應用西格瑪度量和穩(wěn)健算法評價不同檢測系統(tǒng)糖化血紅蛋白檢測結(jié)果的可比性

康鳳鳳，單志明，宋 超，夏曉華，陳 倩，酈衛(wèi)星

（浙江省臨床檢驗中心 浙江省人民醫(yī)院 杭州醫(yī)學院附屬人民醫(yī)院，浙江 杭州 310014）

糖尿病及其慢性并發(fā)癥已成為全球范圍的重大公共衛(wèi)生問題。我國的糖尿病患者數(shù)量位居世界前列，患病率高達9.7%[1-2]。糖化血紅蛋白（glycated hemoglobin A1c，HbA1c）可反映既往2～3個月的平均血糖水平，且檢測結(jié)果的影響因素較少，是評估長期血糖控制狀況和療效觀察的重要指標[3]。2010年，美國糖尿病學會（American Diabetes Association，ADA）正式推薦HbA1c為糖尿病的診斷指標之一[4]，但我國尚未將HbA1c作為糖尿病診斷標準，也沒有中國人群診斷切點，主要原因是我國HbA1c檢測方法種類較多，各實驗室檢測結(jié)果的一致性尚不理想[5]。

室間質(zhì)量評價（external quality assessment，EQA）是臨床實驗室質(zhì)量保證的重要方法，通過分析和評價實驗室檢測中存在的問題，促進實驗室檢驗結(jié)果間的可比性，是臨床檢驗結(jié)果互認的重要依據(jù)。六西格瑪可用于檢驗中過程的性能評價和室內(nèi)質(zhì)控規(guī)則的設計，還可量化檢驗前和檢驗后過程的質(zhì)量。檢驗全過程的質(zhì)量指標結(jié)果評價可結(jié)合風險管理工具進行，以識別實驗室內(nèi)存在的主要問題[6]。關(guān)于西格瑪度量用于EQA和檢驗結(jié)果可比性的報道尚不多見，本研究采用穩(wěn)健統(tǒng)計方法評價HbA1c的EQA結(jié)果，并采用西格瑪度量評價各檢測系統(tǒng)的性能及各系統(tǒng)檢測結(jié)果的可比性。

1 材料和方法

1.1 質(zhì)控品

2018年浙江省HbA1c項目EQA中采用5個批號的質(zhì)控品，分別為20180911（批號為38561）、20180912（批號為38562）、20180913（批號為38542）、20180914（批號為38563）、20180915（批號為38553），均購自美國Bio-Rad公司。

1.2 方法

HbA1c項目的EQA全年共1次，浙江省臨床檢驗中心于2018年4月20日統(tǒng)一將5個標本分發(fā)至268家實驗室，實驗室收到標本后立即檢測，并通過Clinet-EQA回報檢測結(jié)果及使用的檢測系統(tǒng)。

268家實驗室均回報了5個標本的檢測結(jié)果。按照本研究先期介紹的穩(wěn)健統(tǒng)計算法[7]，通過Clinet-EQA軟件完成，以各標本的穩(wěn)健均值作為靶值，以穩(wěn)健變異系數(shù)（coefficient of variation，CV）為總CV。對10家及以上實驗室使用的檢測系統(tǒng)單獨分組，并進一步分析，將使用同一種檢測系統(tǒng)的實驗室視為一個整體，計算使用同的穩(wěn)健均值和穩(wěn)健CV。

采用Microsoft Excel軟件，每個分組的偏移（bias，Bias）按照公式：Bias（%）=（組均值-靶值）/靶值×100%計算。以6%允許總誤差（allowable total error，TEa）（美國病理學家協(xié)會評價標準），按公式：西格瑪=（TEa-|Bias |）/CV，計算5個標本各分組的西格瑪水平，以評價該檢測系統(tǒng)的整體性能。最后結(jié)合各分組的實驗室數(shù)量，計算5個標本的加權(quán)西格瑪水平。以相同的方式，計算TEa為12%（浙江省臨床檢驗中心EQA評價標準）和7%（國家衛(wèi)生健康委臨床檢驗中心EQA評價標準）時，5個標本的加權(quán)西格瑪水平。

1.3 選擇室內(nèi)質(zhì)控方案

根據(jù)計算出的西格瑪水平，選擇合適的質(zhì)控方案。以臨界系統(tǒng)誤差為下橫坐標、以西格瑪值為上橫坐標，以誤差檢出概率為縱坐標，繪制標準西格瑪質(zhì)控圖。曲線表示不同質(zhì)控規(guī)則及檢測數(shù)的統(tǒng)計效率。見圖1。

2 結(jié)果

5個標本的HbA1c檢測靶值分別為5.27%、9.53%、9.31%、13.99%和13.49%，對應的CV總分別為2.58%、1.85%、5.05%、2.70%和4.77%。

2.1 不同檢測系統(tǒng)的性能特征

圖1 臨界系統(tǒng)誤差-西格瑪質(zhì)控圖

將268家實驗室中納入統(tǒng)計分析的實驗室按使用的檢測系統(tǒng)分為4個組：A組（44家）、B組（87家）、C組（50家）、D組（26家）。各組的穩(wěn)健均值、穩(wěn)健CV及計算得到的Bias見表1。其中C組的實驗室間CV較小，5個標本的合成穩(wěn)健CV為1.68%（1.32%～1.81%）；B組、D組、A組5個標本的合成穩(wěn)健CV分別為2.20%（1.72%～2.64%）、2.43%（1.67%～3.38%）、2.49%（1.80%～3.16%）。C組5個標本的平均Bias最?。?.48%），B組、D組和A組分別為1.76%、2.28%和2.23%。

當TEa為6%時，A組、B組、C組、D組的西格瑪平均值分別為1.19（-0.35～2.39）、2.42（1.66～3.25）、2.95（2.20～3.44）、0.26（-2.76～2.92）。僅C組有3個標本和B組有1個標本的西格瑪水平＞3，其余均＜3，甚至為負數(shù)。見表1。

表1 各組（不同檢測系統(tǒng)）性能特征

續(xù)表1

2.2 不同質(zhì)量要求下的西格瑪水平

TEa為6%時，5個標本的加權(quán)西格瑪水平分別為2.48、3.00、0.87、2.41和1.30，平均值為2。TEa為7%和12%時，加權(quán)西格瑪均值分別為2.50和4.95。見表2。

2.3 質(zhì)控方案設計

當TEa為6%和7%時，即使選擇最嚴格的質(zhì)控規(guī)則和質(zhì)控檢測數(shù)也無法滿足誤差檢出率＞90%的目標。當TEa為12%時，可選擇單規(guī)則12.5s、1批/d和2個檢測數(shù)/批的質(zhì)控方案，其誤差檢出率為95%，假失控概率為3%。見圖2。

表2 不同質(zhì)量要求下的西格瑪水平

圖2 基于3種不同質(zhì)量要求的臨界系統(tǒng)誤差-西格瑪質(zhì)控圖

3 討論

糖尿病控制和并發(fā)癥試驗（the Diabetes Control and Complications Trial，DCCT）和英國前瞻性糖尿病研究（the United Kingdom Prospective Diabetes Study，UKPDS）均證實糖尿病并發(fā)癥發(fā)病風險與糖尿病患者HbA1c水平有關(guān)[8-9]。目前，我國各級醫(yī)療機構(gòu)檢驗科均開展了HbA1c檢測，并以EQA的方式監(jiān)測質(zhì)量水平。國際臨床化學和檢驗醫(yī)學聯(lián)合會推薦高效液相色譜串聯(lián)電噴霧一級質(zhì)譜法和高效液相色譜串聯(lián)毛細管電泳法為HbA1c參考方法[10]，但浙江省HbA1c項目EQA靶值仍為參加實驗室公議值，評價方式為項目合格率。

雖然浙江省本次H b A1c項目E Q A 合格率＞95%，但從西格瑪水平看，結(jié)果并不樂觀。西格瑪度量值的計算結(jié)果因選擇不同的TEa而不同，浙江省HbA1c項目的TEa較國際水平寬泛，計算所得加權(quán)西格瑪平均值為4.95，但使用美國病理學家協(xié)會和我國國家衛(wèi)生健康委臨床檢驗中心的TEa時，加權(quán)西格瑪平均值均＜3。不同濃度水平及不同檢測系統(tǒng)間的西格瑪水平有較大差異。C組的組內(nèi)CV和Bias最小，其西格瑪平均值最高。選擇TEa為6%時，僅C組的3個標本和B組的1個標本西格瑪水平＞3，其余均＜3，甚至為負數(shù)，與章曉燕等[11]采用正確度驗證計劃的研究結(jié)果相近。以實現(xiàn)檢驗結(jié)果互認為目標，將相同檢測系統(tǒng)甚至全省所有實驗室看作一個整體，其西格瑪水平為3時，代表其檢測結(jié)果不符合率達6.7%，這個結(jié)果無法滿足臨床的要求。因此，在未實現(xiàn)HbA1c標準化和一致化的今天，建議在臨床檢驗報告中注明檢測系統(tǒng)及其參考范圍。

目前，大部分實驗室HbA1c檢測的室內(nèi)質(zhì)控方案多按照美國臨床實驗室改進修正法規(guī)要求，即每天至少分析2個濃度水平的質(zhì)控品。而根據(jù)本研究計算的西格瑪水平，結(jié)合臨界系統(tǒng)誤差-西格瑪質(zhì)控圖進行分析，結(jié)果顯示，當選擇美國病理學家協(xié)會標準時，即使選擇最嚴格的質(zhì)控規(guī)則和質(zhì)控頻率，也無法保證期望的誤差檢出率。如果將HbA1c應用于糖尿病的診斷，臨床實驗室需進一步改進HbA1c的檢測性能，同時應加強室內(nèi)質(zhì)控，以提高誤差檢出率。

本研究采用的穩(wěn)健算法來源于ISO 13528附錄介紹的算法A，其客觀性和可靠性已在本研究團隊的前期研究中得到證實[7]，結(jié)合六西格瑪算法，不僅可評價單個實驗室的檢測性能，還可評價特定方法及特定方法間的性能特征，因此本研究建立的評價模型可推廣至其他定量檢測項目，尤其適用于無參考方法的檢測項目。

雖然EQA未采用新鮮血液樣本，質(zhì)控品會存在一定的基質(zhì)效應，影響西格瑪度量的計算，但事實上，臨床實驗室通常會更謹慎地對待EQA結(jié)果，包括儀器的校準、保養(yǎng)和保證多次室內(nèi)質(zhì)控結(jié)果在控等措施，而且單獨分組的實驗室間的變異往往小于未分組的檢測系統(tǒng)。此外，相關(guān)研究結(jié)果也表明，來源于HbA1c項目EQA參加者總體中位數(shù)的靶值與參考方法建立的靶值間差異并不明顯[12]。因此，本研究計算的西格瑪水平不一定較實際水平低，HbA1c項目實際的檢測性能可能更不樂觀。

綜上所述，西格瑪度量和穩(wěn)健算法相結(jié)合的評價方式可更深入和客觀地分析EQA結(jié)果。浙江省HbA1c檢測的質(zhì)量及可比性尚不理想，需進一步采取各項質(zhì)量管理措施，以實現(xiàn)檢驗結(jié)果互認的目標，滿足臨床診斷糖尿病的需求。