Analytische verificatie van de nieuwe IGF-1-assay van Roche

  • 9 min.
  • Wetenschap

Nederlandse samenvatting

Introductie: De bepaling van IGF-1 heeft een aantal belangrijke klinische toepassingen in de diagnostiek van groeistoornissen. In Nederland wordt de nieuwe Roche Elecsys IGF-1-bepaling nog niet gebruikt in klinisch chemische laboratoria. In deze studie vergelijken we de immunoassay van Roche Elecsys met die van LIAISON en iSYS die reeds routinematig gebruikt worden.
Methode: IGF-1-concentraties werden gemeten in 50 patiëntenmonsters met de immunoassay van LIAISON en 45 patiëntenmonsters met iSYS. Alle 95 monsters werden vervolgens bepaald met de immunoassay van Roche Elecsys. De methoden werden vergeleken met behulp van een Deming-Regressie-analyse.
Resultaten: De nieuwe Roche Elecsys IGF-1-assay laat, ondanks een kleine significante afwijking, een goede correlatie zien met de LIASON en de iSYS en de resultaten voldoen aan de vooraf gestelde acceptatiecriteria.
Conclusie: De Roche Elecsys IGF-1-assay vertoont een goede correlatie met de huidige immunoassays en kan daarom gebruikt worden voor klinische routine-diagnostiek.


Abstract

Introduction: IGF-1 has a number of important clinical applications in the diagnosis of growth disorders. In the Netherlands, the new Roche Elecsys IGF-1-assay is not yet used in clinical chemistry laboratories. In this publication the Roche Elecsys immunoassay is compared with the current LIAISON and iSYS assays.
Method: IGF-1 concentrations were measured in 50 samples with the LIAISON IGF-1 immunoassay and 45 samples with iSYS. All 95 samples were analysed by the Roche Elecsys immunoassay. The methods were compared using a Deming-Regression analysis.
Results: The Roche Elecsys IGF-1, despite minor significant bias, shows a good correlation with the LIAISON and iSYS immunoassays and the results meet the predetermined acceptance criteria.
Conclusion: The Roche Elecsys IGF-1 assay can be used for routine clinical diagnostics as it shows a good correlation with the current assays.


Introductie

Insulineachtige groeifactor 1 (IGF-1) is het belangrijkste hormoon dat fungeert als mediator van door groeihormoon (GH) gestimuleerde somatische groei (1, 2). IGF-1 zorgt voor stimulatie van eiwitsynthese, DNA-synthese en celgroei en remt daarnaast apoptose. IGF-1 is de belangrijkste groeifactor voor lengtegroei doordat het kraakbeencellen stimuleert tot deling en mineralisatie (3).

IGF-1 is een klein peptidemolecuul met een molecuulgewicht van 7,5 kDa en is in de circulatie voornamelijk gebonden aan het bindende eiwit IGF-BP3. IGF-1 oefent zijn effecten uit door activering van verschillende IGF-1-receptoren, waarbij de type 1-receptor het belangrijkste is (4, 5). Deze receptor komt tot expressie in vrijwel alle weefsels en zorgt voor een evenwichtige groei van weefsels en organen bij binding van circulerend IGF-1.

Groeihormoondeficiëntie (GHD) is één van de meest frequent gedetecteerde diagnoses bij kinderen met kleine lengte/groeiafbuiging. Doordat GH-pulsatiel wordt uitgescheiden, een korte halfwaardetijd heeft en beïnvloed wordt door onder andere stress, lichaamsbeweging en voeding is het bepalen van GH ongeschikt als screeningsparameter voor GHD. Dankzij bindingsproteïnen heeft IGF-1 een relatief lange halfwaardetijd en is het meten van IGF-1 al decennia lang een gevestigde methode in de diagnostiek van groeistoornissen en opgenomen in de richtlijn Triage en Diagnostiek van Groeistoornissen bij kinderen (6-8).

GH-overproductie is een zeer zeldzame aandoening op de kinderleeftijd en meestal het gevolg van een tumor of een genetische aandoening. GH-overproductie op volwassen leeftijd, acromegalie, komt frequenter voor en wordt meestal veroorzaakt door een goedaardig adenoom van de hypofyse. Volgens de richtlijn is het bepalen van IGF-1 bij acromegalie geïndiceerd bij zowel de diagnose als tijdens therapie (9).

Sinds 2013 is er in Nederland een harmonisatiemonster voor de IGF-1-methoden op basis van onderzoek met vier verschillende methoden die op dat moment gebruikt werden: Immulite, iSYS, LIAISON en een in-house RIA van het UMCU. Dankzij de harmonisatie die hiermee werd gerealiseerd kunnen IGF-1-uitslagen van elke methode worden omgerekend naar een geharmoniseerde uitslag waardoor uitslagen van verschillende laboratoria met elkaar vergeleken kunnen worden.

Binnen de afdeling Klinische Chemie en Laboratoriumdiagnostiek van Haaglanden Medisch Centrum (HMC) wordt GH geanalyseerd op de cobas pro van Roche. Sinds 2017 heeft Roche een assay voor IGF-1 op de markt voor verschillende cobas-e-immunoassay-analyzers, waaronder de e602 van de cobas pro. Aangezien GH vaak in combinatie wordt aangevraagd met IGF-1 voeren we deze twee bepalingen bij voorkeur op hetzelfde platform uit. Het doel van deze studie is de prestatie van de Roche Elecsys IGF-1-assay te vergelijken met de geharmoniseerde immunoassays van LIAISON en iSYS.

Materiaal en methoden

Serum van 95 patiënten werd verkregen uit restmateriaal van reeds uitgevoerde diagnostiek binnen het HagaZiekenhuis en het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC). Alle monsters werden primair geanalyseerd binnen het ziekenhuis van aanvraag. Voorafgaand aan de analyse met de Roche Elecsys IGF-1-assay zijn de monsters bewaard bij -20°C. De bewaartijd bedroeg niet meer dan twee maanden (10).

De volgende geautomatiseerde immunoassays werden gebruikt voor het meten van IGF-1: LIAISON (DiaSorin, Insulin-like Growth Factor I), iSYS (IDS, total IGF-1 assay) en Roche Elecsys (2017, Roche, IGF-1 assay). De LIAISON-analyses werden uitgevoerd bij LabWest (HagaZiekenhuis), de iSYS-methode in het LUMC en de Roche Elecsys in HMC. Alle drie de IGF-1-bepalingen zijn tweestaps sandwich immunoassays met monoklonale antilichamen en gestandaardiseerd tegen de WHO International Standard 02/254.

Het harmonisatiemonster (23 nmol/L) voor IGF-1 is twee keer per dag gemeten gedurende vijf dagen om een harmonisatiefactor in te kunnen stellen voor de Roche Elecsys IGF-1-assay. Hierdoor is er gekeken naar de mate van gelijkheid tussen resultaten onder verschillende meetcondities.

De precisie werd bepaald met twee routine interne kwaliteitscontroles (iQC), de Lyphochek Immunoassay Plus Control 1 (BioRad, lotnummer 40371) en de Seronorm 2 (Sero, lotnummer 1709897). Deze werden vijf keer per dag gemeten gedurende vijf dagen.

Deming-regressie-analyses tussen de verschillende immunoassays werden uitgevoerd en correlatiecoëfficiënten vastgesteld na vermenigvuldiging met de harmonisatiefactor behorend bij de methode. De data werd geanalyseerd met EP Evaluator versie 11.0 (Data Innovations, Burlington, VT, VS). Als acceptatiecriterium voor zowel verificatie als validatie van kwantitatieve bepalingen wordt binnen HMC het Six Sigma principe toegepast (11). Dit wordt wereldwijd gebruikt om de kwaliteit van een productieproces te kwantificeren. Het model berekent de totale analytische fout (TEA) op basis van een willekeurige en een systemische fout, en incorporeert zo zowel de bias als de precisie. De berekening van de sigmascore voor een bepaling is als volgt: σ = (TEA% – bias%)/VC%. Er is gebruik gemaakt van de gewenste TEA voor IGF-1 uit de EFLM Biological Variation Database (12). De vooraf als minimaal acceptabel gedefinieerde sigmascore is 3 voor zowel het lage als het hoge gebied. Een sigmascore >3 houdt in dat een bepaling geschikt is voor het beoogde doel en een sigmascore >6 staat voor uitmuntende kwaliteit (11).

Resultaten

De Roche Elecsys IGF-1-assay gaf voor het harmonisatiemonster (23 nmol/L) een waarde van 21,9 nmol/L (n=10) waarmee de correctiefactor voor een nationaal geharmoniseerde uitslag op 1,05 uitkomt. Precisie-experimenten gaven variatiecoëfficiënten (VCs) van 1,0% en 1,2% voor respectievelijk niveau 1 (9,7 nmol/L) en 2 (18,6 nmol/L) van de iQC.

Tabel 1 toont de resultaten van de Deming-regressie-analyse en figuur 1 geeft de plots weer voor de vergelijking van de Roche Elecsys IGF-1-assay met die van LIAISON en iSYS. Het gaat in beide correlatiestudies om uitslagen die gecorrigeerd zijn met behulp van de harmonisatiefactor voor IGF-1 behorende bij de methode. Vergeleken met de LIAISON, voldoet de immunoassay van Roche Elecsys aan het vooraf gedefinieerde criterium op basis van sigmascore. Vergeleken met de iSYS, voldoet de immunoassay van Roche Elecsys alleen in het hoge gebied aan het vooraf gedefinieerde criterium op basis van sigmascore (Tabel 2). Gezien het absolute verschil in het lage gebied slechts 1 nmol/L is en dit verschil klinisch niet relevant is, wordt dit geaccepteerd.

Tabel 1: Deming-Regression-analyse
Tabel 1: Deming-Regression-analyse* Helling significant afwijkend van 1,00; # intercept significant afwijkend van 0,00; CI confidence interval.
Figuur 1: De Deming-regressie-vergelijking
Figuur 1: De Deming-regressie-vergelijking, de absolute bias en de procentuele bias van de resultaten van Roche Elecsys ten opzichte van LIAISON (a-c) en iSYS (d-f).
Tabel 2: De sigmascores van de van Roche Elecsys vergeleken met de LIAISON en iSYS.
Tabel 2: De sigmascores van de van Roche Elecsys vergeleken met de LIAISON en iSYS. Vergelijking voor de sigmascore; σ = (TEA% – bias%)/VC%. De TEA voor IGF-1 is overgenomen uit de uit de EFLM Biological Variation Database (11).

Rectificatie Figuur 1

In Figuur 1 waren in de versie van 9-04-2021 de plotjes per abuis omgedraaid. De correcte figuur vindt u hierboven.


Discussie

Dit is de eerste keer dat de immunoassay voor IGF-1 van Roche Elecsys in Nederland geëvalueerd is ten opzichte van deze bepaling op twee routinematig gebruikte platformen. Onze analyse laat zien dat de uitslagen van de Roche Elecsys uitstekend overeenkomen met die van de LIAISON en iSYS.

Er wordt een zeer goede correlatie gevonden voor de vergelijking van de Roche Elecsys met de LIAISON en iSYS, waarbij de correlatie met de iSYS (nog) beter is dan met de LIAISON. De Roche Elecsys laat ondanks harmonisatie toch een kleine significante afwijking zien ten opzichte van beide andere methoden. Deze afwijking kan mogelijk het gevolg zijn van het feit dat er voor harmonisatie gebruik wordt gemaakt van een één-puntskalibratie. De aanname hierbij is dat de kalibratielijn door nul gaat. Wanneer dit echter niet het geval is zullen de resultaten van verschillende methoden rondom het kalibratiepunt goed overeenkomen met elkaar, maar kunnen vooral lage en hoge resultaten (grote) verschillen laten zien. Dit is onder andere terug te zien in de lage sigmascore voor de correlatie met de iSYS in het lage gebied. Overigens worden verschillen in de IGF-1-uitslagen tussen de huidige methoden ook gezien bij externe-kwaliteitsrondzendingen van de sectie endocrinologie van de Stichting Kwaliteitsbewaking Medische Laboratoriumdiagnostiek (SKML).

Omdat er verschillen worden gezien in de IGF-1-uitslagen van de huidige assays, gebruikt HMC op dit moment niet de geharmoniseerde referentie-intervallen. Bij implementatie van de Roche Elecsys-bepaling is ervoor gekozen de referentie-intervallen uit de bijsluiter van Roche te gebruiken die grondig geëvalueerd zijn in een grote Duitse populatie (Leipzich en München). Hierbij is er gekeken naar ruim 6.500 personen (>3.000 vrouwen en >3.500 mannen) in de leeftijdscategorie van 0 tot 80 jaar. Binnen deze groep waren ook ruim 1.400 individuen jonger dan 17 jaar. Deze referentie-intervallen zijn gekozen omdat ten tijde van het opzetten van de harmonisatie in 2013 de methode van Roche Elecsys nog niet beschikbaar was, en er tussen de huidige methoden ook na deze harmonisatie nog verschillen worden gezien in de uitslagen.

Omdat de verdeling rondom het leeftijdsafhankelijk gemiddelde voor IGF-1 niet normaal verdeeld is, maken vrijwel alle richtlijnen gebruik van SD-scores voor IGF-1 (7, 8, 13). Gezien de keuze van de referentie-intervallen maken we binnen ons laboratorium ook gebruik van de gegevens van Roche voor de berekening van de SD-score.

De huidige verschillen in de resultaten tussen de IGF-1-assays kunnen mogelijk verkleind worden door gebruik te maken van een set monsters waarbij meerdere punten, in plaats van één punt, gebruikt worden voor een kalibratielijn. Hieruit volgt een betrouwbare kalibratielijn en een individuele harmonisatiefactor voor iedere methode afzonderlijk. Dit initiatief is reeds opgepakt door een landelijke werkgroep van de SKML/NVKC.

Conclusie

Deze analytische verificatie van de IGF-1-assay van Roche Elecsys op de cobas pro laat zien dat er ondanks de harmonisatie verschillen zijn ten opzichte van de LIAISON en iSYS. In beide correlaties voldoet de methode echter aan de vooraf gestelde acceptatiecriteria, dus kan deze assay gebruikt worden voor klinische routine-diagnostiek.

Funding:

Geen.

Dankwoord:

Wij danken Roche voor ondersteuning en het aanleveren van data. Wij danken dr. M.J.T. Veuger van LabWest (HagaZiekenhuis) en dr.ir. B.E.P.B. Ballieux van het LUMC voor het ter beschikking stellen van patiëntenmonsters voor de correlatiestudies.

Belangenverstrengeling:

Geen.