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本篇主要讨论干扰验证实验。事实上临床样本中的干扰是一个令人十分头疼的问题,但是这个问题是很难回避的。干扰无处不在,从组织样本离体的那一刻开始,每一个不经意的细节都会导致测量结果的异常。但这种异常结果对实验室或临床来说,又往往是难以接受的。所以各大分析系统制造商都在尽力的提高抗干扰的能力,但受限于干扰物质的种类多样性、干扰剂量不确定性等问题,受
干扰现象在临床仍屡见不鲜。
所以实验室是很有必要掌握如何验证干扰、排除干扰的
。
分析干扰 analytical interferenc
由一个影响量引起的测量的系统效应,该影响量
自身不在测量系统中产生信号,但它会引起示值的增加或减少。
注:
对测量结果的干扰与分析特异性概念相关。
测量程序相对于样品的其它成分特异性越好,越不易于受到这些化合物的分析干扰。
交叉反应 cross-reactivity
在竞争结合的免疫化学测量程序中,不是分析物的物质与试剂结合的程度。示例:抗体结合到分析物的代谢物、结构相似药物等。
注
2
:
代谢物的交叉反应可能是某些检验程序期望的属性,如对于非法药物存在的筛查。
干扰标准
interference criteria
被测物浓度与真值间可产生的最大允许干扰偏差,此偏差可能影响医生的医疗决定。
分析特异性是评价测量程序抗干扰(包括交叉反应物质)能力的性能特征。
测量程序的分析特异性一般以潜在干扰量列表来描述,其列表中应该同时给出在医学决定水平处观察到的分析干扰程度及干扰标准(我感觉下表是试剂说明书中比较规范的做法)。
干扰物质
|
干扰物浓度
|
分析物浓度
|
测试偏差
|
允许偏差
|
XXX
|
XXX
|
XXX
|
XXX
|
XXX
|
而测量程序缺乏分析特异性可以被称为易受分析干扰,在免疫化学测量程序中缺少分析特异性可能是由于交叉反应所致。提高分析特异性可以降低一些分析干扰,在试剂研发中可能会因考虑临床实际需求而降低分析特异性(最经典的就是HIV初筛试剂,那真是“宁错杀三千,不放过一个”,典型的用分析特异性换取分析灵敏度)。因此分析特异性评价时应在考虑临床需求的基础上制定合理的目标偏倚,通过与干扰标准的符合程度进行判定。
事实上,我们实验室内常见的实验项目很多都是作为初筛使用的,常见的就有血筛四项。初筛试剂会要求具有极高的灵敏度,以做到尽可能的检出所有阳性样本;同时具有相对较高的特异性,以平衡检测的各种成本。这不仅仅是一个技术问题,也包含着一定的社会影响。所以不要认为某某试剂就不应该被这样或那样的现象所干扰,有时候这种要求是难以实现的(后面我会专门写一篇文章讨论该问题)。
话说回来,我们细究实验室中的常见干扰,大致会总结出以下几点。
首先就是实验室中常见的干扰物,包括并不局限于以下物质:
—患者病理状态下的代谢物:如血红蛋白、甘油三酯和胆红素
—患者服用的药物、食物或其代谢物;
—样本添加物及在样本采集与处理过程可能接触样本的物质 :如抗凝剂、防腐剂
—与分析物存在交叉反应的物质;
再从原理上将这些干扰物对分析过程的干扰分为以下几个方面:
干扰物可能通过竞争反应物而抑制反应,或者抑制指示剂反应,也可以通过配位络合或沉淀而改变被分析物的形式
干扰物可能和被分析物相似,比如
荧光,
颜色
,光散射,洗脱位置,或者是那些可以被探测或被测量的电极反应
。
这里我多说两句,事实上对于钾、钠、氯这三个项目部分检验人员都会抱有绝对的信心,认为这三个项目一般是通过离子选择电极法测定出的,完全是物理方法,不会受干扰。
实际上是不对的。
举例说明,离子选择电极法其本质上的原理—能斯特方程中,一个常见的参数就是温度,也就是测试环境温度会对离子活度产生相当的影响,自然也就会影响到离子的结果。
不过现在的分析系统一般会采用自动纠正或维持稳定温度等方法来弥补该问题,但在少数异常情况下,我们也仍需考虑温度对测试结果的影响。
还有就是离子选择电极法中电极上的离子选择性透过膜,这可谓是测定方法中最核心的测量物质。
钾、钠、氯三种电极分别使用三种不同的选择性透过膜,其中
氯电极较为特殊,其离子选择性透过膜对于氯离子的特异性并不强
,事实上所有的阴离子多少都会在氯电极上产生反应
。
只不过平常状态下除氯以外的离子被忽略掉。
但是有实例证明,儿童用药中常见的含溴化合物在体内会代谢出相当的溴离子或含溴阴离子,这类物质会严重干扰氯电极,造成氯离子的测值严重偏高。
实验室对此类现象应多加注意。
干扰物可能改变样本基质的物理特性,比如粘度,表面张力,混浊度或离子强度,引起被测量的待测物的浓度示值出现一定的改变
。
干扰物通过隔离金属激活剂,结合到催化部位,或者氧化关键巯基,而改变酶(被分析物或者试剂)的活性。
在以酶为基础的反应中,干扰物可能竞争关键的酶作用物。
例如,腺苷酸激酶和肌酸激酶竞争ADP,因此在一些方法中被当成肌氨酸酶而被错误地测量
。
干扰物可能以和被分析物相同的方式发生
反应,虽然一些方法可以把非特定因素和干扰物区别开来,但是它的实际
效应是和实验室相同的。
一些共同的例子有:
酮酸在碱性
苦味酸法起反应;
吲哚酚硫酸盐在重氮胆红素法中的反
应
。
在结构上和某抗原相似的干扰物可能在免疫化学方法中与抗体发生“交叉反应”,这是非特异性的一种形式。
非水溶性物质(蛋白质,脂质)通过取代水的血浆容量而影响以活性测定为基础的测量方法。
这种情况在实验室中是很少有人会意识到的。
例如,火焰光度测定和间接电位测定(就是间接离子选择电极法,常见的湿生化多用该原理)能够适当的测量部分血浆中钠的总浓度而不受其中脂质或蛋白质浓度的影响。但是,当脂质或蛋白质浓度很高时,
电解质正常的病人在使用此类方法检测时会错误地显示为低钠血症
。在这种情况下直接电位法(也就是直接离子选择电极法,干生化使用该原理)可以正确地显示钠的检测结果,因为它只反映血浆中钠的活性,而这一部分钠是由身体调节的。这本质就是
电解质排斥效应
。实际上现在很少有实验室人员意识到该问题,或意识到该问题也无可奈何。临床样本中异常的的血脂、蛋白样本是很常见的,有多少人能准确的判定离子结果呢?接触过干化学的或许还能有一战之力。
以上就是常见的干扰物及其原理。现实中,我也接触过很多实验室老师,有的老师习惯非常好,会将实验室在用的所有项目说明书分门别类的保存下来,随时翻阅。其实很多干扰物及其原理就在试剂说明书中,或明示或暗示的表达出来
。
其实还有一类情况,也非常值得我们的关注,那就是分析前效应。
在分析前,分析物或者它的浓度的改变通常称为“
分析前效应
”,当这种效应可能“干扰”实验结果的临床应用时,它们就不是分析干扰。除非特别注明,否则,某种方法会测量在分析时样本中所有存在的分析物,而不管它的起源。
也就是某种测量方法在没有特别注明的情况下,其测量的是样本中包含的所有目标分析物。
是
无法分辨样本中的分析物的来源是患者体内本身的所含有的还是体外某些因素产生的
。
—体内(生理)药物效应,比如对应于一种药物的血循环中激素的浓度改变;
—由于水解、氧化反应而导致分析物的化学性质改变;分析物的物理性质改变,比如酶变性;
样本蒸发或者稀释;
—被其他分析物污染(例如,经静脉输液的盐类,与血凝块长时间接触而引起葡萄糖的减低,或者由于溶血而来自红细胞的内容物等)
这种情况
在我的第一篇文章《浅谈应用眼中的性能验证》中有所提及,就是那个反面案例。
某H司的技术人员,去临床实验室的新装生化分析系统上做性能验证。
做干扰实验时验证样本溶血情况下的ALT、AST、K
+
等项目的抗干扰能力,其干扰样本的来源竟然是人工溶血后的标本
(其实常见的所谓血红蛋白或胆红素干扰,指的是血红蛋白或胆红素会吸收特定波长光而造成的干扰或血红蛋白、胆红素本身对于试剂反应的干扰,上文中的干扰原理已做出明确说明)。
如果想验证由于物质吸收特定波长光造成的干扰,那么请使用色源性物质进行实验。
如果想验证物质本身对反应的干扰,那么请使用相关物质的纯品,分析纯就行。
而上述的人工溶血怎么溶的,就是很简单的向人体血液样本中加入水或剧烈震荡从而引发血细胞裂解。
我当时就很想问一句,这种操作是该司的标准验证操作规程还是临床实验室要求的。
要是后者,那只能说这个实验室的操作不规范;
要是前者,那就是该司人员职业素质水平亟待提高。但凡做过标准实验的都知道控制变量法,但是
这种操作竟然还能被当作模范被展示出来,简直就是在侮辱智商(算是一个吐槽,不吐不快)。
该流程主要依据EP-7《临床化学中的干扰检测》,细节步骤很多
,在此就不详述,
原文中会严格要求使用控制变量法,
有兴趣的可以阅读原文。
WS/T 416-2013《干扰实验指南》也有相关叙述,也可以参考一下。
由于我们在这里只讨论验证流程,所以暂时不必用到剂量响应曲线,简单的验证厂商声明即可(前提是厂商得有规范的声明,有些说明书上的声明写了还不如不写,净坑人!)。大致流程如下: