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IVD产品性能评估系列--分析灵敏度

2020-2-17| 编辑: 班木芙兰| 查看: 7477| 评论: 0|来源: 小桔灯网 | 作者:闻天

摘要: 导语年前小编向大家简单介绍了“精密度”和“正确度”的评价方法,主要从EP文件和国内的行标以及指导原则多角度综合考虑,以期为大家提供一种可以多维度评估产品的方法,希望对大家有所帮助。本篇文章介绍灵敏度的评 ...



导语


年前小编向大家简单介绍了


精密度”和

正确度”的评价方法,主要从EP文件和国内的行标以及指导原则多角度综合考虑,以期为大家提供一种可以多维度评估产品的方法,希望对大家有所帮助。本篇文章介绍灵敏度的评估方案,若各位老师对本篇或以前的文章存有疑问,欢迎留言评论,期待和各位老师的交流。








目前在许多临床试验室和诊断应用中,灵敏度,分析灵敏度,常和检出限,检测低限,检测限互换使用。但“灵敏度”也同样常用于其他几个方面,在不同的应用中,“灵敏度”一词往往代表着不同的意义。比如在国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)定义的“分析灵敏度”是被测组分浓度或含量改变1个单位时所引起的分析信号的变化,指校准曲线的斜率(横坐标为浓度,纵坐标为测量信号),斜率越大,校准曲线越陡,则其“分析灵敏度”越高;“功能灵敏度”是指测定结果变异系数等于20%时的被测量的大小。这是检测系统或可定量报告分析物的最低浓度。从业人员必须了解这些词语的实际含义和确定这些词义的试验方法。因此在EP17文件中不用“灵敏度”一词,防止有歧义的产生,而是用空白限(limit of blank,LOB)、检出限(limit of detection,LOD)和定量检出限(limit of quantitation,LOQ)来表示检测系统或方法的灵敏度性能。




在介绍“灵敏度”的评价方法前,先介绍相关概念和术语简介








空白:不含被检测的分析物的样品,或其浓度至少较被分析物的最低水平少一个数量级的样品。


空白限LOB:在规定的条件下,空白样品被观察到的最大检测结果。


检出限LOD:样品中分析物的最小量,可以在规定的可能性条件下予以检出,但也许还不能量化为一个确切的值也被称为“检测下限”,“最小的可检测浓度”,有时也用于指示“灵敏度”


定量检出限LOQ:在规定的可接受精密度和正确度条件下能定量测出样品中分析物的最小量。也称为“确定低限“和”检测范围的低限“。


注:以上限值具有LOB<LOD≤LOQ的关系,三者关系如下图所示。



国内常规检测限的确定方法以及存在的局限


目前,许多设备报告和试剂的性能要求中LOD和LOQ很简单,仅使用了空白样品的检测。在这个简单的模式中,假定空白可能出现的最高值确定为分析物存在的阈值,这个阈值就是检测低限。最常用的方法就是对空白样品作重复测定,计算这些检测值的均值和标准差,标准差的数倍加上均值被称为LOD或LOQ(分析化学中的传统定义是:均值+10SD为LOQ,均值+2SD或3SD为LOD)。










但这种检测方法有其不足和局限性并不适用于所有情况,具体原因有二:


一:统计说明,如果空白样品的响应值波动服从正态分布规律,则每个单次检测的空白响应值有95%的可能性为:

若某个样品的检测响应值较空白响应值大于2SD空白,则认为是无待测物的可能性只有5%,有95%的可能性属于样品中含有待测物而形成的响应值。同理,响应量较空白均值相差3SD空白以上时,则认为无待测物的可能性有0.3%,而有99.7%的可能性是样品有分析物形成的响应量。而由此种方法确定的LOD=空白均值+2SD(3SD)的前提是空白样本的响应值分布均匀且正态分布。


二:这种检测方法默认为低水平样品和空白样品的重复检测具有相同的标准差。一般认为待测物浓度越低其检测结果波动越大,SD越大。这样的做法会使LOQ的结果不准确。



下面就EP-17文件中推荐方法,简单介绍确定与验证LOB,LOD,LOQ程序的方法


1. 空白限LOB的确定与验证

1.1 空白限LOB的确定:生产企业在确定空白限时,至少进行60个空白测定,空白样品尽可能来自于临床样品。为确保检测具有代表性,应对多个空白样品进行重复检测以估算LOB。使用多个样品有助于确保含有分析量多的单一样品不被作为空白,对检测的数据进行统计学分析。ISO推荐在规定水平的Ⅰ类错误和Ⅱ类错误下,确定最小检出限值,一般设定为α=β=5%,5%的α值相当于空白值分布的第95%百分位数作为显著高于空白的限值,如果结果符合高斯分布(正态分布且对称分布),则使用参数程序估计LOB,即


1.2 空白限LOB的验证:使用人或使用实验室在对生产企业所提供的LOB进行验证时,应对空白样品进行至少20次重复检测,若小于等于3个检测结果大于生产企业所声明的LOB,则认为验证通过,可直接使用厂商声明的LOB。


2.  检出限LOD的确定与验证

2.1 检出限LOD的确定:在确定LOD时,样品检测的标准差最好来自多个低浓度样品的检测,样品的浓度范围在1LOB至4LOB之间,建议至少不低于60个重复测定结果,最好取4~6个低浓度样品,计算这些水平下精密度的综合估计值,如果多个低浓度样品Cochran检验一致。

注意,因为只需要评估SDs,不必要求所检测的低浓度的样品浓度相同,使用多个不同浓度的样品有助于考虑样品的变异,可以更全面的评估产品的性能。此外在评估LOD时最常见的问题就是检测样品的标准差不稳定,因为其常随着样品浓度的增加而增加,然而在一定的低浓度范围内接近恒定的。如果在计算中发现SDs接近恒定,则说明产品较为稳定LOD更可信。还需要再次强调的是,LOD的计算公式是检测结果呈高斯分布(正态分布且对称分布)的前提下成立的,若低浓度样品不呈正态分布,但可以转化为正态分布(如对数转换等方法),然后再重新转化为原有单位;如不能转换为正态分布,可使用非参数估计进行计算。


2.2 检出限LOD的验证

在验证检出限LOD前,应首先验证LOB是否符合要求;之后再选择被测量值等于LOD的样品,建议样品检测次数至少为20次,并在数天内进行检测,计算大于LOB的测定结果所占比例是否符合要求。若计算的比例与预期值(默认为95%)在计算比例的95%可信限内,则说明试验数据支持生产企业申明的LOD。


3.  定量检出限LOQ的确定与验证

3.1 定量检出限LOQ的确定:检测系统能够得到可靠结果的被测物最低浓度,其总误差符合生产企业的要求。计算LOD处的总误差。如果LOD处的总误差符合生产厂家的要求,则LOQ=LOD。如果LOD处的总误差大于生产厂家要求,则选择浓度大于LOD的样品进行40次的检测,并计算总误差,如果新计算的总误差符合实验室要求,则该浓度为LOQ,如果不符合要求,则继续提高样品浓度,直至总误差符合声场企业要求。


3.2 定量检出限LOQ的验证:选择被测样品值等于LOQ的样本,至少25次测定,每个样品测定结果与参考值的偏差与实验室允许的总误差相比较。计算小于允许总误差所占比例是否符合要求。如果符合要求,则验证通过。一般而言如果检测结果超出误差目标的个数小于3个时,则验证通过。




结语


本篇文章就EP17中推荐的方法,介绍了LOB,LOD,LOQ的确立方法和验证方法。但需要强调的是,我国指导原则和相关行业标准对检出限并没有如EP文件中要求那么严格。比如行标《YY-T 1252-2015 总IgE定量标记免疫分析试剂盒》,公开的评审报告《水通道蛋白抗体(AQP4 Ab)检测试剂盒(酶联免疫法)(JSZ1800016)》中,大部分法规的空白限计算公式都是LOD=空白均值+2SD(3SD),因此各生产企业具体用哪种方式评估产品的“灵敏度”要依据产品的特性以及考虑相关法律法规要求进行,希望本篇文章可以帮助大家更深刻的理解灵敏度。


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