汪蓓蕾，侯秉璋，郭 剛

（天津醫(yī)科大學(xué)朱憲彝紀(jì)念醫(yī)院天津市內(nèi)分泌研究所，天津 300134）

新生兒篩查（以下簡(jiǎn)稱“新篩”）是我國(guó)出生缺陷三級(jí)防控體系的重要組成部分，其中主要內(nèi)容之一是對(duì)苯丙酮尿癥（phenylketonuria，PKU）和先天性甲狀腺機(jī)能減低癥（congenital hypothyroidism，CH）兩種遺傳代謝疾病的篩查及診斷。對(duì)于早期臨床表現(xiàn)不特異的遺傳代謝疾病，每個(gè)新生兒只有一次篩查機(jī)會(huì)，其診斷主要依靠實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)結(jié)果，因此“這是無(wú)法彌補(bǔ)的一次性檢驗(yàn)”，實(shí)驗(yàn)室結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性直接關(guān)系到患兒是否能得到及時(shí)治療以避免疾病進(jìn)展對(duì)智力和體格發(fā)育造成的不可逆損傷甚至死亡[1，2]。本篩查中心實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)天津市部分地區(qū)的新篩工作，實(shí)驗(yàn)室通過開展IQC、參加NCCL組織的EQA 活動(dòng)和IQC 室間比對(duì)計(jì)劃等措施來(lái)保證篩查項(xiàng)目的檢測(cè)質(zhì)量。然而，對(duì)IQC 中所采用的控制規(guī)則是否適宜、EQA 成績(jī)合格時(shí)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量是否需要改進(jìn)以及如何改進(jìn)的問題并沒有客觀認(rèn)識(shí)。為此，本文擬利用Westgard 西格瑪規(guī)則和基于生物學(xué)變異的質(zhì)量規(guī)范，客觀評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)項(xiàng)目的分析性能、科學(xué)地選擇質(zhì)控規(guī)則、針對(duì)性提出質(zhì)量改進(jìn)措施，以促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)。

1 材料與方法

1.1 材料來(lái)源 2019年10 月-2020年10 月，實(shí)驗(yàn)室依照NCCL 要求，按時(shí)對(duì)EQA 提供的4個(gè)批次質(zhì)評(píng)樣本進(jìn)行檢測(cè)，共20個(gè)批號(hào)的濾紙干血斑樣品（批號(hào)201931～201935，202011～202015，202021～202025，202031～202035）；IQC 材料來(lái)自檢測(cè)試劑盒配套的濾紙干血斑質(zhì)控品（Phe 質(zhì)控品批號(hào)85QB1B-1、85QF2B-1、85QF1B-1，TSH 質(zhì)控品批號(hào)667464、671932）。

1.2 儀器和試劑 美國(guó)PerkinElmer 公司生產(chǎn)的Wallac 1420 Victor TM 型時(shí)間分辨熒光分析儀、自動(dòng)震蕩器、洗板機(jī)，電熱恒溫培養(yǎng)箱購(gòu)自上海博迅實(shí)業(yè)有限公司。Phe 檢測(cè)試劑盒購(gòu)置芬蘭Labsystems公司，TSH 檢測(cè)試劑盒購(gòu)自美國(guó)PerkinElmer 公司。

1.3 方法

1.3.1 質(zhì)量目標(biāo) 采用2 種質(zhì)量規(guī)范的TEa，一種是基于生物學(xué)變異導(dǎo)出的質(zhì)量規(guī)范，在生物學(xué)變異數(shù)據(jù)庫(kù)[3，4]查找Phe、TSH 項(xiàng)目的個(gè)體內(nèi)變異（CVI）和個(gè)體間變異（CVG）數(shù)據(jù)，根據(jù)公式分別計(jì)算最低、適當(dāng)、最佳3個(gè)水平CV、Bias、TEa 的質(zhì)量規(guī)范5；另一種是EQA 新篩項(xiàng)目TEa 要求（30%），以IQC 室間對(duì)比計(jì)劃規(guī)定的1/3TEa（10%）、1/4 TEa（7.5%）為不精密度要求。

1.3.2 偏倚估計(jì) 收集實(shí)驗(yàn)室2019年10 月-2020年10 月4 次EQA 的回報(bào)結(jié)果，每個(gè)項(xiàng)目獲得20個(gè)偏倚絕對(duì)值（Bias），為防止個(gè)別過小或過大結(jié)果對(duì)規(guī)則選擇的影響，以Bias 中位數(shù)作為項(xiàng)目的偏倚估計(jì)。為更準(zhǔn)確地評(píng)估項(xiàng)目σ值并選擇更加合適的質(zhì)控規(guī)則，依據(jù)靶值將質(zhì)評(píng)樣品分為低、高2個(gè)濃度水平（Phe 低水平level1 范圍為1.41～3.34 mg/dl，高水平level2 范圍為4.39～13.07 mg/dl；TSH低水平level1范圍為4.41～14.43mIU/L，高水平level2范圍22.35～54.83 mIU/L），逐一以低、高水平的Bias 中位數(shù)為偏倚進(jìn)行分析。

1.3.3 不精密度估計(jì) CV 來(lái)源于同期IQC 在控?cái)?shù)據(jù)，同批號(hào)質(zhì)控品測(cè)定值取得累計(jì)CV值，不同批號(hào)間的累計(jì)CV值做加權(quán)平均。因采用了2個(gè)濃度水平的質(zhì)控品（Phe 低濃度2.00～3.00 mg/dl，高濃度5.95～7.05 mg/dl；TSH 低濃度15.00～15.90 mIU/L，高濃度59.82～63.00 mIU/L），得到2個(gè)水平的變異系數(shù)CVlevel1、CVlevel2，以合并CV 對(duì)檢測(cè)項(xiàng)目總體的不精密度進(jìn)行估計(jì)，合并CV=[1/2（CVlevel12+CVlevel22）]1/2。

1.3.4 計(jì)算σ值、制作標(biāo)準(zhǔn)化σ 性能驗(yàn)證圖并選擇質(zhì)控程序 σ 水平將分析性能分為6個(gè)等級(jí)：世界級(jí)（σ≥6）、優(yōu)秀（5≤σ＜6）、良好（4≤σ＜5）、一般（3≤σ＜4）、差（2≤σ＜3）和不可接受（σ＜2）。根據(jù)公式σ=，計(jì)算不同質(zhì)量規(guī)范下σ值。登錄醫(yī)學(xué)信息網(wǎng)（www.clinet.com.cn/），使用標(biāo)準(zhǔn)化σ 性能驗(yàn)證圖在線軟件，以百分?jǐn)?shù)格式輸入TEa、Bias 和CV 數(shù)據(jù)后，可獲得標(biāo)準(zhǔn)化σ 性能驗(yàn)證圖以及針對(duì)σ水平的質(zhì)控規(guī)則設(shè)計(jì)方案。

1.3.5 使用功效函數(shù)圖驗(yàn)證候選質(zhì)控方案的性能特征 Phe 基于生物學(xué)變異導(dǎo)出要求的最低水平，TSH基于適當(dāng)水平，分別計(jì)算兩項(xiàng)目的臨界系統(tǒng)誤差（ΔSEc），公式為ΔSEc=（TEa-）/CV-1.65，查閱系統(tǒng)誤差功效函數(shù)圖[5，6]，從候選質(zhì)控規(guī)則功效曲線上的ΔSEc值讀出相應(yīng)Y 軸值和Y 軸截距，即誤差檢出率（probability for error detection，Ped）和假失控率（probability for false rejection，Pfr）；計(jì)算臨界系統(tǒng)誤差（ΔREc），根據(jù)公式ΔREc=（TEa-）/1.65CV，在隨機(jī)誤差功效函數(shù)圖上查找候選質(zhì)控規(guī)則的功效曲線5，得出相應(yīng)Ped 和Pfr。優(yōu)先考慮系統(tǒng)誤差功效函數(shù)圖的參數(shù)，以Ped＞0.90、Pfr＜0.05 為標(biāo)準(zhǔn)選擇質(zhì)控規(guī)則。

1.3.6 計(jì)算質(zhì)量目標(biāo)指數(shù)（quality goal index，QGI）按照公式QGI=Bias/1.5CV，計(jì)算每個(gè)項(xiàng)目及其各水平的QGI值。QGI＜0.8，提示方法性能不佳主要由于精密度超出允許范圍，應(yīng)優(yōu)先改進(jìn)精密度；QGI＞1.2，提示存在系統(tǒng)誤差，優(yōu)先改進(jìn)準(zhǔn)確度；QGI 在0.8～1.2，提示正確度和精密度均需改進(jìn)。

2 結(jié)果

2.1 檢測(cè)項(xiàng)目質(zhì)量指標(biāo)滿足不同來(lái)源質(zhì)量要求的情況 依據(jù)上述EQA 標(biāo)準(zhǔn)，Phe、TSH 項(xiàng)目定量和定性結(jié)果均合格，符合率為100.00%（20/20）；基于生物學(xué)變異導(dǎo)出質(zhì)量規(guī)范，Phe 滿足最低性能下的CV、Bias 要求，TSH 滿足適當(dāng)性能要求，見表1。

表1 Phe、TSH 項(xiàng)目不同來(lái)源的質(zhì)量要求

2.2 應(yīng)用σ值對(duì)檢測(cè)項(xiàng)目的分析性能進(jìn)行評(píng)估 基于EQA 標(biāo)準(zhǔn)，Phe、TSH 項(xiàng)目σ值分別為5.02 和4.29。以生物學(xué)變異最低性能要求，Phe 性能良好（σ＞4），但其中低、高水平性能評(píng)價(jià)相差較大，分別為3σ 和5σ 水平；TSH 可達(dá)到適當(dāng)性能要求，分析性能一般（σ＞3），其低、高水平的σ值與總體一致，見表2。

2.3 利用標(biāo)準(zhǔn)化σ 性能驗(yàn)證圖選擇質(zhì)控方案，使用功效函數(shù)圖驗(yàn)證候選質(zhì)控規(guī)則 EQA 標(biāo)準(zhǔn)下Phe 性能水平達(dá)到優(yōu)秀，應(yīng)采用13S/22S/R4S規(guī)則（N=2，R=1）；以生物學(xué)變異導(dǎo)出最低性能為要求，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化σ 性能驗(yàn)證圖，項(xiàng)目需使用13S/22S/R4S/41S規(guī)則（N=4，R=1 或N=2，R=2）。其中低水平性能（σ=3.84）明顯低于高水平（σ=5.32），應(yīng)采用最多規(guī)則的13S/22S/R4S/41S/8x-規(guī)則（N=4，R=2 或N=2，R=4）。TSH 在EQA 目標(biāo)下，應(yīng)使用13S/22S/R4S/41S規(guī)則（N=4，R=1 或N=2，R=2）；采用生物學(xué)變異導(dǎo)出的適當(dāng)水平為質(zhì)量目標(biāo)，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化σ 性能驗(yàn)證圖，應(yīng)使用13S/22S/R4S/41S/8x-規(guī)則（N=4，R=2 或N=2，R=4），該項(xiàng)目低、高水平推薦使用的質(zhì)控規(guī)則與總體一致，見圖1、圖2。依據(jù)系統(tǒng)誤差功效函數(shù)圖13S/22S/R4S/41S/8x-規(guī)則（N=4）的功效曲線5，6 和兩項(xiàng)目的ΔSEc值（表2），驗(yàn)證可知此候選方案對(duì)于兩項(xiàng)目的系統(tǒng)誤差Ped 均大于90%，Pfr 為3%；依據(jù)隨機(jī)誤差功效函數(shù)圖上候選規(guī)則的功效曲線5 及兩項(xiàng)目相應(yīng)ΔREc值（表2），驗(yàn)證可知質(zhì)控規(guī)則對(duì)兩項(xiàng)目的隨機(jī)誤差Ped 約80%，Pfr 小于5%。

圖1 EQA 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)下Phe、TSH 項(xiàng)目質(zhì)控規(guī)則的選擇

圖2 基于生物學(xué)變異質(zhì)量規(guī)范Phe、TSH 項(xiàng)目質(zhì)控規(guī)則的選擇

表2 Phe、TSH 項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)室參數(shù)和不同質(zhì)量規(guī)范下σ值及質(zhì)量改進(jìn)方案

2.4 質(zhì)量改進(jìn)方案 除Phe 高濃度水平QGI＞0.8，提示需同時(shí)改進(jìn)準(zhǔn)確度和精密度以外，兩項(xiàng)目總體及各水平QGI 均＜0.8，皆須優(yōu)先改進(jìn)精密度。

3 討論

本實(shí)驗(yàn)室在日常IQC 中對(duì)項(xiàng)目均采用13S/22S質(zhì)控規(guī)則，此規(guī)則對(duì)不同項(xiàng)目是否都具備足夠的誤差檢出效率，實(shí)驗(yàn)室并沒有定量描述。對(duì)外部質(zhì)量保證計(jì)劃的回報(bào)結(jié)果，也只對(duì)不合格結(jié)果加以分析改進(jìn)。即使將實(shí)驗(yàn)室CV、Bias 和TE 參數(shù)直接與EQA 標(biāo)準(zhǔn)逐項(xiàng)對(duì)比，這些合格成績(jī)往往也可滿足EQA 要求。在此情況下，實(shí)驗(yàn)室可能并不會(huì)從本以改進(jìn)檢測(cè)質(zhì)量為目的EQA 活動(dòng)中認(rèn)識(shí)到自身的潛在問題。

六西格瑪質(zhì)量管理由Nevalainen 等學(xué)者首次應(yīng)用于醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)，Westgard 進(jìn)而將這種動(dòng)態(tài)的、預(yù)防性的管理方法與其經(jīng)典的Westgard 多規(guī)則邏輯圖結(jié)合，稱為“Westgard 西格瑪規(guī)則”，相較于臨界誤差圖、質(zhì)量控制選擇表等工具，其更加簡(jiǎn)潔、直觀地選擇合適的質(zhì)控規(guī)則[7，8]。但應(yīng)用此規(guī)則時(shí)，不易確定的是檢測(cè)項(xiàng)目要達(dá)到什么標(biāo)準(zhǔn)（TEa）才能滿足其預(yù)期臨床用途。2014年歐洲臨床化學(xué)與檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)聯(lián)合會(huì)（EFLM）等組織在米蘭會(huì)議上達(dá)成共識(shí)：基于分析性能對(duì)患者臨床結(jié)局的影響、生物學(xué)變異的影響和當(dāng)前測(cè)量技術(shù)水平3 種模型制定臨床檢驗(yàn)質(zhì)量要求，優(yōu)先使用前兩種模型[9]。本研究采用2個(gè)模型的質(zhì)量規(guī)范：EQA 標(biāo)準(zhǔn)屬模型三，組織者需考慮將大部分實(shí)驗(yàn)室能夠達(dá)到的質(zhì)量指標(biāo)作為可接受水平，不利于質(zhì)量目標(biāo)的改進(jìn)；基于生物學(xué)變異的質(zhì)量規(guī)范位于第二層級(jí)，在2個(gè)主要臨床需求（監(jiān)視患者病情變化和使用參考區(qū)間診斷）下使用的檢測(cè)結(jié)果最好依據(jù)生物學(xué)變異導(dǎo)出質(zhì)量指標(biāo)[10]，最低、適當(dāng)和最佳3個(gè)性能水平對(duì)實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量管理提出更高的要求，有利于質(zhì)量目標(biāo)的持續(xù)改進(jìn)。

本研究發(fā)現(xiàn)，不同的質(zhì)量目標(biāo)下，檢測(cè)項(xiàng)目的性能評(píng)價(jià)截然不同。Phe 在EQA 標(biāo)準(zhǔn)下性能優(yōu)秀，而基于生物學(xué)變異導(dǎo)出適當(dāng)性能要求時(shí)，項(xiàng)目處于“臨界性能區(qū)”（2＜σ＜3），是σ 標(biāo)準(zhǔn)中不可接受區(qū)域[5]。由于Phe 在個(gè)體內(nèi)生物學(xué)變異較小，故導(dǎo)出適當(dāng)性能下CV 要求也較嚴(yán)格（＜4.75%），而在實(shí)踐中，目前國(guó)內(nèi)新篩Phe 項(xiàng)目所廣泛采用的熒光方法很難達(dá)到這一精密度要求[11]，因此本研究選取較為“寬松”的最低性能要求作為Phe 的質(zhì)量目標(biāo)。TSH 項(xiàng)目在EQA標(biāo)準(zhǔn)下性能良好，在生物學(xué)變異最低性能要求時(shí)評(píng)價(jià)為國(guó)際一流的6σ 水平。由TSH 生物學(xué)變異數(shù)據(jù)可知其在個(gè)體內(nèi)和個(gè)體間變異較大，因此導(dǎo)出生物學(xué)變異最低性能要求（TEa）要低于EQA 標(biāo)準(zhǔn)?？梢姡畹托阅芤髮?duì)于TSH 過于“寬松”，應(yīng)選擇較“嚴(yán)格”的適當(dāng)性能作為TSH 的質(zhì)量目標(biāo)。

由于國(guó)內(nèi)未有對(duì)Phe、TSH 的CVI 和CVG 報(bào)道，本文采用國(guó)外學(xué)者對(duì)全球健康成年人的生物學(xué)變異研究數(shù)據(jù)。其中，Phe 引自Westgard 網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫(kù)[3]，是對(duì)2014年前發(fā)表的生物學(xué)變異研究數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選后制定；TSH 引自EFLM 網(wǎng)站生物學(xué)變異數(shù)據(jù)庫(kù)，EFLM 自2014年起基于前沿方法和分析技術(shù)的歐洲生物學(xué)變異研究，對(duì)前一數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了更新[12]。雖已有對(duì)包括亞裔在內(nèi)的各年齡段兒童的TSH 生物學(xué)變異研究[13]，但受檢測(cè)方法差異、人群異質(zhì)性等因素影響，該研究顯示兒童，尤其是2 月齡內(nèi)的新生兒TSH 的CVI 和CVG（分別為32.8%和71.8%）遠(yuǎn)高于成人，因此目前基于成人生物學(xué)變異數(shù)據(jù)的質(zhì)量規(guī)范可以滿足兒童人群。

區(qū)別于其他臨床檢測(cè)項(xiàng)目，新篩項(xiàng)目除報(bào)告定量結(jié)果外，還必須對(duì)定量結(jié)果做出陰性或陽(yáng)性的臨床判斷，該定性判斷直接關(guān)系到患兒的確診或漏診，其質(zhì)量的好壞理論上比定量結(jié)果更為重要[14]。依據(jù)我國(guó)《新生兒疾病篩查技術(shù)規(guī)范（2010年版）》[1，15]，參照本實(shí)驗(yàn)室及其他篩查中心采用的結(jié)果復(fù)查及疑似陽(yáng)性召回切值（Phe：2 mg/dl，TSH：9 mIU/L）[16]，質(zhì)評(píng)樣品低濃度范圍更接近且包含了陽(yáng)性切值，因此低濃度更客觀地反映了檢測(cè)系統(tǒng)在切值附近的偏倚水平。IQC 所用質(zhì)控品低、高濃度分別接近質(zhì)評(píng)品的低、高水平，結(jié)果顯示兩項(xiàng)目在低濃度的精密度皆低于高濃度，不同濃度水平需要分別設(shè)定質(zhì)量要求[17]。本研究選擇與切值更接近的低水平CV 和Bias 所確定的σ值，作為項(xiàng)目的分析性能評(píng)價(jià)，并據(jù)此選擇了更為嚴(yán)格的質(zhì)控規(guī)則（13S/22S/R4S/41S/8x-），這樣的選擇更為謹(jǐn)慎。受限于目前所用檢測(cè)試劑盒提供的低濃度質(zhì)控品仍普遍高于正常參考值范圍，有研究者在檢測(cè)篩查樣本的同步，使用患者數(shù)據(jù)移動(dòng)均值法質(zhì)控對(duì)分析系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)上述傳統(tǒng)質(zhì)控方法進(jìn)行補(bǔ)充[18]。

實(shí)驗(yàn)室全面質(zhì)量控制（TQC）還包括質(zhì)量改進(jìn)，后者可從本質(zhì)上提高實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量，而σ 質(zhì)量管理在此方面也具有指導(dǎo)意義[5]。本研究中質(zhì)量目標(biāo)指數(shù)QGI 顯示，兩項(xiàng)目的質(zhì)量改進(jìn)皆須優(yōu)先針對(duì)精密度采取措施。有必要加強(qiáng)操作者的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化意識(shí)，對(duì)孵育箱、洗板機(jī)等設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)，對(duì)測(cè)量設(shè)備進(jìn)行定期校準(zhǔn)，通過預(yù)防性措施降低隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差。此外，試驗(yàn)還受到溫度、濕度、粉塵等環(huán)境因素波動(dòng)的影響[19]，應(yīng)監(jiān)測(cè)并控制環(huán)境誤差，以提高分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

目前多有新篩實(shí)驗(yàn)室對(duì)室間質(zhì)評(píng)尤其是對(duì)不合格結(jié)果做回顧性分析，對(duì)已出現(xiàn)的偏差和錯(cuò)誤提出相應(yīng)糾正措施。相對(duì)此種被動(dòng)的管理模式，本文嘗試選擇質(zhì)量目標(biāo)更高的生物學(xué)變異質(zhì)量規(guī)范，遵循“Westgard 西格瑪規(guī)則”，利用互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)資源、在線軟件及文獻(xiàn)，有效且經(jīng)濟(jì)地制定符合實(shí)驗(yàn)室自身需求的質(zhì)控方案、提出預(yù)防性管理措施，為新篩實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)提供保證。