我国心肌标志物检验项目性能规范的设定*

杜雨轩，张诗诗，张传宝，汪静，王薇，王治国

(北京医院 国家老年医学中心 国家卫生健康委临床检验中心/北京市临床检验工程技术研究中心 中国医学科学院老年医学研究院，北京 100730)

性能规范(performance specification)是临床实验室为确保临床医生做出满意的临床决策所需达到的质量水平。我国部分临床检验项目室间质量评价(external quality assessment，EQA)的标准直接采用美国临床实验室改进修正案(Clinical Laboratory Improvement Amendments of 1988，CLIA′88)能力验证评价限(参见：www.westgard.com/clia.htm)。然而CLIA′88缺乏客观合理的依据和大数据支持。因此，用国外的EQA限值来衡量国内实验室的质量水平不合适，国内应按照可靠的方法、因地制宜地设定符合自己实际的评价标准。关于性能规范设定，国内外有诸多研究方法和成果[1-7]。意大利米兰会议最新确定的性能规范设定模式包括3种：基于分析性能对临床结果的影响而设定性能规范(模式一)，基于被测量的生物学变异(biological variation，BV)而设定性能规范(模式二)，基于当前技术水平而设定性能规范(模式三)[1,8]。其中关于模式一，其被测量可用于建立公认的切值或决定限，还可以直接影响对患者的管理及其临床结局；而模式二具有客观依据，适用于已经基于人群或特定个体建立BV数据的大部分检验项目，是最常用且被广泛接受的；而模式三通常是80%以上的临床实验室在当前技术水平下达到的性能水平，主要来源于EQA、室内质量控制(internal quality control，IQC)或既往的研究等。

心肌标志物检验项目在诊断方面发挥着重要作用，其性能规范的合理设定，可以提高实验室质量管理的水平和提升实验室检测结果的质量。已发布的卫生行业标准里已有肌酸激酶同工酶MB(CK-MB)的性能规范[2]。模式一相对困难，而由于获得BV数据的方法科学合理，使用BV数据设定的分析性能规范也具有客观依据，且适用于已经基于人群或特定个体建立BV数据的大部分检验项目[9]，因此本研究基于BV和当前技术水平设定性能规范，并利用EQA和IQC数据，制定我国心肌肌钙蛋白I(cTnI)和T(cTnT)、肌红蛋白(Myo)以及同型半胱氨酸(Hcy)4项心肌标志物检验项目的允许总误差(allowable total error，TEa)、允许不精密度(allowable imprecision，Ia)和允许偏倚(allowable bias，Ba)。

1 对象和方法

1.1对象 通过国家卫生健康委临床检验中心Clinet-EQA软件采集4项心肌标志物2008—2019年的EQA数据(包括EQA质控品的批号、靶值和测量结果)和2011—2019年的IQC数据(IQC质控品的批号、均值、标准差、当月累积在控CV)。基于4项心肌标志物的BV数据(参见：https://www.westgardqc.com/biodatabase-2014-update.htm)导出3种水平的TEa、Ia和Ba。

1.2方法 基于BV模式以及当前技术水平模式为cTnI、cTnT、Myo和Hcy推荐TEa、Ia和Ba[10]，包括基于BV导出的最低、适当和最佳水平TEa、Ia，以及当前技术水平导出的1/3TEa、1/4TEa。

1.2.1基于生物学变异模式

1.2.1.1推导TEa首先，计算每个参加实验室测量2008—2019年(cTnT、cTnI、Myo)或2015—2019年(Hcy)EQA各批号质控品的百分差值(见公式①)，再将该百分差值分别与基于BV导出的3种水平TEa比较。若某实验室测量某批号质控品的百分差值小于某水平TEa，则说明该实验室测量该批号质控品的总误差通过该TEa要求，然后可统计2008—2019年EQA各批号质控品的百分差值通过率(即各批号通过某水平TEa要求的实验室百分比)。

百分差值=(测量结果-靶值)/靶值×100 %[11]①

如果在基于BV导出的某水平TEa下，所有批号质控品的百分差值通过率均达80%以上，则该TEa满足作为备选推荐TEa的要求(因为要让大多数实验室能通过该标准)；反之，则不推荐。最后选择最严格的备选推荐TEa作为推荐TEa，见图1。

图1 选择推荐TEa的流程图

1.2.1.2推导Ia以 “当月累积在控CV” 作为不精密度的估计值[12]。再将每个实验室批号1～4质控品的当月累计在控CV分别与基于BV导出的3种水平Ia比较：若某实验室某批号质控品的当月累积在控CV<基于BV导出的某水平Ia，则该实验室测量该批号质控品的不精密度通过该水平Ia的要求，然后可统计2011—2019年(cTnT、cTnI、Myo)或2015—2019年(Hcy)IQC各批号质控品的CV通过率(即各批号通过某水平CV要求的实验室百分比)。如果在基于BV导出的最低水平、适当水平和最佳水平Ia下，所有批号质控品的CV通过率均达80%以上，则该CV满足作为推荐Ia的要求(使大多数实验室能通过该标准)，见图2。

图2 选择推荐Ia的流程图

1.2.1.3推导Ba根据Westgard提出的总误差计算公式：

TE=|bias|+z×CV[11]②

当TE≤TEa，进一步转化为下述公式：

|bias|≤TEa-z×CV[11](z由置信区间决定，通常取1.6) ③

1.2.2基于当前技术水平模式(模式3)

适用于没有BV数据或者有BV数据却无法使用基于BV导出的性能规范作为推荐性能规范的检验项目。

1.2.2.1推导TEa为了让大多数实验室能通过该标准(即80%以上的实验室能够通过而推导出的TEa)，根据各批号EQA质控品百分差值的分布规律，可用每个批号“百分差值”的P10～P90表示该批号80%的“百分差值”的分布区域，用区间形式表示：

(P10,P90)=(中位数-TEa当前,中位数+TEa当前)[11]④

P10为第10百分位数，P90为第90百分位数，TEa当前是指基于当前技术水平推导出的各批号的TEa。上式变形得公式⑤：

TEa当前=1/2×(P90-P10)[11]⑤

每年各批号的TEa当前数值不同，为确保该年份所有批号均有80%以上的实验室可以通过要求，取最大的TEa当前作为评价标准。

1.2.2.2推导Ia每个批号“当月累积在控CV”的P80(P80为第80百分位数)可作为该批号基于当前技术水平推导出的Ia，用Ia当前表示。每年各批号Ia当前的数值不同，为确保各年份所有批号均有80%以上的实验室可以通过要求，取最大的Ia当前作为评价标准。

1.2.2.3推导Ba

|bias|≤TEa-z×CV[11](z由置信区间决定，通常取1.65) ⑥

1.3评价标准 基于BV导出最低水平、适当水平和最佳水平的TEa、Ia和Ba，并将1/3TEa和1/4TEa(我国EQA计划中的评价标准，实验室可采用1/3TEa和1/4TEa作为不精密度的评价标准)也作为Ia的评价标准。Ia的5种评价标准分别为：评价标准1为基于BV导出的最低水平Ia；评价标准2为基于BV导出的适当水平Ia；评价标准3为基于BV导出的最佳水平Ia；评价标准4为1/3TEa；评价标准5为1/4TEa。

2 结果

2.1基于BV导出的心肌标志物的性能规范 基于心肌标志物BV数据导出最低水平、适当水平和最佳水平的Ia、Ba以及TEa，见表1。除外Hcy项目，其他项目均有BV数据，故Hcy项目采用基于当前技术水平模式制定性能规范。

2.2不同评价标准下的通过率 cTnI 2008—2019年EQA百分差值和2011—2019年IQCCV在不同评价标准下的通过率见图3。在基于BV导出的最低水平和适当水平TEa下，2019年所有批号的百分差值通过率均>80%(图3A、B)，故基于BV导出的最低水平和适当水平的TEa可作为推荐TEa；在基于BV导出的最佳水平TEa下，2008—2019年部分批号的百分差值通过率<80%(图3C)，所以最佳水平的TEa不满足作为推荐TEa的要求；而适当水平的TEa较严格(表1)，故建议使用27.91%作为cTnI项目的推荐TEa。在基于BV导出的最低水平Ia下，2019年所有批号的CV通过率均>80%(图3D)，故基于BV导出的最低水平的Ia可作为推荐Ia；在基于BV导出的适当水平和最佳水平Ia下，每年所有批号的CV通过率均<80%，故这2个水平的Ia均不满足作为推荐Ia的要求。同时，cTnT(2008—2019年)、Myo(2008—2019年)和Hcy(2015—2019年)EQA百分差值，以及cTnT(2011—2019年)、Myo(2011—2019年)和Hcy(2015—2019年)IQCCV在不同评价标准下的通过率如图4～6所示。根据不同评价标准下通过率的分析结果显示，cTnI、cTnT、Myo和Hcy推荐的性能规范见表2。

注：A、B、C分别为基于BV导出的最低、最适、最佳水平TEa下的通过率；D为2011—2019年不同评价标准下的通过率。●，评价标准1的通过率；▲，评价标准2的通过率；◆，评价标准3的通过率；■，评价标准4的通过率；△，评价标准5的通过率；2008年，n=5；2009—2019年，n=10。

注：A、B、C分别为基于BV导出的最低、最适、最佳水平TEa下的通过率；D为2011—2019年不同评价标准下的通过率。●，评价标准1的通过率；▲，评价标准2的通过率；◆，评价标准3的通过率；■，评价标准4的通过率；△，评价标准5的通过率；2011年，n=5；2008—2010年和2012—2019年，n=10。

注：A、B、C分别为基于BV导出的最低、最适、最佳水平TEa下的通过率；D为2011—2019年不同评价标准下的通过率。●，评价标准1的通过率；▲，评价标准2的通过率；◆，评价标准3的通过率；■，评价标准4的通过率；△，评价标准5的通过率，n=10。

注：A为基于当前技术水平导出的TEa下的通过率；D为2015—2019年不同评价标准下的通过率。●，评价标准1的通过率；▲，评价标准2的通过率；◆，评价标准3的通过率；■，评价标准4的通过率；△，评价标准5的通过率；n=10。

表2 cTnI、cTnT、Myo和Hcy的推荐性能规范

3 讨论

本研究直接获取2008—2019年EQA数据和2011—2019年IQC数据，并通过计算在各种不同评价标准下，各检验项目每年所有批号质控品的百分差值通过率和CV通过率；同时，本研究采用基于生物学变异和当前技术水平推导性能规范的方法，并且有大量数据的支持，因此推荐的Ia、Ba和TEa不仅是客观的，同时也符合我国临床实验室当前检测水平，可为我国临床实验室自行设定的心肌标志物的性能规范提供理论和数据支持。

另外，本研究是在获得推荐TEa和Ia后，根据推导出的公式6进一步获得推荐Ba。因此，对于每一个研究项目，实验室应该同时满足推荐Ia、Ba和TEa三者的要求，也就是说当实验室需要满足一定的总误差的要求时，若随机误差(不精密度)较大，则系统误差(偏倚)就需要减小，反之亦然。本研究暂未对cTnT项目推荐Ba，因为该项目的Ia接近TEa，导致无法根据公式计算Ba。说明在cTnT项目的检测中，随机误差占总误差的比重很大。因此，对于cTnT项目，实验室在提高准确度(减小总误差)的同时，也需要关注减小不精密度。

本研究存在不足。在理想情况下，为了对检测的性能水平有更准确的评价，对任一分析物检测最为科学的方法是根据不同浓度水平分别设定不同的TEa、Ia和Ba。针对不同浓度水平进行研究，在实际推导的工作中相对困难。目前，国际上使用的性能规范均未按浓度水平来进行设定。然而受检测灵敏度的影响，澳大利亚皇家病理学家学会质量保证计划(RCPAQAP)和CLIA′88涉及的评价标准设定特定的浓度分界点，大于此浓度以百分位数进行表示，而小于此浓度以绝对值的形式进行表示。另外，计算Ba的公式来自于Westgard提出的总误差计算公式，该方法存在一定缺陷[13]。本文中的BV数据是源自全球健康人群的研究，而不同地区的人群由于种族、环境、饮食等因素的差异可能会有不同的BV数据。因此，相关部门可以考虑研究并建立我国人群的BV数据，基于此导出的性能规范会更符合我国的实际情况。

国内临床实验室可以将自身实验室自行设定的心肌标志物性能规范与本研究推荐的Ia和Ba进行比较，可判断实验室用户自行设定的性能规范是否较为宽松或较为严格。若较严格，则说明实验室日常工作中实际的不精密度或偏倚已达到本研究推荐性能规范的要求；若较宽松，可以反映出实验室日常工作中实际的不精密度或偏倚较大，需要改进。实验室要加强对性能规范的了解，避免设定过于宽松的评价标准，而使得实验室的质量无法得到有效的监督和改进。同时，将试剂说明书提供的性能数据与本研究推荐的Ia和Ba进行比较，若试剂的CV或bias较大，说明试剂的不精密度或偏倚无法满足推荐Ia或Ba的要求，则试剂或不适用于实验室检测；若试剂的CV或bias较小，则试剂适用于临床实验室检测该项目。

当然，心肌标志物中，cTnI的性能规范还可以通过基于分析性能对临床结果的影响来进行设定[12]。对于心肌标志物这类有着极其重要临床意义的项目，临床实验室应当积极与相关临床科室合作，通过模式1设置能影响临床决策的性能规范。

总之，无论是EQA组织者还是实验室本身，都应该根据实验室的实际性能水平来设定合理的性能规范。