Porovnání výsledků vysoce senzitivních stanovení troponinů I  (Abbott, Beckman Coulter, Siemens) a troponinu T (Roche)


Comparison of troponin I (Abbott, Beckman Coulter, Siemens) and troponin T (Roche) high-sensitivity measurement results

Objective: Our study is focused on comparing selected analytical characteristics of high-sensitivity methods for the measurement of cardiac troponin I (hs-cTnI) produced by Abbott, Beckman Coulter, and Siemens and cardiac troponin T (hs-cTnT) by Roche.

Design: A prospective study aimed to validate analytical characteristics, estimate the 99th percentile, and compare the 99th percentile multiples.

Settings: Institute for Clinical and Experimental Medicine, Department of Laboratory Methods, Prague, Czech Republic

Material and Methods: Analytical systems: Architect i2000 (Abbott), UniCel DxI 800 (Beckman Coulter), Cobas e801 (Roche), and ADVIA Centaur XP (Siemens). Diagnostic kits: STAT High Sensitive Troponin-I assay (Abbott; further hs-cTnI Abbott), ACCESS hsTnI (Beckman Coulter; further hs-cTnI Beckman Coulter), Elecsys hsTnT (STAT) (Roche; further hs-cTnT Roche), and ADVIA Centaur TNIH (Siemens; further hs-cTnI Siemens). Linearity was assessed according to Kroll. The precision study was performed according to the EP05-A2 protocol. Estimation of the 99th percentile was performed utilizing three following approaches: the first was a nonparametric estimation with 90% confidence interval and with elimination of outliers according to Reed; the second was a procedure according to Harrell and Davis (jackknifed method) with elimination of outliers according to Reed; the third was a nonparametric estimation of the 99th percentile (only the lower limit of 90% confidence interval was determined). The 99th percentile multiples comparability assessment, with respect to type 4a and 5 myocardial infarction definitions, was performed on clinical samples using kappa statistics.

Results: Total precision determined according to the EP05-A2 protocol did not exceed 7% over a broad concentration range for all four methods (hs-cTnI Abbott, hs-cTnI Beckman Coulter, hs-cTnT Roche, and hs-cTnI Siemens). Linearity was proved for all four methods of hs-cTn measurement; however, quadratic function was optimal for hs-cTnT Roche. The estimation of the 99th percentile (performed for hs-cTnI Abbott, hs-cTnI Beckman Coulter and hs-cTnT Roche only) showed significant differences between men and women and complied with manufacturers’ data. Determining the 99th percentile according to Harrell and Davis (outliers excluded) is a possible way to estimate the 99th percentile in reference groups with less than the recommended 299 individuals. Comparability of the 99th percentile multiples was better between hs-cTnI Abbott and hs-cTnI Beckman Coulter; however, comparability was poor between hs-cTnI (Abbott, Beckman Coulter) and hs-cTnT Roche. Classification of the type 4a or 5 myocardial infarction depends on the diagnostic kit used.

Conclusion: We compared high-sensitivity measurement methods for troponin I (Abbott, Beckman Coulter, and Siemens) and troponin T (Roche) and proved sufficient precision of the measurement and linearity over a broad range of concentrations. We confirmed sex differences at the 99th percentile of healthy persons and tested different statistical methods for estimation of the 99th percentile and elimination of outliers. For the classification of patients, with respect to the type 4a and 5 myocardial infarction definition, we found only a borderline comparability among results of the different types of cTn concentration measurement methods. Results obtained by the diagnostic kits are reliable from the analytical point of view, but they are not interchangeable. The tested diagnostic kits offer reliable tools for the measurement of low concentrations of cardiac troponins enable, interpretation of small delta changes and strengthen clinical legitimacy of high-sensitivity methods of troponin concentration measurements.

Keywords:

Cardiac troponins – analytical characteristics – 99th percentile – clinical evaluation


Autoři: A. Jabor 1,2;  Z. Kubíček 1;  J. Komrsková 1,2;  M. Labanczová 1;  T. Vacková 1,2;  S. Vaingátová 1,2;  D. Viczénová 1;  J. Vymětalík 1;  J. Franeková 1,2
Působiště autorů: IKEM, Pracoviště laboratorních metod, Praha 1;  Univerzita Karlova, 3. lékařská fakulta, Praha 2
Vyšlo v časopise: Klin. Biochem. Metab., 27, 2019, No. 2, p. 53-60

Souhrn

Cíl studie: Porovnat vybrané charakteristiky stanovení kardiálních troponinů vysoce senzitivními metodami hs-cTnI (Abbott, Beckman Coulter, Siemens) a hs-cTnT (Roche).

Typ studie: Prospektivní studie cílená na ověření analytických charakteristik, 99. percentilu a porovnatelnosti násobků 99. percentilu.

Název a sídlo pracoviště: IKEM, Pracoviště laboratorních metod, Praha.

Materiál a metody: Analytické systémy: Architect i2000 (Abbott), UniCel DxI 800 (Beckman Coulter), Cobas e801 (Roche) a ADVIA Centaur XP (Siemens). Diagnostické soupravy: STAT High Sensitive Troponin-I assay (Abbott, dále hs-cTnI Abbott), ACCESS hsTnI (Beckman Coulter, dále hs-cTnI Beckman Coulter), Elecsys hsTnT (STAT) (Roche, dále hs-cTnT Roche) a ADVIA Centaur TNIH (dále hs-cTnI Siemens). Linearita byla určena podle Krolla. Studie preciznosti proběhla podle zkráceného protokolu EP05-A2. Ověření 99. percentilu bylo provedeno třemi postupy: prvním byl neparametrický odhad s 90% konfidenčním intervalem s vyloučením odlehlých hodnot podle Reeda, druhým byl postup podle Harrella a Davise (jackknifed method) s vyloučením odlehlých hodnot podle Reeda a třetím byl neparametrický odhad 99. percentilu s určením pouze dolní meze 90% konfidenčního intervalu. Ověření porovnatelnosti násobků 99. percentilu bylo provedeno na klinických vzorcích pacientů pomocí hodnocení shody (kappa statistika) v šesti pásmech násobků 99. percentilu s ohledem na definici infarktu myokardu 4. a 5. typu.

Výsledky: Celková preciznost určená podle protokolu EP05-A2 nepřesáhla 7 % v širokém pásmu koncentrací pro všechny čtyři typy stanovení (hs-cTnI Abbott, hs-cTnI Beckman Coulter, hs-cTnT Roche a hs-cTnI Siemens). Linearita byla prokázána pro všechny čtyři typy stanovení hs-cTn, ale v případě hs-cTnT Roche lépe vyhovovala kvadratická funkce. Ověření 99. percentilu (stanoveno pro hs-cTnI Abbott, hs-cTnI Beckman Coulter a hs-cTnT Roche) ukázalo významné rozdíly mezi muži a ženami a shodu s údaji výrobce. Určení 99. percentilu podle Harrella a Davise s vyloučením odlehlých hodnot je možným způsobem odhadu 99. percentilu pro situace s počtem referenčních jedinců nižším než doporučovaných 299 jedinců. Shoda násobků 99. percentilu (stanoveno pro hs-cTnI Abbott, hs-cTnI Beckman Coulter a hs-cTnT Roche) ukázala lepší statistickou shodu pro hs-cTnI Abbott a hs-cTnI Beckman Coulter, ale nižší úroveň shody mezi hs-cTnI a hs-cTnT. Klasifikace infarktu typu 4a a 5 závisí na použité diagnostické soupravě.

Závěr: Porovnáním vysoce senzitivních metod stanovení troponinů hs-cTnT (Roche) a hs-cTnI (Abbott, Beckman Coulter, Siemens) jsme ověřili dostatečnou preciznost stanovení a linearitu v širokém pásmu koncentrací. Ověřili jsme pohlavní rozdíly na úrovni 99. percentilu a možnost použití různých statistických nástrojů pro vyloučení odlehlých hodnot a určení 99. percentilu s intervalem spolehlivosti. Pro klasifikaci pacientů s ohledem na definici infarktu myokardu 4. a 5. typu jsme nalezli pouze hraniční shodu mezi jednotlivými typy stanovení koncentrace cTn. Výsledky zjištěné použitými diagnostickými soupravami jsou analyticky spolehlivé, avšak nezaměnitelné. Klinická oprávněnost stanovení troponinů vysoce senzitivními metodami, interpretace nízkých koncentrací nebo malých změn (delta) koncentrací získává v uvedených diagnostických soupravách velmi robustní základ.

Klíčová slova:

srdeční troponiny – analytická spolehlivost – 99. percentil – klinické porovnání

Úvod

Stanovení koncentrace srdečních troponinů (cTn) je podle recentní 4. univerzální definice infarktu myokardu [1] základem pro zjištění přítomnosti poškození myokardu (myocardial injury) a v klinickém kontextu i základem diagnostiky infarktu myokardu (myocardial infarction). Široká diferenciální diagnostika příčin poškození myokardu a způsob použití koncentrací troponinů vyžaduje optimalizované metody jejich stanovení pomocí tzv. „high-sensitivity methods“, dále označované jako hs-cTn. Na trhu existují metody stanovení srdečních troponinů T a I různých generací a s různou klasifikací. Je proto podstatné, že velké diagnostické firmy přispěly k významnému zlepšení portfolia metod pro stanovení koncentrace srdečních troponinů nabídkou vysoce senzitivních stanovení [2]. Cílem naší práce bylo porovnat vybrané analytické charakteristiky stanovení hs-cTnI (Abbott, Beckman Coulter, Siemens) a hs-cTnT (Roche).

Metodika

Analytické systémy

Použili jsme analyzátory Architect i2000 (Abbott), UniCel DxI 800 (Beckman Coulter), Cobas e801 (Roche) a ADVIA Centaur XP (Siemens).

Diagnostické soupravy

Pro testování byly k dispozici soupravy STAT High Sensitive Troponin-I assay, REF 3P25, šarže 82022UI00 (Abbott, dále hs-cTnI Abbott), ACCESS hs-cTnI REF B52699, šarže 724195 (Beckman Coulter, dále hs-cTnI Beckman Coulter), Elecsys hs-cTnT (STAT), REF 07028075190, šarže 29631800 (Roche, dále hs-cTnT Roche) a ADVIA Centaur TNIH, REF 10994774, šarže 006 (Siemens, dále hs-cTnI Siemens).

Kontrolní materiály

Použili jsme kontrolní materiály Liquichek Cardiac Markers Plus Control LT (Bio-Rad), lot 23660. Pracoviště využívající analyzátor ADVIA Centaur XP používalo kontroly Liquichek Cardiac Markers Plus Control LT (Bio-Rad), lot 99530. Při úvodní verifikaci metod před vlastním experimentem byly pro stanovení hs-cTnI Abbott a hs-cTnT Roche byly použity firemní kontroly (Abbott: STAT High Sensitive Troponin-I Controls, REF 3P25-11, lot 63356UI00; Roche: PreciControl Troponin, REF 05095107190, lot 253652).

Pro diagnostické soupravy firem Abbott, Beckman Coulter a Roche bylo porovnání více extenzivní a proběhlo kompletně na Pracovišti laboratorních metod, Oddělení klinické biochemie IKEM, kde byly instalovány všechny tři analytické systémy. Analýzy na analyzátoru ADVIA Centaur XP Siemens proběhly na pracovišti Oddělení klinické biochemie Nemocnice Milosrdných sester sv. Karla Boromejského v Praze. Pro hs-cTnI Siemens nebylo z technických důvodů možné ověřit 99. percentil a násobky 99. percentilů.

Příprava vzorků pro určení linearity

Použit byl postup podle Krolla [3]. Ze vzorků pacientů byl připraven nízký a vysoký pool (L, H). Koncentrace byly voleny tak, aby koncentrace H byla těsně pod koncem kalibrační křivky. Z důkladně promíchaných poolů L a H byly připraveny jednou precizní pipetou vzorky M, ML, MH takto: M=(H+L)/2; LM= (M+L)/2; HM=(H+M)/2. Po důkladném promíchání několikanásobným převrácením na parafilmu byly vzorky měřeny v duplikátu. Hodnocení linearity je možné při dostatečné úrovni preciznosti, která byla kontrolou duplikátů ověřena.

Kohorta zdravých osob

Pro odhad 99. percentilu byl použit soubor 110 mužů a 110 žen bez známek onemocnění. Tyto osoby byly vybrány z dlouhodobě uchovávaných vzorků zdravých osob v projektu biobankingu. U všech osob byly k dispozici údaje o zdravotním stavu a byl obdržen souhlas s použitím vzorků pro vědecké účely anonymně.

Kohorta pacientů

Pro porovnání frekvence hodnot v pásmech daných násobky 99. percentilu byly použity anonymně vzorky pacientů vyšetřených v rámci kardiologické diagnostiky. Vzorky byly vybírány tak, aby reprezentovaly koncentrace v širokém rozmezí a cílem bylo porovnat shodu mezi násobky 99. percentilu uváděných výrobci, aby bylo možné posoudit klasifikace pro infarkt myokardu typu 4a (překročení pětinásobku 99. percentilu) nebo typu 5 (překročení desetinásobku 99. percentilu).

Statistické zpracování

Studie preciznosti proběhla podle zkráceného protokolu EP05-A2. V tomto protokolu probíhá měření po dobu pěti dnů, ve dvou měřicích cyklech v duplikátu, takže se získá celkem 20 hodnot. Vypočtena je opakovatelnost a celková preciznost (v %).

Studie linearity podle Krolla [3] vychází ze dvou charakteristik: preciznosti (hodnotí se pomocí parametru σ/c v porovnání s kritickou hodnotou) a vlastní nelinearity (za předpokladu dostatečně precizního měření pomocí parametru ADL, tj. average deviation from linearity, srovnáním s polynomem 1. stupně, opět proti kritické hodnotě).

Odhad 99. percentilu byl proveden třemi postupy. Prvním byl neparametrický odhad s 90% konfidenčním intervalem s vyloučením odlehlých hodnot podle Reeda [4] (dále označováno jako postup A), druhým byl postup podle Harrella a Davise [5] (jackknifed method) s vyloučením odlehlých hodnot podle Reeda (postup B) a třetím byl neparametrický odhad 99. percentilu s určením pouze dolní meze 90% konfidenčního intervalu, postup C).

Kappa statistika vyhodnocení shody (inter-rater agreement) byla provedena v programu MedCalc, verze 18.11.6 (upozornění pro uživatele starších verzí programu MedCalc – ve verzi 17.2 je výpočetní chyba, jejímž důsledkem je nereálná hodnota směrodatné odchylky statistiky kappa). Zvolili jsme šest pásem násobků 99. percentilu podle Tabulky 1, aby bylo možné porovnat shodu s ohledem na definici infarktu myokardu 4. a 5. typu [1]. V Tabulce 1 jsou hodnoty 99. percentilu převzaty z materiálů výrobců platných pro použité šarže diagnostických souprav v době experimentu. Hodnocení síly souhlasu podle parametru kappa je následující: pod 0,2 slabý souhlas, 0,21 – 0,40 přiměřený, 0,41 – 0,60 střední, 0,61 – 0,80 dobrý, 0,81 – 1,00 velmi dobrý souhlas.

Tab. 1. Limits of the 6 zones for the comparison of results (inter-rater agreement). Cut-off values represent 99th percentile as defined by the diagnostic companies for the specific lot of diagnostic kit.
Limits of the 6 zones for the comparison of results (inter-rater agreement). Cut-off values represent 99th percentile as
defined by the diagnostic companies for the specific lot of diagnostic kit.

Výsledky

Výsledky studie preciznosti podle protokolu EP05-A2 uvádí Tabulka 2.

Tab. 2. Precision of the study according to the modified protocol EP05-A2. The quality control (QC) material used was Liquichek Cardiac Markers Plus Control LT (Bio-Rad) with two different lots.
Precision of the study according to the modified protocol EP05-A2. The quality control (QC) material used was
Liquichek Cardiac Markers Plus Control LT (Bio-Rad) with two different lots.
*There were two outliers (27.9 and 35.9 ng/L), resulting repeatability and total precision after replacement by the mean of 32.02 ng/L were 2.6 % and 4.9 %, respectively
**There were two outliers (1031.6 and 852.7 ng/L), resulting repeatability and total precision after replacement by the mean of 952.9 ng/L were 2.8 % and 2.9 %, respectively
***There was one outlier (1253 ng/L), resulting repeatability and total precision after replacement by the mean of 2118.15 ng/L were 0.7 % and 1.1 %, respectively

Linearita

Výsledky ověření linearity podle Krolla [3] ukazují obr. 1 až 4. Pro stanovení hs-cTnI Abbott, hs-cTnI Beckman Coulter a hs-cTnI Siemens byla prokázána linearita při dostatečné preciznosti. Pro hs-cTnT Roche byla dosažena dostatečná preciznost a nebyla překročena kritická hodnota linearity; proložení kvadratickou funkcí bylo nicméně optimální.

Linearity for hs-cTnI Abbott. Value of σ/c was 3.1%
(critical value of imprecision = 6.3%), value of ADL was 0%
(critical value of non-linearity = 6.6%).
Obr. 1. Linearity for hs-cTnI Abbott. Value of σ/c was 3.1% (critical value of imprecision = 6.3%), value of ADL was 0% (critical value of non-linearity = 6.6%).

Linearity for hs-cTnI Beckman Coulter. Value of σ/c
was 2.9% (critical value of imprecision = 6.3%), value of ADL
was 0% (critical value of non-linearity = 6.5%).
Obr. 2. Linearity for hs-cTnI Beckman Coulter. Value of σ/c was 2.9% (critical value of imprecision = 6.3%), value of ADL was 0% (critical value of non-linearity = 6.5%).

Linearity for hs-cTnT Roche. Value of σ/c was 1.2%
(critical value of imprecision = 6.3%), value of ADL was 4%
(critical value of non-linearity = 5.6%).
Obr. 3. Linearity for hs-cTnT Roche. Value of σ/c was 1.2% (critical value of imprecision = 6.3%), value of ADL was 4% (critical value of non-linearity = 5.6%).

Linearity for hs-cTnI Siemens. Value of σ/c was 3.9%
(critical value of imprecision = 6.3%), value of ADL was 0%
(critical value of non-linearity = 7%).
Obr. 4. Linearity for hs-cTnI Siemens. Value of σ/c was 3.9% (critical value of imprecision = 6.3%), value of ADL was 0% (critical value of non-linearity = 7%).

Ověření cut-off hodnot

Odhad hodnot 99. percentilu byl proveden na souboru 110 mužů a 110 žen bez známek onemocnění. Při použití tří různých postupů určení 99. percentilu byly získány výsledky uvedené v Tabulce 3.

Tab. 3. The estimation of the 99th percentile. Official values of the 99th percentile are taken from the IFCC materials [2]. A: the non-parametric method with 90 % confidence interval, outlier elimination by means of Reed test [4]. B: the jackknifed method according to Harrell and Davis [5], outlier elimination by means of Reed test [4]. C: the non-parametric method with low confidence 90% limit
The estimation of the 99th percentile. Official values of the 99th percentile are taken from the IFCC materials [2]. A: the
non-parametric method with 90 % confidence interval, outlier elimination by means of Reed test [4]. B: the jackknifed method
according to Harrell and Davis [5], outlier elimination by means of Reed test [4]. C: the non-parametric method with low confidence
90% limit

Porovnání frekvence v pásmech násobků cut-off

Shodu mezi výsledky v šesti pásmech definovaných pomocí násobků cut-off (99. percentil podle údajů výrobců) popisuje Tabulka 4.

Tab. 4. Values of kappa statistics (weighted kappa) for the 6 zones defined by multiples of the 99th percentile. For details see Table 1.
Values of kappa statistics (weighted kappa) for the 6 zones defined by multiples of the 99th percentile. For details see
Table 1.

Pokud jsme vyhodnotili nesprávnou klasifikaci pětinásobků 99. percentilu (tj. nad pětinásobkem jednou metodou a pod pětinásobkem druhou metodou), pohybovala se kolem 6 % pro dvojici hs-cTnI Abbott a hs-cTnI Beckman Coulter a kolem 15 % jak pro dvojici hs-cTnI Abbott a hs-cTnT Roche, tak pro dvojici hs-cTnI Beckman Coulter a hs-cTnT Roche. Analogicky byly nesprávné klasifikace u desetinásobků kolem 8 %, 10 % a 12 % pro stejné dvojice stanovení.

Diskuse

Srdeční troponiny (cTnI a cTnT) jsou podle 4. univerzální definice infarktu myokardu preferované biomarkery pro hodnocení poškození myokardu a vysoce senzitivní metody stanovení se doporučují pro rutinní klinické použití [1]. Způsob použití stanovení troponinů (a především princip delta a hodnocení významu změn blízko 99. percentilu zdravé populace nebo dokonce pod 99. percentilem) zvyšuje nároky na kvalitu stanovení [6 - 10]. V našem experimentu jsme se zaměřili na porovnání stanovení hs-cTnI a hs-cTnT čtyř velkých světových zástupců diagnostického průmyslu.

Studie preciznosti (Tabulka 2) ukázala velmi dobré hodnoty opakovatelnosti i celkové preciznosti v poměrně širokém koncentračním rozmezí. Nejnižší koncentrace kontrolního materiálu byly mezi 99. percentilem pro muže a ženy pro firmu Abbott, přibližně na dvojnásobku 99. percentilu pro firmu Beckman Coulter, při-bližně na desetinásobku 99. percentilu pro firmu Roche a blízko nižšího 99. percentilu pro ženy u firmy Siemens (pro muže je hodnota vyšší než pro ženy, takže je tato podmínka splněna také). Žádný z variačních koeficientů opakovatelnosti nepřesáhl 10 %, po eliminaci dvou odlehlých hodnot žádný nepřesáhl 5 %. Celková nepreciznost, charakterizovaná variačním koeficientem, byla po eliminaci dvou odlehlých hodnot nižší než 7 %. V případě dvou odlehlých hodnot hs-cTnI Beckman Coulter na nižší a střední koncentraci kontrolních materiálů je vhodné poznamenat, že analyzátor byl instalován v laboratoři pouze pro účely tohoto experimentu a po základním nastavení byl bezprostředně proveden protokol EP05-A2.

Obrázky 1 až 4 ukazují výsledky testování linearity podle Krolla [3]. Testovaný rozsah koncentrací byl 2 až 47 000 ng/L pro hs-cTnI Abbott, 4 až 20 000 ng/L pro hs-cTnI Beckman Coulter, 3 až 6 800 ng/L pro hs-cTnT Roche a 2 až 5800 ng/L pro hs-cTnI Siemens. U všech testovaných souprav stanovení hs-cTnI a hs-cTnT byla preciznost (odhadovaná z duplikátů měření a posuzovaná pomocí kritéria σ/c) dostačující, aby mohla být linearita vyhodnocena. Podobně pro všechny diagnostické soupravy kritérium ADL ukázalo akceptovatelnost lineárního průběhu. U hs-cTnT Roche ale průběhu hodnot lépe vyhovovala kvadratická funkce. U této soupravy byla nejvyšší testovaná hodnota 6 800 ng/L, linearita tedy nebyla ověřena v celém měřicím rozsahu (podle firemních údajů 3 až 10 000 ng/L). Je ovšem otázkou, zda by případná odchylka od linearity měla v takto vysoké koncentraci nějaký klinický význam.

Otázka 99. percentilu je zbytečně přeceňována. Autoři tohoto sdělení se dokonce domnívají, že jde o mrtvý konstrukt, vyhovující původním přístupům diagnostiky infarktu myokardu, avšak ne zcela vhodný v kontextu použití vysoce senzitivních metod stanovení cTnI a cTnT. Důvodů je celá řada: diagnosticky významné mohou být změny pod 99. percentilem „zdravé“ populace, navíc hodnota odhadu 99. percentilu silně závisí na souboru (pro výběr jedinců se kromě subjektivního údaje o stavu zdraví používají přijatelné hodnoty eGFR, HbA1c, BNP/NT-proBNP nebo dalších laboratorních ukazatelů. Hodnota 99. percentilu je také silně závislá na statistickém zpracování, což je způsobeno malou hustotou dat okolo 99. percentilu (řeší se použitím rozsáhlých souborů referenčních jedinců) a i různé statistické postupy mohou přinést odlišné hodnoty, jak uvádí Eggers a kol. [11]. Analýzou jejich dat byl pro hs-cTnI Abbott v souboru zdravých mužů identifikován jeden jedinec s hodnotou nad 50 ng/L. Bez vyloučení tohoto jedince byl odhad 99. percentilu 27,2 (CI 19,9 – 42,0 ng/L). Po eliminaci odlehlé hodnoty pomocí Reedova testu se 99. percentil snížil z 27,2 ng/L na 23,8 ng/L (se zúžením konfidenčního intervalu na hodnoty 18,1 – 35,7 ng/L) [11]. Role 99. percentilu je koneckonců podobná roli referenčních mezí libovolného analytu: popisuje vztah analyt/metoda v referenční populaci, ale nemá význam pro medicínské rozhodování. Přesto se i nadále bude 99. percentil určovat a bude potřebnou součástí informací o diagnostické soupravě.

Při neparametrickém odhadu 99. percentilu je nutné hodnotit zvlášť muže a ženy, jinak by mohlo dojít ke sloučení dvou odlišných populací a vylučování odlehlých hodnot i vlastní odhad 99. percentilu by byl zkreslen. Neparametrické metody odhadu 99. percentilu jsou výhodnější i z toho důvodu, že transformací původního přibližně log-normálního rozložení obdržíme transformovaná data s vysokou pozitivní šikmostí a špičatostí. V současnosti je doporučovaným postupem neparametrický přístup [6], v tabulce 3 uvedené hodnoty v řádcích A jsou vypočteny defaultním nastavením funkce quantile() knihovny stats v jazyce R-plus [12]. 90% intervaly spolehlivosti jsou počítány neparametricky podle Nybloma [13], v současnosti považované za optimální metodu. Kromě tohoto běžného neparametrického postupu, jak jej poskytují běžné statistické nástroje, lze použít také „distribution free“ postup Harrella a Davise [5], vždy však po vyloučení odlehlých hodnot (například postupem podle Reeda [4]. Pro každý odhad 99. percentilu by měl být k dispozici také interval spolehlivosti, který je někdy nemožné spolehlivě odhadnout při nedostatečném počtu vzorků. Požadovaný počet referenčních jedinců pro odhad 99. percentilu může být problémem. Neparametrický postup, který poměrně striktně doporučuje Apple a kol. [6], vyžaduje optimálně 299 mužů a 299 žen. Pokud je použito méně jedinců, projeví se to větší šířkou intervalu spolehlivosti. Naproti tomu Harrell a Davis [5] odhadují 99. percentil metodou bootstrap a interval spolehlivosti je užší. Tento postup pro menší počty referenčních jedinců uvádí jako možnou alternativu i Eggers [11].

K vyloučení odlehlých hodnot se zdá být nejvhodnější Reedova metoda [4], ale zabývali jsme se také dalšími možnostmi. Problém spočívá v tom, co je statisticky hodnocená odlehlá hodnota a co je projevem možné biologické rozmanitosti (v tom případě by tyto hodnoty neměly být vylučovány). Vylučování odlehlých hodnot podle Iglewitze a Hoaglina [14] je pro účely výpočtu 99. percentilu bez transformace k normalitě nevhodné, vyloučí se velký počet “odlehlých” a obdrží se nerealisticky nízký odhad 99. percentilu [11]. Podobně nevhodné vlastnosti má i metoda detekce odlehlých hodnot podle Tukeye [15,16]. Proto jsme v našem sledování použili tři postupy odhadu 99. percentilu a pouze Reedovu metodu vylučování odlehlých hodnot [4]. Z tabulky 3 jasně vyplývá, že je nutné určovat 99. percentil zvlášť pro obě pohlaví, hodnoty u mužů jsou vždy vyšší než u žen. Porovnání s údaji výrobců ukázalo, že pro hs-cTnI Abbott a Beckman Coulter byly odhady 99. percentilu v námi zvolené referenční populaci a při použitém statistickém zpracování obvykle nižší, než udávají firmy. V případě hs-cTnT Roche udává firma 99. percentil řadu let na úrovni 14 ng/L, nově jsou uváděny pohlavní rozdíly (podle IFCC 9 ng/L pro ženy a 16 g/L pro muže [2]. Námi zjištěné hodnoty 99. percentilu byly u žen vyšší, než udává firma (tabulka 3). Pozoruhodné jsou rovněž šířky konfidenčních intervalů. Jak vyplývá z tabulky 3, je šíře konfidenčního intervalu vždy větší pro statistický postup A (neparametrická metoda s Reedovým testem, CI určený interpolací z pořadí) než postup B (podle Harrela a Davise s Reedovým testem, CI odhadnutý bootstrap metodou) [4,5]. Dále je vidět, že konfidenční interval je ve vztahu k hodnotě 99. percentilu vždy širší u žen než u mužů. Každopádně je vhodnější používat odlišné hodnoty 99. percentilu pro muže a ženy [17], ačkoli existují názory tento přístup zpochybňující [18]. Není uzavřena otázka vlivu věku na 99. percentil, ale zdá se, že bez ohledu na komorbidity se 99. percentil s věkem může zvyšovat, výrazně v sedmé věkové dekádě. Při přísnějším výběru referenčních jedinců byla ale závislost patrná jen pro hs-cTnT [19]. Výrazně vzdálený od ostatních hodnot může být také jedinec s komorbiditami (které nebyly při výběru jedinců odhaleny) a pravděpodobnost nálezu takto odchýlených hodnot stoupá se zvětšujícím se rozsahem výběru.

Podle 4. univerzální definice infarktu myokardu se rozlišují kromě jiného dva typy infarktů (typu 4a a 5), které souvisejí se zásahy na koronárních tepnách [1]. Infarkt 4a je klasifikován jako periprocedurální infarkt, který se rozvinul do 48 hodin po perkutánním koronárním intervenčním výkonu se zvýšením cTn více než pětinásobně nad 99. percentil (s dalšími klinickými známkami). Podobně infarkt typu 5 je klasifikován jako infarkt po chirurgickém výkonu na koronárních tepnách typu CABG (coronary artery bypass grafting) se vzestupem cTn více než desetinásobně nad 99. percentil (s dalšími klinickými známkami). Z uvedených důvodů nás proto zajímalo, jaká bude shoda v počtu pětinásobků nebo desetinásobků 99. percentilu s použitím firemních cut-off hodnot. Naškálování hodnot proběhlo podle tabulky 1, čím jsme obdrželi šest pásem koncentrací a hodnotili jsme shodu v příslušných pásmech násobků 99. percentilu. Jak je vidět z tabulky 4, celkové shody (tedy počet výsledků měření v prvním pásmu jednoho typu cTn odpovídá počtu výsledků v prvním pásmu druhého typu cTn, počty ve druhém pásmu si rovněž odpovídají, atd.) bylo dosaženo ve více než dvou třetinách výsledků v případě hs-cTnI Abbott a hs-cTnI Beckman Coulter. Podstatně horší shoda byla v případě porovnávání hs-cTnI (Abbott a Beckman Coulter) s hs-cTnT Roche. Hodnocení pomocí kappa statistiky samozřejmě nevyjadřuje správnost klasifikace, ale pouze shodu klasifikace. Poměrně vysoké procento nesprávných klasifikací podle pětinásobku nebo desetinásobku 99. percentilu ukazuje, že podle 4. univerzální definice bude klasifikován jiný počet infarktů typu 4a a 5, pokud se použijí různé diagnostické soupravy stanovení hs-cTn.

Naše sledování se zaměřilo jen na některé aspekty ověření analytických charakteristik stanovení srdečních troponinů pomocí vysoce senzitivních metod. Bylo by nepochybně zajímavé ověřit další (v článku neuvedené) charakteristiky. Pokusili jsme se zabývat problémem určení meze blanku (limit of blank, LoB), meze detekce (limit of detection, LoD) a meze stanovitelnosti (limit of quantification, LoQ). Zjistili jsme ale, že získat tyto údaje je obtížné z řady důvodů: nejednotná definice těchto pojmů, různé přístupy k statistickému zpracování, nedostupnost potřebných vzorků (například nulového kalibrátoru), ignorování problematiky cenzorovaných vzorků, firemně nastavené blokování výsledků pod LoD, rozdíly mezi evropskými a americkými přístupy, a dokonce menší vhodnost některých protokolů. Domníváme se ale, že by bylo užitečné ve studiu těchto analytických charakteristik pokračovat s využitím vhodnějšího protokolu. Jedno z možných řešení je například postup doporučený Theodorssonem [20], který vychází z Eurachem Guide 2014 [21].

Závěry

Porovnáním vysoce senzitivních metod stanovení troponinů hs-cTnI (Abbott, Beckman Coulter, Siemens) a troponinu hs-cTnT (Roche) jsme ověřili celkovou preciznost nepřesahující 7 % a linearitu v širokém pásmu koncentrací. Určili jsme rozdílné 99. percentily u mužů a žen a ověřili shodu s údaji výrobců. Shoda v násobcích 99. percentilu pro možnost diagnostiky infarktu myokardu 4. a 5. typu byla pouze hraniční. Výsledky zjištěné použitými diagnostickými soupravami jsou analyticky spolehlivé, avšak nezaměnitelné. Klinická oprávněnost stanovení troponinů vysoce senzitivními metodami, interpretace nízkých koncentrací nebo malých změn (delta) koncentrací získává v uvedených diagnostických soupravách velmi robustní základ.

Poděkování

Ing. Juraji Loveckému a kolektivu Oddělení klinické biochemie Nemocnice Milosrdných sester sv. Karla Boromejského v Praze za provedení analýz hs-cTnI Siemens. Ing. Štěpánce Strnadové za pomoc se zpracováním textu. Firmě Abbott, Beckman Coulter, Roche a Siemens za poskytnutí podpory a zajištění diagnostických souprav.

Autoři prohlašují, že nejsou ve střetu zájmů

Do redakce došlo 4. 4. 2019

Adresa pro korespondenci:

MUDr. Janka Franeková, Ph.D.

Oddělení klinické biochemie

Pracoviště laboratorních metod

Institut klinické a experimentální medicíny

Vídeňská 1958/9

140 21 Praha

e-mail: jafa@ikem.cz


Zdroje

1. Thygesen, K., Alpert, J. S., Jaffe, A. S. et al. Fourth universal definition of myocardial infarction (2018). Eur. Heart. J., 2019, 40, 3, 237-269.

2. IFCC Committee on Clinical Applications of Cardiac Bio-Markers (C-CB). High-Sensitivity* Cardiac Troponin I and T Assay Analytical Characteristics Designated by Manufacturer, v012019. Dostupné z http://www.ifcc.org/media/477656/high-sensitivity-cardiac-troponin-i-and-t-assay-analytical-characteristics-designated-by-manufacturer-v012019.pdf (Přístup 25.1.2019).

3. Kroll, M. H., Praestgaard, J., Michaliszyn, E., Styer, P. E. Evaluation of the extent of nonlinearity in reportable range studies. Arch. Pathol. Lab. Med., 2000, 124, 9, 1331–1338.

4. Reed, A. H., Henry, R. J., Mason, W. B. Influence of statistical method used on the resulting estimate of normal range. Clin. Chem., 1971, 17, 4, 275-284.

5. Harrell, F. E., Davis, C. E. A new distribution-free quantile estimator. Biometrika, 1982, 69, 3, 635-640.

6. Apple, F. S., Sandoval, Y., Jaffe, A. S., Ordonez-Llanos, J. Cardiac troponin assays: Guide to understan-ding analytical characteristics and their impact on clinical care. Clin Chem., 2017, 63, 1, 73–81.

7. Herman, D. S., Kavsak, P. A., Greene, D. N. Variability and Error in Cardiac Troponin Testing: An ACLPS Critical Review. Am. J Clin. Pathol., 2017, 148, 4, 281–295.

8. Koerbin, G. L. High sensitivity troponin - its use in diagnosis of cardiac dysfunction. Thesis, University of Canberra, Australia. Dostupné z http://www.canberra.edu.au/researchrepository/file/76337dee-aa98-4d33-91ad-34319e1826cd/1/full_text.pdf (Přístup 25.1.2019).

9. Wu, A. H. B., Christenson, R. H., Greene, D. N. et al. Clinical Laboratory Practice Recommendations for the Use of Cardiac Troponin in Acute Coronary Syndrome: Expert Opinion from the Academy of the American Association for Clinical Chemistry and the Task Force on Clinical Applications of Cardiac Bio-Markers of the International Federation of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine. Clin. Chem., 2018, 64, 4, 645-655.

10. Apple, F. S., Jaffe, A. S., Collinson, P. et al. International Federation of Clinical Chemistry (IFCC) Task Force on Clinical Applications of Cardiac Bio-Markers. IFCC educational materials on selected analytical and clinical applications of high sensitivity cardiac troponin assays. Clin. Biochem., 2015, 48, 4-5, 201-3.

11. Eggers, K. M., Apple, F. S., Lind, L., Lindahl, B. The applied statistical approach highly influences the 99th percentile of cardiac troponin I. Clin. Biochem., 2016, 49, 15, 1109-1112.

12. R Development Core Team (2004). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. ISBN 3-900051-07-0, URL http://www.R-project.org (Přístup 26.3.2019).

13. Nyblom, J. Statistics & Probability Letters, 1992, 14, 2, 129-131.

14. Iglewicz, B., Hoaglin, D. How to detect and handle outliers. Milwaukee (WI): ASQC Quality Press, 1993, ISBN 087389247X.

15. Tukey, J. W. Exploratory data analysis. Reading. Massachusetts: Addison-Wesley, 1997, 712 s. ISBN 0201076160.

16. Hoaglin, D. C. John W. Tukey and Data Analysis. Sta-tist. Sci., 2003, 18, 3, 311-318.

17. Cullen, L. A., Mills, N. L. Point: The Use of Sex-Specific Cutpoints for High-Sensitivity Cardiac Troponin Assays. Clin. Chem., 2017, 63, 1, 261-263.

18. Giannitsis, E. Counterpoint: Potential concerns regarding the use of sex-specific cutpoints for high-sensitivity troponin assays. Clin. Chem., 2017, 63, 1, 264-266.

19. Collinson, P., Heung, Y. M., Gate, D. Influence of Population Selection on the 99th Percentile Reference Value for Cardiac Troponin Assays. Clin. Chem., 2015, 58, 1, 219-225.

20. Theodorsson, E. Limit of detection, limit of quantification and limit of blank. Dostupné z https://www.eflm.eu/files/efcc/Zagreb-Theodorsson_2.pdf (Přístup 25.1.2019).

21. Magnusson, B., Örnemark, U. (eds.). Eurachem Guide: The Fitness for Purpose of Analytical Methods – A Laboratory Guide to Method Validation and Related Topics, (2nd ed. 2014). ISBN 978-91-87461-59-0 Dostupné z https://www.eurachem.org/images/stories/Guides/pdf/MV_guide_2nd_ed_EN.pdf (Přístup 25.1.2019).

Štítky
Biochemie Nukleární medicína Nutriční terapeut

Článek vyšel v časopise

Klinická biochemie a metabolismus

Číslo 2

2019 Číslo 2

Nejčtenější v tomto čísle

Tomuto tématu se dále věnují…


Kurzy

Zvyšte si kvalifikaci online z pohodlí domova

Jistoty a nástrahy antikoagulační léčby aneb kardiolog - neurolog - farmakolog - nefrolog - právník diskutují
nový kurz
Autoři: doc. MUDr. Štěpán Havránek, Ph.D., prof. MUDr. Roman Herzig, Ph.D., doc. MUDr. Karel Urbánek, Ph.D., prim. MUDr. Jan Vachek, MUDr. et Mgr. Jolana Těšínová, Ph.D.

Léčba akutní pooperační bolesti
Autoři: doc. MUDr. Jiří Málek, CSc.

Nové antipsychotikum kariprazin v léčbě schizofrenie
Autoři: Prof. MUDr. Cyril Höschl, DrSc., FRCPsych.

Familiární transthyretinová periferní polyneuropatie
Autoři: MUDr. Radim Mazanec, Ph.D.

Diabetes mellitus a kardiovaskulární riziko, možnosti jeho ovlivnění
Autoři:

Všechny kurzy
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se