서론
사구체여과율(glomerular filtration rate, GFR)은 신 장이 일정 시간 특정물질을 제거할 수 있는 혈장량으로 정 의되며 기능을 하고 있는 사구체 수를 볼 수 있는 가장 좋 은 방법으로 신기능의 단계를 구분할 수 있는 가장 좋은 지표로 이용되었다[1]. GFR 측정의 참고방법은 inulin 또는
51Cr-EDTA,
99mTC-labeled diethylenetriamine pentaacetic acid,
125I-labeled iothalamate와 같은 방사 성표지자 등 외부표지자를 주입 후 제거율을 측정하는 방법 이 사용되지만 환자에게 표지약제를 주입해야 하고 일정 시 간 매우 표준화된 상태에서 소변을 모아 측정해야 하는 단 점이 있어 일반 검사실에서 시행하기는 어렵다. 따라서 내 부표지자를 이용하여 GFR을 측정하는 방법이 사용되고 있
으며 그 중 혈청 크레아티닌이 일반적으로 가장 많이 사용 되고 있다[2].
크레아티닌은 크레아틴과 근육조직의 phosphocreatine 의 대사산물로 혈중 농도가 일정하며, 사구체를 자유롭게 통과하고 근위세뇨관에서 재흡수되지 않아 내부표지자로 적합하지만 몇 가지 단점을 가지고 있다[3]. 크레아티닌의 혈중량은 체근육량, 나이, 성별, 식이 등에 영향을 받고 측 정하는 방식에 따라서 혈당, 요산, 케톤, cephalosporin 등 간섭인자에 의한 영향을 받는다[4]. 또한 크레아티닌의 혈 중량과 GFR은 비직선형 관계를 보여 초기 GFR 감소를 검 출하는 데 있어 민감도가 떨어진다[5].
Cystatin C (Cys C)는 13 kDa의 저분자량의 protease inhibitor로 사구체 기저막을 자유롭게 통과하여 근위세뇨 관에서 흡수되나 세뇨관 상피세포에서 대사되어 체내 혈중
Performance Evaluation of Gentian Cystatin C on the Hitachi 7600 Automatic Analyzer
Yun-A Jo
1, Mi Kyung Shin
2, Wonkeun Song
1, Han-Sung Kim
1, and Min-Jeong Park
11
Department of Laboratory Medicine, Hallym University College of Medicine, Chuncheon;
2Department of Laboratory Medicine, Hallym University Kangnam Sacred Heart Hospital, Seoul, Korea
Background: Cystatin C, a 13-kDa protein synthesized in all nucleated cells, has been proposed as a replacement for serum creatinine in assessments of renal function. The Gentian Cystatin C immunoassay (Gentian, Norway) was recently developed using particle enhanced turbidimetric immunoassay. In this study, we evaluated the analytical performance of the Gentian Cystatin C immunoassay on the Hitachi 7600 Automatic Analyzer (Hitachi Ltd., Japan).
Methods: We performed precision and linearity studies using Hitachi Clinical Analyzer 7600 with Gentian reagent and compared the results to those obtained with the N Latex Cystatin C (Siemens, Germany) using a particle enhanced nephelometric immunoassay method performed on the Behring Nephelometer II (Siemens, Germany). We also analyzed the traceability of Gentian reagent and Siemens reagent to Cystatin C standard reference material, ERM-DA471/IFCC.
Results: The coefficient of variations (CVs) for within-run imprecision at low and high levels were 1.58% and 1.06% and the CVs for total imprecision at low and high levels were 2.53% and 2.09%, respectively. In the linearity test, the coefficient of determination (R
2) was 0.9997 (range, 0.23 to 7.50 mg/L), and comparison with the results obtained by Siemens reagent showed an excellent correlation coefficient of 0.9982. In the traceability test, Gentian reagent is more accurate than Siemens reagent and the total accuracy was 96.0%.
Conclusions: Gentian reagent provides good analytic performance on the Hitachi 7600 Automatic Analyzer and can be used for the diagnosis, treatment, monitoring, and risk assessment of renal function.
(J Lab Med Qual Assur 2013;35:81-6)
Key Words: Cystatin C, Creatinine, Traceability
Corresponding author:
Min-Jeong Park
Department of Laboratory Medicine, Hallym University Kangnam Sacred Heart Hospital, 1 Singil-ro, Yeongdeungpo-gu, Seoul 150-950, Korea
Tel: +82-2-829-5258 Fax: +82-2-847-2403 E-mail: [email protected] pISSN: 1225-097X
eISSN: 2288-7261 Received September 26, 2013, Revision received November 1, 2013, Accepted November 4, 2013
으로 돌아가지 않아 혈중 Cys C 농도는 GFR에만 의존하 는 특징을 가지고 있어 GFR 측정의 새로운 내부표지자로 제안되었다[6]. 또한 Cys C의 혈중량은 체근육량, 나이, 성 별에 영향을 받지 않고 초기 신손상의 검출에 크레아티닌 에 비교해 민감도가 높아 초기 신손상의 선별검사로 임상 적 유용성이 더욱 부각되고 있다[7]. Cys C를 측정하는 방 법은 particle enhanced nephelometric immunoassay (PENIA)법과 particle enhanced turbidimetric immu- noassay (PETIA)법이 있다[8].
최근에 출시된 Gentian Cystatin C immunoassay (Gentian, Moss, Norway)은 PETIA법을 이용하여 Cys C 를 측정하는 kit로 이에 대한 분석능력 및 유용성에 대한 평 가는 국내에 아직 보고된 바 없다. 이 연구에서는 연구에서 는 Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) 지침에 따라 Gentian Cystatin C immunoassay (Gentian) 의 분석능력 및 PENIA법과 상관성을 평가하고자 하였다.
대상 및 방법
1. 장비 및 시약
Cys C를 Gentian Cystatin C immunoassay와 Hitachi 7600 Automatic Analyzer (Hitachi Ltd., Tokyo, Japan) 를 이용하여 분석하였다. 비교 분석을 위하여 기존에 강남 성심병원에서 사용하는 N Latex Cystatin C (Siemens, Marburg, Germany)를 Behring Nephelometer II (Siemens) 장비를 이용한 PENIA법으로 Cys C를 측정하였 다. 검사는 각 제조회사의 지침에 따라 시행되었다.
2. 방법
1) 정밀도(precision)
CLSI EP5-A [9]에 따라 20일에 걸쳐 오전과 오후 매 검사마다 높은 농도와 낮은 농도의 Gentian Cystatin C Control (Gentian)을 2회 반복 측정하였다. 평균(mean), 검사 간 변이계수(between-run coefficient of variation [CV]), 검사일 간 변이계수(between-day CV) 및 총 정 밀도를 구하였다. Gentian Cystatin C Control의 제조사 의 목표값 범위(insert target range)는 낮은 농도물질은 0.75-1.12 mg/L였고, 높은 농도물질은 2.59-3.89 mg/L 였다.
2) 직선성(linearity)
직선성은 CLSI EP6-A [10]에 따라 시행하였다. Gen-
tian Cystatin C Calibrator (Gentian)의 level 1 (target value: 0.23 mg/L)과 level 6 (target value: 7.50 mg/L) 을 사용하여 4:0 (계산치: 0.23 mg/L), 3:1 (2.05 mg/L), 2:2 (3.87 mg/L), 1:3 (5.68 mg/L), 0:4 (7.50 mg/L)의 비율로 혼합하였다. 5가지 단계의 농도를 제조한 후 각각 2 회 반복 측정한 뒤 계산치와 측정치 간의 회귀방정식과 결 정계수(R
2)를 구하였다.
3) 상관성(correlation)
상관성 평가는 CLSI EP9-A2 [11]에 따라 시행하였다.
강남성심병원 외래, 건강검진, 입원 환자의 검체를 기존 Behring Nephelometer II로 측정된 값을 기준으로 Cys C값이 0.51 mg/L에서 5.10 mg/L에 걸쳐 고르게 분포 하도록 52검체를 선별하였다. Hitachi 7600 Automatic Analyzer와 Behring Nephelometer II로 2시간 안에 2회 반복 측정하여 단순선형회귀분석으로 상관성을 평가하였 다.
4) 소급성(traceability)
소급성 평가는 Cys C의 표준물질인 ERM-DA471/IFCC (Cystatin C Standard Reference Meterial)을 사용하였 다. ERM-DA471은 동결 건조시킨 사람 혈청으로 구성 되어 있으며 그 안에 4-(2-hydroxyethyl)-1-pipera- zineethanesulfonic acid, sodiumazide, benzamidine chloride, aproinin이 첨가되어 있다. Target값은 5.48±
0.15 mg/L이며 PETIA, PENIA법에 그리고 방사면역확장 법에 이용 가능하다. 희석용매로 원액, 2배, 3배, 5배, 10 배로 희석 후 2회 반복 측정하였다. 0.56-5.56 mg/L까 지 5개 농도의 검체에 대해 기존시약인 Siemens와 평가 하려는 시약 Gentian을 이용하여 각 농도에서 결과값을 측정하여 측정 평균치, 표준물질과의 bias, 정확도(100- difference(%))를 구하였다.
5) 통계분석
통계분석은 Excel 2007 (Microsoft Co., Redmond, WA, USA)과 MedCalc ver. 9.4.2.0 (Medcalc software, Mariakerke, Belgium) 프로그램을 사용하였다.
결과
1. 정밀도(precision)
검사 내, 검사 간 변이계수 및 검사일 간 변이계수는 저농
도와 고농도에서 모두 2% 이내였으며 총 정밀도의 변이계 수는 저농도에서 2.53%, 고농도에서 2.09%였다(Table 1).
2. 직선성(linearity)
Gentian Cystatin C Calibrator의 level 1과 level 6 물 질로 제조한 5가지 농도의 검체를 2회 반복 측정한 결과 0.28-7.55 mg/L의 Cys C 범위에서 R
2=0.9997의 직선성 을 보였다(Fig. 1).
3. 상관성(correlation)
기준 장비인 Behring Nephelometer II와 비교장비인 Hitachi 7600 Automatic Analyzer의 Cys C 측정치는 각 각 0.45-5.88 mg/L와 0.52-6.62 mg/L에서 분포하였다.
상관계수 R
2=0.9982, 기울기 1.0756, 절편 0.1068으로 높 은 상관관계를 보였고, 평균오차는 0.244이었다(Fig. 2).
4. 소급성(traceability)
표준물질을 사용해 5개 농도의 검체에 대해 기존 시약인 Siemens와 평가하려는 시약 Gentian을 이용하여 각 농도 에서 결과값을 측정하여 측정 평균치, 표준물질과의 bias, 정확도를 평가하였으며 Gentian 시약에서 0.56 mg/L의 저농도에서 정확도 90.2%였고 나머지 농도에서 정확도는 95% 이상이었다(Table 2).
고찰
혈청 크레아티닌은 신기능을 평가하는데 가장 널리 사 용되는 지표이지만 나이, 성별, 약물, 체근육량, 식이 등 에 의해 영향을 받아 GFR을 직접적으로 반영하지는 못한 다[1,2,7,12]. 이러한 제약을 극복하기 위해 Cockcroft- Gault 공식이나 Modification of Diet in Renal Disease 공 식을 권장하고 있고 이 공식에 의해 도출된 GFR은 chronic kidney disease (CKD)의 분류와 진단에 이용되고 있다 [12]. 하지만 혈청 크레아티닌을 기초로 한 공식에서 도출 된 GFR의 경우 몇 가지 제한점이 있는데 CKD 환자이면서 다른 질환을 가지고 있거나 노인, 비만, 그리고 초기 신손상 인 경우가 대표적이다.
GFR은 40세 이후 10년에 8-10 mL/min씩 저하되며 70 세 이상에서는 혈청 크레아티닌의 증가 없이 GFR 계산값이 감소하는 경우가 45%에 달한다[13]. 또한 당뇨병 환자군에 서 혈청 크레아티닌이 정상이지만 신장기능의 저하가 발생 한 환자를 조기에 찾아내는 것이 중요한데 크레아티닌으로 도출된 GFR을 이용할 경우 70 mL/min/1.73 m
2이하로 감소될 때까지 혈중량에 변화가 없어 초기 신손상이 있는 당뇨병 환자를 잘 찾아 낼 수 없다[14].
Cys C는 혈청 크레아티닌에 비해 신기능을 측정하는 데 더 믿을 만한 지표로 알려져 왔으며 특히 초기 신손상의 더 좋은 지표로 보고되고 있다[1,2,7]. Cys C는 1979년 처음 으로 경쟁적 방사면역측정법을 이용하여 측정된 이후 형광 면역법, 효소면역법 등으로 개발이 되어왔다[1]. 더욱 최 근에는 Cys C 특이항체로 코팅된 라텍스나 폴리스티렌 입 Table 1. Precision of Cystatin C measurement on the Hitachi 7600 Automatic Analyzer with Gentian Cystatin C immunoassay
Level Mean
(mg/L) Total SD
(mg/L) Within-run CV
(%) Between-run CV
(%) Between-day CV
(%) Total CV (%)
Low 0.89 0.02 1.58 1.59 1.17 2.53
High 2.92 0.06 1.06 1.74 0.47 2.09
Abbreviation: CV, coefficient of variation.
Fig. 1. Linearity of Gentian Cystatin C values on the
Hitachi 7600 Automatic Analyzer.
자를 이용하여 측정하는 방식이 개발되어 혼탁법을 사용하 는 PETIA와 비탁법을 사용하는 PENIA법이 있이 있으며 이 두 방법은 초기 개발된 방법들에 비해 더 정확하다고 알 려져 있다[1]. Cys C의 초기 참고범위의 연구에서는 그 범 위가 다양했었고 원인 분석결과 calibration 물질, 참여자 의 나이 그리고 측정방법 등에 의해 차이를 보인 것으로 생 각되었으며 그 중 PETIA법으로 측정된 값은 PENIA법으로 측정된 값에 비해 20-30% 높은 값을 보인다는 연구들이 있었다[15,16]. 또한 최근까지도 Cys C 측정의 표준화가 되어있지 않았으며 2010년 International Federation of Clinical Chemistry (IFCC)에서 Cys C의 참고물질(ERM- DA471/IFCC)을 생산하여 Cys C의 표준화 연구가 진행되
고 있다[16].
본 연구에서는 PETIA법으로 측정되는 Gentian시약의 분석능을 평가하고 PENIA법으로 측정되는 Siemens사 시 약과의 상관성을 평가하였다. 정밀도검사에서 Gentian시약 의 검사 내 정밀도의 변이계수는 저농도에서 1.58%, 고농 도에서 1.06%였으며, 총 정밀도의 변이계수는 저농도에서 2.53%, 고농도에서 2.09%로 우수하였다. 직선성 검사에서 도 R
2=0.99로 높은 직선성을 보였다. 기존시약인 PENIA 법을 이용한 Siemens사 시약과의 상관성 비교를 시행한 결 과, 높은 상관관계를 보였으나(R
2=0.9982), 평균 오차는 0.244로 기존 연구의 결과와 유사한 값을 보였다[15,16].
소급성 검사는 표준물질인 ERM-DA471/IFCC을 사용하 Table 2. Traceability of Gentian Cystatin C Immunoassay and N Latex Cystatin C with ERM-DA471/IFCC (Cystatin C standard reference material)
Cystatin C standard reference material (mg/L)
Gentian Siemens
Mean Bias Accuracy (%) Mean Bias Accuracy (%)
0.56 0.62 0.06 90.18 0.50 0.06 89.29
1.11 1.17 0.06 95.05 0.96 0.16 86.04
1.86 1.87 0.01 99.73 1.6 0.26 86.02
2.78 2.67 0.12 95.86 2.36 0.42 84.89
5.56 5.53 0.04 99.37 4.98 0.58 89.57
Total 96.04 87.16
Fig. 2. Comparison of Cystatin C levels measured by Gentian Cystatin C Immunoassay (Gentian) on a Hitachi 7600
Automatic Analyzer and N Latex Cystatin C (Siemens) on a Behring Nephelometer II.
여 시행하였다. Gentian Cystatin C시약은 모든 농도에서 Siemens사 시약보다 높은 정확도를 보였으며 총 정확도는 96.0%로 Siemens사 시약의 87.2%보다 정확한 값을 보였 다. 혈청 Cys C는 신기능을 평가하기 위한 이상적인 지표로 서 조건을 가졌지만 크레아티닌보다 측정하는 데 비용이 더 많이 들고 아직까지 정확한 표준화가 이루어지지 않았다는 단점이 있었다. 본 연구에서는 최근 제시된 표준물질로 혈 청 Cys C의 정확도를 평가해 보았으며, 이러한 시도가 Cys C의 표준화에 도움을 줄 수 있는 결과로 생각된다.
결론적으로, Hitachi 7600 Automatic Analyzer를 이용 한 Gentian Cystatin C immunoassay는 PETIA법을 이용 한 Cys C 측정시약으로서 정밀도와 직선성이 우수하였고 PENIA법을 이용한 Siemens사 시약과 비교하여 상관성이 높았다. 또한 표준물질을 통해 평가한 정확도가 높아 임상 검사실에서 더욱 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
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Hitachi 7600 자동분석기를 이용한 Gentian Cystatin C의 분석 능 평가
조윤아
1• 신미경
2• 송원근
1• 김한성
1• 박민정
11한림대학교 의과대학 진단검사의학교실, 2한림대학교 강남성심병원 진단검사의학과
