Analitikai érzékenység, funkcionális érzékenység

Minden analitikai módszer egyik alapvető jellemzője az a legkisebb koncentráció, amely megbízhatóan mérhető. Számos kifejezést és fogalmat használtak az immunpróba által jelenthető legkisebb koncentráció leírására, és a kifejezések sokasága valóban zavaró lehet. A következőkben néhány ilyen fogalmat tárgyalunk, és azt, hogy hogyan kapcsolódnak az alapvető kérdés megválaszolásához: Mi a legalacsonyabb koncentráció, amelyet ezzel a teszttel jelenthetek?
Analitikai érzékenység
Az analitikai érzékenység formális meghatározása: “a háttérzajtól megkülönböztethető legalacsonyabb koncentráció”. Ezt a koncentrációt helyesen a vizsgálat kimutatási határának nevezik, de leggyakrabban érzékenységként hivatkoznak rá. Ezt az értéket általában egy olyan minta ismétléseinek vizsgálatával állapítják meg, amelyről ismert, hogy nincs benne analit. Ezután az ezekből az ismétlésekből mért számokat (CPS) felhasználják az átlag és a szórás (SD) kiszámításához. Az analitikai érzékenységet úgy határozzák meg, mint a nulla mintából kapott átlagos számlálásnak megfelelő koncentrációt plusz 2 SD-t immunometrikus vizsgálatok esetén, és az átlagot mínusz 2 SD-t kompetitív vizsgálatok esetén. Ez az, amit az IMMULITE® és az IMMULITE® 2000 csomagolási betétek “Analitikai érzékenység” részében közölnek.
A való világban az analitikai érzékenységnek korlátozott gyakorlati értéke van. A valódi korlátot az jelenti, hogy bármilyen vizsgálat esetében a koncentráció csökkenésével a pontatlanság nagyon gyorsan növekszik. Ez a jelenség könnyen látható, ha megnézzük az analízis precíziós profilját, amely egy grafikus ábrázolása annak, hogy egy analízis pontatlansága hogyan változik a mért koncentrációval. (Példákért lásd az 1. és 2. ábrát.)

1. ábra. Reprezentatív DPC pontossági profil.

2. ábra. Reprezentatív DPC pontossági profil. Megjegyzendő, hogy a 0,01-0,02 µIU/mL közötti funkcionális érzékenységet a definíció szerint egy “harmadik generációs” TSH-tesztnek kell elérnie.1,2
Nem csak az analitikai érzékenységnél, hanem még az azt jelentősen meghaladó koncentrációknál is olyan nagy lehet a pontatlanság, hogy az eredmények nem reprodukálhatók elég jól ahhoz, hogy valódi klinikai hasznuk legyen. Következésképpen az analitikai érzékenység jellemzően nem jelenti azt a legalacsonyabb mérhető koncentrációt, amely klinikailag hasznos.
Az analitikai érzékenységnek ez a korlátja mindig is velünk volt, a RIA és az IMMULITE esetében, és minden gyártó minden módszerére vonatkozik. Mivel a betegmintákat jellemzően nem replikátumokban futtatják, a reprodukálhatóság hiánya nem feltétlenül nyilvánvaló a rutinvizsgálatok során. Az eredmények általános minőségét és hasznosságát azonban befolyásolja. Ezért van az, hogy az IMMULITE és IMMULITE 2000 szoftverben a jelentési tartomány alsó határát gyakran az analitikai érzékenységet meghaladó koncentrációra állítják be. A DPC a jelentési határértékeket minden egyes vizsgálat esetében úgy határozza meg, hogy az átfogó értékelés szerint a vizsgálat hatékony és megbízható teljesítményének tartománya megfeleljen a tervezett klinikai felhasználáshoz képest.
A klinikailag hatékony vizsgálati teljesítmény alsó határának leírására szolgáló analitikai érzékenység korlátai egy másik koncepció kidolgozásához vezettek.
Funkcionális érzékenység
Körülbelül egy évtizeddel ezelőtt, az analitikai érzékenységnek mint a vizsgálat teljesítményének mérőszámának korlátozott hasznosságára reagálva, a TSH-teszteket értékelő kutatók egy csoportja kidolgozott egy fogalmat, amelyet funkcionális érzékenységnek neveztek el.1 Ezt úgy definiálták, mint “a legalacsonyabb koncentrációt, amelynél a vizsgálat klinikailag hasznos eredményeket tud jelenteni”. A TSH esetében klinikailag hasznos eredménynek tekintették a jó pontosságot, amelynek napi CV-je nem haladja meg a 20%-ot. Bár a CV határértékének megválasztása némileg önkényes volt, a kutatók úgy vélték, hogy a TSH esetében a 20%-os CV a legnagyobb pontatlanság, amelyet klinikai célokra el lehet viselni.1
Mivel a CV az átlag százalékában kifejezett standard eltérés, a 20%-os CV azt jelenti, hogy az SD az átlag 20%-a lenne. Egy 0,1 µIU/ml TSH-koncentrációjú minta esetében például az ismételt elemzés várható eredményeinek 95%-át felölelő tartomány ±40% (±2 SD), azaz 0,06 µIU/ml és 0,14 µIU/ml között lenne.
A funkcionális érzékenység fogalmát és a 20%-os CV-nek a klinikai hasznosság határaként való alkalmazását – bár eredetileg csak a TSH-mérésekhez fejlesztették ki – széles körben alkalmazták más immunpróbákra is. A koncepció azért vált elfogadottá, mert a laboratórium számára objektív és klinikailag értelmezhető jelzést ad a vizsgálat gyakorlati alsó határáról.
A DPC egy új analízis kifejlesztésekor lényegében ugyanezt a megközelítést alkalmazza, értékelve mind a precizitást, mind a pontosságot, hogy megállapítsa azokat a koncentrációkat, amelyeknél a klinikai használhatóság határértékét valószínűleg elérik. A szoftver jelentési tartománya ezen az értékelésen alapul. Különösen a kompetitív tesztek esetében általában jelentős különbség van az analitikai érzékenység és az alsó jelentési határérték között. Az IMMULITE és IMMULITE 2000 szoftverben meghatározott jelentési tartomány a DPC ajánlása a CLIA’88* “jelentendő tartományra” – azaz arra a koncentrációtartományra, amelyben a vizsgálat teljesítménye dokumentáltan érvényes.
A vizsgálat teljesítményének ellenőrzése
Az USA-ban automatizált immunpróba-rendszereket használó laboratóriumok esetében jelenleg az egyetlen érzékenységgel kapcsolatos teljesítményjellemző, amelyet a CLIA’88 szerint a laboratóriumnak ellenőriznie kell, a jelentendő tartomány alsó határa. Egyes laboratóriumok dönthetnek úgy is, hogy megbecsülik egy új vizsgálat funkcionális érzékenységét; és történelmileg egyes laboratóriumok az analitikai érzékenységet is igazolni kívánták. Mindegyik értékelés más-más kísérlet, eltérő protokollokkal és követelményekkel. Az első lépés tehát annak eldöntése, hogy mit kell ellenőrizni, majd a megfelelő protokoll alkalmazása és az adatok megfelelő értékelése.
Ha egy laboratórium úgy dönt, hogy értékeli az analitikai érzékenységet, a cél általában az, hogy ellenőrizze az adott teljesítménymutatóra a betegtájékoztatóban megadott értéket. Alapvető fontosságú, hogy az analitikai érzékenységi vizsgálathoz használt minta valódi nulla koncentrációjú minta legyen, megfelelő mintamátrixban. Bármilyen más típusú minta torzíthatja az eredményeket. A szokásos protokoll szerint a nullmintából 20 ismétlést kell vizsgálni, majd ki kell számítani a CPS átlagát és SD értékét. Az analitikai érzékenységet úgy becsüljük meg, hogy a koncentráció megegyezik a nullminta átlagszámával plusz 2 SD-vel immunometrikus (“szendvics”) vizsgálatoknál, mint a TSH, vagy mínusz 2 SD-vel kompetitív vizsgálatoknál, mint a T4. A műszaki szolgálat segíthet ennek a koncentrációnak a kiszámításában. Ez a protokoll egy kezdeti becslést eredményez, amely általában megfelelő a betegtájékoztatóban szereplő analitikai érzékenységgel való összehasonlításhoz. A megbízható és pontos értékeléshez azonban több kísérletre van szükség, amely több kit-tételt foglal magában.
A funkcionális érzékenység értékelésénél a cél a laboratórium által meghatározott napi (vizsgálatok közötti) pontatlansági célnak megfelelő legalacsonyabb koncentráció meghatározása, amely az adott vizsgálat klinikai használhatóságának határát jelenti. Általában 20%-os CV-t használtak célként, a fogalom TSH-ra történő eredeti alkalmazása alapján. Ez a CV azonban nem mindig a legmegfelelőbb határérték. Egyes vizsgálatok esetében a 20%-nál nagyobb CV megfelelhet a klinikailag megbízható és informatív eredményeknek, míg mások esetében a 20%-nál kisebb CV jelentheti a klinikai hasznosság határát. A teljesítménycélt minden egyes vizsgálat esetében a tervezett klinikai alkalmazás alapján kell meghatározni.
A reprodukálhatóság klinikailag hasznos határát jelentő napi CV meghatározása után a következő lépés annak a koncentrációnak a becslése, amelynél a CV elérheti ezt a határt. A korábbi vizsgálatok, a betegtájékoztató adatai és a vizsgálat precizitási profiljából készített becslések alapján a műszaki szolgálat általában segíthet meghatározni az előre meghatározott CV-határt behatároló koncentrációk “céltartományát”.
Egy ilyen vizsgálatot ideális esetben több hígítatlan betegmintával vagy betegminták csoportjaival kell elvégezni, amelyek koncentrációi a céltartományt átfogják. Ezeket a mintákat azonban nehéz lehet beszerezni. Az ésszerű alternatívák közé tartoznak a céltartományt átfogó koncentrációra hígított betegminták, vagy a céltartományban vagy annak közelében lévő kontrollanyagok. Ha a vizsgálathoz bármilyen típusú mintát hígítani kell, a felhasznált hígítószer kritikus jelentőségű. A rutin mintahígítók csak nagyon magas koncentrációjú minták hígítására szolgálnak; egyes vizsgálatokhoz mérhető, bár nagyon alacsony látszólagos koncentrációval rendelkezhetnek. Ezeknek a hígítóknak a használata torzíthatja a vizsgálat eredményeit.
A mintákat többször kell elemezni több különböző futtatás során, ideális esetben napok vagy hetek alatt, a napi pontosság értékeléséhez. (Egyetlen, 20 ismétlésből álló futtatás nem nyújt érvényes értékelést a funkcionális érzékenységről). Az adatok összegyűjtése után számítsa ki a CV-t minden egyes vizsgált minta esetében. A funkcionális érzékenység az a koncentráció, amelynél a CV eléri az előre meghatározott határértéket. Ez a koncentráció a vizsgálati eredményekből interpolációval megbecsülhető, ha történetesen nem esik egybe a vizsgált szintek egyikével.
A jelentési tartomány alsó határértékének ellenőrzése a teljes jelentési tartomány ellenőrzésének egyik része. Ezt általában úgy végzik el, hogy három-öt, a jelentési tartományt átfogó ismert koncentrációjú mintán ismétlődő elemzést végeznek. Ezek a minták egyetlen, a tartomány felső határához közeli koncentrációjú minta felhasználásával nyerhetők, amelyet aztán úgy hígítanak, hogy további, a teljes jelentési tartományt lefedő mintákat kapjanak. A kapott eredményeket mind a reprodukálhatóság, mind a várt értékek visszanyerése szempontjából értékelik annak megállapítása érdekében, hogy a vizsgálat teljesítménye a jelentési tartományban megfelel-e a klinikai hasznossági követelményeknek.
Következtetés
Miért van tehát a szoftver jelentési tartományának alsó határa 1,0 µg/dL (13 nmol/L), amikor a betegtájékoztató szerint az érzékenység 0,3 µg/dL (3,9 nmol/L)? Ebben a példában a vizsgálat kompetitív vizsgálat, és a vizsgálat pontatlansága jóval az analitikai érzékenységet meghaladó koncentrációnál meghaladja a klinikailag hasznos határértékeket.
Ha a pontatlanság olyan mértékű, hogy nem lehet biztonsággal kijelenteni, hogy a mondjuk 0,4 µg/dL (5 nmol/L) és a 0,7 µg/dL (9 nmol/L) eredmények valójában különböznek, nem lenne-e jobb mindkettőt úgy jelenteni, hogy ”
Végeredményben általában nem a vizsgálat kimutatási határa (analitikai érzékenység), hanem az eredmények reprodukálhatósága határozza meg a klinikailag megbízható vizsgálati teljesítmény alsó határát a rutin gyakorlatban.

1. Spencer CA. Pajzsmirigy profilalkotás az 1990-es években: szabad T4 becslés vagy érzékeny TSH mérés. J Clin Immunoassay 1989; 12:82-9.
2. Spencer CA, et al. Laboratóriumok/módszerek közötti különbségek a tirotropin (TSH) immunometriás vizsgálatainak funkcionális érzékenységében és a TSH szubnormális koncentrációinak mérési megbízhatóságára gyakorolt hatás. Clin Chem 1995;41:367-74. Újranyomás (katalógusszám: ZD060) kérésre a DPC-től kapható.
*CLIA’88: az USA klinikai laboratóriumok fejlesztéséről szóló törvénye.