Evaluatie en vergelijking van vier verschillende toestellen voor de kwantificatie van HbA1c
C. Vandemergel, S. Mulliez, M. Langlois
Medisch laboratorium AZ Sint-Jan Ziekenhuis Brugge, België
Inleiding
De prevalentie van diabetes mellitus neemt de laatste decennia wereldwijd toe. Deze ziekte kan ernstige complicaties aan het vasculaire stelsel veroorzaken. De concentratie van geglyceerd hemoglobine (HbA1c) wordt algemeen geaccepteerd als de belangrijkste merker voor de monitoring van glycemie bij diabetespatiënten. HbA1c weerspiegelt immers de gemiddelde glycemie van de laatste twee tot drie maanden en wordt gebruikt om de therapie aan te passen en de patiënt te begeleiden in het correct naleven van het dieet.
Het toestel ter bepaling van HbA1c moet aan strenge kwaliteitseisen voldoen. Voor routine-analyses in een klinisch laboratorium is het cruciaal dat de resultaten op een zo kort mogelijke tijd beschikbaar zijn, zodat de geneesheer reeds tijdens de consultatie een optimale behandeling kan instellen. De huidige HA-8160 (Menarini) komt onvoldoende tegemoet aan deze vraag en is aan vervanging toe. Dit onderzoek is gewijd aan de evaluatie en de vergelijking van vier commercieel beschikbare HbA1c-analyzers om finaal het toestel aan te duiden dat de voorkeur geniet. De weerhouden toestellen zijn de HA-8180 van Menarini, de D-100 van Bio-Rad, de G8 van Tosoh en de Capillarys2 Flex Piercing van Sebia.
Evaluatie
De evaluatie van de toestellen omvat drie luiken. Het eerste luik betreft de analytische kwalificatie, waarbij een aantal prestatiekenmerken worden getoetst. Voor de juistheid worden gekalibreerde SKML-controlestalen (Stichting Kwaliteitsbewaking Medische Laboratoriumdiagnostiek) met een normale en verhoogde HbA1c gebruikt.
De variatiecoëfficiënt (CV) van de herhaalbaarheid en de reproduceerbaarheid wordt berekend aan de hand van de HbA1c-bepaling van twee patiënten-stalen (n = 10). De lineariteit wordt onderzocht door twee stalen met gekende HbA1c-concentratie in lineair stijgende proporties samen te voegen, wat resulteert in HbA1c-waarden van 31 tot 77 mmol/mol. Als laatste wordt nagegaan in hoeverre de toestellen onderling en met het referentietoestel HA-8160 (Meranini) correleren. Hiervoor worden 128 stalen, waarvan vijf met een hemoglobinopathie (alfa-thalassemie, HbA/D, HbA/E, HbSS en HbSC), geanalyseerd.
Het tweede luik behandelt de beoordeling van de functionaliteit. Belangrijke kenmerken zijn de interferentie met hemoglobinevarianten, de doorlooptijd om stalen te analyseren (turnaround time TAT) en de kostprijs per HbA1c-analyse.
Het derde luik is de subjectieve kwalificatie, waarbij de observaties van de operator gekwantificeerd worden. Criteria zijn de gebruiksvriendelijke bediening, de kwaliteit van het gegenereerde chromatogram, de foutgevoeligheid, het beheer van de data en de communicatie met de hoofdcomputer.
De eindbeoordeling gebeurt door middel van een scorematrix, waarbij het relatieve aandeel van elk criterium individueel in rekening wordt gebracht.
Resultaten en discussie
De juistheid van stalen met normale HbA1c (34 mmol; streefwaarde bias ≤ 2 mmol/mol of 5.83%) en stalen met verhoogde HbA1c (75 mmol/mol; streefwaarde bias ≤ 2 mmol/mol of 2.77%) is excellent voor de toestellen HA-8180 (0.87 & 1.02%) en Capillarys2 (2.33 & 1.41%). De D-100 (7.68 & 2.35%) en G8 (3.79 & 4.13%) scoren iets lager.
De analytische precisie (streefwaarde CV ≤ 2.9%) is uitstekend voor alle toestellen. De precisie is het hoogst voor HA-8180 en G8 (grafieken 1 en 2).
De CV van de herhaalbaarheid voor een staal met een normale HbA1c (26 mmol/mol), respectievelijk een verhoogde HbA1c (86 mmol/mol) is 1.11 & 0.56% voor HA-8180, 3.09 & 0.98% voor D-100, 1.20 & 0.47% voor G8 en 2.77 & 1.72% voor Capillarys2. De CV van de reproduceerbaarheid voor een staal met een normale HbA1c (26 mmol/mol), respectievelijk een verhoogde HbA1c (80 mmol/mol) is 1.11 & 0.99% voor HA-8180, 2.53 & 1.44% voor D-100, 1.78 & 1.09% voor G8 en 2.86 & 1.70% voor Capillarys2.
De lineariteit voldoet voor alle toestellen (R² ≥ 0.95).
De correlatie tussen de vier toestellen onderling en met het referentietoestel HA-8160 is aanvaardbaar (r ≥ 0.98). De Passing-Bablok regressie toont een systematische en proportionele afwijking tussen de Capillarys2 en de andere toestellen, wellicht door het gebruik van een andere techniek (Capillaire Elektroforese in plaats van HPLC). Geen enkel toestel blijkt in staat om alle vijf stalen met een hemoglobinopathie te bepalen.
2. Beoordeling van de functionaliteit
De HA-8180 haalt de hoogste score, dankzij de lagere kostprijs per analyse, de lage TAT en het simultaan meten van HbA2 met HbA1c. De D-100 en G8 scoren aanvaardbaar, terwijl de Capillarys2 een onvoldoende krijgt, vooral door de hoge TAT en de hoge kostprijs per analyse.
3. Subjectieve kwalificatie
De D-100 dankt zijn hoge score aan de eenvoudige bediening en de duidelijke user interface. De HA-8180 volgt op de tweede plaats, terwijl de G8 en de Capillarys2 lager scoren wat betreft gebruiksvriendelijkheid en gevoeligheid voor fouten.
Conclusies
De analytische kwalificatie toont aan dat alle toestellen ruim beantwoorden aan de specificaties. Significanter zijn de functionele verschillen tussen de vier toestellen. Met name de kostprijs en de verwerkingstijd voor het analyseren van een staal hebben een grote invloed op de keuze van een methode of een toestel. Door de toenemende prevalentie van diabetes mellitus zal de vraag naar een vlugge en accurate diagnose toenemen. De HPLC-methode is te verkiezen boven de capillaire elektroforese, omdat deze laatste omslachtig is en de kostprijs per analyse aanzienlijk hoger ligt. Ook de interferentie van hemoglobinopathieën op de bepaling van HbA1c is cruciaal en zal aan belang winnen door de groeiende instroom van mensen van diverse etnische origine. Het toestel Capillary2 scoort qua functionaliteit beduidend lager dan de drie andere toestellen. Wat betreft de subjectieve kwalificatie, behalen de HA-8180 en vooral de D-100 hogere scores dan beide andere toestellen.
De HbA1c-analyzer Menarini HA-8180 geniet de voorkeur om in het routine klinisch laboratorium te worden ingezet en het huidige toestel Menarini HA-8160 te vervangen.
September, 2016
Agilli, M., et. al. (2013). Hb H Interference on Measurement Of HbA1c With Ion-Exchange HPLC. Acta Inform Med. PP. 216 - 218
Bio-Rad. (2014). D-100TM Hemoglobin Testing System operation Manual. (ongepubliceerd werk).
Bird, I.M. (1989). High performance liquid chromatography: principles and clinical applications. BMJ, pp. 783 - 787
Bry, L., Chen, P.C. & Sacks, D.B. (2001). Effects of Hemoglobin Variants and Chemically Modified Derivatives on Assays for Glycohemoglobin. Clinical Chemistry, PP. 153 - 163
Chandrashekar, V. (2014). Minor Hemoglobins Other Than A2 in Iron Deficiency. LABMEDICINE, PP. 327 - 331
Clarck, J. (2007). High performance liquid chromatography – HPLC. Geraadpleegd op 28 december 2015 via http://www.chemguide.co.uk/analysis/chromatography/hplc.html
Davis, C.P. (2015). Hemoglobin. Geraadpleegd op 26 februari 2016 via http://www.medicinenet.com/hemoglobin/article.htm
De Souza Torres, L. (2015). Hemoglobin D-Punjab: origin, distribution and laboratory diagnosis. Revista Brasileira de Hematologia e Hemoterapia, PP. 120-126
Giddins, C.J. (z.j.). chromatography. Geraadpleegd op 28 december 2015 via http://www.britannica.com/science/chromatography
Hemoglobine in bloed. (2016). Hemoglobine en de rode kleur van bloed. Geraadpleegd op 26 februari 2016 via
https://wet.kuleuven.be/wetenschapinbreedbeeld/lesmateriaal_biochemie/w…
Heylen, et al. (2014). Evaluation of the Sebia CAPILLARYS 2 Flex Piercing for the Measurement of HbA1c on Venous and Capillary Blood Samples. ASCP, pp. 867 - 877
Interference HbA1c. (2016). Factors that interfere with HbA1c test results (2016). Geraadpleegd op 8 maart 2016 via http://www.ngsp.org/factors.asp
Jaisson, S., et. al. (2015). Analytical performances of the D-100TM hemoglobin testing system (Bio-Rad) for HbA1c assay. Clin Chem Lab Med, PP. 1473 - 1479
Jaisson, S., Pietrement, C. & Gillery, P. (2011). Carbamylation-Derived Products: Bioactive Compounds and Potential Biomarkers in Chronic Renal Failure and Atherosclerosis. Clinical Chemistry, PP. 1499 - 1505
Klaessens, J. (2012). Statistiek, validatie en meetonzekerheid voor het laboratorium. Utrecht: Syntax Media
Lenters-Westra, A., et al (2012). Haemoglobin A1c: Historical overview and current concepts. Diabetes for research and clinical practice, pp. 75-84
Little, R. (2011). Laboratory Procedure Manual, G8 Glycohemoglobin Analyzer. Geraadpleegd op 28 december 2015 Via http://www.cdc.gov/nchs/data/nhanes/nhanes_11_12/GHB_met_G_Tosoh_G8.pdf
Little, R. & Roberts W.L. (2009). A Review of Variant Hemoglobins Interfering with Hemoglobin A1c Measurement. J Diabetes Sci Technol, pp. 446 - 451
Menarini Diagnostics. (z.j.). HA-8180V. geraadpleegd op 29 februari 2016 via http://www.menarinidiagnostics.com/Products/Haemoglobin-Analyser/HA-818…
Menarini Diagnostics. (z.j.). HA-8180V. (ongepubliceerd werk).
Menarini Diagnostics. (z.j.). Menasoft. Geraadpleegd op 29 februari 2016 Via http://www.en.menarinidiag.es/Products/Haemoglobin-Analyser/Menasoft
Mitton, A. (2014). Hemoglobin C Disease. Geraadpleegd op 8 maart 2016 via
http://emedicine.medscape.com/article/200853-overview
Piano, 2016. The Piano data management system. Geraadpleegd op 10 april 2016 via https://www.diagnostics.eu.tosohbioscience.com/solutions/piano
Pláteník, J. (2008). Electrophoresis. Geraadpleegd op 26 december 2015 via electrophoresis.pfd
Precissi, J. (z.j.). Capillary Electrophoresis. Geraadpleegd op 26 december 2015 via http://chemwiki.ucdavis.edu/Analytical_Chemistry/Instrumental_Analysis/…
Sebia. (2003). CAPILLARYS™ 2 FLEX Piercing. Geraadpleegd op 19 maart 2016 via http://www.sebia-usa.com/products/capillarys2fp.html
Sebia. (2003). Phoresis. Geraadpleegd op 8 april 2016 via http://www.sebia-usa.com/products/Phoresis.html
Sickel Cell Disease. (2015). What is Sickel Cell Disease? Geraadpleegd op 8 maart 2016 via http://www.nhlbi.nih.gov/health/health-topics/topics/sca
Taillieu, C. (2015). Implementatievalidatie van analysemethoden. (ongepubliceerd werk).
Thalassemia, (2016). Thalassemia. Geraadpleegd op 17 mei 2016 via https://labtestsonline.org/understanding/conditions/thalassemia/start/3
Thoelen, I. (2004). HbA1c: will the HbA1c auto-analyzer HA-8160 (Menarini Diagnostics) imply a substantial improvement compared to the HA-8140? Geraadpleegd op 3 maart 2016 via http://w1.uzleuven.be/labo/Leermodule/EBLM_CAT/doc/CAT_040714_HbA1c.pdf
Vichinsky, E. (2007). Hemoglobin E Syndromes. Geraadpleegd op 8 maart 2016 Via
http://asheducationbook.hematologylibrary.org/content/2007/1/79.long
Wens, P., Van Crombrugge, P. (2011). HbA1c-waarden: van % naar mmol/mol. Geraadpleegd op 7 mei 2016 via http://www.domusmedica.be/documentatie/archief/nieuws/72-kwaliteit-nieu…