分析感度、機能感度

BY admin
|

あらゆる分析法の基本的な特徴の一つは、信頼性をもって測定できる最小の濃度である。 イムノアッセイが報告できる最小濃度を表すために、多くの用語や概念が使用されており、このような用語の多用は混乱を招く可能性があります。 以下では、これらの用語のいくつかと、基本的な質問に対する答えとの関係について説明します。 この測定法で報告できる最低濃度はどのくらいですか？
分析感度
分析感度の正式な定義は「バックグラウンドノイズと区別できる最低濃度」です。 この濃度は、正しくはアッセイの検出限界と呼ばれますが、最も一般的には感度と呼ばれます。 通常、この値は、分析対象物が存在しないことが分かっているサンプルの複製をアッセイすることによって確立されます。 そして、これらの複製から測定されたカウント（CPS）を使用して、平均値と標準偏差（SD）を計算します。 分析感度は、ゼロ試料から得られたカウントの平均値に2SDを加えたものに相当する濃度とし、免疫測定法では平均値から2SDを差し引いたものとする。 これはIMMULITE®およびIMMULITE®2000の添付文書の「Analytical Sensitivity」の項に掲載されているものです。
現実の世界では、分析感度の実用的な価値は限られています。 実際の限界は、どのようなアッセイでも、濃度が低下すると不正確さが非常に速く増加することです。 この現象は、アッセイの精度プロファイルを見ればすぐにわかります。これは、アッセイの不正確さが測定濃度によってどのように変化するかをグラフ化したものです。 (例として図1と2を参照）

図1. 代表的なDPCの精度プロファイル

図2. 代表的なDPCの精度プロファイル。 0.01～0.02μIU/mL領域の機能的感度は、定義上「第三世代」TSHアッセイに要求されることに注意してください1、2
分析感度だけでなく、それを大幅に超える濃度であっても、不正確さが非常に大きく、結果が十分に再現されず、実際の臨床的有用性に欠ける可能性があります。 その結果、分析感度は通常、臨床的に有用な測定可能な最低濃度を表すものではない。
この分析感度の限界は、RIAとIMMULITEについて常に存在し、すべてのメーカーのすべてのメソッドに当てはまります。 患者サンプルは通常、複製して使用されないため、再現性の欠如はルーチン検査では容易に明らかにならないかもしれません。 しかし、結果の全体的な品質と有用性には影響があります。 このため、IMMULITE および IMMULITE 2000 ソフトウェアの報告範囲の下限は、多くの場合、分析感度を超える濃度に設定されています。 DPC では、すべてのアッセイについて、その臨床での使用目的に照らし合わせて、総合的な評価によりそのアッセイの有効かつ信頼できる性能の範囲であると考えられるものを報告限界値として設定しています。
臨床的に有効なアッセイ性能の下限を説明するための分析感度の限界は、別の概念の開発につながった。
Functional sensitivity
約10年前、アッセイ性能の指標として分析感度の有用性が限られていることに反発し、TSHアッセイを評価する研究者のグループが、機能的感度と呼ぶ概念を開発した1 彼らはこれを「アッセイが臨床的に有用な結果を報告できる最低濃度」と定義した。 TSHの臨床的に有用な結果は、1日の変動幅が20%以下であり、精度が高いものとみなされた。 CVの限界のこの選択はいくらか任意であったが、研究者はTSHの場合、20％のCVは臨床的目的のために許容できる最も不正確であると感じた1
CVは平均のパーセントとして表される標準偏差なので、20％のCVはSDが平均の20％になることを意味します。 例えばTSH濃度が0.1μIU/mLの試料では、繰り返し分析から期待される結果の95%を包含する範囲は±40%（±2SD）、すなわち0.06μIU/mLから0.14μIU/mLとなる。
当初はTSHアッセイ用に開発されましたが、機能的感度の概念と臨床的有用性の限界として20%の感度を使用することは、他のイムノアッセイにも広く適用されるようになりました。 この概念は、検査室にとって客観的かつ臨床的に意味のある測定値の下限を示すものであるため、広く受け入れられている。 アッセイ性能の検証
現在、米国で自動免疫測定システムを使用している検査室では、CLIA’88が検査室による検証を要求する唯一の感度関連の性能特性は、報告可能範囲の下限値です。 検査室によっては、新しい測定法の機能的感度を推定することもできる。また、歴史的に分析的感度の検証を望む検査室もある。 これらの評価はそれぞれ異なるプロトコルと要求事項を持つ異なる実験である。 したがって、最初のステップは、何を検証するかを決定し、適切なプロトコルを使用し、それに従ってデータを評価することです。
実験室が分析感度を評価することを選択した場合、その目標は通常、添付文書に記載されている性能指標の値を検証することです。 分析感度試験に使用する試料は、適切な試料マトリックスを用いた真のゼロ濃度試料であることが不可欠です。 それ以外の試料を使用すると、結果に偏りが生じる可能性がある。 通常のプロトコルは、ゼロサンプルの複製を 20 回測定し、CPS の平均値と SD 値を計算する。 分析感度は、TSHのような免疫測定（サンドイッチ）分析法ではゼロサンプルの平均カウントに2SDを加えた濃度、T4のような競合分析法ではマイナス2SDと推定されます。 テクニカルサービスでは、この濃度の計算をお手伝いします。 このプロトコールは、パッケージの添付文書に記載されている分析感度と比較するために、通常適切な最初の推定値を得ることができます。 しかし、確実で正確な評価を得るためには、複数のキットロットを対象とした複数の実験が必要です。
機能的感度の評価では、ある測定法の臨床的有用性の限界を表す日々の（測定法間の）不正確さについて、実験室が指定した目標に対応する最低濃度を決定することが目的である。 一般的には、TSHに対するこの概念の最初の適用に基づいて、20％のCVが目標として使用されてきました。 しかし、このCVは必ずしも最も適切な限界値ではないかもしれない。 ある分析法では、20％より大きいCVは臨床的に信頼でき、有益な結果と一致するかもしれないが、他の分析法では、20％未満のCVは臨床的有用性の限界を示すかもしれない。 性能の目標は、各検査法について、その意図する臨床応用に基づいて設定される必要がある。
臨床的に有用な再現性の限界を示すday-to-day CVを決定したら、次のステップはCVがこの限界に達する可能性のある濃度を推定することである。 先行研究、添付文書データ、アッセイの精度プロファイルからの推定値に基づいて、テクニカルサービスは通常、所定のCV限界を包含する濃度の「目標範囲」を特定する手助けをすることができます。
理想的には、この研究は、目標範囲にまたがる濃度の複数の原液患者検体または患者検体のプールを使用して実施されるべきです。 しかし、このような試料を入手することは困難であろう。 合理的な代替案としては、目標範囲内の濃度に希釈した患者検体、あるいはこの範囲内または近傍の対照物質がある。 試験のためにあらゆる種類の試料を希釈する必要がある場合、使用する希釈剤は非常に重要である。 ルーチンのサンプル希釈剤は、非常に高濃度のサンプルを希釈することのみを目的としており、一部のアッセイでは、非常に低濃度ではあるが測定可能な見かけ上の濃度になる場合があります。 これらの希釈剤を使用すると、試験結果に偏りが生じる可能性があります。
サンプルは、日々の精度を評価するために、理想的には数日から数週間の期間にわたって、いくつかの異なるランで繰り返し分析する必要があります。 (20回繰り返した1回の実行では、機能的感度の有効な評価は得られません)。 データを収集したら、検査した各試料のCVを計算する。 機能的感度は、CVが所定の限界に達する濃度である。 この濃度は、たまたま試験したレベルのひとつと一致しない場合は、試験結果から補間によって推定することができます。
報告可能な範囲の下限を検証することは、報告可能な範囲全体を検証するプロセスの一部となります。 これは通常、報告可能な範囲を網羅する既知の濃度を持つ3～5個の一連のサンプルについて、繰り返し分析を行うことで達成されます。 これらの試料は、範囲の上限付近の濃度を持つ単一の試料を使用し、それを希釈して報告可能な範囲全体を網羅する追加の試料を得ることができる。 得られた結果は、再現性と期待値の回復の両方について評価し、本測定法の性能が報告可能な範囲において臨床的有用性のニーズを満たしていることを判断する。
結論
では、添付文書には感度が0.3 µg/dL（3.9 nmol/L）と書かれているのに、なぜソフトウェアの報告範囲の下限が1.0 µg/dL（13 nmol/L）なのでしょうか。 この例では、アッセイは競合アッセイであり、アッセイの不正確さは分析感度をはるかに超える濃度で臨床的に有用な限度を超えています。
例えば0.4μg/dL（5nmol/L）と0.7μg/dL（9nmol/L）の結果が実際に異なると確実に言えないほど不正確であれば、両方を「
結局、日常診療で臨床的に信頼できる測定値の下限を決定するのは測定値の検出限界（分析感度）ではなく、結果の再現性なのではありませんか」と報告する方が良いのでは。

1. スペンサーCA. 1990年代の甲状腺プロファイリング：遊離T4推定値または高感度TSH測定。 J Clin Immunoassay 1989; 12:82-9.
2. Spencer CA, et al. チロトロピン（TSH）の免疫測定法の機能感度における実験室間／方法間の差異と、正常値以下のTSH濃度の測定の信頼性への影響. Clin Chem 1995;41:367-74. リプリント（カタログ番号ZD060）は、ご要望に応じてDPCから入手可能です。
*CLIA’88：米国臨床検査法改善法（Clinical Laboratory Improvement Act）。