Jak zvýšit efektivitu programů EHK u hormonů


How to increase the effectiveness of EHK programs for hormones

Objective: Demonstration of low effectivity in programs EQA for hormone in serum and possibilities for its improvement. 

Method: Minireview about possibilities of improving reference values for assessment of results, for bias determination and for kind of control materials.

Results: Missing standardization, harmonization and metrological traceability are resolved by using average values from individual methods like EQA reference target for assessment of laboratory results. There are frequently subdivided according to platforms and “generations” of the same producers. It leads to minimalization of validity in quality assessment and paradoxically to falsely high successfulness of labs in EQA. We briefly introduce possibilities of improvement of validity and effectiveness of hormone measurement by different ways. From mathematical recalibration to standardization by means of mass spectrometry methods.

Conclusion: Commutability of control materials and creating the reference systems based on mass spectrometry can resolve poor situation and increase effectiveness of ERQA programs for hormone.

Keywords: EQA, hormones, standardization and harmonization, commutability, effectiveness.

Keywords:

effectiveness – Hormones – EQA – standardization and harmonization – commutability


Autori: B. Friedecký 1,2
Pôsobisko autorov: Ústav klinické biochemie a diagnostiky, Fakultní nemocnice Hradec Králové 1;  SEKK s. r. o., Pardubice 2
Vyšlo v časopise: Klin. Biochem. Metab., 29, 2021, No. 4, p. 216-219

Súhrn

Cíl: Demonstrovat nízkou efektivitu programů EHK u stanovení hormonů v séru a naznačit možnosti zlepšení.

Metoda: Minireview možností lepšího stanovení referenčních hodnot, bias a volby kontrolních materiálů

Výsledky: Situace, kdy chybí standardizace, harmonizace a metrologická návaznost měření je řešena použitím středních hodnot souborů výsledků a pokud ani to nevede k dostatečné úspěšnosti laboratoří, přikročuje se k jejich další stratifikaci podle generace kitu a přístrojové platformy. To vede k úspěšnosti laboratoří za cenu dramatického snížení výpovědní hodnoty o analytické kvalitě. Jsou uvedeny možnosti zlepšení matematickou modifikací cílových hodnot nebo lépe standardizací, realizovanou vytvořením referenčních systémů na bázi metod hmotnostní spektrometrie.

Závěr: Komutabilita kontrolních materiálů a referenční systémy, založené na referenčních metodách hmotnostní spektrometrie mohou vyřešit situaci a nasměrovat program EHK u hormonů k validitě a efektivitě.

Klíčová slova:

efektivita – Externí hodnocení kvality – hormóny – standardizace a harmonizace – komutabilita

Nízká informační hodnota výsledků hormonů v programech externího hodnocení kvality

Běžným stavem programu EHK u hormonů rozumíme použití komerčních lyofilizovaných materiálů k dosažení vysoké stability a bezproblémové logistiky vzorků a referenčních hodnot, definovaných jako střední hodnoty měření (průměr, median), získaných z výsledků stejných metodických skupin, definovaných výrobcem kitů a/nebo měřící platformou. Použití referenčních hodnot bez ohledu na metodu (buď získaných referenčním metodickým postupem nebo návazným kalibrátorem nebo střední hodnotou všech měření není s ohledem na stav standardizace možný. Dlouholeté zkušenosti ukazují, že v některých případech jsou evidovány dramatické diference nejen mezi středními hodnotami metod různých výrobců, ale I mezi různými metodami, použitými v kitech stejných výrobců, a dokonce i mezi kity stejného výrobce u stejné metody téhož analytu. To v případě náhlé inovace metody, která obvykle způsobí dočasný (někdy velmi dlouhý) výskyt starých a nových generací kitů vedle sebe. Jako příklad takové náhlé modifikace může posloužit rychle realizované přepracování řady kitů řady výrobců k eliminaci (nebo k podstatné redukci) interference biotinu u řady imunochemických metod Všechny tyto situace vedou k těžko řešitelným problémům exaktního stanovení referenčních intervalů a rozhodovacích diagnostických limitů a k de facto k akceptování nesmyslné představy, že diference výsledků měření mezi metodami jsou normální. Zachycuje takový stav běžného programu EHK realitu klinického významu výsledků měření hormonů? A koneckonců je vůbec dost podstatný k posouzení skutečné kvality laboratoří? Je zřejmé, že ne. Zejména zde nelze určit bias měření a porovnat tak kvalitu kitů (platforem) mezi sebou. Jediné, co lze vyhodnotit dostatečně exaktně, je mezilaboratorní preciznost měření v rámci metodické skupiny, resp. v některých případech i tam zúženě v rámci použitého metodického principu nebo dokonce jen v rámci aktuálně na trhu přítomné “generace” reagencií.

Intervaly “cílových hodnot” odečtené z výsledků programu SEKK (cyklus E12/21), uveřejněné v Tabulce 1, ilustrují nízkou efektivitu programů EHK dostatečně výmluvné.

Tab. 1. Demonstration of target values used for hormone results quality in one survey of year 2021. As targets were used average values from Abbott, Beckman, DiaSorin, Roche, Siemens kits. Siemens value for TSH were subdivided for results assessment into 3-4 groups. 1690 results of Germany, Czech, Slovak laboratories
Demonstration of target values used for hormone results
quality in one survey of year 2021. As targets were used
average values from Abbott, Beckman, DiaSorin, Roche, Siemens
kits. Siemens value for TSH were subdivided for results
assessment into 3-4 groups. 1690 results of Germany, Czech,
Slovak laboratories

Reálné hodnoty diferencí mezi metodami měření hormonů a programy EHK [1, 2]

O stanovení reálných hodnot bias pro potřeby programů EHK u pěti hormonů (B 12, folát, ferritin, TSH, fT4) se relativně nedávno (a v literatuře ojediněle) pokusili norští autoři [1] s použitím kitů dominantních výrobců Roche, Abbott, Siemens, Beckman. Neměli k dispozici referenční hodnoty, získané referenčními metodami nebo pomocí referenčních materiálů. Určili je úpravou středních hodnot výsledků, dosažených jednotlivými kity. Výsledky experimentu nebyly povzbuzující.

Jejich shrnutí:

  • Jen v případě folátu byly hodnoty bias u všech metod nižší než hodnoty, odvozené z biologických variabilit.
  • V ostatních případech byly signifikantně vyšší a velmi rozdílné u různých výrobců.
  • Komerční kontrolní vzorky EHK vykazovaly vysoký podíl nekomutability (Tabulka 2) a ta stanovení bias znemožňuje a efektivitu EHK dramaticky omezuje. To je obecně hlavní příčinou omezené efektivity programů EHK.
  • Přestože diference mezi výrobci jsou vysoce signifikantní, jejich údaje o hodnotě referenčních intervalů se téměř neliší, neboli jinak řečeno, výrobci svá data referenčních intervalů nevalidují (aspoň ne dostatečně [1, 2]).

Tab. 2. Commutability of “reference” serum material (serum XC) and EQA commercial samples [1]
Commutability of “reference” serum material (serum
XC) and EQA commercial samples [1]

Norští, švédští a nizozemští autoři se snaží řešit složitou situaci EHK hormonů aplikací standardizovaného postupu (flowchard), hodnocení výsledků EHK společně vypracovaného a užívaného při hodnocení účastnických laboratoří, na jehož bázi jsou vypracovávana hodnocení jednotlivých kontrolních cyklů s cílem dosáhnout lepší a validnější klinické interpretace [2]. Tento postup by měl identifikovat důvody, zdroje a nebezpečí chyb a diferencí, jejich možný původ, zodpovědnost za ně, návrhy řešení (včetně dialogů s výrobci) a další aspekty. Není to řešením všech problémů, nicméně při hodnocení hormonů v EHK nelze setrvat jen u prostého vyhodnocení číselných odchylek laboratoří od příliš stratifikovaných vztažných hodnot.

Matematický přístup k harmonizaci měření thyroidních hormonů

Byl uplatněn v řadě prací Thienpontové a spolupracovníků a převzat pracovní komisí IFCC pro standardizaci thyroidních hormonů IFCC-C-STFT [3]. Byl použit s modifikovanou podobou výpočtu i dalšími autorskými kolektivy, například opakovaně v Itálii [4], tam za pomoci big data přístupu (nad 125000 výsledků kitů Abbott, Beckman, Roche). Jde o rekalibraci výsledků TSH, dosažených různými metodami pomocí jedné referenční cílové hodnoty, získané matematickou kalkulací z výsledků účastníků cyklu EHK. Podle pracovní skupiny IFCC-C-STFT vede tato rekalibrace ke snížení hodnot CV% (z 9,8 % na 4,5 %) a k podstatnému zúžení hodnoty referenčních intervalů (podle C-STFT z 0,27 - 2,19 IU/L na 0,12 - 0,77 IU/L). Podobně je tomu v italské práci [4]. Skupina C-STFT uvedla, že z 15 testovaných kitů TSH se po této rekalibraci dosáhlo u 14 z nich hodnot celkové chyby nižší, než je požadovaná, odvozená z biologické variability (28 %). Tento postup by měl přispět podstatně k zásadnímu zlepšení efektivity EHK thyroidních hormonů, ovšem za předpokladu komutability kontrolních materiálů. Program CAP (proficiency testing USA) nabízí ke kontrole kvality cyklus thyroidních hormonů s harmonizovanými hodnotami CAP ABHT, který by měl umožnit prověření této matematické harmonizace v rutinních laboratořích při EHK.

Standardizace stanovení hormonů a hmotnostní spektrometrie

Použití separační metodologie k stanovení hormonů je logické pro svou vysokou analytickou senzitivitu, nízký vliv matricových vlivů a možnost paralelního měření vice analytů. a byla podrobněji formulována například Stenmannem v roce 2013 [5]. Již dřívější práce Soldina a kol. [6] experimentálně s pozitivními výsledky ověřily tuto možnost pro thyroidní hormony [6].

Soubor 16 steroidních hormonů byl analyzován metodou LC-MS/MS včetně určení jejich referenčních intervalů poměrně nedávno a mohl by posloužit jako nástroj standardizace obecně stanovovaných hormonů testosteronu, kortizolu, DHEA-S [7]. Metoda LC-MS/MS dovoluje analýzu volných a vázaných frakcí analytu a osvědčuje se i při stanovení v jiných materiálech, než v krevní plasmě (například v moči). Rozpracování referenčních metod LC-MS/MS by mělo být prvním krokem k vytvoření referenčního systému, potřebného k zajištění metrologické návaznosti, která by zase měla být nezbytným nástrojem dosažení klinické validity a efektivity EHK.

Jako obzvlášť aktuální se jeví potřeba standardizace parathyroidního hormonu PTH. Klinický význam tohoto hormonu je pro sledování kostního metabolismu a chronické ledvinové choroby klíčový, ale nedostatečná standardizace měření, vedoucí k nesrovnatelnosti výsledků a jejich závislosti na generaci metody a kitu výrobce, nedovoluje v textu příslušného guidelines z roku 2017 [8] jednoznačný závěr o klinických rozhodovacích hodnotách PTH.

Potřeba standardizace PTH je naprosto zřejmá a k její nekonečně dlouho se táhnoucímu a zatím nerealizovanému řešení byla nově ustanovena Pracovní skupina IFCC C-BM (kostní markery). Její činnost je popsána a spočívá ve vytvoření referenčního systému měření a metrologické návaznosti stanovení PTH, přičemž bude hlavní roli hrát referenční metoda LC-MS/MS [9] v kombinaci s certifikovanými referenčními materiály s validovanou komutabilitou.

Evropská komise pro biologickou variabilitu (EuBIVAS) je odborným nástrojem EFLM pro stanovení hodnot požadavků na výsledky v programech EHK (APS-analytical performance specification) a pro stanovení hodnot RCV (reference change values), klíčových dat diagnostických rozhodovacích procesů. Data jsou soustřeďována v EFLM-EuBIVAS databázi a recentně byla shrnuta v příslušné publikaci [10]. Data, týkající se hormonů jsou velmi nečetná a pokud jsou k nalezení, jsou kalkulována zásadně jen pro jednu metodu (kit, platformu). V případě thyroidních hormonů a PTH pro metody Roche [10, 11]. U PTH jde o data biointaktní frakce (3 generace Roche) Tím se dále potvrzuje, že diagnostickou efektivitu výsledků měření hormonů lze kvantifikovat (referenčními intervaly a hodnotami RCV) jen v rámci jediné metody. Obdobně jako hodnocení analytické kvality. O to víc je zapotřebí razantního zvýšení úrovně harmonizace a standardizace.

Současné možnosti zvýšení efektivity programů EHK představují cykly, nabízené v programu CAP-US ABS (testosterone, estradiol, kortisol, FSH, LH TSH, SMBG) a CAP AB GIC (glukóza, insulin, C-peptid), disponující komutabilními kontrolními materiály s hodnotami, stanovenými referenčními metodami LC-MS.

Tyto materiály jsou zaměřeny na validaci stupně standardizace nebo harmonizace a představují, jak lze zvýšit okamžitě potenciál programů EHK, pokud se respektují soudobé trendy. Časově a množstevně omezené použití menšího počtu těchto materiálů v běžných cyklech programů EHK by nebylo od věci.

Asi nejlepším řešením by bylo přejít i v rutinních laboratořích u některých klíčových analytů (steroidní hormony. parathormon, ale i vitamin D) přímo od imunoanalytických metod k metodám hmotnostní spektrometrie, zařazeným přímo do automatizovaných systémů. Ještě nedávno spadala tato myšlenka do oblasti “fantasy” prózy, ale situace se prudce změnila a takový přístup se stává u některých výrobců skutečností (Roche, ThermoFisher).

Shrnutí

Standardizace, harmonizace, komutabilita. Tři kouzelná slova k hodnocení laboratoří a metod stanovení hormonů. Cílem je na nejmenší možnou míru redukovat stratifikaci cílových vztažných hodnot, založených na středních hodnotách souborů homogenních výsledků. Tedy nepotvrzovat homogenitu výsledků za každou cenu a ve prospěch producentů i laboratoří, ale omezovat dostupnými prostředky důsledky jejich heterogenity. Stratifikace vztažných hodnot podle metod, platforem, či generací snižuje efektivitu programů EHK v řadě případů na minimum. Potřebná je také důkladnější interpretační složka při tvorbě výsledkových komentářů kontrolních cyklů. A co je nejdůležitější? Bez standardizace a harmonizace měření nelze spolehlivě určit hodnoty referenčních intervalů a rozhodovacích mezí, což má velmi omezující vliv na klinickou interpretaci výsledků.

Autor prohlašuje, že není ve střetu zájmů

Do redakce došlo 21. 10. 2021

Adresa pro korespondenci

RNDr. Bedřich Friedecký, Ph.D.

Střelničná 1680, 182 00 Praha 9

e-mail: friedecky@sekk.cz


Zdroje
  1. Kristiansen, G. B., Rustad, P., Berg, J., Aakre, K. M., Analytical bias exceeding desirable quality goals in 4 out of 5 commonimmunoassays, Results of a native single serum sample external quality assessment program for cobalamine, folate, ferritin, thyroid stimulating hormone and free T4 analyses. Clin. Chem., 2016, 62(9), s. 1255-1263.
  2. Kristensen, G. B., Meijer, P., Interpretation of EQA results and EQA-based trouble shooting. Biochem. Med., 2017, 27(1), s. 49-62.
  3. Thienpont, L., Van Uytfange, K., De Grande, L. et al., Harmonization of serum Thyroid-Stimulating hormone measurements paves the way for the adoption of a more uniform reference interval. IFCC committee for standardization of thyroid function tests (C-STFT). Clin. Chem., 2017, 63(7), s. 1248-1260.
  4. Padoan, A., Clerico, A., Zanimotto, M. et al., Percentile transformation and recalibration function allow harmonization of TSH immunoassay results. Clin. Chem. Lab. Med., 2020, 58(10), s. 1663–1672.
  5. Stenman, U. H., Standardization of hormone determination. Best Pract. Res. Clin. Endocrinol. Metab., 2013, 27(6), s. 823-830.
  6. Soldin, O. P., Soldion, S. J., Thyroid hormone testing by tandem mass spectrometry. Clin Biochem 2011, 44(1), s. 89-94.
  7. Eisenhofer, G., Peitzsch, M., Kaden, D. et al., Refrerence intervals for plasma concentrations of adrenal steroids measured by LC-MS/MS. Impact of gender, age, oral contraceptives, body mass index and blood pressure status. Clin. Chim. Acta, 2017, 470, s. 115–124.
  8. Cavalier, E., Vasikaran, H., Bhattoa, H. et al., The path to the standardization of PTH: Is this a realistic possibility? A position paper on the IFCC-C-BM. Clin. Chim. Acta, 2021, 515, s. 44-51.
  9. Keteller, M., Black, G. A., Evenepoel, P. et al., Executive Summary of the 207 KDIGO Chronic Kidney Disease-Mineral Bone Disorder (CKD-MBD) Guidelines Update: What is Charged and why it matters. Kidney Int., 2017, 92(1), s. 26-36.
  10. Carobene, A., Aarsland, A. K., Barlett, W. A. et al., The european biological variation study (EuBIVAS): a summary report. Clin. Chem. Lab. Med., 2021, https://doi.org/10.1515/cclm-2021-0370.
  11. Bottani, M., Banfi, C., Guerra, E. et al., EuBIVAS study: within-and between- subject biological variation non-estimates for serum biointact parathyroid hormone. Ann. Trassl. Meds., 2020, 8, s. 855.
Štítky
Biochémia Nukleárna medicína Nutričný terapeut
Prihlásenie
Zabudnuté heslo

Zadajte e-mailovú adresu, s ktorou ste vytvárali účet. Budú Vám na ňu zasielané informácie k nastaveniu nového hesla.

Prihlásenie

Nemáte účet?  Registrujte sa