两种质量规范在睾酮、皮质醇检测性能验证中的应用比较

廖红娟，张 援，宋爱晶，孙 娟，官凌菊

（广东省体育科学研究所，广东 广州 510663）

血睾酮（T）是机体内活性最高的一种雄激素，主要功能为促进机体的合成代谢。 一般认为，运动员适应训练负荷或身体机能良好时，睾酮水平变化不大，且有体能增强伴有睾酮增加的趋势；而在疲劳、过度训练或机能状态不佳时，睾酮水平则会明显下降， 所以血清睾酮可作为运动员选材和评定运动员机能状态的重要指标。 皮质醇（COR）是由肾上腺皮质分泌的一种甾体类糖皮质激素， 是促进机体进行分解代谢的重要激素， 尤其是对运动过程中涉及糖代谢的过程有重要的调节作用：在运动过程中升高可促进糖原分解供能，提高运动能力；在运动后持续保持高水平则会造成机体分解代谢过强， 不利于身体恢复， 因此皮质醇常用于评定运动员肾上腺皮质的机能和机体恢复状况［1］。

运动后睾酮和皮质醇的变化都较为复杂， 并且存在很大的个体差异（生物学变异），再加上测试过程中实验室所用的检测方法、人员操作等因素也会对检测结果产生较大影响，从而影响睾酮和皮质醇在监控运动员训练效果和身体机能状态中的精准应用。 在上述诸多影响因素中，检测方法的分析性能对检测结果正确性起关键作用， 实验室须选择分析性能优良的检测方法才能保证检测结果的准确性和可靠性。 那么怎样对检测方法的分析性能进行客观的评价呢？ 目前临床实验室一般是选择美国临床实验室改进修正法案’88 （CLIA’88）能力验证分析质量要求作为检测方法分析性能验证时的评价标准［2-5］。 而由生物学变异推导出的质量规范是建立在大量实验研究和临床工作经验的基础之上［6］，该质量规范虽被越来越多的实验室所接受， 并广泛应用于室内质量控制和室间质量评价中，但其在检测方法分析性能验证中的应用报道较少见。综上所述，本研究的目的是分析上述两种质量规范在睾酮、皮质醇主要分析性能验证中的应用， 以期找到适合运动生化实验室检测质量管理要求的质量规范，确保检测结果的准确性，从而做到精准地服务于体育科研。

1 材料和方法

1.1 仪器与试剂

仪器为西门子公司ADVIA Centaur XP 化学发光免疫分析仪。 试剂为西门子公司提供的T 试剂盒（批号180037）及校准品（批号 C7137）、COR 试剂盒（批号 019331）及校准品（批号 CE59）。

1.2 试验样本

精密度验证试验选用伯乐公司生产的免疫测定质控品，2个不同浓度水平（低值40 381，高值40 383），为减少瓶间差异，取2 套质控品按厂家说明书进行复溶，充分混匀后分装保存于-20℃。 正确度验证试验选用国家卫生健康委临检中心2021 年 第 1 次 内 分 泌 室 间 质 评 的 5 个 样 本 （202111 ～202115）。

1.3 方法

1.3.1 仪器准备

检测人员能熟练操作仪器， 根据厂家说明书规定的方法进行项目校准，校准后进行室内质量控制，质控结果在控才能进行试验样本的检测。

1.3.2 精密度验证

依据 WS/T 492-2016［7］、CLSI EP15-A3［8］文件要求，对两个浓度水平的质控品连续测定5 天，每天一个分析批，每个浓度水平分别取 3 支分装样本检测， 如此， 每个浓度水平得到15 个数据，计算每个浓度水平的批内变异系数（CV批内）和总变异系数（CV总）。 进行计算之前，先依据 WS/T 420-2013《临床实验室对商品定量试剂盒分析性能的验证》［9］建议进行离群值判断：计算所有测定值的总均值和标准差（SD），单次测定值如超出，则判断为离群值。离群值数量不超过总测试数据量的5%，故本实验至多允许剔除一个测试数值，如超过一个，该项目需重新检测。

1.3.3 正确度验证

依据 WS/T 492-2016［7］、CLSI EP15-A3［8］文件要求，对国家卫健委临检中心2021 年第1 次内分泌室间质评的5 个不同浓度水平样本连续测定5 天，每天每个样本重复测定两次，每个样本可得10 个数据，计算每个样本的均值、标准差、95%置信区间、与同组靶值比较的百分偏差。

1.3.4 质量规范

CLIA’88 质量规范规定睾酮、皮质醇的允许总误差（TEa）均为 25%［6］。 生物学变异包括个体内（CVI）和个体间（CVG）生物学变异，由生物学变异推导出的质量规范有“最低”“适当”“最佳”3 个层次， 最低的质量规范：CVA（分析不精密度）＜0.75CVI，BA（分析偏倚）＜0.375（CVI2+ CVG2）1/2；适当的质量规范：CVA＜0.50CVI，BA＜0.250 （CVI2+ CVG2）1/2； 最佳的质量规范：CVA＜0.25CVI，BA＜0.125（CVI2+ CVG2）1/2［6］。 睾酮、皮质醇的 CVI和CVG来源于Ricos 等［10］建立的生物学变异数据库，由这些数据计算出的质量规范的具体数据见表1。本研究中精密度验证试验以 1/4CLIA’88TEa （批内不精密度）、1/3CLIA’88TEa（实验室总不精密度）、 生物学变异导出的允许CV 作为评价标准，正确度验证试验以1/2CLIA’88TEa、生物学变异导出的允许Bias 作为评价标准。

表1 由生物学变异数据导出的质量规范

1.4 统计学分析

按照 WS/T492-2016、EP15-A3 文 件 要 求 ， 使 用 Excel2010、SPSS23.0 进行精密度、正确度验证的相关计算。

2 结果

2.1 离群值检验

通过将每个浓度水平15 个检测结果的最小值、最大值与各自水平的上下限比较，未发现离群值，见表2。

表2 T、COR 精密度验证离群值结果

2.2 精密度验证结果

睾酮、皮质醇的不精密度均满足CLIA’88 质量标准。以基于生物学变异的质量规范作为评价标准时， 睾酮的不精密度小于生物学变异导出的适当允许不精密度； 皮质醇的不精密度小于生物学变异导出的最佳允许不精密度，见表3。睾酮、皮质醇的两水平验证样本通过精密度验证。

表3 T、COR 精密度验证结果

2.3 正确度验证结果

从表4 可以看出，睾酮、皮质醇的5 个不同浓度样本的测定均值与靶值的百分偏差均小于1/2CLIA’88 TEa 要求。 睾酮低浓度样本的百分偏差最大，为-9.43%，大于生物学变异导出的适当允许偏倚，且其靶值也超出95%置信区间上限，未通过验证；其它浓度样本的正确度良好，通过验证。 皮质醇的不同浓度样本的百分偏差均小于生物学变异导出的最佳允许偏倚，同时靶值均包含在95%置信区间内，正确度良好，验证通过。

表4 T、COR 正确度验证结果

3 讨论

精密度和正确度是临床检验定量测定项目分析性能特征的主要指标。 未做修改的经确认的检测程序在常规使用之前，实验室应对其主要分析性能进行验证； 或检测程序在投入使用后，由于仪器设备的老化和磨损等原因都会影响检测结果，所以实验室也应定期至少对检测项目的精密度和正确度进行验证， 以确保其性能参数持续符合实验室的质量目标和使用要求［11］。

一个实验室选择什么样的质量规范作为检测程序性能验证的评价标准， 在一定程度上可表明实验室检测水平能达到何种程度。 CLIA’88 质量规范是基于法规和室间质评而制定的法规文件，在质量规范层级模式中处于第四级。 临床实验室通常把CLIA’88 可接受限作为允许总误差（TEa），然后根据经验将允许总误差转换为允许偏倚（一般为≤1/2TEa）和允许不精密度 （一般为批内不精密度≤1/4TEa， 总不精密度≤1/3TEa），作为实验室正确度和不精密度的评价标准［12-13］。 该质量规范不仅缺乏客观合理的依据， 而且在当前技术水平条件下其评价限过于宽松，不利于实验室检测质量的提高。 基于生物学变异的质量规范是通过调控项目的分析变异与生物学变异的比值所得， 综合考虑了健康人群生物学变异和临床工作需求，是较为客观合理的质量规范，处于质量规范层级模式的第二级，其性能优于 CLIA’88 质量规范［6，14］。 该质量规范根据健康人群检测项目的个体内、个体间生物学变异数据，通过一定的研究模型导出不精密度（CV%）、偏倚（Bias%）和总误差（TEa%）3 个分析质量指标的质量规范。 如果一个检验项目的检测质量能达到基于生物学变异的质量要求， 则可认为分析变异在检测过程中造成的结果改变是可以被接受的。

精密度是指在规定条件下， 对同一或类似被测量对象重复测量所得示值或测得值间的一致程度， 反映测量结果随机误差的大小［7］，常用不精密度表示。 较低的不精密度不仅可减少个体试验结果的固有变异性， 而且还有利于减少室内质量控制的成本。那么不精密度要低到什么程度才算是好的呢？相关学者通过计算得出分析不精密度小于1/2 个体内生物学变异（CVA＜0.50CVI）是合理的且是应用最为广泛的精密度质量规范（适当的精密度质量规范），此时约有12%的分析变异增加到试验结果的变异性中。 不同检验项目生物学变异是不同的，目前它们能达到的分析质量水平也不尽相同的，当检验项目很容易达到适当的精密度质量规范时， 则选择更为严格的精密度质量规范（最佳的精密度质量规范）作为评价标准，分析不精密度小于 1/4 个体内生物学变异（CVA＜0.25CVI），这时仅有3%的分析变异增加到试验结果的变异性中；反之，则选择不太严格的精密度质量规范（最低的精密度质量规范）作为评价标准， 分析不精密度小于3/4 个体内生物学变异 （CVA＜0.75CVI），此时则至多有25%的分析变异增加到试验结果的变异性中［6］。本研究中精密度验证结果显示，睾酮、皮质醇两水平验证样本的不精密度虽然能轻松满足CLIA’88 的CV 值要求，但无法对睾酮、皮质醇检测过程中的分析变异进行定量。当选择生物学变异推导出的精密度质量规范作为评价标准时，皮质醇的不精密度能满足最佳的允许CV 要求，说明随机误差较小，在皮质醇检测过程中至多有3%的分析变异可能会被带入到检测结果的变异中； 睾酮的不精密度能满足适当的允许CV 要求， 说明睾酮检测过程中约有12%的分析变异可能会被带入到检测结果的变异中。

测量正确度是指无穷多次重复测量所得量值的平均值与一个参考值间的一致程度， 反映测量结果系统误差的大小［7］，常用偏倚表示。 基于生物学变异的偏倚质量规范也有适当、最佳、最低3 个层次，反映了实验室检测结果的正确性，以及与其他实验室之间的可比性。 本研究中正确度验证试验使用了5 个不同浓度样本，基本覆盖了整个测量区间，能有效减少随机误差对验证结果的影响。 正确度验证结果显示，当选择1/2CLIA’88 TEa 作为评价标准时，睾酮、皮质醇的正确度验证可轻松通过。 当选择生物学变异推导出的偏倚质量规范作为评价标准时， 皮质醇的偏差均能满足最佳的允许Bias 要求，通过验证，说明皮质醇检测结果准确可靠；睾酮的偏差整体上能满足适当的允许Bias 要求，但低值样本的偏差较大，且其靶值超出了95%置信区间上限，未通过验证，说明睾酮低浓度样本检测结果受系统误差的影响比较大， 所以日常工作中对睾酮低浓度样本的检测结果应给予足够重视， 必要时制定相关的规则进行复检。

由生物学变异导出的质量规范与检测项目个体内及个体间的稳态调定点密切相关，所得允许不精密度、允许偏倚、允许总误差更加合理和严格， 将它作为检验项目分析性能验证的评价标准更科学合理。 目前，国内外尚缺乏关于专业运动员人群生化指标的生物学变异数据， 故本研究中睾酮和皮质醇生物学变异数据来源于国外学者提供的全球健康人群的研究数据［10］。 在将来的工作中，实验室可以对运动员人群血液生化指标的生物学变异进行研究， 再将其应用于运动生化实验室的检测质量控制中， 更好地保证运动员血液生化指标检测结果的准确性。

4 结论

在当前技术水平条件下，本实验室开展的睾酮、皮质醇项目的精密度和正确度能轻松满足CLIA’88 质量规范， 但该质量规范的评价限过于宽松，不利于实验室检测质量的提高。 经统计学分析，推荐选择基于生物学变异的“适当的质量规范”和“最佳的质量规范”作为本实验室乃至其他运动生化实验室中睾酮、皮质醇分析性能验证的评价标准，既能保证实验室高水平的检测质量， 又有利于科研人员科学地评价检测结果的变异是否真实反映运动员身体机能水平的改变， 从而为运动队提供更精准的科技服务。