三种血清肌酐定量检测方法分析总误差的评估

Evaluation of total analytical error for three quantitative methods of serum creatinine detection

摘要

目的 评估3种血清肌酐定量检测方法的分析总误差是否符合临床检测要求，为实验室选择定量检测方法提供数据支持。 方法 依据美国临床和实验室标准化协会（CLSI）EP21及中华人民共和国卫生行业标准WS/T 409-2024《临床定量检测方法分析总误差的评估》要求，以血清肌酐参考方法为比对方法，评估Dimension EXL 200、C16000、cobas c 702这3种不同厂家血清肌酐定量检测方法的分析总误差。选择美国国家标准与技术研究院的标准参考物质NIST SRM 909c、国际参考实验室临床室间质量评价（RELA）提供的2022年、2023年比对样本进行正确度实验。用选择的3种常规方法和参考方法同时测量120份临床血清样本的肌酐含量。采用非参数分析法分析结果，以95％检测结果在允许总误差目标内为判断标准，计算3种常规检测方法的分析总误差。以国家卫健委临床检验中心室间质评允许总误差（±12.0％）为接受标准评价结果。 结果 参考方法和3种常规测量方法对NIST SRM 909c及RELA样本的检测结果均符合正确度验收标准，偏倚在-1.70％~4.20%之间。本次评估使用的样本血清肌酐浓度范围为34.3~1 147.3 μmol/L，在该浓度范围内，Dimension EXL 200的分析总误差低限为-5.24%，高限为0.55%；C16000的分析总误差低限为-5.21%，高限为2.04%；cobas c 702的分析总误差低限为-4.82%，高限为1.26%；以上分析总误差均在允许总误差（±12%）范围内。 结论 本实验室在用的3种定量检测方法对血清肌酐的测定结果满足95％的结果偏差小于±12.0％允许总误差的目标，满足临床检测的性能要求。

Abstract

Objective To evaluate the total analytical error of three quantitative assays for serum creatinine to verify their compliance with clinical testing requirements and provide evidence for laboratory selection of quantitative detection methods. Methods In accordance with the requirements of Clinical and Laboratory Standards Institute（CLSI） EP21 and the health industry standard of the People's Republic of China WS/T 409-2024 Evaluation of Analytical Total Error of Clinical Quantitative Detection Methods， the reference method for serum creatinine was used as the comparative method to evaluate the total analytical error of serum creatinine quantitative assays on three analytical systems from different manufacturers： Dimension EXL 200， C16000 and cobas c 702. Trueness test was performed using NIST SRM 909c from the National Institute of Standards and Technology（NIST）， and the 2022 and 2023 interlaboratory comparison samples provided by the Reference Laboratory External Quality Assessment（RELA）. The creatinine concentration in 120 clinical serum samples was measured simultaneously using the three selected conventional methods and the reference method. Non-parametric statistical analysis was performed. Total analytical error was calculated for three routine methods， with ≥95% of test results falling within the allowable total error limits serving as the acceptance criterion. The allowable total error（TEa，±12.0%） from the External Quality Assessment of the National Health Commission Clinical Laboratory Center was used as the acceptance standard to evaluate the results. Results The test results for NIST SRM 909c and the RELA samples obtained by the reference method and the three conventional measurement methods were all met the acceptability criteria for trueness， with the biases ranging from -1.70% to 4.20%.The serum creatinine concentrations of the samples used in this evaluation ranged from 34.3 to 1 147.3 μmol/L. Within this concentration range， the total analytical error of the Dimension EXL 200 was from -5.24% to 0.55%. For the C16000， the total analytical error ranged from -5.21% to 2.04%， while that of the cobas c 702 was from -4.82% to 1.26%. All of them were within the TEa of ±12%. Conclusion The three quantitative detection methods used in this laboratory meet the criterion that 95% of the result deviations fall within the TEa of ±12.0%， demonstrating satisfactory performance for clinical testing of serum creatinine.

关键词

肌酐 / CLSI EP21 / 分析总误差 / 允许总误差 / 参考测量方法 / 常规检测方法

Key words

creatinine / CLSI EP21 / analytical total error / allowable total error / reference measurement method / routine detection method

血清肌酐含量的测定是评估肾小球滤过率的重要检测项目，其检测的准确性对于多种疾病的诊断与疗效监测有着重要意义^［1-3］。目前临床实验室多采用苦味酸法和肌氨酸氧化酶法检测血清肌酐含量。研究显示2种方法的检测结果一致性较差^［4，5］，实验室在引进检测方法时，对其分析总误差（analytical total error，ATE）的评估就显得尤为重要。依据 美国临床和实验室标准化协会（CLSI）EP21文件的规定：检测方法与参考方法或能溯源到参考方法/权威标准物质的方法间，检测结果的差值位于指定比例（通常为90％，95％，99％）所包含的区间就称为定量检测方法的ATE。

本研究依据卫生行业标准WS/T 409—2024《临床定量检测方法分析总误差的评估》和CLSI EP21文件的要求^［6，7］，分析评价了北京航天总医院生化检验实验室和急诊检验实验室在用的3套血清肌酐检测系统的分析总误差，以评估其能否满足临床检测需求。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

1.1.1 常规检测方法一

检测仪器为美国西门子Dimension EXL 200生化分析仪，肌酐测定试剂盒（酶法，批号DF270B）为美国西门子医学诊断股份有限公司产品。仪器设置参数为：双波长（540 nm/700 nm）终点法，反应温度37.0 ℃，反应时间8.7 min，样本加样量为6 μL，试剂1加样量为110 μL，试剂2加样量为116 μL。检测校准品为：Dimension化学定标液（3个浓度水平）批号DC18C，可溯源至美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）SRM 967（血清肌酐有证参考物质）。质控品为伯乐生命医学产品（上海）有限公司产品（批号45950），质控均值为73.0 μmol/L，变异系数（coefficient of variation，CV）3.0%；质控品45951质控均值为168.0 μmol/L，CV3.0%；质控品45952质控均值为558.0 μmol/L，CV 2.5%。

1.1.2 常规检测方法二

检测仪器为雅培C16000生化分析仪，肌酐测定试剂盒（酶法）为北京九强生物技术股份有限公司产品（批号25-1112）。仪器设置参数为：双波长（546 nm/700 nm）终点法，反应温度37.0 ℃，反应时间10 min。样本加样量为4 μL，试剂1加样量为180 μL，试剂2加样量为60 μL。检测校准品为：北京九强生物技术股份有限公司生化多项校准品，批号24-0402（2个浓度水平），可溯源至NIST SRM 967（血清肌酐有证参考物质）。质控品为伯乐生命医学产品（上海）有限公司产品（批号45981），质控均值为92.0 μmol/L，CV2.5%；质控品45982质控均值为191.0 μmol/L，CV2.0%；质控品45983质控均值为630.0 μmol/L，CV1.5%。

1.1.3 常规检测方法三

检测仪器为罗氏cobas c 702全自动生化分析仪，肌酐测定试剂盒（酶法）为罗氏诊断产品有限公司产品（批号（10）89025501）。仪器设置参数为：双波长（546 nm/700 nm）终点法，反应温度37.0 ℃，反应时间10 min，样本加样量为15 μL，试剂1加样量为77 μL，试剂2加样量为38 μL。检测校准品为罗氏生化多项校准品［批号10759350（2个浓度水平）］，可溯源至NIST SRM 967（血清肌酐有证参考物质）。质控品为罗氏诊断产品有限公司产品（批号708185），质控均值为89.0 μmol/L，CV2.5%；质控品535719质控均值为330.0 μmol/L，CV2.0%。

1.1.4 比对方法

采用参考实验室依照国家卫生健康委员会行业标准WS/T414—2024《血清肌酐测定参考方法—同位素稀释液相色谱串联质谱法》的相关技术要求研建的肌酐参考方法^［8］。主要仪器设备和试剂：超高效液相色谱串联三重四级杆质谱联用仪Xevo TQD I-CLASS购自美国Waters有限公司；氮气吹干装置购自Agela公司；Synergi Hydro-RP C18柱（2.0 mm×150.0 mm，粒径4 μm）购自美国Phenomenex公司；肌酐纯品标准物质为日本国家计量院（National Metrology Institute of Japan，NMIJ）标准品6005a，纯度为99.9%；d3-Cr标记物购自美国Cambridge Isotope Laboratories公司，同位素丰度为98%；无水乙醇、乙酸铵（色谱级）购自美国Sigma公司；乙腈（质谱级）购自美国Fisher公司；XSE205DU十万分之一分析天平（德国梅特勒托利多公司）。色谱条件：流动相组成为：98% 5 mmol/L乙酸铵水溶液加2%乙腈，流速为200 μL/min，进样体积为10 μL。

1.2 检测样本

正确度验证实验样本中NIST SRM 909c参考值为（72.89±1.61）μmol/L，国际参考实验室临床室间质量评价（the ring trials of reference laboratories in medicine，RELA）所提供的2022及2023年度比对样本，其参考值为：2022RELA-A 494.2 μmol/L、2022RELA-B 169.6 μmol/L、2023RELA-A 40.5 μmol/L、2023RELA-B 88.9 μmol/L，其合格结果范围为参考值±5%。比对实验样本为收集的120例检验科已经完成检测的血清，其肌酐浓度范围为：34.3~1 147.3 μmol/L。为了使验证实验的样本具有较高的代表性，仅排除明确对肌酐检测有影响的重度溶血样本，其他黄疸、轻度溶血、不同程度乳糜的样本也收集在内。研究通过了北京航天总医院的医学伦理审查：［（2024）临床（03）-1］。

1.3 方法

1.3.1 正确度验证实验

依据比对方法的前处理及检测步骤检测相关验证质控物，常规方法在每日校准并检测其相关质控品通过后，上机检测相关验证质控物。

1.3.2 常规方法检测样本

3种常规检测方法在每日质控合格后，从120例样本中随机选择10~15例样本上机单次检测，分10个工作日完成120例样本的检测。常规检测系统的校准与质控工作与平时检测临床样本相同，无任何其他特殊操作。

1.3.3 比对方法检测样本

使用参考方法连续10个工作日完成120例样本的检测，每例样本检测2次取检测均值进行统计学分析，每批次实验均检测有证标准物质SRM 909c作为质控，以保证参考方法测量结果的准确性。

1.4 统计学分析

依据文件要求实验样本例数超过120例采用非参数分析方法进行统计学分析：①分别计算3种常规方法与比对方法检测结果的绝对偏差和百分偏差，将偏差以升序排列，排序后的偏差以d₁…d_n …d₁₂₀表示；②根据分析总误差区间，确定分析总误差的低限百分位数（P_L）和高限百分位数（P_H），本次研究区间设为95％，高、低限百分位分别为97.5%和2.5%；③计算相应百分位的序号位：低序号位=0.5+n×P_L，高序号位=0.5+n×P_H，（公式中n代表样本的个数）。

2 结果

2.1 正确度验证结果

参考方法和3种常规测量方法对有证参考物质NIST SRM 909c、2022RELA、2023RELA比对样本的检测结果均值均在合格范围内，偏倚在-1.70%~4.20%之间（见表1）。

2.2 常规方法与比对方法检测结果的百分偏差

用3种常规方法及比对方法检测随机收集的120例患者血清标本中肌酐的含量，每个样本每种常规方法检测1次，比对方法检测2次取均值。使用得到的检测数据完成所需的计算，包括：比对方法的均值、常规方法与比对方法测定结果的百分偏差、低序号位及高序号位。计算结果显示：常规方法一检测120例患者剩余血清的结果与比对方法的检测结果百分偏差在-7.93%~1.20%之间，按升序排列详细序位号部分结果见表2。常规方法二检测120例患者剩余血清的结果与比对方法的检测结果百分偏差在-6.94%~2.69%之间，按升序排列详细序位号部分结果见表3。常规方法三检测120例患者剩余血清的结果与比对方法的检测结果百分偏差在-7.27%~2.62%之间，按升序排列详细序位号部分结果见表4。

2.3 常规方法分析总误差低限、高限的计算

本次研究分析总误差的范围设定为95%的区间，因此高低百分位分别为97.5%和2.5%。低序号位为3.5，高序号位为117.5。两者为非整数，通过计算，3种方法的分析总误差的高低限值均在允许总误差（±12%）的范围内，即本实验室在用的3种检测方法对血清中肌酐的测定结果满足95％的结果偏差小于±12.0％允许总误差的目标要求（见表5）。

3 讨论

实验室对患者标本的检测结果是临床诊疗的一部分，有时实验室检测结果在很大程度上会影响医生对患者做出的临床决策，如果实验室出具的结果有误差，那么即使事后发现了这种情况，修正检测结果对于临床医生而言也毫无意义，因为他已经根据该结果做出了错误的临床决策。对于实验室来说，如何减少检测结果的误差是一个必须解决的现实问题^［9，10］。由于任何实验都是受多重因素影响的，因此误差没有办法完全避免。根据检验实验开展的过程，通常分为检验前、检验中、检验后3个部分。其中真正能够较好开展评估与规避的部分通常是检验中的部分。因此对于试剂生产商而言，评估产品的分析总误差，有助于敦促其分析自身产品中不精密度及偏倚的来源，从而从源头上减少分析总误差。使其能够为检测实验室提供更优质准确的检测产品，进而减少错误的临床决策产生。而对于检测实验室来说，正确评估实验室在用或者即将引入的定量检测方法的分析总误差可以明确这些检测方法是否满足临床决策的需要，并且为实验室质量管理提供数据支持^{［11，12］}。

依据CLSI EP21文件描述，其所讨论的分析总误差是指待评价的定量检测方法与参考方法或能溯源到的参考方法/权威标准物质的方法间，其检测结果的差值位于指定比例（通常为90％，95％，99％）所包含的区间。这种情况下，参考方法被认为没有偏倚或者少有偏倚，这样待评价方法与参考方法的偏倚就归因于其分析总误差。本次实验选择使用参考方法作为比对方法，实践了WS/T 409—2024中所提供的简化计算方法，高效简洁地评估了在用常规检测方法的分析总误差。本实验室在用的3套常规检测方法其分析总误差的高低限均小于国家卫健委临床检验中心室间质评允许总误差（±12.0%）。本次实验结果显示，3种检测方法均满足允许总误差要求，依据相关评价文件的描述，当实验得到的分析总误差低限和/或高限超出允许总误差时，该检测方法不宜用于临床检测^［7］。该项目的允许总误差与分析总误差的低限和/或高限比值越大，检测方法越能满足临床需求。同时分析总误差也可以作为实验室内部设置允许总误差的参考，以本次研究肌酐为例，室间质评允许的总误差为±12.0%。本次评估使用的样本血清肌酐浓度范围为34.3~1 147.3 μmol/L，在该浓度范围内，本实验室在用的3种检测方法的分析总误差在-5.24%~2.04%的范围内，提示实验室在日常质量管理时可以将允许总误差从12.0%调整到更低的水平，在利用平时数据评估分析总误差时可以更好地监测检测方法的实验性能。

本研究也存在一定的局限性，例如由于临床试剂采购的管理问题，本次研究的常规检测方法未使用不同批次的试剂和校准品，在今后的研究中将做进一步的改善研究。

综上所述，本研究依据WS/T 409—2024《临床定量检测方法分析总误差的评估》文件提供的方法评估了实验室在用的肌酐定量检测方法，其评估结果良好，符合临床的相关检测要求。为实验室在引进新的定量检测方法时提供了更多的性能评估选择，也为实验室日常质量管理提供了数据支持。

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基金资助

北京吴祖泽科技发展基金会项目(Wzz20220701)