Fallstudie av störningstestning, strategi och upptäckt

Vikten av att utföra analysverifiering INNAN inkorporering i en medicinteknisk produkt kan inte överskattas. Oräkneliga timmar och dollar kan slösas bort på att designa den perfekta enheten om detektionsanalysen misslyckas i fält.

Framgångsrik medicinsk utrustning för Point-of-Care (POC) förlitar sig i allt högre grad på nya och innovativa analytdetektionssystem. Snabba testresultat, snabbare sjukdomsbedömning och minskade kostnader för hälsoinfrastruktur har lett till en explosion av analysutvecklingen.

För att skydda allmänheten mot felaktig konstruktion krävs rigorösa verifieringstestningar för att säkerställa att alla enheter lever upp till deras krav.

Nya analyser kommer att skilja sig från de guldstandardanalyser som används i de kliniska diagnostiska laboratorierna. De kan utnyttja olika nya och/eller förbättrade designförändringar, till exempel i kemisammansättning, analytbearbetningssystem, detektionsutrustning och databearbetningsverktyg. Detta väcker frågan om hur man avgör om din analys fungerar som avsett när det inte finns något predikat att mäta dess förmåga mot.

För att förena analysbedömningen mellan industri och kliniker har riktlinjer skapats av Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI). I den här artikeln kommer jag att undersöka riktlinjen för analysverifiering CLSI EP07-A2 Interferenstestning i klinisk kemi; Godkänd riktlinje.

Vad är interferenstestning?

Förbereder för ett assayverifieringstest

CLSI EP07-A2 Interferenstestning[1] erbjuder metoder och vägledning för att hjälpa till att fastställa vilka kemikalier som finns i ett patientprov som stör en detektionsanalys. Denna detektionsanalys kan vara kemisk, elektrisk, fotometrisk eller andra.

I praktiska termer, principerna för CLSI EP07-A2 se till att utredarna förstår hur den komplexa matrisen i ett biologiskt prov interagerar med analysen. Syftet är att fastställa vilka beståndsdelar som kan leda till felaktig analytdetektion. Sådana felaktigheter kan i slutändan resultera i felaktiga sjukdomsdiagnoser och behandlingar. Men om störningarna förstås, kan begränsningar eller begränsningar införlivas i provhantering och märkning av enheter.

Interferenser kan komma från en mängd olika källor. Vanliga källor är följande:

• Material som tas in via förtäring, inandning eller injektion. Dessa inkluderar livsmedel, mediciner, berusningsmedel eller deras metaboliska nedbrytningsprodukter.
• Material som introduceras under patientvården, t.ex. smärtstillande medel, läkemedel mot koagulering, anestetika och radioisotoper.
• Nedbrytningsprodukter från specifika sjukdomstillstånd som cancer, diabetes eller hepatit.
• Reagenser tillsatta (avsiktligt eller oavsiktligt) vid insamling av patientprover. Vanliga tillsatser inkluderar antikoagulanter, analytstabilisatorer och lakvatten från uppsamlingslinjer (t.ex. vacutainerrör, lock).
• Föroreningar via dålig provhantering såsom beröringsöverföring av handtvål, kräm, desinfektionsmedel och puder från handskar.

Interferenter kan resultera i underskattning eller överskattning av en målanalyt på olika sätt. Typen av dessa åtgärder kan vara:

• Kemikalie: Kemikalier kan konkurrera med analysreagenser eller analyter eller kan få dem att fällas ut.
• Fysiska: Förändringar som grumlighet, ytspänning eller viskositet kan störa funktionen av en analyss detektionsmekanism.
• Detektionsberoende: Detta inträffar när signaler som genereras av interferenten inte kan särskiljas från de som produceras av målanalyten – antingen på grund av kemiska beteendelikheter eller på grund av själva detektionsutrustningen.
• Enzyminhibering: Vissa interferenter binder eller binder kritiska molekyler som krävs under enzymbaserade analyser, vilket kortsluter detektionssystemet.

Tillvägagångssättet för att screena potentiella interferenter inkluderar forskning, följt av bänktestning. Vanliga interferenter och deras koncentrationsintervall finns i litteraturen. Var dock försiktig; dessa intervall kommer att vara analysberoende (och ofta utrustningsberoende).

Verifieringsstrategi:

För effektiv testning utförs en interferensskärm med en teknik som kallas testning av parskillnad. Potentiella interferenter (testmaterial) läggs till en provpool. Analyssignalerna jämförs sedan med signalerna från samma prov som saknar testmaterialet.

I ett korrekt designat och utfört experiment kan replikat av olika testmaterial och koncentrationer screenas samtidigt. CLSI EP07-A2 ger statistisk vägledning för att utforma, analysera och tolka de resulterande data.

Fallstudie för upptäckt:

Låt oss titta på hur CLSI EP07-A2 kan användas med en gastrointestinal (GI) POC-analys som används för att detektera en specifik markör för Irritable Bowel Syndrome (IBS).

Scenario:

En medicinsk POC-enhet använder en kemisk analys som detekterar en specifik IBS-biomarkör i en patients GI-prov. Den specifika biomarkören orsakar en förändring i analyskemin som sedan kan detekteras av POC-enheten. Analysen detekterar analyten på ett koncentrationsberoende sätt – dvs ju mer analyt – desto mer förändring i kemi. Detektionsutrustning fångar den kemiska produktionen och en algoritm avgör om mängden analyt faller inom det diagnostiska området för ett positivt resultat. Den resulterande avläsningen hjälper gastroenterologen att tilldela en behandlingsstrategi för den drabbade patienten.

Interferent identifiering:

Tarmvätska (IF) är en unik miljö. Det är anaerobt, pH 7 – 8, och innehåller gallsalter, mucin, enzymer och metaboliter. Miljön förändras med vad och när maten har intagits.

Patienter med GI-besvär tar vanligtvis mediciner för att lindra sitt lidande. Dessa mediciner (och deras metaboliter) kommer sannolikt att finnas i IF.

Patienter kan dock ha ytterligare underliggande hälsoproblem. Deras IF kan dessutom innehålla blod, hemolytiska föreningar, fetter och/eller cancerceller.

I ovanstående scenario är pH, galla, enzymer, bakterier, jäst, blod/metaboliter, fetter och cancerceller alla potentiella källor till störningar i IBS-biomarkördetektionsanalysen.

Interferensscreening:

I scenariot ovan identifieras två grupper av störande ämnen. Den första gruppen klassificeras som fysiologiska störande ämnen. Det inkluderar pH, galla, mucin, blod, hem, triglycerider, jäst och cancerceller.

Den andra gruppen klassificeras som farmaceutiska interferenter. Denna grupp undersöker några av de mediciner som förväntas inom GI-proverna. En liten lista inkluderar Rabeprazolnatrium, Vismutsubsalicylat, Kalciumkarbonat, Magnesiumkarbonat Basic, Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid och Bariumsulfat.

Kliniskt relevanta interferenta koncentrationer kan hittas genom litteraturöversikter och genom CLSI. En väldesignad skärm inkluderar replikat av testmaterial i höga (värsta fall), medelhöga och låga koncentrationer som förväntas finnas i tarmen. De relevanta positiva och negativa kontrollerna ingår också. Positiva kontroller säkerställer att analyssystemet fungerar korrekt. Negativa kontroller ger jämföraren med testföreningarna i screeningen med parskillnad.

Nedan är ett exempel på en layout för fysiologisk interferensscreening. Denna matris kan utföras i en 96-provsanalys. Layouten inkluderar positiva kontroller för att säkerställa att analysen fungerar korrekt. Den inkluderar negativa kontroller eller komparatorer i testet med parad skillnad. Den innehåller också flera fysiologiska störningar som testas över 3 koncentrationsintervall (hög, mellan och låg). Alla tester utförs i tre exemplar för att informera om statistisk analys av de resulterande data.

Noggrant övervägande måste tas för att välja den testvätska som används för att utföra screeningen. Detta är provmatrisen som testmaterialen och kontrollerna består av. Ofta kommer denna vätska att vara densamma som patientprovet (t.ex. blod, serum). Emellertid kan validerade simulerade vätskor ersättas i initiala screeningar när målvätskan är svår att få tag på (t.ex. GI-vätska, cerebral spinalvätska), eller en minskning av riskerna för biologiska risker är önskvärda.

En sista screening kommer att behöva utföras i relevant patientvätska. CLSI EP07-A2 vägleder det korrekta urvalet av patientprover och relevanta kontrollprover så att meningsfull data kan extraheras.

Sammanfattning:

Interferensskärmar kan snabbt verifiera om en detektionsanalys kommer att fungera i patienttestprovet. Det är mycket billigare att förstå detta tidigt i en medicinsk produkts liv – innan analysen blir integrerad och systemdesignerna förstärks. Vanligtvis sker analysverifiering hand i hand med enhetsteknik. Detta gör att designen kan ändras efter behov, samtidigt som man säkerställer att alla regulatoriska milstolpar uppnås.

[1] Institute for Clinical and Laboratory Standards. Interferenstestning i klinisk kemi; Godkänd Guideline—Andra upplagan. CLSI-dokument EP7-A2 [ISBN 1-56238-584-4]. Clinical and Laboratory Standards Institute, 940 West Valley Road, Suite 1400, Wayne, Pennsylvania 19087-1898 USA, 2005.

Bild: StarFish Medical

Sue Bantroch är laboratorietekniker på StarFish Medical. Hon arbetar med en mängd olika biotekniska medicinska projekt dela sin tid flytande mellan vår huvudanläggning och våra BSL2-anläggningar vid University of Victoria.

 

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Källa: https://starfishmedical.com/blog/poc-assay-verification-medical-devices/