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在传染病检测中使用第三方质控品的重要性
历史上,传染病血清学检测主要依赖生物学方法,如补体固定试验、血凝抑制试验等,这类方法以红细胞的凝集或溶血现象作为抗体存在与否的判断指标,通常需满足4倍稀释滴度差异,方可认定抗体水平存在显著变化。20世纪90年代,酶免疫分析(Enzyme Immunoassay, EIA)技术问世,推动传染病抗体检测从传统生物测定法逐步向微孔板EIAs及自动化检测平台转型。无论是比色法、免疫荧光法还是化学发光法,这类检测均通过反应产生的信号强度计算度量单位并报告结果,其中最常用的信号截止(S/CO)比率,是将患者样本信号与制造商设定的临界值(CO)进行对比后得出的任意单位。
临界值(CO)是检测结果判读的核心依据,用于区分含目标分析物与不含目标分析物的样本群体。需明确的是,S/CO值及其他任意单位虽会随样本中抗体量的增加而升高,但检测系统并非直接测量样本中抗体的绝对含量,而是检测患者样本中抗体与检测体系固相载体上抗原的结合量。
随着免疫检测法在高通量免疫测定平台的普及,此类平台同时承担着临床生化分析物的检测任务。在部分发达国家,传染病检测已从微生物实验室转移至“中心实验室”,其仪器设备、检测流程及质量控制过程均由实验室统一系统管理,且多沿用临床化学检测的传统管理模式。但需注意,葡萄糖、钾等惰性化学物质的检测,核心是测量样本中分析物的实际含量,检测系统可校准至国际标准,结果以国际单位制(SI)表示,适配相关统计学方法;而传染病检测得出的S/CO等任意单位,易受多种因素影响。
这些影响因素既与被检测抗体相关,包括抗体亲和力(作者同时使用avidity与affinity两个术语,二者均指代亲和力:其中avidity指整个抗体分子(含二聚体、五聚体)结合抗原的能力,affinity则指单个Fab区结合抗原表位的能力)、致病因子的基因型/亚型、疾病进展阶段、患者免疫状态;也与检测本身相关,如目标抗原特性、结合物中所用抗体类型、信号产生与检测相关化学物质等。
2. 质量控制(Quality Control, QC)
使用质控品是ISO 15189认证实验室的强制性要求,该标准将质量控制定义为“用于监控检测过程、判断系统运行状态、确保检测结果足够可靠以用于发布的内部控制程序”(第3.11节,第35页)。进一步说明中明确,质控程序还需能够“检测试剂批次和/或校准品批次间的差异”(第7.2.7.2(a)节,第255页)。澳大利亚国家测试机构协会(NATA)发布的ISO 15189标准应用文件(NATA-SAD)则将质控过程细化为“必须建立长期监控内部质量控制结果的系统,以评估检测方法的性能”(第5.6.2节,第116页)。在实际操作中,多数实验室将试剂盒配套质控品视为满足上述标准的主要手段。
3. 试剂盒配套质控品(Kit Controls)
传染病检测中,试剂盒配套质控品的核心用途是验证检测方法的有效性:通常在检测患者样本前,需先完成试剂盒质控测试,仅当结果符合要求时,方可开展后续患者样本检测。试剂盒配套质控品及相关接受标准由制造商提供,该接受标准基于制造商上市前的临床试验数据制定,质控结果在控可作为试剂盒达到预期性能、保障制造商声称的灵敏度与特异性的重要依据。
需重点关注的是,试剂盒配套质控品的可接受范围通常较宽泛,这与传染病血清学检测的特性相关——此类检测在信号出现显著异常前,可容忍一定程度的波动,这一点与历史上生物测定法允许4倍稀释度变化以确认抗体水平差异的逻辑一致。
4. 第三方质控品(Third Party Controls)
ISO 15189标准明确指出:“为实现检测批次间差异的识别能力,应考虑使用第三方质控材料,作为试剂或仪器制造商提供的质控材料的替代或补充”(第7.2.7.2(a)节,第255页)。与试剂盒配套质控品侧重验证检测方法有效性不同,第三方质控品的核心优势的是监测检测方法性能的长期变化——试剂盒配套质控品通常对检测系统的细微变化不敏感,而设计规范的第三方质控品由试剂制造商以外的体外诊断(IVD)制造商提供,能够有效反映检测系统的波动。
ISO 15189标准进一步要求,“质控材料应能为检测方法提供临床相关的挑战,其浓度水平需接近或处于临床决策点”(第7.2.7.2(b)节,第265页)。由于免疫测定法不存在线性剂量-反应曲线(即分析物量增加与信号增强不成正比),其剂量-反应曲线多呈S型:初始阶段分析物量增加时,信号增幅微弱;随着分析物浓度进一步升高,曲线进入线性阶段;当部分组分耗尽后,曲线趋于平稳。因此,第三方质控品需在曲线的线性部分具备反应性,才能有效捕捉检测系统的变化,且该线性部分无需局限于检测临界值附近。
NATA-SAD明确要求:“定量质控结果应以图形方式呈现,以利于及早发现变化趋势”(第5.6.2节)。传染病检测得出的S/CO值或其他任意单位,虽并非抗体浓度单位,而是抗体结合活性单位,但仍可通过绘制Levey-Jennings图,有效监控检测系统的变化。若第三方质控品自身批间变异较小,其多个批次的检测结果可用于评估检测系统的长期精密度与偏倚情况(见图1)。
综上,实验室应优先使用针对所监控检测系统优化的第三方质控品。第三方质控品与试剂盒配套质控品的用途互补、互不替代,实验室应同时使用两类质控品。对于ISO 15189认证实验室而言,使用试剂盒配套质控品或第三方质控品是强制性要求。
5. 第三方质控品的可接受范围
目前,关于传染病检测质控结果的管理指导仍较为有限。NATA-SAD强调“必须建立长期监控内部质量控制结果的系统,以评估检测方法性能”(第5.6.2节,第116页);澳大利亚国家病理学认证咨询委员会(NPAAC)在《质量控制、外部质量保证和方法评估要求》中明确,“对于定量测定,需基于实验室自身数据确定靶值和标准差(SD)”,但未具体说明确定方法。
传统上,临床化学家多采用“小数据集(如20-30个质控结果)的均值±n个标准差”来设定质控品可接受范围,并应用Westgard规则识别异常变化。随着传染病检测向中心实验室转移,该传统方法也被逐步应用于免疫测定法的S/CO值或任意单位监控中。但近年来的研究及行业共识表明,传染病检测受试剂批间变异影响显著,采用传统质控方法易导致假失控拒绝结果(false rejection)增多。
当基于20-30个质控结果建立可接受范围后,频繁更换试剂批次易引发失控现象,给实验室带来两难困境:若依据失控结果拒绝使用新批次试剂,但试剂盒配套质控品往往仍在制造商设定的接受范围内,提示试剂灵敏度与特异性未发生变化;若基于后续20-30个质控结果重新计算可接受范围,则会陷入“更换试剂批次→重新设定范围”的循环,且实验室需向监管机构证明,使用动态变化的可接受标准发布患者结果的合理性。
需明确的是,在新批次试剂上重新计算均值和标准差,仅能重新确定检测系统的不精确度,而质控结果的变化并非源于检测系统不精确度的改变,而是新试剂批次引入的偏倚。因此,这种重新计算的方式忽略了变化的根本原因,无法解决“试剂批次变化可接受范围”这一核心问题。
无论采用何种方法设定第三方质控品的可接受范围,均需基于同一检测过程产生的质控数据提供科学依据,不可假设不同检测方法间具有可互换性。正如ISO 15198标准所述,选择质控方法时,“应考虑检测的预期临床应用,因为同一检测项目的性能规范在不同临床环境中可能存在差异”(第7.2.7.2(a)节,第115页),且该科学依据需在评审时可提供。
6. 传染病特定的质量控制要求(Infectious Disease Specific QC Requirements)
ISO 15189标准未明确指定传染病检测应采用的具体质控方法,与多数面向广泛学科的准则一致,其具有一定的灵活性;NATA-SAD及NPAAC的相关文件也未作出具体限定。相比之下,英国《微生物学调查标准:诊断感染科学实验室的质量保证》曾建议采用含Westgard规则在内的传统方法监控传染病血清学检测,但该标准近期已修订,承认传统方法存在局限性。
为此,澳大利亚国家(血清学)参考实验室(NRL)引入了QConnect控制法等替代质控方法。NATA-SAD目前已针对不同学科提供了针对性的质控要求,涵盖试剂盒测定、化学病理学、细胞学、血液学、组织病理学等领域;为解决传染病检测质控的特殊问题,NATA-SAD将新增独立章节专门规范传染病学科的质控要求,该章节将纳入澳大利亚医学测试实验室的认证标准,具体包括:
- 若制造商使用说明书(IFU)要求使用质控品,必须使用制造商提供的质控品;
- 若制造商IFU未要求使用试剂盒配套质控品,实验室在每日检测时,至少需使用1个试剂盒配套质控品或第三方外部质控品(EQC);
- 建议同时使用试剂盒配套质控品和EQC;若有适配的EQC样本,建议在内部质量控制(IQC)运行时使用;
- 若实验室使用试剂盒配套质控品监控检测项目,需严格遵循制造商指定的验证规则;
- 若实验室使用EQC监控检测项目,EQC必须经实验室验证,确认适用于该检测项目;
- 实验室需制定文件化方法,基于科学证据建立EQC的接受标准,并通过传染病相关数据验证;
- 实验室需制定文件化程序,规范失控问题的处理流程。
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