字立源,蘭曉燕,黃蘇金,楊婧涓,陳桂余,胡付娟,尹瀟,朱碧姝,李維錦,謝函凌,楊雪,朱榮華保山市中心血站檢驗科辦公室,云南保山 678000
目前, 實時熒光定量PCR 已廣泛應(yīng)用于疾病臨床診療和醫(yī)學(xué)研究,如用于抗病毒藥物治療監(jiān)測的外周血病毒含量測定,基因表達(dá)等方面。中國在2015 年底在無償獻(xiàn)血者中全面開展了核酸檢測,有效縮短窗口期,大大降低了輸血傳播病原體的風(fēng)險[1]。核酸檢測室內(nèi)質(zhì)量控制對于保證NAT 結(jié)果的可靠性具有重要意義, 然而目前尚未能建立統(tǒng)一的NAT 質(zhì)量控制方法。《血站核酸檢測實驗質(zhì)量保證指南》中提到血站核酸測室內(nèi)質(zhì)控的基本要求:每一批檢測應(yīng)至少有一個弱陽性室內(nèi)質(zhì)控品。該實驗室結(jié)合檢測系統(tǒng)的混樣方式及檢測下限,CT 值(實時監(jiān)測擴(kuò)增過程的熒光信號達(dá)到指數(shù)擴(kuò)增時的循環(huán)周期數(shù))與原始擴(kuò)增模板數(shù)量呈負(fù)相關(guān),可通過其與原始模板的函數(shù)關(guān)系,來計算原始模板的數(shù)量,評價該實驗室室內(nèi)質(zhì)控模式的可行性,監(jiān)控室內(nèi)質(zhì)控體系的運行情況。
試劑: 質(zhì)控品標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)采用北京康切斯特批號201706005, 試劑盒為蘇州華益美公司, 批號MA20171209,MA20180604 兩個試劑批號。 儀器:全自動核酸提取儀(HAMILTON STAR);ABI 7500 熒光擴(kuò)增儀(美國ABI 公司)。
標(biāo)準(zhǔn)品濃度的選擇原則覆蓋高中低濃度值,室內(nèi)質(zhì)控濃度應(yīng)盡可能接近試劑與系統(tǒng)最低檢測限,檢測用于檢測限濃度的質(zhì)控品檢測的穩(wěn)定性較差[2]。 根據(jù)最低檢測限,標(biāo)準(zhǔn)曲線制作選擇相應(yīng)濃度值。
連續(xù)測定20 次質(zhì)控數(shù)值,計算其均值(X)和標(biāo)準(zhǔn)差(S),以X 為中心線,以質(zhì)控值超過X±2S 為警告限, 超過X±3S 為失控限,作圖建立一個質(zhì)控框架[3]。
試劑盒提供的陰性質(zhì)控品對照陰性、陽性質(zhì)控品對照陽性、內(nèi)標(biāo)的CT 有效值≤40;外部質(zhì)控值超過(X±2S)為警告限, 超過(X±3S)為失控限。 同時,以Westgard 多規(guī)則質(zhì)控方法進(jìn)行輔助判斷,10 個質(zhì)控值均落在均值一側(cè),判定為失控。
用Excel 表格繪制質(zhì)控圖,統(tǒng)計學(xué)分析采用SPSS 17.0 統(tǒng)計學(xué)軟件。
理論濃度與檢測CT 值結(jié)果見表1。
表1 配制理論濃度與檢測CT 值
HBV-DNA、HCV-RNA、HIV-RNA 與CT 值的相關(guān)系數(shù)分別為(r=-0.873,-0.966,-0.797)。 CT 值與標(biāo)準(zhǔn)品濃度的函數(shù)關(guān)系依次為Y=-0.0236X+39.16,R2=0.762;Y=-0.0122X+41.452.16,R2=0.934;Y=-0.0016X+40.913,R2=0.635。
對2 個批次試劑119 次實驗質(zhì)控CT 值以及通過相關(guān)函數(shù)計算濃度值進(jìn)行正態(tài)性檢驗,試劑批號為MA20171209 的73 次實驗CT 值通過相關(guān)函數(shù)計算濃度值均服從正態(tài)分布(P>0.05);試劑批號為MA20180604 的46 次實驗CT 值及通過相關(guān)函數(shù)計算濃度值均服從正態(tài)分布(P>0.05),見表2、3。
表2 質(zhì)控品CT 值正態(tài)性檢驗
表3 質(zhì)控品CT 值與對應(yīng)函數(shù)關(guān)系計算濃度正態(tài)性檢驗
用HBV-DNA、HCV-RNA、HIV-RNA 的濃度值進(jìn)行前20 次實驗的質(zhì)量控制, 只有HBV-DNA 能完成20 次的控制過程均為在控狀態(tài),HCV-RNA 和HIV-RNA 在未能到20 次,均有失控狀態(tài)發(fā)生。
用CT 值與質(zhì)控品濃度之間的函數(shù)關(guān)系分別計算HBV-DNA、HCV-RNA、HIV-RNA 的濃度值,計算結(jié)果經(jīng)過正態(tài)性檢驗,服從正態(tài)分布,說明可以采用L-J 質(zhì)控圖及相應(yīng)的質(zhì)控規(guī)則進(jìn)行室內(nèi)質(zhì)控。 HBVDNA 前20 次采用即刻法,剔出離群值,計算前20 次均值(X),標(biāo)準(zhǔn)差(S),建立L-J 室內(nèi)質(zhì)控框架,從第21 次開始用L-J 質(zhì)控。 HCV-RNA、HIV-RNA 采用預(yù)設(shè)固定框架法:即在更換試劑或質(zhì)控品批號時,以上一批號濃度值均值(X)和標(biāo)準(zhǔn)差(S)建立框架。
CT 值是當(dāng)前實時熒光PCR 的主要定量參數(shù)。 它是實時PCR 的基本參數(shù), 也是獲得準(zhǔn)確且重現(xiàn)性好的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。 起始模板量越多,熒光信號在統(tǒng)計學(xué)上顯著高于背景信號所需的PCR 循環(huán)數(shù)越少, 反之則越多。 基于PCR 原理的檢測方法可以用循環(huán)閾值(CT 值)作為檢測值做質(zhì)控圖[4]。
但是直接利用CT 值原始數(shù)值作“即刻法或Levey-Jennings 圖”室內(nèi)質(zhì)控,很難滿足條件。 缺點有:①CT 值越小,起始濃度拷貝數(shù)越大;CT 值越大,起始濃度拷貝數(shù)越小;所以建立的質(zhì)控圖不夠直觀,高值失控在L-J 質(zhì)控圖上表現(xiàn)為低值失控, 實際結(jié)果剛好相反;②因采用的是PCR 定性實驗, CT 值的不精確度(CV)很小,容易造成假失控,在實際室內(nèi)質(zhì)控工作中很難實現(xiàn),達(dá)不到監(jiān)控核酸實驗有效性的目的。
在實時熒光PCR 中,每個模板的CT 值與該模板的起始拷貝數(shù)的對數(shù)存在線性關(guān)系, 起始拷貝數(shù)越多,CT 值越小。利用已知起始拷貝數(shù)的外部標(biāo)準(zhǔn)品可做出校正曲線。 因此,只要獲得未知標(biāo)本的CT 值,即可從校正曲線上計算出該標(biāo)本的起始拷貝數(shù),這是采用外標(biāo)進(jìn)行實時熒光PCR 絕對定量的基本原理[5]。筆者實驗室證實,室內(nèi)質(zhì)控品濃度與CT 值在0.05 水平呈高度負(fù)相關(guān),HBV-DNA、HCV-RNA、HIV-RNA 與CT 值的相關(guān)系數(shù)為(r=-0.873,-0.966,-0.797)。 根據(jù)相應(yīng)檢測項目的回歸方程,計算出相應(yīng)檢測項目外部質(zhì)控品的濃度值。 這就是我們利用CT 值來定量起始拷貝數(shù)比用PCR 反應(yīng)終點時所測得的PCR 產(chǎn)物量推斷的起始拷貝更可信的主要原因。趙航等[5]人用CT值與RNA 標(biāo)準(zhǔn)品拷貝數(shù)建立回歸曲線, 證明用此方法可以定量檢測相應(yīng)病毒。
PCR 擴(kuò)增產(chǎn)物呈指數(shù)增長, 擴(kuò)增過程中, 影響PCR 反應(yīng)的因素較多,稍有不同就可能會導(dǎo)致結(jié)果產(chǎn)生較大的變化。建立該實驗室可行的核酸標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量控制方法是實驗結(jié)果準(zhǔn)確可靠的有力保障。 HBVDNA、HCV-RNA、HIV-RNA 濃度值與CT 值呈負(fù)相關(guān),利用回歸方程計算值,將檢測CT 值轉(zhuǎn)換為濃度值,再建立質(zhì)控框架,所得數(shù)據(jù)直觀,結(jié)果準(zhǔn)確可靠。CT 值利用回歸方程計算濃度值經(jīng)過正態(tài)性檢驗,均服從正態(tài)分布, 可以采用Levey-Jennings 作質(zhì)控圖。筆者在更換試劑批號或質(zhì)控品批號前20 次實驗采用即刻法, 只有HBV-DNA 能完成20 次的控制過程均為在控狀態(tài),HCV-RNA 和HIV-RNA 在未能到20次, 均有失控狀態(tài)發(fā)生。 原因主要是DNA 標(biāo)準(zhǔn)品與RNA 標(biāo)準(zhǔn)品相比,DNA 有相對較好的穩(wěn)定性、重復(fù)性和敏感性。 所以即刻法在本實驗室只適用于HBVDNA 的前20 次實驗的控制, 而HCV-RNA 和HIVRNA 不適用即刻法。 HCV-RNA 和HIV-RNA 前20次實驗采用預(yù)設(shè)固定框架(上一批號的均值和標(biāo)準(zhǔn)差),第21 次實驗以前20 次實驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立質(zhì)控框架。 根據(jù)檢測前20 個點結(jié)果計算HBV-DNA 的CV值 為17.92%,HCV-RNA 的CV 值 為30.77%,HIVRNA 的CV 值為23.82%。按照國家標(biāo)準(zhǔn),酶免法的反應(yīng)板內(nèi)CV≤15%, 而常規(guī)IQC 的CV 可以達(dá)到30%左右[6]。所以根據(jù)此方法建立的質(zhì)控框架有效。該實驗室的質(zhì)控規(guī)則定為以質(zhì)控值超過(X±2S)為警告限,超過(X±3S)為失控限,質(zhì)控值10 個點在均值一側(cè)為失控。 從HBV-DNA 質(zhì)控圖可以看出,L-J 質(zhì)控圖上有4 次警告,提示有隨機(jī)誤差。HCV-RNA 質(zhì)控圖有1次失控,10 個質(zhì)控值均落在均值一側(cè),提示可能存在系統(tǒng)誤差。需要采取糾正和預(yù)防措施改進(jìn)實驗室的檢驗質(zhì)量[7-8]。
由于數(shù)據(jù)的有限, 今后加大對檢測數(shù)據(jù)的驗證。該方法也有一定的局限性, 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作是關(guān)鍵。有好的標(biāo)準(zhǔn)曲線,是檢驗結(jié)果準(zhǔn)確的基礎(chǔ)。