临床免疫检测中干扰因素的系统解决方法

文摘   2024-12-30 19:50   上海  
作者:赵来 

单位:河北省隆化县医院检验科


一、系统解决方法




1.疑似干扰:旨在处理疑似干扰的案例(图1),该方法的第一个重要步骤是干扰的怀疑。检测结果与临床表现、病史(包括临床和生物学两方面)以及其他生物学指标测量结果之间存在的不一致性,提示可能存在检测干扰情况。临床医生处于诊断前沿,能及时发现实验室结果与临床表现之间的不一致,并且持续将这些发现通知实验室,在检测之前(即检测项目申请)也可以通过向实验室提交的申请传达相关信息。另一方面,实验室专业人员和工作人员能够预防一些分析前错误,并将它们与以往实验结果或其他检测指标进行对比,进而识别出不一致的结果。在怀疑存在检测干扰之前,考虑使用适当的参考区间(如按年龄、性别区分)及结合具体情况分析[如用药情况、是否空腹、体位(如肾素水平受体位影响)、体力活动(如职业运动员D-二聚体、N末端脑钠肽前体(NT-proBNP)、心肌肌钙蛋白(cTn)水平的升高]以及昼夜节律[如皮质醇、促肾上腺皮质激素(ACTH)、睾酮、促甲状腺激素(TSH)、应激状态下的催乳素(PRL)、生长激素、甲状腺激素等]是至关重要的因素。 


图1免疫检测中干扰因素调查的实用方法

2.排除分析前误差:分析前误差是实验室中最常遇到的错误。它们通常分为四类:(1)取样误差(如浅静脉留置针、血样管采集顺序、抗凝剂类型、试管添加剂、混匀),(2)标识错误,(3)运输错误(如稳定性、温度)以及(4)处理错误(如离心、分装)。在后续寻找其他干扰源之前,应先排除这些影响因素。

3.外源性与内源性分析误差:影响检验的因素通常分为外源性因素或内源性因素。外源性因素与分析程序缺陷相关(例如,校准品或试剂变质、不精确的移液、清洗问题),应通过检查内部(IQC)和外部质量控制(EQC)的结果以及仔细分析分析仪报警信息来排除。而内源性因素可分为两类:第一类内源性影响因素[例如,溶血、黄疸或脂血(HIL)],这些干扰因素在分析前就可以被检测到;第二类内源性影响因素(例如,异嗜性抗体、生物素、自身抗体)在分析前阶段很难被发现。



二、重复测试并与临床医生联系





排除了分析前、外源性、第一类内源性影响因素和不可重现的分析错误后,进一步采取措施前与临床医生沟通是必不可少的。确实病历中的相关临床信息对于识别第二类内源性影响因素和确定干扰性质非常实用:

1.交叉反应性物质:类固醇结构(例如,泼尼松龙、螺内酯、氟氢可的松)、成瘾物质(例如,安非他明、鼻腔解充血剂)、肾功能不全(例如,C-末端PTH片段积聚、5-α-四氢皮质醇、卡马西平代谢物)、儿童(例如,VitD C3-差向异构体积聚)、解毒剂(例如,地高辛免疫球蛋白Fab片段)。
2.免疫接种或自身免疫性疾病(抗动物抗体、异嗜性抗体、自身抗体):治疗用单克隆抗体,与动物接触(例如,兽医、农民、实验室工作人员),病毒或细菌感染,输血,慢性过敏,疫苗接种,类风湿因子阳性的自身免疫疾病,弥漫性红斑狼疮,类风湿性关节炎,桥本氏甲状腺炎,Graves病等。
3.钩状效应和副蛋白:近期肿瘤疾病的诊断或随访。
4.生物素:食物添加剂摄入、代谢性疾病、多发性硬化症。
5.载体蛋白:孕妇、避孕药使用者,抗癫痫药物,糖尿病酮症酸中毒或肝素给药(游离脂肪酸的积累改变了甲状腺素与其载体蛋白的结合,可能导致FT4的人为升高)。
6.其他因素:造影剂,基于血红蛋白的氧载体,等等。
7.患者病历中提及的干扰因素:值得注意的是,来自母亲的干扰因素可能出现在新生儿身上。如果根据病史无法怀疑存在此类干扰或需要验证,则最终需要进行额外检测以查明干扰原因。



三、其他干扰源的检查与确认





1.方法学比对:方法学比对常被视作优先的研究步骤。干扰通常仅限于某些分析方法。因此,可疑的结果应当与不同方法进行比较[例如,不同的抗体固化系统(如,生物素-链霉亲和素)],洗涤次数,患者样本与示踪剂的接触方式(如,一步法与两步法),不同类型的抗体(如,小鼠、绵羊、马),不同的检测系统(如,钌、ALP)等。如果方法选择适当且充分,将有可能识别出大多数的干扰。

2.稀释试验:在没有干扰的情况下,样品经过梯度稀释,被测量物的浓度呈现线性关系。而当存在干扰时,常常导致线性关系的丧失。经典做法是进行1/2、1/4和1/8的稀释,并且尽可能使用制造商提供的稀释液。线性特征应考虑更客观的选项,包括仪器测量指标的变异系数,也建议对照样本和患者样本平行测试。稀释试验对于识别来自异嗜性抗体、抗动物抗体、抗钌标记抗体、抗链霉亲和素抗体及副蛋白的干扰尤为明显。但也具有一定缺点,连续稀释后的线性结果不一定表明没有干扰存在,而线性丧失也可能是某些方法学所特有的。此外,这种稀释测试在识别由大分子干扰物或交叉反应引起的干扰并不是非常有效。然而,稀释试验却是识别钩状效应的首选方法,通常采用逐步稀释(例如,1/100、1/1,000)的方式。
3.PEG沉淀:聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)6000的作用类似于海绵,能捕获蛋白质结构中的水分,从而改变它们的溶解度并导致其沉淀出来。高分子量的蛋白质相比于低分子量的蛋白质具有更低的溶解度。样本处理采用PEG6000(25%w/w)是一种经典方法,用于识别自身抗体(大分子形式)的存在,但通常也用于判断抗体是否为干扰源(例如,抗链霉亲和素抗体、抗钌标记抗体或副蛋白)。由于特异性不足(例如,螺内酯、泼尼松龙)或钩状效应(例如,在高浓度下的肿瘤标志物),PEG无法识别生物素带来的干扰。
4.其他巨分子形式的物质有:巨钴胺(macroB12),巨促甲状腺素(macroTSH)或心脏巨分子肌钙蛋白(macrocTn)。尽管某些检测系统对某些巨分子形式的存在不太敏感,但没有一个检测系统是零敏感的。因此方法学比较并不能解决所有问题。建议使用针对PEG处理后的参考值。这些参考值应由实验室专业人员确定,或可在文献中找到。

5.阻断剂:异嗜性抗体是在免疫反应早期形成的低亲和力多特异性抗体,针对抗原表位不明确。主要包括了类风湿因子,抗动物抗体是单特异性、高亲和力的抗体,可识别动物的抗原表位。因此,在没有动物抗原暴露的证据时,应当考虑“异嗜性抗体”的存在。唯有那些高滴度且对检测用抗体具有高度亲和力的抗体,才会引发错误的检测数据并可能导致不利的临床后果。针对异嗜性抗体和抗动物抗体相关的干扰问题,制造商试图通过在试剂盒中添加阻断剂来消除干扰。选用Fab或F(ab’)2片段而非完整的免疫球蛋白作为捕获和检测抗体,能够避免由抗体Fc段引起的特定干扰。另一种对策是选择带有动物可变区的嵌合抗体。但这种方法并非完全奏效。针对这类干扰,使用阻断剂是一种简便的解决办法



四、生物素/抗链霉亲和素抗体的中和





     生物素(也称为维生素B7或维生素H)是一种参与脂肪、蛋白质和碳水化合物代谢的重要辅酶。生物素与链霉亲和素一起,常用作免疫测定中的固定化系统。摄入低浓度的生物素,相当于每日剂量为30–35微克,不会干扰免疫测定。然而,用于美容目的或治疗目的的更高剂量生物素可能产生干扰。在夹心式免疫测定中,会出现假阴性结果(例如,促甲状腺激素TSH、心肌肌钙蛋白cTn、前列腺特异性抗原PSA、乙型肝炎表面抗体),而竞争性免疫测定则会出现假阳性结果。以下几种方法可用来识别/中和这种干扰:

1.查阅患者的病历或询问患者本人:此方法一般情况下不适用,因为患者通常不会主动报告摄入高剂量生物素。

2.通过微生物学方法、酶联免疫吸附测定、液相色谱串联质谱或快速定性方法[例如,VeraTest Biotin(Veravas,美国奥斯汀)]来测定生物素浓度。然而,这些方法并很难常规开展应用且可能相当昂贵。此外,它们之间缺乏标准化,导致无法应用相同的阈值来判断何时应怀疑存在干扰问题。将样品与链霉亲和素珠混合,生物素会过量地与珠上的链霉亲和素结合。因此,通过离心或磁微粒去除珠子后,此种测量方法将克服生物素的干扰。并对待测测量物的影响相当小(即,大部分<10%)。
3.等待患者通过肾脏途径排出生物素后再进行测试:通常,24小时的时间足以消除体内的生物素。然而,一些肾功能衰竭的患者可能需要更长的清除期。这也意味着患者管理的延迟以及需要中断几天生物素的摄入(例如,对于代谢性疾病的治疗,但不是理想的方法)。
4.使用对生物素不敏感的方法(例如,雅培公司的Architect平台)对样本进行检测:罗氏诊断正在研发新一代的免疫测定技术,该测试方法对生物素的抵抗性更强。初期数据显示,在生物素浓度达到1,200μg/L时,对cTn(心肌肌钙蛋白)和TSH(促甲状腺激素)的检测未发现干扰现象。同时,也证明了新一代的Tg(甲状腺球蛋白)检测在生物素浓度高达1,560μg/L时依然不受影响。在图2中,我们针对罗氏诊断(Roche Diagnostics)之前和新一代的NT-proBNP检测进行了生物素添加实验(图2)。纳入了五名患者,他们的NT-proBNP浓度各不相同,并且基于Trambas等人提供的程序,向样本中加入了5个不同浓度的生物素(91、495、824、1,200和3,500μg/L)。新一代检测方法对于高达3,500μg/L浓度的生物素显示不敏感。使用上一代产品时,从495μg/L开始观察到NT-proBNP显著降低。显然,使用不敏感的检测方法是克服生物素干扰的最佳解决方案。

生物素添加对前一代和新一代罗氏Elecsys NT-proBNP检测的影响




五、干扰的系统性检查




如前所述,对每个患者样本进行全面的干扰检查几乎是不可能的。然而,在某些特定情况下,必须考虑进行系统性检查。实验室人员需与临床医生合作,共同确定方法是否具有成本效益。这对于现已成功地整合在自动化平台上的I型内源性干扰的检测尤为重要。因此,拒收不合格的样本(例如,错误的标识、错误的试管、错误的申请)对于避免某些干扰的发生是至关重要的。临床上自身抗体检测也被广泛实施。鉴于其较高的阳性率(即,在一般人群中占10%,在分化型甲状腺癌病例中高达25%),故此抗-Tg抗体经常与Tg一起测量。对任何催乳素水平升高的个体使用PEG6000沉淀法检查巨催乳素血症也被广泛应用。有人建议在TSH>10 mU/L且游离FT4正常的情况下检查巨TSH。最近,鉴于巨B12高发生率(例如,B12>1,476 pmol/L时为18%),我们提议在B12显著升高时实施系统地检测,针对某些关键测量指标,超过特定阈值的样本也通过稀释对钩状效应进行了系统化检查。

    如前所述生物素干扰的例子,体外诊断公司正致力于解决常见的干扰问题。临床实验室中干扰物的发现与上报以及与生产厂商的沟通对于推动实验的改进极为关键。但鉴于免疫测定法的技术限制,一个确切的预见性解决方案是采用对特定类型干扰不敏感的检测平台,甚至用质谱技术替代免疫测定技术(例如,类固醇物质、治疗监测、毒理学筛查),可以减少干扰的发生。未来自动化质谱技术的应用因解决检测干扰问题有望成为这一领域的主要检测方法。近年来人工智能领域的快速发展成为了实验室医学领域的热门话题,也可能成为之一的解决方案。周等人最近发表了一种利用深度机器学习的差异分析方法,有效实现了无序混放样本的识别。这一创新举措若能应用于干扰检测,可能会对现存的系统检查方法实现变革,并为自动化干扰分析奠定基础。
最后,提高临床医生和实验室专业人员对这一问题的认识极为重要,因为他们的专业知识加上相关实验程序的应用,可能会促成有效的干扰检查。

 


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