kvalita v laboratorní medicíně Pracovní skupina WG IFCC Komutabilita referenčních, kalibračních a kontrolních materiály.

Transkript

1 Pracovní skupina WG IFCC Komutabilita referenčních, kalibračních a kontrolních materiálů. Graficky je nejvýhodnější zobrazit rozdíly hodnot referenčních materiálů a klinických vzorků buď od jejich průměru nebo od hodnot, získaných referenční metodou RMP (reference method procedure). Jako příklad možného hodnocení je uveden graf 1. B. Friedecký, J. Kratochvíla Doporučení pracovní skupiny IFCC 2018 Komutabilita je vlastnost referenčního materiálu (RM) projevující se ekvivalencí matematických vztahů mezi výsledky různých postupů měření u RM a u reprezentativních typů vzorků, které mají být měřeny (1, 2). Nedostatek komutability vede k chybným výsledkům měření a k chybným závěrům o kvalitě analytické činnosti. V definici je zmíněným referenčním materiálem obvykle míněn kalibrátor a další specifikované materiály jsou obvykle běžné či kontrolní vzorky. Postupy měření uvedené v definici jsou míněny postupy měření předcházející a následující u referenčního materiálu (kalibrátoru) v hierarchii kalibrace (3). Komutabilita je tedy vlastnost referenčních materiálů, včetně komerčních kalibrátorů a kontrolních materiálů, určených k programům vnitřní kontroly i externího hodnocení kvality. A rozumí se jí to, že kalibrační a kontrolní vzorky se při měření mají chovat stejně jako vzorky nativní (pacientské). Jde o vlastnost popisující rozdíly mezi matricemi kontrolních a klinických vzorků a významně přispívající k dosažení srovnatelných výsledků analýz v různých laboratořích. Dostatečný stupeň komutability je nutnou podmínkou metrologické návaznosti kontrolních materiálů a komerčních kalibrátorů na certifikované referenční materiály. Pracovní skupina WG IFCC pro komutabilitu referenčních materiálů publikovala současný, aktualizovaný pohled na problém komutability v roce 2018 a ten je předmětem našeho stručného sdělení (4, 5, 6). Hodnocení komutability se zde provádí vyhodnocením rozdílů hodnot bias u referenčních materiálů a klinických vzorků pro jednotlivé metodické postupy. Graf 1. Hodnocení komutability pěti referenčních materiálů (RM1 až 5) třemi různými postupy měření (x, y, z) volně dle (4). Černé body jsou klinické vzorky; body s úsečkami pak materiály RM. Dvě šrafované podélné čáry jsou předdefinované maximální bias. Materiály RM 1, 3, 5 jsou hodnoceny jako komutabilní pro všechny tři (x, y, z) metody. Místo rozdílů (osa y) je možné použít hodnot CRV (certified reference value). Nezbytnou podmínkou pro smysluplné testování komutability je adekvátní analytická selektivita metod, jejich dostatečná preciznost a dostatečný pracovní rozsah hodnot obsahu použitých klinických vzorků. Použití klinických vzorků od jednotlivých pacientů je lepší zárukou výpovědní hodnoty testu komutability než použití poolů sér. Nekomutabilita referenčních materiálů je jedním z tří hlavních zdrojů chyb (nejistot) měření. Jsou jimi: neoptimální kalibrace (konstrukce kalibrační funkce) chybné hodnoty kalibrátorů (s nedostatečnou metrologickou návazností na referenci) 33

2 Graf 2. Simultánní hodnocení komutability referenčního materiálu pro 10 různých postupů měření (část A) a pro případ, že je dostupná hodnota referenční metody (část B) volně dle (5). Postup 8 není komutabilní při hodnocení v párech s ostatními postupy (1-7, 9 i 10). Tomu odpovídá i výsledek při aplikaci CRV (RMP). Označení C (komutabilní) I (kontroverzní) a N (nekomutabilní) lze nahradit v grafu hodnotami bias (nebo celkových chyb měření). 34 nedostatečná komutabilita materiálů (s matricovými vlivy). Výrobci odpovídají za stupeň komutability svých referenčních materiálů. Kritéria komutability nejsou stanovena jako jednoznačné hodnoty / limity. Základním přístupem je souvislost komutability s hodnotami APS analytical performance specification u programů EHK (7, 8, 9), hodnotami biologických variabilit (10, 11) a s aplikací nejistot měření, vypočtených podle GUM Guide to the expression of uncertainty in measurement 2008 (12), nebo přístupem Westgarda dle celkových chyb měření (13). Programy EHK a komutabilita K odhadu komutability kontrolních materiálů v programech EHK mohou sloužit hodnoty bias nebo celkové chyby (TE) rutinních metod, vypočtené jako rozdíly průměrů výsledků měření rutinních metod od referenční hodnoty, nebo od průměru všech měření. Rutinními metodami se zde myslí analytické měřicí systémy různých výrobců. Dobrým a jednoduchým způsobem, jak verifikovat komutabilitu kontrolních materiálů EHK, je porovnání s programy EHK, které použily nativních kontrolních materiálů s validovanou komutabilitou. Jako příklad uvádíme dvě evropské studie publikované v současnosti. Evropská studie INPUtS versus program SEKK/ AKS-vliv matrice kontrolních vzorků U 16 základních analytů krevního séra byla možnost porovnat hodnoty celkových chyb mezinárodního programu INPUtS 2016 (směsi nativních klinických vzorků) s materiály SEKK 2016 až 2017, používajícími lyofilizované vzorky sér (souběžně s programy EHK RfB Bonn). Výsledky lze nalézt v bulletinu FONS 4/2016, popis programu INPUtS a jeho výsledky jsou publikovány v mezinárodní studii (7). Přibližná data celkových chyb programu SEKK (AKS 2/16 až AKS 2/17), INPUtS (evropští účastníci studie bez nizozemských laboratoří) a NL (nizozemští účastníci programu INPUtS) jsou uvedena v tabulce 1. Matrice kontrolních vzorků neovlivnily výsledky měření Na, K, Cl, Ca, Mg, kyseliny močové, glukózy, celkového proteinu a cholesterolu. Snížená srovnatelnost výsledků měření rutinních enzymů rovněž není závislá na typu matric vzorků, ale je důsledkem nižší úrovně standardizace evropských účastníků programu INPUtS. Také nedostatečná úroveň srovnatelnosti stanovení kat. k. ALP je zapříčiněna nedostatečným stupněm standardizace a nesouvisí s rozdílností matricí použitých kontrolních materiálů. Zjevnou a rozdílnou hodnotou celkové chyby TE v programu SEKK ve srovnání s TE programu INPUtS je významně potvrzena jen nedostatečná komutabilita kontrolních vzorků SEKK pro metodu měření cholesterolu platformou Siemens Dimension. Evropská studie stanovení glykovaného hemoglobinu HbA 1c (EurA 1c ) a vliv matrice kontrolních materiálů Výsledky této studie jsou shrnuty v tabulce 2. Bylo použito dvou odlišných matricí s jednotnou referenční hodnotou, danou IFCC referenční metodou pro stanovení HbA 1c jak z plné krve, tak z lyofilizovaného hemolyzátu (8). Data tabulky 2 ukazují dobrou úroveň shody mezi materiály na bázi nativních klinických vzorků a na bázi lyofilizovaných hemolyzátů (kromě POCT metody Vantage). Často diskutovaný problém komutability kontrolních materiálů bývá někdy způsoben nižší kvalitou lyofilizovaných kontrolních materiálů, někdy i principiálně odlišným uspořádáním měřícího systému a naopak,

3 Tabulka 1. Celkové chyby INPUtS versus SEKK. Lyofilizované versus klinické kontrolní materiály Analyt Celková chyba TE (%) SEKK INPUtS Nizozemsko Draselný kation 4,6 6,1 4,7 Sodný kation 4,0 3,9 3,2 Chloridová anion 5,2 5,1 4,0 Vápník celk. 4,7 6,3 5,2 Hořčík 6,7 11 7,2 Kyselina močová 8, Glukóza 7,0 7,5 6,7 Celkový protein 5,8 7,3 6,4 Cholesterol 6,8 7,9 7,5 Cholesterol Dimension 23 7,5 - AST ALT α-ams CK LD GGT ALP Tabulka 2. EurA1c 2018 Metoda Bias (mmol/mol) / CV (%) Plná krev Hemolyzát Abbott enzymaticky 0,2 / 3,5-3,0 / 6,0 Beckman AU 0 /6,7 4,2 / 6,0 BioRad D 10 1,5 / 4,8-1,4 / 5,5 BioRad D 100-0,4 /2,9-0,1 / 2,1 BioRad Variant 1,2 / 3,5 2,1 / 5,1 Menarini 8160, ,9 / 2,9 0,3 / 3,7 Roche -0,1 / 3,7 1,6 / 4,9 Sebia Capillarys 2+3 0,2 / 2,4 0,2 / 2,4 Siemens Vantage 1,4 / 4,3 5,2 / 6,2 Siemens Dimension 1,3 / 4,0 1,8 / 5,0 Tosoh G 7 1,5 / 3,9 1,2 / 5,0 Tosoh G 8 1,3 / 2,7 0,1 / 3,8 Trinity 1,3 / 3,3 0,4 / 2,3 při dostatečné kvalitě lyofilizovaných kontrolních materiálů jsou vzorky obou matricí použitelné srovnatelně. Kritéria posouzení komutability Konkrétní hodnoty pro kritéria komutability referenčních a kontrolních materiálů nejsou zatím obecně sjednocené, uveřejněné a používané. Jejich číselné 35

4 36 hodnoty vycházejí z definice komutability (jedná se o maximální tolerované diference mezi hodnotami bias referenčních a klinických materiálů). V práci pracovní skupiny WG-IFCC (4, 5, 6) je návrh celého postupu stanovení kritéria komutability uveden. V zásadě jde o to, aby hodnota kritéria komutability byla nižší nebo rovna hodnotě akceptovatelného bias. Zde mohou poskytnout orientaci aktuální práce o akceptovatelných hodnotách kvality rutinních metod-aps (9) a o hodnotách biologických variabilit, pořízených pracovní skupinou EuBIVAS (10, 11). Ukázka je uvedena v tabulce 3. Tabulka 3. Maximální akceptovatelné hodnoty bias, vypočtené z dat EuBIVAS Analyt B max (%) Draselný kation 1,4 Sodný kation 0,3 Chloridová anion 0,4 Vápník celk. 0,8 Hořčík 1,6 Kyselina močová 4,2 Glukóza 2,1 Celková bílkovina 1,2 Cholesterol 3,6 Triacylglyceroly 10,7 Močovina 5,8 Bilirubin 11 Kreatinin 4,0 ALT 7,4 α-ams 7,8 Postup vyhodnocení komutability u navržených referenčních materiálů byl detailně popsaný v případě stanovení HDL a LDL cholesterolu (14). K ustanovení kritéria bylo použito dvou způsobů. První byl statistický a vycházel z reálně naměřených hodnot rozdílů mezi 8 testovanými metodami, druhý použil hodnot bias, požadovaných lékařským doporučením Národního cholesterolového edukačního programu pro dospělé (NCEP), kde akceptovatelné hodnoty bias byly b = 4 % pro LDL a b = 5 % pro HDL cholesterol. Dvě aplikace kritéria komutability vedly k diametrálním rozdílům v závěrech. Zatímco při statistickém hodnocení z naměřených diferencí a rozptylů byly všechny 4 testované referenční materiály pro stanovení HDL cholesterolu komutabilní, při aplikaci bias NCEP byl komutabilní jen jeden materiál. U LDL cholesterolu dokonce statistické kritérium označilo za komutabilní jen jeden materiál a při použití hodnot bias pro LDL cholesterol dokonce ani jeden. Komutabilita referenčních materiálů v dokumentaci výrobců IVD MD Zajistit a ověřit komutabilitu referenčních materiálů a kalibrátorů je povinnosti výrobců. K tomu by bylo nezbytné uvádět přímo jako součást dokumentace popis celého řetězce metrologické návaznosti a hodnotu výsledné nejistoty kalibrátoru. Ve skutečnosti je výrobci komutabilita jen slovně deklarována a metrologická návaznost navíc často jen uvedena na vnitřní standardy výrobce bez ohledu na propojení s materiály vyššího metrologického řádu. Tím se může vysvětlit, že u metod, teoreticky schopných disponovat systémem metrologické návaznosti a tím i možnosti poskytnout srovnatelné výsledky mezi metodami a laboratořemi, se stále udržují významné rozdíly, projevující se nevhodně vysokými hodnotami celkových chyb, jak je zřejmé u měření rutinních enzymů v evropském programu INPUtS (7). Malé ohledy výrobců na řádný popis metrologické návaznosti na skutečný stav komutability jejich referenčních materiálů a i na používání slova komutabilita (často jako zaklínadlo údajně vysvětlující právě se vyskytující analytické problémy) jsou zcela běžné a chybné. Pokud si vývoj, inovace a další vlivy vynutí změny ve složení reagencií a kalibrátorů, bývá dominantní starostí výrobce zajistit si v daném programu EHK vždy speciální způsob hodnocení uvnitř nově vyčleněné stejnorodé skupiny peer group tak, aby bylo zajištěno úspěšné hodnocení účastníků potvrzené certifikátem. Přitom v současnosti je již k dispozici dostatek objektivních studií, dobře mapujících situaci a prozrazujících výrobcům, jak a kam směřovat své úsilí. Dvě aktuální studie (INPUtS, a EurA 1c ) jsme právě popsali. Nekomutabilita kontrolních lyofilizovaných materiálů je v mnoha případech způsobena nedostatečnou kvalitou materiálů samotných. Tyto kontrolní materiály s nedostatečnou kvalitou matrice jsou hodnoceny a používány bez dostatečného ohledu k zásadám metrologické návaznosti. Jejich hodnoty jsou ustanovovány stejnými metodami, kterými jsou poté hodnoceny a v podstatě problémy metrologické návaznosti neřeší, naopak je zamlžují. Asi nejdramatičtějším současným problémem kontroly analytické kvality je soustavná snaha vyhýbat se co nejvíc systému hodnocení pomocí third party - třetí strany, nezávislé na zájmech výrobců.

5 Tabulka 4. Současné studie komutability u jiných než obvykle sledovaných základních analytů Analyt Referenční materiál Testování Literatura α-ams (pankr) CMV Vitamin D IRMM (sérový) 1 CMV WHO IS SRM-NIST 972a, CAP, DEQAS Současné studie komutability referenčních materiálů Zatím jsme zvyklí na časté a s jistými problémy v podstatě funkční systémy kontroly kvality, založené na referenci vyššího metrologického řádu, na metrologické návaznosti a na hierarchii referenčních materiálů jen u základních analytů krevního séra a několika dalších standardizovaných analýz. U větší části metod však tento exaktní přístup nelze vlivem charakteru současných metod uplatnit. A tento problém není v materiálech pracovní skupiny IFCC z roku 2018 nijak významně řešený. Nicméně činnost rutinních zdravotnických laboratoří se v současnosti posouvá mnohem dál. Proto uvádíme na závěr naší informace v tabulce 4 stručný přehled prací o stavu komutability u řady novějších analytů na podkladě skutečnosti, že problémy komutability a nekomutability, metrologické návaznosti, srovnatelnosti výsledků a standardizace sahají mnohem dál, než jsme byli doposud zvyklí a navíc, že problémy kontroly kvality, kalibrace, srovnatelnosti a komutability rutinních metod a materiálů jsou i v oblastech imunochemických, genomických, mikrobiologických a dalších ekvivalentní s problémy dosavadních běžných rutinních metod a materiálů klinických laboratoří. Jsme si jisti, že počet takových studií bude rychle narůstat. 5 rutinních metod; 30 sérových poolů Studie UK NEQAS; 10 rutinních metod LC-MS -VDSP 50 sér / 17 metod AFP WHO AFP 72/225 5 rutinních metod C-peptid 1 IS C peptid 13/1 46 Ref. metoda RP-HPLC Amyloid β Pool likvoru 8 rutinních metod LDL, HDL cholesterol 4 pooly sér 8 rutinních metod EBV 1 WHO IS EBV TaqMan, Quiagen Karbamazepin, Kys. valproová EHK materiály Preference klinických vzorků Clin Chem 2018, 64/8: J Clin Virol 2018, 104:39-47 J AOAC Inter 2017, 100: Arch Pathol Lab Med 2017, 141: Clin Chem Lab Med 2017, 55: Clin Chem Lab Med 2016, 54: Clin Chem 2015, 61/8: J Clin Microbiol 2014, 52: Ther Drug Monit 2015, 37/4: Literatura 1. TNI :2009. Mezinárodní metrologický slovník - Základní a všeobecné pojmy a přidružené termíny (VIM-3), článek UNMZ ISO Guide 30 zaveden jako TNI POKYN ISO 30:2016 Referenční materiály Vybrané termíny a definice. Článek ; CAS ISO 17511:2019 In vitro diagnostic medical devices requirements for establishing metrological traceability of values assigned to calibrators, trueness control materials and human samples. ISO Geneve Miller WG, Schimmel H, Rej R, Greenberg N, Ceriotti F. a spol.: IFCC working group recommendation for assessing commutability. Part 1. General experimental design. Clin Chem 2018, 64/3: Nilsson G, Budd JR, Greenberg N, Delatour V, Rej R. a spol.: IFCC working group for assessing commutability. Part 2: Using the Difference in Bias Between a Reference Material and Clinical Samples. Clin Chem 2018, 64/3: Budd JR, Weykamp C, Rej R, MacKenzie F, Ceriotti F. a spol.: IFCC working group for assessing commutability. Part 3: Using the calibration effectiveness of a reference materials. Clin Chem 2018, 64/3:

6 7. Weykamp C, Secchiero S, Plebani M, Thelen M, Cobbaert C, Thomas A a spol.: Analytical performance of 17 general chemistry analytes across countries and across manufacturers with INPUtS project of EQA organizers in Italy, the Netherlands, Portugal, United Kingdom and Spain. Clin Chem Lab Med 2016, 55: The EurA 1c Trial Group: EurA 1c : the European HbA 1c Trial to Investigate the Performance of HbA 1c Assays in 2166 Laboratories across 17 Countries and 24 Manufacturers by Use of the IFCC Model for Quality Targets. Clin Chem 2018, 64/8: Ceriotti F, Fernandez-Cale P, Klee GG, Nordin G, Sandberg S. a spol.: Criteria for assigning laboratory measurands to models for analytical performance specifications defined in the 1st EFLM strategic conferences. Clin Chem Lab Med 2017, 55: Aarsand AK, Roraas T, Bartlett WA, Coskun A, Carobene A. a spol.: Harmonization initiatives in the generation, reporting and application of biological variation data. Clin Chem Lab Med 2018, 56/10: Aarsand AK, Diaz-Garzón J, Fernandéz-Calle P, Guerra E, Locatelli M. a spol.: The EuBIVAS: within and between-subject biological variation data for electrolytes, lipids, urea, uric acid, total protein, total bilirubin, direct bilirubin and glucose. Clin Chem 2018, 64/9: Farrance I, Badrick T, Frenkel R.: Uncertainty in measurement and total error: different roads to the same quality destination? Clin Chem Lab Med 2018 doi: /cclm Westgard JO, Westgard SA.: Measuring analytical quality: total analytical error versus measurement uncertainty. Clin Lab Med 2017, 37/1: Korzun WJ, Nilsson G, Bachmann LM, Myers GL, Sakuraxbashi I, Nakajima K a spol.: Difference in bias approach for commutability assessment: application to frozen pool of human serum measured by 8 direct methods for HLD and LDL cholesterol. ClinChem 2015, 61: