Performance Evaluation of the ADAMS A1c HA-8180 Analyzer for HbA1c

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Performance Evaluation of the ADAMS A1c HA-8180 Analyzer for HbA1c

Qute Choi ¹ , Minje Han ¹ , Ho Eun Chang ² , Sang Hoon Song ^1,2 , Kyoung Un Park ^1,2 , and Junghan Song ^1,2 Department of Laboratory Medicine, Seoul National University College of Medicine

, Seoul;

Department of Laboratory Medicine, Seoul National University Bundang Hospital

, Seongnam, Korea

ADAMS A1c HA-8180 분석기의 HbA1c 검사 성능 평가

최규태 ¹ ․한민제 ¹ ․장호은 ² ․송상훈 ^1,2 ․박경운 ^1,2 ․송정한 ^1,2 서울대학교 의과대학 검사의학교실

, 분당서울대학교병원 진단검사의학과

접수일: 12 / 3 / 2 최종재심접수일: 12 / 5 / 4 게재승인일: 12 / 5 / 9

이 논문은 분당서울대학교병원 위탁 연구비(06-2011-012) 지원에 의해 이루어진 것임.

교신저자：송정한

우)463-707 경기도 성남시 분당구 구미동, 분당서울대학교병원 진단검 사의학과

전화 : 031)787-7691 FAX : 031)787-4015 E-mail : [email protected]

Background: Hemoglobin A1c (HbA1c) levels are widely used to monitor glycemic control in diabetes mellitus patients, and various methods are used for determining HbA1c levels. The ADAMS A1c HA-8180 (Arkray, Inc., Japan) is a fully automated HbA1c analyzer based on high-performance liquid chromatography (HPLC).

Methods: The analytical performance of the ADAMS A1c HA-8180 analyzer was evaluated on the basis of its precision, linearity, correlation with the Variant II Turbo (Bio-Rad Laboratories, USA), and agreement with the National Glycohemoglobin Standardization Program (NGSP) targets. All evaluations were performed according to Clinical and Laboratory Standard Institute (CLSI) guidelines EP05, EP06, and EP09.

Results: Coefficients of variation (CVs) for total precision at low and high levels were 0.99% and 1.16%, respectively. The linearity was excellent with R ² = 0.99 in the range of 4.98-15.10%. Its analytical performance was well correlated with that of Variant II Turbo (r = 0.9987). The 95% confidence interval of bias between the NGSP target and the levels measured using the ADAMS A1c HA-8180 was -0.402-0.225.

Conclusions: The ADAMS A1c HA-8180 showed excellent precision, linearity, correlation with Variant II Turbo, and agreement with the NGSP target. Therefore, its analytical performance is satisfactory for diagnosis and treatment monitoring of diabetes.

Key Words: Hemoglobin A1c (HbA1c), High-performance liquid chromatography (HPLC), Diabetes mellitus

서 론

당뇨병의 유병률은 지난 20년간 전 세계적으로 급속하게 증가하여, 2026년 전세계 당뇨 인구는 3억 5천만명에 이를 것으로 추정된다. 우리나라의 경우 2010년 현재 당뇨 환자 수는 350만명이며, 2030년에는 545만명이 될 것으로 추정 된다. 당뇨는 만성 신부전 및 성인 시력손실의 가장 높은 원 인이며, 심혈관질환의 사망률을 2-4배 증가시키므로, 국가적

관리가 필요한 질환이다[1].

혈색소의 아미노기에 당 잔기가 비효소적인 방법으로 결합 된 당화혈색소(glycated hemoglobin)는 크로마토그래피 상에서 HbA1a, HbA1b, HbA1c로 분리가 되는데, 이중 HbA1c가 HbA1의 80%를 차지하는 주요 분획이다. HbA1c 는 최근 2-3개월간의 평균 혈당치를 반영하는 장기간 혈당상 태 파악에 가장 신뢰도가 높은 지표이므로, 당뇨의 진단 뿐 아니라 당뇨의 치료효과 판정 및 당뇨 합병증의 조절과 예방

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Table 1. Precision of the ADAMS A1c HA-8180 Low level

(HbA1c, 5.35%)

High level (HbA1c,

8.36%)

Within-run CV (%) 0.51 0.66

Total CV (%) 0.99 1.16

Between-day CV (%) 0.01 0.06

Between-run CV (%) 0.04 0.06

Fig. 1. Linearity of HbA1c values measured using

the ADAMS A1c HA-8180. Fig. 2. Comparison of HbA1c levels measured using

Variant Ⅱ Turbo (comparative) and the ADAMS A1c HA‐8180 (test).

을 관찰하는데도 사용된다[2].

HbA1c는 당뇨병의 추적관찰 뿐 아니라 진단에도 사용되 는데, 이전까지 WHO에서는 측정의 표준화와 민감도 결여로 HbA1c의 진단적 가치를 고려하지 않았으나[3], 2009년 International Expert Committee에서 6.5%를 당뇨 진단 의 기준점으로 제시하였다[4]. 이후 2010년 American Diabetes Association (ADA)에서도 HbA1c 6.5% 이상을 당뇨의 진단기준에 추가함으로써 HbA1c의 진단적 가치가 공식적으로 확립되었는데, 단, HbA1c를 당뇨병 진단기준으로 사용할 경우 National Glycohemoglobin Standardi- zation Program (NGSP)에 의해 인증되고 Diabetes Control and Complications Trial Research Group (DCCT) 참고법으로 표준화된 검사로 측정되어야 한다고 명 시하였다[5,6].

HbA1c는 전하 및 구조차이를 이용하거나 화학적 분석을 통해 측정할 수 있는데, 이온교환 고성능 액체크로마토그래 피(HPLC), 전기영동법, 등전점측정법, 친화크로마토그래

피, 면역분석법, 비색법, 분광법 등과 같은 다양한 측정법이 이용되고 있다.

최근에 개발된 ADAMS A1c HA-8180 생화학자동분석 기(Arkray, Inc., Kyoto, Japan)는 고성능 액체크로마토 그래피 (HPLC)를 이용하며 전자동화된 기기로, 이에 대한 분석 능력 및 유용성에 대한 평가는 국내에서 아직 보고된 바 없다. 이에 임상 검체와 정도관리물질을 이용하여 정밀도, 직 선성 및 NGSP에 의해 인정받은 다른 측정 기기와의 상관성, NGSP의 이차표준검사실과의 일치도를 평가함으로써 임상 검사실에서의 유용성을 확인하고자 하였다.

재료 및 방법

1. 장비 및 시약

ADAMS A1c HA-8180에는 제조사 전용 시약인 Eluent 80A, Eluent 80B 및 Hemolysis washing solution을 사용하였고, 상관성과 일치도를 평가할 HPLC 장비로는 Variant Ⅱ Turbo (Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA, USA)와 Tosoh HLC-723 G8 (Tosoh Corporation, Tokyo, Japan)을 사용하였다. 검사는 각 제 조회사의 지침에 따라 시행되었고 시약은 동일한 lot를 사용 하였다.

2. 정밀도(precision)

정밀도는 Clinical and Laboratory Standard Institute (CLSI) EP05-A2 지침에 따라, 고농도 및 저농 도의 HbA1c 정도관리물질을 각각 20일간 하루에 2회씩 반 복 측정하여 평가하였다[7].

R

= 0.99

r = 0.9987

Fig. 3A. Assessment of agreement of HbA1c levels between the NGSP target and those measured using the ADAMS A1c HA‐8180.

Fig. 3B. Assessment of agreement of HbA1c levels between the NGSP target and those measured using Variant

Ⅱ Turbo.

Fig. 3C. Assessment of agreement of HbA1c levels between the NGSP target and those measured using Tosoh

HLC-723 G8.

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3. 직선성(linearity)

직선성은 CLSI EP06-A에 준하여 평가하였다[8].

Variant II Turbo 장비에서, 동일 혈액형의 환자를 대상으 로, 4.98%의 낮은 HbA1c 농도를 보이는 검체와 15.1%의 높은 HbA1c 농도를 보이는 검체를 각각 0:4, 1:3, 2:2, 3:1, 4:0으로 혼합하여 조제한 5개 농도의 검체를 각각 4회 씩 반복하여 측정하였다.

4. 상관성(correlation)

상관성 평가는 CLSI EP9-A2-IR 지침에 따라 수행하였 다[9]. HbA1c 농도가 4.6-10.3%인 환자 검체 40개를 선 정하여 Variant II Turbo와 ADAMS A1c HA-8180 장비 로 각각 두 차례 반복 측정하였고, Passing-Bablok 회귀분 석으로 상관성을 평가하였다.

5. NGSP 표준검사실과의 일치도 평가(agreement) 외국 표준검사실 결과와의 일치도를 평가하기 위하여, 미 국 NGSP에서 실시하는 검사실 인증 프로그램용 40개 검체 를 이용하였다. ADAMS A1c HA-8180, Variant II Turbo, Tosoh HLC-723 G8 장비로 냉동 보관된 검체를 각각 두차례 반복 측정하였고, 이들 검사값과 미국 NGSP의 이차표준검사실(secondary reference lab)에서 측정한 값 과의 일치도 평가를 위하여 Passing-Bablock 회귀분석과 Altman Bland Agreement 분석을 실시하였다.

6. 통계 분석

통계 분석은 Microsoft Excel 2010 (Microsoft Corporation, Redmond, WA, USA)과 Analyse-it (Analyse-it Software, Ltd., Leeds, UK) 프로그램을 사 용하였다.

정밀도 평가를 위해서는 검사내정밀도와 총정밀도의 변이 계수를 CLSI EP05-A2에서 제시한 방법으로 구하였다[7].

직선성 평가는 선형회귀분석을 이용하여 회귀방정식과 결정 계수(R ² )를 구하였고, 상관성 검증은 Passing-Bablok 회귀 분석을 시행하여 Pearson 상관계수(r)를 구하고 상관방정식 과 오차도표를 그렸다. 일치도 평가를 위해서는 Altman Bland Agreement 분석을 실시하였다.

결 과

검사내정밀도 및 총 정밀도의 변이계수는 낮은 농도에서는 0.51%와 0.99%, 높은 농도에서는 0.66%와 1.16%로 우 수한 정밀도를 보였다(Table 1).

ADAMS A1c HA-8180을 이용해 저농도와 고농도의 환 자 검체로 조제한 5가지 농도의 검체를 4회 반복 측정한 결 과, 4.98-15.10%의 HbA1c 농도 범위에서 R ² =0.99의 우 수한 직선성을 보였다(Fig. 1).

Variant II Turbo와 ADAMS A1c HA-8180에서 동시

에 중복 측정한 HbA1c 농도는 4.6-10.3% 범위에서 우수한 상관성을 보였고(r=0.9987), Passing-Bablok 회귀분석 을 시행한 결과 y=0.92x+0.40 의 관계를 나타내었다 (Fig. 2).

NGSP 이차표준검사실에서 측정한 결과와 3가지 HPLC 장비로(ADAMS A1c HA-8180, Variant Ⅱ Turbo, Tosoh G8) 측정한 검사결과 간의 일치도에 대해 Altman-Bland 일치도 평가를 실시하였다. NGSP 목표치 와의 차이의 95% 신뢰구간은 ADAMS A1c HA-8180의 경우 -0.402-0.225였고(Fig. 3A), Variant II Turbo의 경우 -0.127-0.307이었으며(Fig. 3B), Tosoh G8의 경우 는 -0.134-0.251이었다(Fig. 3C).

고 찰

헤모글로빈 A1c (HbA1c)는 당뇨병 치료 효과를 판정하 는데 중요한 지표이고 최근에는 당뇨병을 진단하는 수단으로 이용하려는 시도가 진행되고 있다[6]. 따라서 당뇨병의 정확 한 치료 및 진단을 위해서는 HbA1c 검사결과의 표준화가 매 우 중요하다. HbA1c의 표준화는 미국의 NGSP의 BioRex 70 HPLC, 일본의 Japanese Diabetes Society (JDS) /Japanese Society of Clinical Chemistry (JSCC)의 KO-500 HPLC, 스웨덴의 Mono S system 등의 방법을 기준으로 해서 각자의 국가 별로 일치화(harmonization)를 수행해 왔으나, 이들 방법 간에는 검사결과에 상당한 차이를 보이고 있었다[10,11]. 이에 전세계적인 표준화를 위하여 1994년에 IFCC에서는 HbA1c 표준화에 대한 Working Group을 결정하였고, 참고물질을 제조하였으며 표준검사법 (HPLC-MS, HPLC-CE)을 개발하였다[12-15]. 또한 표 준검사법을 유지하고 체외진단시약회사, 외부정도관리기관 및 기타 기관에 표준검사법을 적용, 활용하기 위해 HbA1c 표준검사실 IFCC Network을 결성하였다. 현재 IFCC HbA1c Network 검사실은 승인 검사실(approved lab)이 12개, 후보 검사실(candidate lab)이 3개가 있고 2011년 에 우리나라 질병관리본부가 후보 검사실로 참여하게 되었다.

본 연구의 평가 대상인 ADAMS A1c HA-8180은 첫 검사 결과가 1.9분에 나오고 그 이후에는 48초 만에 검사결과가 나오는 신속한 전자동 reversed-phase cation exchange HPLC 장비이다. 결과는 IFCC (mmol/mol)와 NGSP (%) 값 모두 표시할 수 있다. 본 연구에서 저자들은 ADAMS A1c HA-8180 기기의 정밀도, 직선성을 통해 분 석 능력을 평가하였고, NGSP 인증을 받았으며 현재 본원에 서 사용중인 Variant Ⅱ Turbo와의 상관성을 평가하였고, NGSP의 이차참고검사실과의 일치도를 평가하였다.

정밀도 검사는 총 정밀도가 1.2% 이내로 기존에 보고된

다른 기기보다 작은 변이계수 수치를 보였다[16-18]. 직선

성(R ² =0.99)은 다른 기기와 마찬가지로 우수하였으며,

Variant Ⅱ Turbo와는 상관계수 0.9987로 우수한 상관성

을 나타내어 기본적인 기기의 성능은 우수하였다.

HbA1c 검사 장비의 정확도가 점점 중요하게 부각되는 현 시점에서, 새로운 검사방법을 사용하기 전에 수행하는 검사 방법의 정확도에 대한 평가는 매우 중요하다. HbA1c의 검사 의 정확도를 평가하기 위해서는 IFCC 참고방법으로 측정한 참값을 알고 있고 측정 호환성이 있는(commutable) 물질을 이용하여 평가대상 장비로 측정한 후 참값과의 차이를 분석 하는 것이 제일 좋은 방법이나, 현실적으로 IFCC 참고방법 으로 측정한 물질을 구하기에는 어려움이 있다. 본 검사실이 미국 NGSP 표준화 인증 프로그램에 참여하고 있기 때문에, 표준화 인증을 위해 사용된 검체를 이용하여 쉽게 검사의 정 확도를 간접적으로 파악할 수 있었다. NGSP 인증에서는 평 가하려는 검사장비와 이차표준검사실간의 결과 차이의 95%

신뢰구간이 Level 1 검사실의 경우 ±0.70% 이내, Level 2 검사실의 경우 ±0.75% 이내 들어야 인증을 부여하고 있다.

본 연구에서 평가한 ADAMS A1c HA-8180, Variant Ⅱ Turbo, Tosoh G8 모두 ±0.50% 이내로 NGSP 이차표준 검사실과 우수한 일치도를 보였다.

결론적으로, ADAMS A1c HA-8180은 뛰어난 정밀도와 직선성 및 NGSP 이차표준검사실과의 우수한 일치도를 나타 내었으므로, HbA1c 분석을 통한 당뇨의 진단 및 치료효과의 추적관찰을 위해 효율적으로 사용할 수 있는 기기라고 판단 된다.

요 약

배경: 헤모글로빈 A1c (HbA1c) 농도는 당뇨환자에서 혈 당 조절을 추적 관찰하는데 널리 사용되고 있으며, 측정시 다 양한 방법이 사용되고 있다. ADAMS A1c HA-8180 (Arkray, Inc., Japan)은 고성능액체크로마토그래피법에 기초한 완전 자동화된 HbA1c 분석기로써, 저자들은 기기의 성능을 평가하였다.

방법: ADAMS A1c HA-8180의 분석능은 정밀도, 직선성, Variant Ⅱ Turbo (Bio-Rad Laboratories, USA) 와의 상 관성, 미국 National Glycohemoglobin Standardization Program (NGSP)와의 일치도를 평가하였고, CLSI 가이드 라인 EP05, EP06와 EP09에 따라 평가를 수행하였다.

결과: 총정밀도의 변이계수는 0.99-1.16%이었고, 직선성 은 4.98-15.10%의 농도 범위에서 R ² =0.99였다. Variant

Ⅱ Turbo와의 상관성은 r값이 0.9987이었으며, NGSP target과의 차이의 95% 신뢰구간은 -0.402- 0.225%이었 다.

결론: ADAMS A1c HA-8180은 뛰어난 정밀도와 직선 성 및 NGSP 이차표준검사실과의 우수한 일치도를 나타내었 으므로, HbA1c 분석을 통한 당뇨의 진단 및 치료효과의 추 적관찰을 위해 효율적으로 사용할 수 있는 기기라고 판단된 다.

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