 h，连续测定20个工作日。低值样本选择接近于参考区间上限的样本。评估2个水平样本的批内、批间、天间和总精密度[以变异系数（coefficient of variation，CV）表示]。

1.3.2 方法学比对方法学比对试验参照CLSI EP9-A2文件[6]。将经过G8测定完成的样本在H50上以全血模式测定2次，试验共进行8 d，总样本例数为365例。以H50第1次测定结果作为Y值，G8测定结果为X值，进行线性回归统计。本研究选取了5个HbA1c的医学水平作为关键节点评估相应节点处的偏差，其中4.0%和6.0%接近正常人群参考区间的上、下限，6.5%为目前普遍接受的糖尿病诊断阈值[7-8]，7.0%作为糖尿病患者血糖控制的目标[9]，而9.0%是DCCT中传统治疗组的平均HbA1c水平[10]，以此计算不同医学水平处方法间的偏移，样本浓度尽量平均分布于仪器可测定区间内。由于2次检测结果之间的差值＞0.5%HbA1c才被认为有“临床显著性改变”[11]，因此将＜0.5%HbA1c作为2台仪器同一样本测定结果的允许差值，并以此作为判断结果一致性的标准。精密度和比对试验数据均采用StatisPro 3.0软件进行分析。

2 结果

2.1 精密度

HbA1c高、低水平样本测定结果极差均为0.4%，样本总精密度（CV）均＜2.0%。见表1。

2.2 可比性

365例比对试验样本中有1例HbA1c数据明显离群（G8测定结果为10.7%，H50测定2次，结果均为6.0%），剩余364例样本双份测定结果差值均数为-0.005 8%，离散度（s）为0.044 2%，所有样本2次测定结果的差值均在±0.1%以内，无离群点。见图1。

表1 HbA1c高、低值样本精密度结果（%）

注：95%CI为95%可信区间（95% confidence interval）

HbA1c 均值（%）批内CV（95%CI）批间CV 天间CV 总CV（95%CI）低值 5.82 0.86（0.69～1.03） 1.55 0.00 1.72（1.55～2.23）高值 11.66 0.34（0.26～0.43） 0.77 0.60 1.03（0.86～1.37）

图1 364例样本HbA1c双份测定偏差图

注：X轴为每例样本2次测定结果的均值，Y轴为每例样本2次测定结果的差值

剔除离群值后纳入364例样本进行比对分析，H50与G8具有良好的相关性（Y=1.053 3X-0.486 7，r=0.998 4，P＜0.001），见图2。随着HbA1c水平的增高，2种检测仪器的偏差散点呈上扬趋势，见图3。不同医学水平处的方法间偏差数据显示9.0%HbA1c处的偏差最小，但所有节点偏差均不超过±0.3%HbA1c，见表2。364例样本中H50与G8差值≥±0.5%HbA1c的例数为3例，（2例差值为0.5%，1例差值为0.6%），占总样本量的0.82%，其他样本（99.18%）差值均在0.4%HbA1c之内。H50与G8的相对差值[（H50-G8）/G8]超过±6.0%的例数为6例，占总样本量的1.65%。

图2 H50与G8检测HbA1c的相关性

注：Y=1.053 3X-0.486 7，r=0.998 4，P＜0.001

图3 H50与G8 HbA1c测定结果的偏差图

注：Y轴为检测偏差（H50-G8），X轴为H50和G8的测定均值

表2 H50与G8在各HbA1c医学水平处的偏差

HbA1c（%）偏差（%）标准误 95%CI（%）4.0 -0.27 0.014 -0.30～-0.25 6.0 -0.17 0.009 -0.18～-0.15 6.5 -0.14 0.008 -0.16～-0.12 7.0 -0.11 0.007 -0.13～-0.10 9.0 -0.01 0.007 -0.02～0.01

3 讨论

糖尿病是一种多病因的代谢性疾病，表现为胰岛素分泌和功能缺陷引起的慢性的血糖升高以及碳水化合物、血脂、蛋白质代谢紊乱。血糖升高引起的长期并发症包括视网膜疾病、肾脏疾病和神经病变。同时，糖尿病患者心脏、外周血管和脑血管疾病的风险也会增加。在全世界范围内，糖尿病已经演变成为严重的公共健康问题[12]。

20世纪80年代开始的DCCT和英国前瞻性糖尿病研究（United Kingdom Prospective Diabetes Study，UKPDS）具有重大意义。这些大型临床试验的研究结果显示严格控制血糖有助于降低糖尿病长期并发症的危险，结束了长期以来困扰医学界的糖尿病控制目标的争论。作为血糖暴露的客观指标，HbA1c水平与糖尿病慢性并发症存在明确关系[13-14]。理想的临床干预措施是达到DCCT的治疗目标，但是不准确的HbA1c实验室检测结果有可能使患者处于威胁生命的低血糖状态。影响HbA1c临床应用的方法学因素主要是测定精密度和方法学之间的一致性。

由于HbA1c的生理变异较小，糖尿病患者严格控制血糖需要精密的检测方法，仪器的分析变异应该控制在2.0%～3.0%[15-16]。高水平的HbA1c测定精密度是临床实验室的一个基础要求，不同的患者或者不同检测时间的差异必须能够反映出患者的病理性变化，而不是仅仅由分析精密度不佳引起。相对于普通人群，糖尿病患者的血糖控制越严格，就需要越精密的检测方法[16]。通常的重复性试验反映短期精密度，不能评估真实实验室条件下仪器的正常变异。因此，本研究选择高、低值临床样本，依据最新的CLSI EP5-A2文件方案进行精密度试验。在精密度评估期间，H50的测定数据和质控数据未见明显的趋势性变化，提示仪器保持稳定的状态，2个水平样本的总精密度（CV）分别为1.72%和1.03%（采用NGSP单位计算）。由于纳入了试剂间变异、天间变异和批间变异，这个精密度试验结果能够反映H50在常规工作状态下的长期精密度表现。

HbA1c全球标准化已经取得很大的进展，多个国家和国际组织一直努力致力于方法之间的一致化工作。目前，绝大多数检测方法能够溯源至IFCC参考方法并通过NGSP认证，这为HbA1c结果的准确性和临床应用提供了保障。但是在通过NGSP准确性认证和具有相同IFCC溯源性的情况下，不同方法之间的可比性依然存在着问题[4，17]。为了了解H50和G8之间HbA1c测定结果的一致性，本研究在对比试验中选择的样本尽可能均匀分布于可检测区间（3.8%～16.4%）内，以反映全部检测范围内的偏差。线性回归分析结果显示H50和G8具有良好的相关性（r=0.998 4，P＜0.001），但仪器偏差散点随HbA1c水平的升高呈向上趋势（图2）。我们推测这种偏差模式可能是由校准偏差引起的。由于目前的HPLC分析仪均采用2点校准。从理论上来说，校准点处的测定偏差会导致校准曲线的摆动，从而表现出偏差散点图随HbA1c水平的增高而出现向上或者向下的趋势，因此在计算偏差时通常不存在一个固定的值，提示偏差评估必须考虑到广泛的浓度区间。

单个样本在不同仪器上的测定差值与仪器间偏差和仪器精密度同时相关，而临床实际更关注不同仪器测定单个样本的结果差异。在本研究364例方法学比对样本中只有3例（0.82%）H50和G8的绝对差值≥0.5%HbA1c（2例差值为0.5%，1例差值为0.6%），其他样本（99.18%）差值均在0.4%HbA1c之内。因此，H50和G8在全浓度范围内的一致性为99.18%，可以认为H50和G8的检测结果具有可比性。

限于试验条件，本研究对比试验中有1例明显离群的样本未进行进一步分析，推测可能存在血红蛋白变异体干扰。由于病例分布的关系，H50抗变异体干扰能力在本研究中没有涉及，同时也没有包括其他的性能指标，如线性试验等。精密度试验在1个校准周期内进行，未纳入校准变异或柱间变异，-80 ℃下保存的样本可以保持长期的稳定性，可以为更加长期的精密度测试提供支持。由于比对仪器采用相同的测定原理而不是参考方法，而且本身存在测定变异，因此本研究比对数据的一致性并不能反映H50的准确性，准确性判断依然有赖于对标准物质的测定结果。

本研究结果显示H50具有良好的精密度，总精密度能够满足糖尿病患者血糖控制的要求，H50与有严格实验室质量控制的G8高度相关；在此基础上的偏差分析发现偏差散点图存在趋势性变化，但在HbA1c全水平区间内二者仍具有高度一致性。本研究离群点剔除结果表明离子交换HPLC对HbA1c检测的准确性可能受血红蛋白变异体的干扰，这应该作为目前方法学改进的主要方向。不同种类与浓度的血红蛋白变异体对方法学的影响应进行更深入的分析。

参考文献：

[1] WEYKAMP C. HbA1c：a review of analytical and clinical aspects[J]. Ann Lab Med，2013，33（6）：393-400.

[2] LITTLE R R，LENTERS-WESTRA E，ROHLFING C L，et al. Point-of-care assays for hemoglobin a（1c）：is performance adequate? [J]. Clin Chem，2011，57（9）：1333-1334.

[3] WOODWORTH A，KORPI-STEINER N，MILLER J J，et al. Utilization of assay performance characteristics to estimate hemoglobin A1c result reliability[J]. Clin Chem，2014，60（8）：1073-1079.

[4] HOLMES E W，ERSAHIN C，AUGUSTINE G J，et al. Analytic bias among certified methods for the measurement of hemoglobin A1c：a cause for concern？[J]. Am J Clin Pathol，2008，129（4）：540-547.

[5] Clinical and Laboratory Standards Institute. Evaluation of precision performance of quantitative measurement methods[S]. EP5-A2，CLSI，2004.

[6] Clinical and Laboratory Standards Institute. Method comparison and bias estimation using patient samples[S]. EP9-A2，CLSI，2002.

[7] World Health Organization. Use of glycated haemoglobin（HbA1c） in diagnosis of diabetes mellitus：abbreviated report of a WHO consultation[R]. Geneva：WHO，2011.

[8] ROHLFING C L，PARVIN C A，SACKS D B，et al. Comparing analytic performance criteria：evaluation of HbA1ccertification criteria as an example[J]. Clin Chim Acta，2014，433：259-263.

[9] American Diabetes Association. Standards of medical care in diabetes-2008[J]. Diabetes Care，2008，31（Suppl 1）：S12-S54.

[10] LITTLE R R，ROHLFING C L，HANSON S，et al. Effects of hemoglobin（Hb） E and HbD traits on measurements of glycated Hb（HbA1c） by 23 methods[J]. Clin Chem，2008，54（8）：1277-1282.

[11] 居漪. 再谈糖化血红蛋白[J]. 检验医学，2015，30（6）：547-553.

[12] YANG W，LU J，WENG J，et al. Prevalence of diabetes among men and women in China[J]. N Engl J Med，2010，362（12）：1090-1101.

[13] LACHIN J M，GENUTH S，NATHAN D M，et al. Effect of glycemic exposure on the risk of microvascular complications in the diabetes control and complications trial-revisited[J]. Diabetes，2008，57（4）：995-1001.

[14] K RiS H N A M U RTiU，S T E F F E S M W. Glycohemoglobin：a primary predictor of the development or reversal of complications of diabetes mellitus[J]. Clin Chem，2001，47（7）：1157-1165.

[15] ROHLFING C，WIEDMEYER H M，LITTLE R，et al. Biological variation of glycohemoglobin[J]. Clin Chem，2002，48（7）：1116-1118.

[16] KOLATKAR N S，CEMBROWSKI G S，CALLAHAN P L，et al. Intensive diabetes management requires very precise testing of glycohemoglobin[J]. Clin Chem，1994，40（8）：1608-1610.

[17] RAZI F，NASLI ESFAHANI E，RAHNAMAYE FARZAMI M，et al. Effect of the different assays of HbA1c on diabetic patients monitoring[J]. J Diabetes Metab Disord，2015，14：65.

Precision and comparability assessment of Mindray H50 glycated hemoglobin A1canalyzer

GUO Zonghui1，CHEN Yongqiang1，ZENG Fangyin1.
（1. Department of Clinical Laboratory，Peking University Care Luzhong Hospital，Zibo255400，Shandong，China；2. Department of Clinical Laboratory，the Fifth Affiliated Hospital of Southern Medical University，Guangzhou510515，Guangdong，China）

Abstract：Objective To evaluate the precision and comparability of Mindray H50 glycated hemoglobin A1c（HbA1c）analyzer. Methods According to the Clinical and Laboratory Standards Institute（CLSI） EP5-A2 and EP9-A2，the precision and comparability of H50 were evaluated and compared with TOSOH HLC-723 G8 analyzer. Results The within-run，between-run，inter-day and total precisions [coefficients of variation（CV）] for clinical samples with high and medium values of HbA1cwere 0.34%，0.77%，0.60%，1.03% and 0.86%，1.55%，0.00%，1.72%，respectively. There was a good comparability between H50 and G8（YH50=1.053 3XG8-0.486 7，r=0.998 4）. The biases [95% confidence interval（CI）] were -0.27%（-0.30%--0.25%），-0.17%（-0.18%--0.15%），-0.14%（-0.16%--0.12%），-0.11%（-0.13%--0.10%），-0.01%（-0.02%-0.01%）at different HbA1clevels of 4.0%，6.0%，6.5%，7.0% and 9.0%. Conclusions H50 has a good precision and shows a correlation with G8，and it meets the requirements of the diagnosis and glucose monitoring for diabetes mellitus.