Sensibilité analytique, sensibilité fonctionnelle

L’une des caractéristiques fondamentales de toute méthode analytique est la plus petite concentration qui peut être mesurée de manière fiable. Un certain nombre de termes et de concepts ont été utilisés pour décrire la plus petite concentration qu’un essai immunologique peut rapporter, et cette multiplicité de termes peut être véritablement déroutante. Ce qui suit est une discussion de certains de ces termes et de leur rapport avec la réponse à la question fondamentale : Quelle est la concentration la plus faible que je peux rapporter avec ce dosage ?
Sensibilité analytique
La définition formelle de la sensibilité analytique est « la concentration la plus faible qui peut être distinguée du bruit de fond. » Cette concentration est correctement appelée limite de détection de l’essai, mais elle est plus communément appelée sensibilité. En général, cette valeur est établie en analysant des répliques d’un échantillon dont on sait qu’il ne contient pas d’analyte. Ensuite, les comptes mesurés (CPS) de ces répliques sont utilisés pour calculer une moyenne et un écart-type (SD). La sensibilité analytique est déterminée comme étant la concentration équivalente aux comptes moyens obtenus à partir de l’échantillon zéro plus 2 ET pour les tests immunométriques, et la moyenne moins 2 ET pour les tests compétitifs. C’est ce qui est publié dans la section « Sensibilité analytique » des notices d’emballage des IMMULITE® et IMMULITE® 2000.
Dans le monde réel, la sensibilité analytique a une valeur pratique limitée. La véritable limite est que, pour tout essai, l’imprécision augmente très rapidement lorsque la concentration diminue. Ce phénomène est facilement apparent lorsqu’on examine le profil de précision du dosage, qui est une représentation graphique de la façon dont l’imprécision d’un dosage évolue avec la concentration mesurée. (Voir les figures 1 et 2 pour des exemples.)

Figure 1. Profil de précision DPC représentatif.

Figure 2. Profil de précision DPC représentatif. Notez que la sensibilité fonctionnelle dans la région de 0,01-0,02 µIU/mL, est requise d’un dosage de TSH de « troisième génération » par définition.1,2
Non seulement à la sensibilité analytique, mais même à des concentrations nettement supérieures, l’imprécision peut être si grande que les résultats ne se reproduisent pas assez bien pour avoir une réelle utilité clinique. Par conséquent, la sensibilité analytique ne représente généralement pas la concentration mesurable la plus faible qui soit cliniquement utile.
Cette limitation de la sensibilité analytique a toujours existé, pour RIA et IMMULITE, et s’applique à toutes les méthodes de tous les fabricants. Comme les échantillons de patients ne sont généralement pas analysés en répliques, le manque de reproductibilité peut ne pas être facilement apparent dans les tests de routine. Cependant, la qualité globale et l’utilité des résultats sont affectées. C’est pourquoi la limite inférieure de la gamme de rapports dans les logiciels IMMULITE et IMMULITE 2000 est souvent fixée à une concentration supérieure à la sensibilité analytique. DPC fixe les limites de déclaration pour chaque essai à ce qu’une évaluation complète suggère être la gamme de performance efficace et fiable pour l’essai, par rapport à son utilisation clinique prévue.
Les limites de la sensibilité analytique, pour décrire la limite inférieure de la performance cliniquement efficace du test, ont conduit au développement d’un autre concept.
Sensibilité fonctionnelle
Il y a environ dix ans, en réaction à l’utilité limitée de la sensibilité analytique comme mesure de la performance du dosage, un groupe de chercheurs évaluant les dosages de TSH a développé un concept qu’ils ont appelé sensibilité fonctionnelle.1 Ils l’ont défini comme « la concentration la plus faible à laquelle un dosage peut rapporter des résultats cliniquement utiles ». Les résultats cliniquement utiles pour la TSH ont été considérés comme une bonne précision avec un CV journalier ne dépassant pas 20 %. Bien que ce choix de limite de CV ait été quelque peu arbitraire, les chercheurs ont estimé que, pour la TSH, un CV de 20 % était l’imprécision maximale pouvant être tolérée à des fins cliniques.1
Comme le CV est l’écart-type exprimé en pourcentage de la moyenne, un CV de 20 % implique que l’écart-type serait de 20 % de la moyenne. Pour un échantillon présentant une concentration de TSH de 0,1 µIU/mL, par exemple, la fourchette englobant 95 % des résultats attendus de l’analyse répétée serait de ±40 % (±2 ET), soit de 0,06 µIU/mL à 0,14 µIU/mL.
Bien qu’il n’ait été développé à l’origine que pour les dosages de TSH, le concept de sensibilité fonctionnelle et l’utilisation d’un CV de 20 % comme limite de l’utilité clinique ont été largement appliqués à d’autres dosages immunologiques. Le concept a été accepté car il fournit au laboratoire une indication objective et cliniquement significative de la limite inférieure pratique d’un dosage.
Lorsqu’elle développe un nouveau test, DPC utilise essentiellement la même approche, en évaluant à la fois la précision et l’exactitude pour établir les concentrations auxquelles les limites d’utilité clinique sont susceptibles d’être atteintes. L’intervalle de déclaration du logiciel est basé sur cette évaluation. Pour les tests compétitifs en particulier, il existe généralement une différence significative entre la sensibilité analytique et la limite inférieure de déclaration. La plage de déclaration, telle que définie dans les logiciels IMMULITE et IMMULITE 2000, représente la recommandation de DPC pour la « plage à déclarer » CLIA’88* – qui est la plage de concentration sur laquelle la performance de l’essai est documentée comme valide.
Vérification de la performance du dosage
À l’heure actuelle, pour les laboratoires utilisant des systèmes d’immuno-essais automatisés aux États-Unis, la seule caractéristique de performance liée à la sensibilité que la CLIA’88 exige de vérifier par le laboratoire est la limite inférieure de la plage à déclarer. Certains laboratoires peuvent également choisir d’estimer la sensibilité fonctionnelle d’un nouveau test ; et, historiquement, certains ont voulu vérifier la sensibilité analytique. Chacune de ces évaluations est une expérience différente, avec des protocoles et des exigences distincts. La première étape consiste donc à décider ce qui doit être vérifié, puis à utiliser le protocole approprié et à évaluer les données en conséquence.
Si un laboratoire choisit d’évaluer la sensibilité analytique, l’objectif est généralement de vérifier la valeur donnée pour cette mesure de performance dans la notice. Il est essentiel que l’échantillon utilisé pour une étude de sensibilité analytique soit un véritable échantillon à concentration nulle avec une matrice d’échantillon appropriée. Tout autre type d’échantillon peut fausser les résultats. Le protocole habituel consiste à doser 20 répliques de l’échantillon zéro, puis à calculer la moyenne et l’écart-type du CPS. La sensibilité analytique est estimée comme étant la concentration égale aux comptes moyens de l’échantillon zéro plus 2 SD pour les tests immunométriques ( » sandwich « ) comme la TSH, ou moins 2 SD pour les tests compétitifs comme la T4. Les services techniques peuvent vous aider à calculer cette concentration. Ce protocole permet d’obtenir une première estimation, qui est généralement adéquate pour la comparaison avec la sensibilité analytique indiquée dans la notice. Cependant, de multiples expériences englobant plusieurs lots de kits sont nécessaires pour obtenir une évaluation robuste et précise.
Lors de l’évaluation de la sensibilité fonctionnelle, l’objectif est de déterminer la concentration la plus faible correspondant à un objectif spécifié par le laboratoire pour l’imprécision quotidienne (inter-essai) représentant la limite de l’utilité clinique pour un essai donné. Généralement, un CV de 20% a été utilisé comme objectif, sur la base de l’application originale du concept à la TSH. Cependant, ce CV n’est pas toujours la limite la plus appropriée. Pour certains tests, un CV supérieur à 20 % peut être compatible avec des résultats cliniquement fiables et informatifs, tandis que pour d’autres, un CV inférieur à 20 % peut représenter la limite de l’utilité clinique. L’objectif de performance doit être fixé pour chaque essai, en fonction de son application clinique prévue.
Après avoir déterminé le CV journalier représentant la limite de reproductibilité cliniquement utile, l’étape suivante consiste à estimer la concentration à laquelle le CV pourrait atteindre cette limite. Sur la base des études antérieures, des données de la notice et des estimations faites à partir du profil de précision de l’essai, les services techniques peuvent généralement aider à identifier une « gamme cible » de concentrations encadrant la limite de CV prédéterminée.
Idéalement, cette étude devrait être réalisée en utilisant plusieurs échantillons de patients non dilués, ou des pools d’échantillons de patients, avec des concentrations qui couvrent la plage cible. Cependant, ces échantillons peuvent être difficiles à obtenir. Les alternatives raisonnables comprennent des échantillons de patients dilués à des concentrations couvrant la gamme cible, ou des matériaux de contrôle dans ou près de cette gamme. S’il est nécessaire de diluer tout type d’échantillon pour l’étude, le diluant utilisé est essentiel. Les diluants d’échantillons de routine ne sont destinés qu’à diluer des échantillons à très forte concentration ; pour certains tests, ils peuvent avoir une concentration apparente mesurable, bien que très faible. L’utilisation de ces diluants peut fausser les résultats de l’étude.
Les échantillons doivent être analysés de manière répétée sur un certain nombre de passages différents, idéalement sur une période de plusieurs jours ou semaines, pour évaluer la précision au jour le jour. (Un seul passage de 20 répliques ne fournit pas une évaluation valide de la sensibilité fonctionnelle). Après avoir recueilli les données, calculez le CV pour chaque échantillon testé. La sensibilité fonctionnelle est la concentration à laquelle le CV atteint la limite prédéterminée. Cette concentration peut être estimée à partir des résultats de l’étude par interpolation, s’il se trouve qu’elle ne coïncide pas avec l’un des niveaux testés.
Vérifier la limite inférieure de la gamme à déclarer est une partie du processus de vérification de l’ensemble de la gamme à déclarer. Pour ce faire, on effectue généralement des analyses répétées sur une série de trois à cinq échantillons dont les concentrations connues couvrent la plage à déclarer. Ces échantillons peuvent être obtenus en utilisant un seul échantillon, avec une concentration proche de la limite supérieure de la gamme, qui est ensuite dilué pour donner des échantillons supplémentaires couvrant toute la gamme à déclarer. Les résultats obtenus sont évalués à la fois pour la reproductibilité et la récupération des valeurs attendues afin de déterminer que les performances du test répondent aux besoins d’utilité clinique sur l’ensemble de la plage à déclarer.
Conclusion
Alors, pourquoi la limite inférieure de la plage de rapport du logiciel est-elle de 1,0 µg/dL (13 nmol/L) alors que la notice indique que la sensibilité est de 0,3 µg/dL (3,9 nmol/L) ? Dans cet exemple, le dosage est un dosage compétitif et l’imprécision du dosage dépasse les limites cliniquement utiles à une concentration bien supérieure à la sensibilité analytique.
Si l’imprécision est telle que vous ne pouvez pas dire avec certitude que des résultats de, disons, 0,4 µg/dL (5 nmol/L) et 0,7 µg/dL (9 nmol/L) sont en fait différents, ne serait-il pas préférable de rapporter les deux comme  »
En fin de compte, ce n’est généralement pas la limite de détection du dosage (sensibilité analytique) mais plutôt la reproductibilité des résultats qui détermine la limite inférieure des performances cliniquement fiables du dosage dans la pratique de routine.

1. Spencer CA. Profilage de la thyroïde pour les années 1990 : estimation de la T4 libre ou mesure sensible de la TSH. J Clin Immunoassay 1989 ; 12:82-9.
2. Spencer CA, et al. Interlaboratory/intermethod differences in functional sensitivity of immunometric assays of thyrotropin (TSH) and impact on reliability of measurement of subnormal concentrations of TSH. Clin Chem 1995;41:367-74. Réimpression (numéro de catalogue ZD060) disponible sur demande auprès de DPC.
*CLIA’88 : la loi américaine sur l’amélioration des laboratoires cliniques.