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혈액응고자동분석기 Sysmex CA-540을 이용한 PT, APTT, fibrinogen 측정

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(1)

혈액응고자동분석기 Sysmex CA-540을 이용한 PT, APTT, fibrinogen 측정

김현수․남기형․이도훈

분당제생병원 임상병리과

Measurement of PT, APTT, and Fibrinogen by Automatic Coagulation Analyzer, Sysmex CA-540

Hyun Soo Kim, Ki Hyung Nam and Do-Hoon Lee

Department of Clinical Pathology, Pundang Jesaeng General Hospital, Sungnam, Korea

Background:We evaluated the CA-540, an automatic coagulation analyzer, with respect to its precision, sensitivity and comparability with another coagulation analyzer, the MCA 210.

Methods:The precision of the CA-540 was evaluated with Ci-Trol 1, 2 (Dade Behring Marburg GmbH, Germany) and pooled normal plasma for 20 days. The normal reference ranges of PT, APTT, fibrinogen were obtained. The results of CA-540 were compared with those of MCA 210 (Bio/Data Co., USA). Sensitivity to factor VIII and VII deficiency and in vitro sensitivity to heparin were analyzed.

Results:Within-run precision of PT, APTT, fibrinogen ranged from 0.39% to 3.34% by coefficients of variation (CV). Total precision (CV) was in the range of 1.50% to 5.79% for PT, APTT and 5.25% to 8.79% for fibrinogen. The normal reference ranges for PT, APTT and fibri- nogen were 9.3-12.4 seconds, 23.9-38.0 seconds and 176.7-399.4 mg/dL respectively. INR results showed good correlation (y=1.05x-0.0042, R

2

=0.894) between the results from CA-540 and MCA 210. PT and APTT tests were able to detect plasmas that have less than 50% of factor VII activity and less than 40% of factor VIII activity, respectively. The therapeutic APTT range for heparin therapy was determined as 42.7 to 99.7 seconds.

Conclusions:The precision and sensitivity of CA-540 and correlation results of INR between CA-540 and MCA 210 were acceptable. We concluded that CA-540 would be a useful analyzer for routine coagulation test in a small to medium sized laboratory.

Key Words:Sysmex CA-540, Automatic coagulation analyzer, Prothrombin time, PT, Activated partial thromboplastin time, APTT, Fibrinogen

교신저자:김현수

우) 463-050 경기도 성남시 분당구 서현동 255-2 분당제생병원 임상병리과

전화:(031) 779-0242, FAX:(031) 779-0257 E-mail:

서 론

대부분의 검사실에서 혈액응고질환의 선별검사 및 항응 고제 치료 후의 추적 검사로서 PT (prothrombin time),

APTT (activated partial thromboplastin time),

fibrinogen을 측정하고 있다. 이들 혈액응고검사는 기기,

시약 등 여러 가지 요인에 따라 결과가 달라질 수 있으므로

[1, 2] 각 검사실에서 사용하는 시약, 기기의 특성을 평가

하고 참고범위를 설정하는 것은 매우 중요하고 기본적인 사

항이다. 저자들은 혈액응고자동분석기 CA-540에서 PT,

APTT, fibrinogen 측정의 정밀도, 민감도를 평가하고 참

고범위를 설정하며 기존 보유 장비인 MCA 210과의 상관

관계를 비교하고자 하였다.

(2)

Table 1. Precision of PT, APTT, and fibrinogen measurement by CA-540 and its reagents

Mean Within-run CV(%)

Total CV(%)

PT(sec) Ci-Trol 1 12.01 1.27 2.86

Ci-Trol 2 36.89 1.62 5.79

Pooled

plasma 10.24 0.79 3.01

APTT(sec) Ci-Trol 1 36.70 0.39 1.78

Ci-Trol 2 65.02 0.51 1.50

Pooled

plasma 32.63 1.03 4.27

Fibrinogen Ci-Trol 1 247.0 3.34 6.31

(mg/dL) Ci-Trol 2 217.8 2.75 8.79

Pooled

plasma 330.3 1.71 5.25

재료 및 방법 1. 기기 및 시약

Sysmex CA-540 (Sysmex Co., Japan)은 광학적 응 고법(photo-optical clotting method)의 원리를 이용한 기기로 검체와 시약의 혼합액에 파장 660 nm의 빛을 투과 시켜 fibrinogen이 fibrin으로 변하는 과정에서 산란되는 빛의 양의 변화를 감지함으로써 PT, APTT, fibrinogen을 측정한다. CA-540의 PT, APTT, fibrinogen 검사용 시 약은 Thromborel S (ISI=1.05, Dade Behring Mar- burg GmbH, Germany), Actin (Dade Behring Mar- burg GmbH, Germany), Thrombin reagent (Dade Behring Marburg GmbH, Germany)를 이용하였다. 기 존에 사용하고 있는 장비인 MCA 210 (Bio/Data Co., USA)과 PT, APTT, fibrinogen 결과를 비교하였는데 MCA 210의 PT, APTT 시약으로 Plastinex  (ISI=

1.61, Bio/Data Co., USA), Cephalinex (Bio/Data Co., USA)를 사용하였고, fibrinogen은 PT 유도법(PT-deri- ved method, kinetic fibrinogen assay)[3]으로 측정하 였다.

2. 검사 및 평가 1) 정밀도 평가

CA-540으로 측정되는 PT, APTT, fibrinogen의 정밀 도를 평가하기 위하여 정상혼주혈장(pooled normal pla- sma)과 정도관리물질 Ci-Trol level 1, 2 (Dade Behr- ing Marburg GmbH, Germany)를 이용하였다. 오전, 오후 2회(two separate run), 각각 2번씩 반복 검사하여 20일간 측정 후 NCCLS EP5-A[4]에 따라 검사내 정밀 도(within run precision) 및 총 정밀도(total preci- sion)를 구하였다.

2) PT, APTT, fibrinogen의 검사실 참고치 설정

검사실 직원 20명과 건강검진환자 120명의 혈장으로 PT, APTT, fibrinogen의 정상참고범위를 구하였다. 측정 성적의 하한치 2.5%와 상한치 2.5%를 제외한 95%의 성 적으로 참고범위를 산정하였으며 Microsoft Excel 프로그 램을 이용하였다.

3) 혈액응고인자 결핍의 검출 한계 측정

제 7혈액응고인자 결핍혈장(Dade Behring Marburg GmbH, Germany)을 정상혼주혈장과 혼합하여 혈액응고 인자의 활성도가 100%, 90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10%가 되도록 한 후, 각 농도에서의 PT를 1회씩 측정하였다. 같은 방법으로 제 8혈액응고인자 결핍혈장(Dade Behring Marburg GmbH, Germany)을 정상혼주혈장과 혼합한 후 APTT를 측정하였다. 혈액응고

인자 결핍의 검출 한계는 PT와 APTT 결과가 참고범위를 벗어날 때의 혈액응고인자 활성도로 정하였다.

4) 헤파린에 대한 민감도 측정

헤파린 농도가 0 U/mL에서 1.0 U/mL까지 0.1 U/mL 간격이 되도록 정상혼주혈장에 헤파린을 첨가한 후 각 농도 에서의 APTT를 1회씩 측정하였다.

5) MCA 210과의 상관관계 비교

PT, APTT, fibrinogen 검사가 의뢰된 검체 중 정상과 비정상 결과가 골고루 포함되도록 140검체를 선별하여 측 정하였다. CTAD (0.109M sodium citrate, theophy- lline, adenosine, dipyridamole) 항응고제가 들어 있는 진공채혈관(Becton Dickinson Vacutainer Systems, USA)에 혈액을 채혈, 상층의 혈장을 분리하여 MCA 210 및 CA-540 두 기기로 거의 동시에 측정하였다.

결 과 1. 정밀도 평가

검사내 정밀도는 변이계수가 0.39%에서 3.34% 범위로 비교적 양호한 결과를 보였다. 총 정밀도는 PT, APTT가 1.50%에서 5.79%, fibrinogen은 5.25%에서 8.79% 범 위로 나타났다(Table 1).

2. PT, APTT, fibrinogen의 검사실 참고치 설정

정상인 140명을 대상으로 측정한 참고치는 PT 9.3-

12.4 초, INR 0.84-1.14, APTT 23.9-38.0 초, fibri-

nogen 176.7-399.4 mg/dL 이었다.

(3)

Table 2. Factor VII sensitivity of PT measurement by CA-540 and its reagents Factor VII

activity (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10

PT (sec) 11.4 11.6 11.8 12.1 12.4 13.0 13.8 14.6 15.9 19.8

Table 3. Factor VIII sensitivity of APTT measurement by CA-540 and its reagents Factor VIII

activity (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10

APTT (sec) 30.4 31.2 32.2 33.8 35.2 37.1 40.3 43.3 49.2 58.6

Table 4. In vitro heparin sensitivity of APTT measurement by CA-540 and its reagents

Heparin conc.(U/mL) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

APTT (sec) 32.7 33.9 42.7 60.0 99.7 159.2 >180

Fig. 1. Comparison of PT, APTT and fibrinogen by CA-540 and MCA 210

y = 1.8518x - 9.8737

R2 = 0.8992

0 10 20 30 40 50 60

0 10 20 30 40

PT (sec; MCA 210)

P T (se c ; CA-540)

y = 1.0518x - 0.0042 R2 = 0.894

0 1 2 3 4 5 6

0 1 2 3 4 5 6

INR (MCA 210)

INR (CA-540)

y = 0.8098x + 6.482 R2 = 0.8075

0 20 40 60 80 100

0 20 40 60 80 100 120

APTT (sec; MCA 210)

AP TT ( s e c ; CA- 540)

y = 0.7748x + 77.639 R2 = 0.8092

0 100 200 300 400 500 600 700

0 200 400 600 800

Fibrinogen (mg/ dL; MCA 210)

Fibrinog e n (mg /d L ; C A - 540)

3. 혈액응고인자 결핍의 검출 한계 측정

제 7혈액응고인자 결핍혈장에 대한 검출한계는 50~60%

사이의 범위였고 제 8혈액응고인자 결핍혈장에 대한 검출한

계는 40~50% 사이로 나타났다(Table 2, 3).

4. 헤파린에 대한 민감도 측정

(4)

치료범위로 간주되는 헤파린 농도 0.2에서 0.4 U/mL의 범위일 때 APTT(초)는 42.7~99.7로 측정되었다(Table 4).

5. MCA 210과의 상관관계 비교

Dade Behring사의 Thromborel S (ISI=1.05), Act- in, Thrombin reagent 시약을 사용하여 CA-540에서 측 정한 PT, INR, APTT, fibrinogen 결과와 Bio/Data사 의 Plastinex(ISI=1.61), Cephalinex 시약으로 측정한 MCA 210 결과의 상관관계를 Fig. 1에 나타내었다. PT 는 기울기 1.85, R

2

0.90의 값을 보였고 INR은 기울기 1.05, R

2

0.89, APTT는 기울기 0.81, R

2

0.81, fibrinogen은 기울기 0.77, R

2

0.81의 상관관계를 보였 다.

고 찰

PT, APTT, fibrinogen 등 혈액응고검사는 채혈 방법, 채혈관의 표면 특성, 항응고제 종류, 검체의 보관조건, 검 체의 항온 시간, 항온 온도, 활성물질과의 접촉시간, 시약 의 종류, 검출방법에 따라 결과가 달라질 수 있다. 그러므 로 각 검사실마다 사용하는 장비, 시약 등의 특성을 평가하 고 참고범위를 설정해야 한다. 본 검사실에서 정상인 140 명을 대상으로 측정한 참고치는 PT 9.3-12.4초, INR 0.84-1.14, APTT 23.9-38.0초, fibrinogen 176.7- 399.4 mg/dL로 시약 제조회사에서 제시한 참고치와 비슷 한 결과를 보였다.

CA-540의 검사내 정밀도는 변이계수가 0.39%에서 3.34% 범위로 비교적 양호한 결과를 보였고 총 정밀도는 PT, APTT가 1.50%에서 5.79%, fibrinogen은 5.25%

에서 8.79% 범위를 나타내었다. NCCLS 기준에 의하면 PT, APTT 검사는 변이계수 5% 미만을, fibrinogen 검사 는 저농도 물질을 사용했을 때 변이계수가 7% 미만일 것을 권장하는데[5, 6] PT가 연장된 정도관리물질(Ci-Trol 2) 을 사용했을 때 PT 검사의 변이계수가 5.79%, fibri- nogen 검사의 변이계수는 8.79%로 NCCLS의 권장기준 을 약간 벗어나는 결과를 보였다. 기존의 논문들에서 이 기 준을 벗어나는 결과들이 상당히 있는 것을 볼 때[2,7- 12] NCCLS 기준이 다소 엄격하게 설정된 것으로 보인다.

혈액응고인자결핍증의 선별검사로서 APTT 시약 및 측 정장비는 30% 이하의 혈액응고인자 결핍증을 찾아낸 수 있는 민감도를 지녀야 한다[5]. 시약마다 혈액응고인자결핍 에 대한 민감도가 다르며 같은 시약이라도 장비가 다르거나 시약제조번호가 다른 경우 혈액응고인자결핍에 대한 민감도 가 달라질 수 있으므로 시약 또는 장비의 교체시 이에 대한 평가가 필요할 것이다. 본 연구에서 최소한 50% 이하의 제 7혈액응고인자 결핍, 40% 이하의 제 8혈액응고인자 결핍 을 찾아낼 수 있었으므로 민감한 시약 및 장비로 평가되었

다.

헤파린 치료의 효과적인 감시를 위해 APTT 검사를 주 로 이용하는데 헤파린의 적정 치료 범위로 과거에는 APTT 정상평균값의 1.5-2.5배에 해당하는 APTT 결과를 치료범 위로 선택하였으나 헤파린에 대한 APTT 연장 정도가 시약 에 따라 다르므로 헤파린 농도 0.2-0.4 U/mL에 해당하는 APTT 값을 측정하여 임상에 알려주어야 한다[13]. 이를 위해서는 검사실에서 환자 검체의 헤파린 농도를 측정할 수 있어야 하는데 이의 대용으로 본 논문에서와 같이 정상인 혈액에 일정 농도의 헤파린을 in vitro로 첨가하여 헤파린 농도에 따른 APTT 값을 얻을 수 있으며 이 방법으로 구한 치료범위의 APTT가 일반적으로 약간 높으나 사용할 수 있 다[5]. 본 연구에서 헤파린 농도 0.2에서 0.4 U/mL의 범 위일 때 APTT(초)는 42.7초에서 99.7초 사이였으며 이 결과를 헤파린 농도 0 U/mL일 때의 APTT 값에 대한 비(ratio)로 나타냈을 때 1.31-3.05배로 1.5-2.5배에 비 해 다소 넓은 범위로 나타났다.

본 연구에서 서로 다른 시약, 다른 기기로 측정한 PT, APTT, fibrinogen 결과의 상관관계를 확인하였다. 두 기 기의 시약이 다르고 fibrinogen의 경우 측정원리도 다르기 때문에 결과에서 분명한 차이가 있었다. 그러므로 검사실에 서 새로운 기기, 시약을 도입하고자 할 때 기존 결과와 큰 차이를 보일 수 있으므로 반드시 상관관계를 확인하고 결과 의 차이가 있을 때 그 차이를 임상에 주지시켜야 하겠다.

측정 기기, 시약이 다를 경우 초(second)로 나타나는 PT 결과에서 차이가 있을 수 있으나 INR 값은 비슷해야 한다.

본 연구에서 CA-540과 MCA 210으로 각각 측정된 PT, INR 결과의 상관관계를 y=ax+b로 표시했을 때 PT(초) 의 기울기는 1.85였으나 INR의 기울기는 1.05였다. 즉, 초(second)로 나타난 PT 결과는 PT가 연장된 검체일수록 두 기기에서 측정된 결과의 차이가 커졌으나 INR 값은 비 슷하였다. 이 기울기 차이는 두 기기에서 사용된 시약의 ISI 값이 각각 1.05, 1.61로 다르므로 예상되는 결과라고 할 수 있다. 본 연구에서는 다른 기기, 시약으로 측정한 INR 값이 비슷하게 나타났으나 국내 외부정도관리 결과에 서 보여주듯이 검사실마다 INR 결과의 차이가 있을 수 있 다[14, 15]. 이의 원인으로 시약 제조회사에서의 부정확한 ISI 값 설정, ISI 값이 높은 시약의 사용, 검사실마다 다른 정상평균값(mean normal prothrombin time)의 설정, 측정 기기의 차이 등을 들 수 있다[16]. ISI가 1.5이하인 thromboplastin reagent를 사용할 경우 이 차이가 줄어 들 수 있다고 한다. 각 검사실에서 설정한 정상평균값의 차 이에서 오는 INR 차이를 없애기 위해 일부 국가에서는 INR calibrants의 사용을 권장하기도 하지만 calibrant 제조 방식에 따른 INR의 차이가 또한 있을 수 있다[16, 17].

CA-540의 fibrinogen 측정 방식은 가장 흔히 사용하는

(5)

트롬빈에 의한 응고법(Clauss법)을 이용하였고 MCA 210 은 PT 유도법(PT-derived method, kinetic fibrinogen assay)을 이용하였다. PT 유도법은 PT를 측정할 때 fibrinogen 농도에 따라 응괴 형성 전후의 흡광도 변화율 이 다르다는 원리를 이용하며 흡광도 변화율을 감지하여 fibrinogen 농도를 측정하는 방법이다. 이 방법은 PT와 fibrinogen을 동시에 측정할 때 fibrinogen 측정을 위한 별도의 시약이 필요 없으므로 시약 절감효과가 있는 반면 fibrinogen이 매우 높거나 낮은 검체에서는 결과가 다소 부정확하며[18] PT의 응고시간이 검사실의 설정치를 넘어 갔을 경우는, 즉 설정된 제한시간내에 응고되지 않는 경우 는 fibrinogen 결과 값을 얻을 수 없는 단점이 있다.

검사실에서 응고기기를 새로 도입하고자 할 때 무엇보다 먼저 고려하는 것이 검사종목, 비용(초기비용 및 유지비 용), 검사처리능력이다. CA-540은 PT, APTT, fibrino- gen 이외에 AT-III, 각종 혈액응고인자 검사가 가능하고 LIS (Laboratory information system)와 양방향으로 데이터를 주고받을 수 있으며 바코드 판독, 응급검사 (STAT)가 가능하다. 동시에 10개의 검체를 장착할 수 있 고 한 종목만 검사를 시행할 경우 시간당 50건, PT, APTT, fibrinogen을 동시에 측정할 경우 시간당 33건의 검사를 수행할 수 있다.

이상에서 자동응고측정기 CA-540 및 측정시약의 정밀 도, 민감도, 기존 기기와의 상관관계를 평가해 보았다. 기 존 기기와 사용하는 시약이 달랐기 때문에 초(sec)로 나타 나는 결과에서 차이가 있었으나 INR은 좋은 상관관계를 보 여주었다. 정밀도, 민감도는 양호하였으며 검사종목, 검체 처리능력을 고려할 때 중소규모 검사실에 유용한 기기로 사 료되었다.

요 약

배경 : 저자들은 혈액응고자동분석기 CA-540의 정밀도, 민감도를 평가하고 기존 장비인 MCA 210과의 상관관계를 비교하고자 하였다.

방법 : CA-540의 정밀도를 평가하기 위해서 정상혼주 혈장과 정도관리물질 Ci-Trol level 1, 2(Dade Behring Marburg GmbH, Germany)를 이용하여 20일간 측정하 였다. PT, APTT, fibrinogen의 정상참고범위를 구하고 CA-540의 측정결과를 MCA 210과 비교하였다. 제 7, 제 8혈액응고인자 결핍혈장을 이용하여 혈액응고인자결핍의 검 출 한계를 구하고 헤파린 적정치료범위의 APTT 값을 구하 였다.

결과 : 검사내 정밀도는 변이계수가 0.39%에서 3.34%

범위로 양호한 결과를 보였다. 총 정밀도는 PT, APTT가 1.50%에서 5.79%, fibrinogen은 5.25%에서 8.79% 범 위를 나타내었다. 정상인 140명을 대상으로 측정한 참고치

는 PT 9.3-12.4 초, INR 0.84-1.14, APTT 23.9-38.0 초, fibrinogen 176.7-399.4 mg/dL이었다. INR 결과는 MCA 210과 좋은 상관관계를 보여주었다(y=1.05x-0.0042, R2=0.894). PT 검사는 약 50% 이하의 제 7혈액응고인 자결핍을, APTT 검사는 약 40% 이하의 제 8혈액응고인 자결핍을 검출해 낼 수 있었다. 헤파린치료의 적정 APTT 범위는 42.7초에서 99.7초로 나타났다.

결론 : CA-540의 정밀도, 민감도는 양호하였고 INR 결과는 MCA 210과 좋은 상관관계를 보여주었다. CA- 540의 검사종목, 검체처리능력을 고려할 때 중소규모 검사 실에 유용한 기기로 사료되었다.

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수치

Table 1. Precision  of  PT,  APTT,  and  fibrinogen  measurement by CA-540 and its reagents
Fig. 1. Comparison of PT, APTT and fibrinogen by CA-540 and MCA 210y = 1.8518x - 9.8737R2 = 0.89920102030405060010203040PT (sec; MCA 210)PT (sec; CA-540)      y = 1.0518x - 0.0042R2 = 0.89401234560123 4 5 6INR (MCA 210)INR (CA-540)y = 0.8098x + 6.482R2 = 0

참조

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