Оценка качества иммунохимических исследований с применением сигмаметрии и выбором требований к аналитическому качеству на основании его текущего состояния (state-of-the-art)

Иммунохимические исследования играют важную роль в диагностике и мониторинге различных заболеваний, а для достижения надежных результатов исследований требуется высокий уровень аналитического качества. Высокий уровень качества лабораторных исследований — это одна из основных задач современной лабораторной медицины, которая реализуется за счет правильной организации внутрилабораторного контроля качества и внешней оценки качества. Сигмаметрия является дополнительным инструментом для оценки качества лабораторных исследований. Она позволяет оценить достигнутый уровень аналитического качества и достичь качества мирового уровня, где 6 Sigma означает, что на 1 миллион возможностей допускается только 3,4 дефекта [1]. Точное количество аналитических ошибок может быть определено количественно только с помощью сигмаметрии, а не с помощью данных внутреннего и внешнего контроля качества [2, 3]. Сигмаметрия является широко известным методом для достижения высокой степени эффективности и минимизации дефектов в производственных процессах [4, 5]. Тем не менее, вопреки своей широкой известности, данная методология до сих пор остается малоиспользуемой в лабораторной практике по разным причинам, одной из которых является установка требований к аналитическому качеству [6].

Уровень Sigma зависит от требований к качеству, установленных в лаборатории [6—8]. Согласно ГОСТ Р ИСО 15189—2015 в клинико-диагностических лабораториях должны устанавливаться и регулярно пересматриваться требования к качеству лабораторных исследований [9]. Согласно новой концепции выбора требований к аналитическому качеству, утвержденной экспертами Европейской федерации клинической химии и лабораторной медицины (EFLM) в 2014 г. на миланской конференции, лаборатории могут использовать независимо друг от друга три модели: «клинические исходы», «биологическая вариация», «текущее состояние аналитического качества (state-of-the-art)» [6].

Для реализации модели «текущее состояние аналитического качества (state-of-the-art)» используют требования к аналитическому качеству, установленные либо организаторами ВОК, либо регулирующими органами [6, 8]. S.A. Westgard и соавт. [10] опубликовали данные о консолидированном сравнении требований к аналитическому качеству для рутинных иммунохимических исследований, где обобщили диапазон требований из разных авторитетных источников — организаторов ВОК (RCPA, RIQAS и др.) и регулирующих организаций (CLIA, RilliBAK и др.). На основе этого диапазона требований выведены рекомендованные требования к ТЕа. А.В. Мошкин в недавней статье в журнале «Лабораторная служба» [6] предложил новый алгоритм выбора требований к аналитическому качеству на основе недавно опубликованных данных [10] S.A. Westgard и соавт. Согласно этому подходу, лаборатории сначала могут устанавливать рекомендованные S.A. Westgard и соавт. значения TEa, а затем, в зависимости от достигнутого качества, переходить на более мягкие или более жесткие требования в рамках опубликованного диапазона [10].

Подавляющее большинство опубликованных работ посвящено сигмаметрии биохимических исследований. Существенно меньше публикаций, посвященных сигмаметрии рутинных иммунохимических исследований, которые могут внести весомый вклад в расширение знаний в этой области [11].

Цель исследования — оценить качество иммунохимических исследований с применением сигмаметрии и выбором требований к аналитическому качеству на основании его текущего состояния (state-of-the-art).

Проведен ретроспективный анализ данных ВЛКК за период с августа 2023 г. по март 2024 г. Для установки требований к аналитическому качеству в формате ТЕа использовали консолидированные данные для иммунохимических исследований [10]. Выбор требований к аналитическому качеству и расчет Sigma проводили в два этапа. На первом этапе сигмаметрии устанавливали требования к аналитическому качеству на уровне рекомендованных значений [10]. На втором этапе для показателей с уровнем Sigma ≤3,5 устанавливали более мягкие требования, а для показателей с уровнем Sigma >6 — более жесткие из диапазона опубликованных требований, при наличии таковых [10].

Ежедневно контролировали следующие иммунохимические показатели: тиреотропный гормон (ТТГ), лютеинизирующий гормон (ЛГ), фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), эстрадиол, тестостерон, пролактин, прогестерон, кортизол, глобулин, С-пептид, инсулин, простатический специфический антиген общий (ПСА общий), антиген раковый 125 (СА-125), антиген раковый 15-3 (СА 15-3), антиген раковый 19-9 (СА 19-9), раково-эмбриональный антиген (РЭА), альфа-фетопротеин (АФП), ферритин, витамин B9, витамин B12. Каждый показатель имел более 100 контрольных измерений.

Исследования проводили на закрытых аналитических системах с использованием реагентов и калибраторов фирмы-производителя — автоматических иммунохимических анализаторах UniCel DxI800 (Beckman Coulter, США) и Cobas e411 (Roche Diagnostics International Ltd., Германия).

Для внутрилабораторного контроля качества использовали аттестованные контрольные материалы независимого производителя — Lyphochek Immunoassay Plus Control и Lyphochek Tumor Marker Plus Control (Bio-Rad, США).

Расчет сигмы производили автоматически в программе межлабораторного сравнения Unity Real Time (Bio-Rad Laboratories, США) по формуле:

Sigma = TEa — [Bias] / CV,

где TEa (%) — максимально допустимая общая аналитическая ошибка из диапазона опубликованных требований к аналитическому качеству для рутинных иммунохимических исследований [10]; Bias (%) — смещение относительно однородной группы сравнения в программе межлабораторного сравнения Unity Real Time; CV (%) — долгосрочный коэффициент вариации за период наблюдения (более 6 месяцев) по данным ВЛКК.

Оценку и анализ результатов сигмаметрии проводили на уровне контрольного материала, концентрация которого наиболее близка к зоне принятия клинического решения, при наличии таковых. Для остальных аналитов — на уровне с наихудшими значениями Bias и CV.

На первом этапе сигмаметрии из 19 анализируемых аналитов 3 (16%) показали отличные результаты с уровнем Sigma ≥6, где максимальное значение было получено для инсулина (Sigma 8,2). С другой стороны, 8 аналитов (42%) показали уровень Sigma ≤3,5, демонстрируя неудовлетворительные результаты с применением рекомендованных требований к общей допустимой ошибке. Наиболее низкое значение было зарегистрировано у прогестерона (Sigma 1,5) (таблица, 1 этап).

Результаты сигмаметрии рутинных иммунохимических исследований

Примечание. * — рекомендованное значение TEa из консолидированного сравнения требований к аналитическому качеству рутинных иммунохимических исследований [10]; ** — источники TEa из диапазона опубликованных требований, использованных для установки рекомендованного значения TEa [10]. Смена требований к TEa и расчет Sigma на 2 этапе не проводились.

После пересмотра требований к качеству и установки более мягких требований для аналитов с уровнем Sigma ≤3,5 было выявлено, что три аналита — лютеинизирующий гормон, фолликулостимулирующий гормон и прогестерон — так и не смогли превысить порог в 3,5 Sigma. После установки более жестких требований к качеству для аналитов с Sigma >6, показатель Sigma для С-пептида снизился с 6,5 до 4,5 (см. таблицу, 2 этап).

В результате проведенной сигмаметрии на анализаторе Cobas e411 были зарегистрированы максимальные значения Sigma для С-пептида (6,7) и инсулина (8,2) на уровне рекомендуемых требований к TEa. На анализаторе UniCel DxI 800 самое высокое значение Sigma было выявлено у тестостерона (6,0), а минимальное — у прогестерона (2,2) и фолликулостимулирующего гормона (2,5) при максимально допустимой TEa из диапазона опубликованных требований.

В зависимости от уровня Sigma лабораторные показатели можно разделить на 3 группы:

1. Sigma ≥6 — тестостерон (2 уровень), С-пептид, инсулин;

2. Sigma от 3,5 до 6 — ТТГ, кортизол, тестостерон (1 уровень), эстрадиол, пролактин, ПСА общий, СА-125, СА-15-3, СА-19-9, РЭА, АФП; ферритин, витамин B9, витамин B12;

3. Sigma ≤3,5 — ЛГ, ФСГ, прогестерон.

Отличный результат С-пептид продемонстрировал сигмаметрии на уровне рекомендованных требований к аналитическому качеству, но при установке более жестких требований не достиг уровня 5 Sigma. Тем не мене, уровень больше 4 Sigma для данного аналита считаем вполне приемлемым для дальнейшей работы с целью стремления к улучшению качества до 5 Sigma. Инсулин также продемонстрировал отличный результат сигмаметрии (Sigma 8,2), но выбор требований к TEa из диапазона опубликованных значений ограничен двумя источниками: Riqas 2022 SOTA (TEa=15,3%) и 2022 RCPA ALP (TEa=12%). При выборе TEa=15,3% Sigma _{инсулина} = 3,1 — такой уровень требований к аналитическому качеству недостижим для аналита на данном этапе, но возможно улучшение показателя Sigma при снижении параметра Bias (B _{инсулина} = 4,27%).

Неудовлетворительные результаты сигмаметрии прогестерона связаны с воспроизводимостью (CV 15,8%). Согласно данным о воспроизводимости из инструкции производителя, общая неточность (% CV) прогестерона на уровне концентрации (1,26 нг/мл) близкой к нашему значению (0,67 нг/мл) составила 14,73%. Относительный коэффициент вариации (CVR), рассчитанный на основании CV однородной группы сравнения (127 лабораторий) в Unity RT, составил 0,81. Учитывая, что воспроизводимость прогестерона лучше, чем в целом по группе сравнения (CVR <1,0) и долгосрочный CV_лаб. незначительно превышает CV_{произв.}, можно сделать вывод, что низкое значение сигмы связано с ограниченными возможностями самой тест-системы на низком уровне концентрации аналита. Неудовлетворительные результаты сигмаметрии ЛГ и ФСГ в большей степени связаны с положительным смещением (Bias 3,1 и 4,8% соответственно), а также с воспроизводимостью (CV 7,11 и 6,6% соответственно). Данные аналиты требуют особого внимания и усиления как статистического, так и нестатистического контроля качества.

По результатам сигмаметрии определен персонализированный алгоритм контроля качества и настроены контрольные правила в программе Unity Real Tame в зависимости от уровня Sigma [12]:

— 6 Sigma — правило 1_3S и 2 контрольных измерения в 1 цикле (N=2, R=1);

— 5 Sigma — правила 1_3S, 2_2S, R_4S и 2 контрольных измерения в 1 цикле (N=2, R=1);

— 4 Sigma — правила 1_3S, 2_2S, R_4S, 4_1S и 4 контрольных измерения в 1 цикле (N=4, R=1) или 2 контрольных измерения в 2 циклах (N=2, R=2);

— Sigma < 4 — правила 1_3S, 2_2S, R_4S, 4_1S, 8_x и 4 контрольных измерения в 2 циклах (N=4, R=2) или 2 контрольных измерения в 4 циклах (N=2, R=4).

Оценка качества иммунохимических исследований с помощью сигмаметрии и выбором требований к аналитическому качеству на основании его текущего состояния (state-of-the-art) позволила количественно оценить достигнутый уровень аналитического качества и сделать вывод, что в целом обе аналитические системы находятся под контролем. Так, 16 из 19 исследуемых аналитов (84%) достигли приемлемого уровня аналитического качества (из них 3 аналита (16%) достигли Sigma ≥6).

Однако выявленные неудовлетворительные результаты сигмаметрии для трех аналитов (ЛГ, ФСГ, прогестерон) с Sigma ≤3,5 указывают на значительные проблемы в качестве, что требует немедленного принятия корректирующих мер. Рекомендованные меры включают в себя пересмотр и оптимизацию системы статистического контроля качества, применение более строгих контрольных правил, базирующихся на допусках Westgard, изменения частоты и кратности проведения внутрилабораторного контроля качества в зависимости от уровня Sigma, а также усиление нестатистического контроля качества [2, 12]. Для улучшения аналитического качества немаловажным также является налаживание эффективного диалога с производителями аналитических систем для разработки и внедрения комплексных решений по оптимизации качества аналитических процессов [6].

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.