Czułość analityczna, czułość funkcjonalna

Jedną z podstawowych cech każdej metody analitycznej jest najmniejsze stężenie, które może być wiarygodnie zmierzone. Do opisania najmniejszego stężenia, jakie może zgłosić test immunologiczny, używano wielu terminów i koncepcji, a ta mnogość terminów może być rzeczywiście myląca. Poniżej omówiono niektóre z tych terminów i ich związek z odpowiedzią na podstawowe pytanie: Jakie jest najniższe stężenie, które mogę oznaczyć za pomocą tego testu?
Czułość analityczna
Formalna definicja czułości analitycznej to „najniższe stężenie, które można odróżnić od szumu tła”. To stężenie jest właściwie określane jako granica wykrywalności testu, ale najczęściej jest określane jako czułość. Zazwyczaj wartość tę ustala się poprzez oznaczenie powtórzeń próbki, o której wiadomo, że nie zawiera analitu. Następnie zmierzone liczby (CPS) z tych powtórzeń są wykorzystywane do obliczenia średniej i odchylenia standardowego (SD). Czułość analityczna jest określana jako stężenie równoważne średnim zliczeniom uzyskanym z próbki zerowej plus 2 SD dla testów immunometrycznych oraz średnia minus 2 SD dla testów kompetycyjnych. To właśnie jest publikowane w sekcji „Czułość analityczna” we wkładkach do opakowań IMMULITE® i IMMULITE® 2000.
W rzeczywistym świecie, czułość analityczna ma ograniczoną wartość praktyczną. Prawdziwym ograniczeniem jest to, że dla każdego oznaczenia niedokładność wzrasta bardzo szybko wraz ze spadkiem stężenia. Zjawisko to jest łatwo zauważalne, gdy patrzy się na profil precyzji testu, który jest graficzną reprezentacją tego, jak niedokładność testu zmienia się wraz z mierzonym stężeniem. (Patrz Rysunki 1 i 2 jako przykłady.)

Rysunek 1. Reprezentatywny profil precyzji DPC.

Rysunek 2. Reprezentatywny profil precyzji DPC. Należy zauważyć, że czułość funkcjonalna w zakresie 0,01-0,02 µIU/mL jest z definicji wymagana od testów TSH „trzeciej generacji”.1,2
Nie tylko przy czułości analitycznej, ale nawet przy stężeniach znacznie powyżej niej, niedokładność może być tak duża, że wyniki nie są odtwarzane wystarczająco dobrze, aby mogły mieć rzeczywistą użyteczność kliniczną. W konsekwencji, czułość analityczna nie reprezentuje zazwyczaj najniższego mierzalnego stężenia, które jest użyteczne klinicznie.
To ograniczenie czułości analitycznej zawsze nam towarzyszyło, w przypadku RIA i IMMULITE, i odnosi się do wszystkich metod wszystkich producentów. Ponieważ próbki pacjentów nie są zwykle wykonywane w powtórzeniach, brak odtwarzalności może nie być łatwo widoczny w rutynowych testach. Wpływa to jednak na ogólną jakość i przydatność wyników. Z tego powodu dolna granica zakresu raportowania w oprogramowaniu IMMULITE i IMMULITE 2000 jest często ustawiona na stężenie powyżej czułości analitycznej. DPC ustala limity raportowania dla każdego testu na poziomie, który według kompleksowej oceny jest zakresem skutecznego i wiarygodnego działania dla testu, w odniesieniu do jego zamierzonego zastosowania klinicznego.
Ograniczenia czułości analitycznej do opisywania dolnej granicy klinicznie skutecznej wydajności testu doprowadziły do opracowania innej koncepcji. Ponieważ CV to odchylenie standardowe wyrażone jako procent średniej, CV równe 20% oznacza, że SD wynosiłoby 20% średniej. Na przykład, dla próbki o stężeniu TSH 0,1 µIU/mL zakres obejmujący 95% oczekiwanych wyników powtórnej analizy wynosiłby ±40% (±2 SD), czyli od 0,06 µIU/mL do 0,14 µIU/mL.
Chociaż pierwotnie opracowana tylko dla oznaczeń TSH, koncepcja czułości funkcjonalnej i wykorzystania 20% CV jako granicy przydatności klinicznej została szeroko zastosowana do innych oznaczeń immunologicznych. Koncepcja ta zyskała akceptację, ponieważ zapewnia laboratorium obiektywne i klinicznie znaczące wskazanie praktycznej dolnej granicy oznaczenia.
Przy opracowywaniu nowego oznaczenia DPC stosuje zasadniczo to samo podejście, oceniając zarówno precyzję, jak i dokładność, aby ustalić stężenia, przy których prawdopodobnie zostaną osiągnięte granice przydatności klinicznej. Zakres raportowania oprogramowania jest oparty na tej ocenie. Szczególnie w przypadku testów konkurencyjnych istnieje zwykle znaczna różnica między czułością analityczną a dolną granicą raportowania. Zakres raportowania, jak ustawiono w oprogramowaniu IMMULITE i IMMULITE 2000, reprezentuje zalecenie DPC dla „zakresu raportowania” CLIA’88* – jest to zakres stężeń, w którym wydajność testu jest udokumentowana jako ważna.
Weryfikacja wyników testu
Obecnie w przypadku laboratoriów korzystających ze zautomatyzowanych systemów testów immunologicznych w Stanach Zjednoczonych jedyną związaną z czułością charakterystyką działania, której weryfikacji przez laboratorium wymaga CLIA’88, jest dolna granica zakresu raportowanego. Niektóre laboratoria mogą również zdecydować się na oszacowanie czułości funkcjonalnej nowego testu; a w przeszłości niektóre chciały zweryfikować czułość analityczną. Każda z tych ocen to inny eksperyment z odrębnymi protokołami i wymaganiami. Tak więc pierwszym krokiem jest podjęcie decyzji, co ma być zweryfikowane, a następnie użycie odpowiedniego protokołu i odpowiednia ocena danych.
Jeśli laboratorium zdecyduje się na ocenę czułości analitycznej, celem jest zazwyczaj weryfikacja wartości podanej dla tej miary wydajności we wkładce do opakowania. Istotne jest, aby próbka użyta do badania czułości analitycznej była próbką o rzeczywistym stężeniu zerowym z odpowiednią matrycą próbki. Każdy inny rodzaj próbki może wpływać na wyniki. Zwykle protokół obejmuje oznaczenie 20 powtórzeń próbki zerowej, a następnie obliczenie średniej i SD CPS. Czułość analityczna jest szacowana jako stężenie równe średniej zliczeń próbki zerowej plus 2 SD dla testów immunometrycznych („sandwich”), takich jak TSH, lub minus 2 SD dla testów konkurencyjnych, takich jak T4. Służby Techniczne mogą pomóc w obliczeniu tego stężenia. Protokół ten daje wstępne oszacowanie, które jest zazwyczaj odpowiednie do porównania z czułością analityczną podaną we wkładce do opakowania. Jednakże, aby uzyskać solidną i dokładną ocenę, konieczne jest przeprowadzenie wielu eksperymentów obejmujących kilka serii zestawów.
W ocenie czułości funkcjonalnej celem jest określenie najniższego stężenia odpowiadającego określonemu przez laboratorium celowi dla dziennej (międzylaboratoryjnej) niedokładności reprezentującej granicę przydatności klinicznej dla danego oznaczenia. Powszechnie jako cel przyjmuje się współczynnik zmienności (CV) wynoszący 20%, w oparciu o pierwotne zastosowanie tej koncepcji do TSH. Jednak ten współczynnik zmienności może nie zawsze być najbardziej odpowiednią wartością graniczną. W przypadku niektórych testów, współczynnik zmienności większy niż 20% może być zgodny z klinicznie wiarygodnymi i informacyjnymi wynikami, podczas gdy w przypadku innych, współczynnik zmienności mniejszy niż 20% może stanowić granicę przydatności klinicznej. Cel wydajności musi być ustalony dla każdego badania, w oparciu o jego zamierzone zastosowanie kliniczne.
Po określeniu dziennego współczynnika zmienności reprezentującego klinicznie użyteczną granicę odtwarzalności, następnym krokiem jest oszacowanie stężenia, przy którym współczynnik zmienności może osiągnąć tę granicę. Na podstawie wcześniejszych badań, danych z ulotki dołączonej do opakowania i szacunków dokonanych na podstawie profilu precyzji testu, Dział Techniczny może zazwyczaj pomóc w określeniu „docelowego zakresu” stężeń mieszczących się w przedziale ustalonego wcześniej limitu CV.
Idealnie, badanie to powinno być wykonane przy użyciu kilku nierozcieńczonych próbek pacjenta lub zbiorów próbek pacjenta o stężeniach, które obejmują zakres docelowy. Jednakże, próbki te mogą być trudne do uzyskania. Rozsądne alternatywy obejmują próbki pacjentów rozcieńczone do stężeń obejmujących zakres docelowy lub materiały kontrolne w tym zakresie lub zbliżone do niego. Jeżeli istnieje potrzeba rozcieńczenia jakiegokolwiek typu próbki do badań, kluczowy jest zastosowany rozcieńczalnik. Rutynowe rozcieńczalniki próbek są przeznaczone wyłącznie do rozcieńczania próbek o bardzo wysokim stężeniu; w przypadku niektórych badań mogą one mieć mierzalne, choć bardzo niskie stężenie pozorne. Użycie tych rozcieńczalników może wpłynąć na wyniki badania. Weryfikacja dolnej granicy zakresu objętego sprawozdaniem jest jedną z części procesu weryfikacji całego zakresu objętego sprawozdaniem. Zazwyczaj jest to osiągane przez wykonanie analizy replik na serii trzech do pięciu próbek o znanych stężeniach obejmujących zgłaszany zakres. Próbki te mogą być uzyskane przy użyciu pojedynczej próbki o stężeniu zbliżonym do górnej granicy zakresu, która jest następnie rozcieńczana w celu uzyskania dodatkowych próbek obejmujących cały zgłaszany zakres. Uzyskane wyniki są oceniane zarówno pod kątem odtwarzalności, jak i odzysku oczekiwanych wartości w celu ustalenia, czy działanie oznaczenia spełnia potrzeby użyteczności klinicznej w całym zgłaszanym zakresie.
Wniosek
Dlaczego więc dolna granica zakresu raportowania oprogramowania wynosi 1,0 µg/dL (13 nmol/L), skoro ulotka dołączona do opakowania mówi, że czułość wynosi 0,3 µg/dL (3,9 nmol/L)? W tym przykładzie, badanie jest badaniem konkurencyjnym i niedokładność badania przekracza klinicznie użyteczne limity przy stężeniu znacznie powyżej czułości analitycznej.
Jeśli niedokładność jest taka, że nie można powiedzieć z pewnością, że wyniki, powiedzmy, 0,4 µg/dL (5 nmol/L) i 0,7 µg/dL (9 nmol/L) są w rzeczywistości różne, czy nie byłoby lepiej zgłosić oba jako ”
W ostatecznym rozrachunku, zwykle nie jest to granica wykrywalności testu (czułość analityczna), ale raczej odtwarzalność wyników, która określa dolną granicę klinicznie wiarygodnej wydajności testu w rutynowej praktyce.

1. Spencer CA. Thyroid profiling for the 1990s: free T4 estimate or sensitive TSH measurement. 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. Przedruk (numer katalogowy ZD060) dostępny w DPC na życzenie.
*CLIA’88: amerykańska ustawa o doskonaleniu laboratoriów klinicznych.