자동혈구분석기 CELL-DYN Sapphire의 평가
양희영․박수연․서진태․이희주
경희대학교 의과대학 경희의료원 진단검사의학교실
Evaluation of CELL-DYN Sapphire Hematology Analyzer
Hee Young Yang, Su Yon Park, Jin Tae Suh, and Hee Joo Lee
Department of Laboratory Medicine, College of Medicine, Kyung Hee University, Seoul, Korea
Background: CELL-DYN Sapphire (Abbott Diagnostics, Santa Clara, CA, USA) hematology analyzer is based on laser multi angle polarized scatter separation, focused flow impedance and fluorescent flow cytometry. In order to assess the usefulness of this newly introduced analyzer, we evaluated the precision and correlation of complete blood count including white blood cell differential count and reticulocyte count of CELL-DYN Sapphire instrument.
Methods: Patient samples ordered for complete blood count and white blood cell differential count and CELL-DYN 29 Plus control samples were used. We evaluated the precision of complete blood count and WBC differential count and analyzed correlation of these parameters for comparison with ADVIA 120 (Bayer corporation, Tarrytown, NY, USA) and manual count. We additionally evaluated reticulocyte parameters for precision and comparison with ADVIA 120.
Results: Short term precisions showed low coefficient of variation (CV) values for all CBC parameters including lower than 3% CV values for neutrophil and lymphocyte count. Long term precision showed lower than 4% CV values for all CBC and WBC differential count except for basophils. Comparison with ADVIA 120 showed good correlation for CBC except for MCHC.
Good correlation was confirmed in all differential counts except for basophils. Comparison with manual WBC differential count showed good correlation except for monocyte and eosinophil.
Conclusions: CELL-DYN Sapphire has high precision and good correlation with ADVIA 120 and manual count. CELL-DYN Sapphire is an exceptional instrument for CBC with WBC differentials and reticulocyte counting.
Key Words：CELL-DYN Sapphire, ADVIA 120, Manual count, Precision, Correlation
교신저자：박수연
우) 130-702 서울특별시 동대문구 회기동 1번지 경희의료원 진단검사의학과
전화：02)958-8673, FAX：02)958-8609 E-mail：[email protected]
서 론
CELL-DYN Sapphire (Abbott Diagnostics, Santa Clara, CA, USA) 자동혈구 분석기는 다각도 편광 산란 분리법 (Multi Angle Polarized Scatter Separation, MAPSS), 전기 저항법(focused flow impedence) 그리고 3색 형광 유세포 분석법(3-color fluorescent flow cytometry)의 원리를 이용
한다[1,2]. 기존모델인 CELL-DYN 4000의 argon laser를
blue dioide laser로 바꾸어 광원을 안정적이고 반영구적으로
사용할 수 있게 하였다[3]. CELL-DYN Sapphire는 일반 혈
액 검사와 함께, IRF (immature reticulocyte fraction)를 포
함하는 망상적혈구 분석, 5종의 백혈구 분류, DNA형광염색
을 통해 유핵적혈구 측정, 광학법과 전기 저항법을 이용한 혈
소판 검사 그리고 단클론항체검사 즉 CD61 immunoplatelet
과 CD3/4/8 T cell 아형 분석을 완전 자동화 시스템내에서
제공한다. 특히 immunoplatelet검사는 혈소판수가 낮은 검체
도 정밀하게 계수할 수 있다. 그 외에 혈색소 측정에는 무
시안화방법을 이용한다[1,2]. 다각도 편광 산란 분리법은 4
각도의 산란광(0°, 7°, 90° 산란광과 90° 탈분극 산란광)과
Table 1. Short term and long term imprecision of complete blood count with white blood cell differential count
Parameter Short Term Long Term
Low conc. Normal High conc.
Mean CV (%) Mean CV (%) Mean CV (%) Mean CV (%)
WBC (x10
3/
L) 7.4 1.8 2.99 0.2 8.0 0.2 15.6 0.2
RBC (x10
6/
L) 4.0 1.1 3.09 0.2 4.3 0.1 5.1 0.1
Hb (g/dL) 12.4 0.4 8.8 0.1 12.4 0.1 16.4 0.1
Hct (%) 38.3 1.1 24.4 0.1 34.5 0.2 44.9 0.2
MCV (fL) 95.5 0.1 78.9 0.2 80.5 0.1 88.6 0.1
MCH (pg) 30.9 1.1 28.4 0.3 28.8 0.2 32.4 0.1
MCHC (g/dL) 32.4 1.1 36.0 0.2 35.8 0.2 36.6 0.1
Platelet (x10
3/
L) 247.8 3.6 74.2 0.6 213.3 0.6 439.8 0.4
WBC Differential count
Neutrophil (%) 59.1 1.3 53.9 0.4 58.6 0.2 64.2 0.2
Lymphocyte (%) 29.8 3.0 33.6 0.6 27.2 0.5 20.6 0.3
Monocyte (%) 7.5 9.6 8.2 3.8 10.3 1.3 11.4 1.4
Eosinophil (%) 3.1 12.1 2.7 1.5 2.8 1.4 3.0 0.4
Basophil (%) 0.6 61.3 1.7 6.9 1.2 6.5 0.9 4.2
FL3 channel형광에 의한 propidium iodide (PI) 염색 측정이 통합된 방법으로, 이를 통해 혈구를 분류한다. 이 시스템은 새로이 480 nm blue sapphire laser 형광을 이용하여 유핵 적혈구 정량분석과 백혈구의 생존여부를 파악하는 기능을 포함하고 있다[1]. 검체 처리 속도는 일반혈액검사, 백혈구 감별계산과 유핵적혈구 분석시 시간당 106 검체, 망상적혈 구까지 분석 시 시간당 69 검체를 검사할 수 있다.
저자들은 CELL-DYN Sapphire 장비를 평가하기 위해 정밀도를 분석하고, 기존 경희의료원에서 사용하고 있는 ADVIA 120 (Bayer Corporation, Tarrytown, NY, USA)과 수기법과의 상관성을 분석하였으며, 부가적으로 망상적혈구 검사를 ADVIA 120과 비교 분석하였다.
대상 및 방법
2006년 9월 진단검사의학과에 일반혈액검사가 의뢰된 환자검체를 대상으로 하였으며 각각의 검체는 평가기기인 Abbott사의 CELL-DYN Sapphire와 상관성 분석을 위해 Bayer사의 ADVIA 120과 수기법을 이용하여 분석하였다.
1. 정밀도
정밀도는 측정하여 CLSI H20-A guideline에 따라 분 석하였다[4]. 단기간 정밀도는 100개의 환자 검체를 대상 으로 하여 2회 연속 측정하였고, 장기간 정밀도를 위하여 세 가지 농도, 즉 정상, 낮은 그리고 높은 농도 검체인 CELL-DYN 29 Plus control을 4일간 일일 3번 2회씩 (n=2＊3＊3 level＊4 days) 연속 측정하였다.
2. 상관성
정상과 비정상 검체가 균등하게 포함되어있는 258개의 검체를 대상으로 일반혈액검사와 백혈구 감별계산을 ADVIA 120와 비교하였고, 백혈구 감별계산에 대해 99개의 검체로 수기법과 비교하였다. 장비간 선형회기분석을 통해 상관성 분석을 하였으며, 수기법의 경우 ICSH (International Committee for Standardization in Haematology)를 기준으로 임상적 효율성을 평가하였다[5].
장비간 비교검사는 CLSI guideline에 따라 4시간 이내 수행되었고 각 검사는 장비별로 1회 시행하였다.
3. 망상적혈구 분석
망상적혈구 검사가 의뢰된 34개의 검체를 CELL-DYN Sapphire와 ADVIA 120에서 연속하여 2회 측정하여 선 형회기분석을 통해 망상적혈구 수, 백분율(%), IRF의 짝 정밀도 결과와 기기간 상관관계를 확인하였다.
결 과
1. 정밀도 1) 단기간 정밀도
백혈구, 적혈구, 혈색소, 헤마토크리트, MCV, MCH,
MCHC, 혈소판의 변이계수(coefficient of variation; CV)는
4% 미만이었고, 호중구와 림프구는 각각 1.3%와 3.0%의 변
이계수를 보였으나 단구와 호산구는 각각 9.6%, 12.1%였
고, 호염구는 61.3%를 보였다(Table 1).
Table 2. Correlation of complete blood count between CELL-DYN Sapphire and ADVIA 120
Parameter Number Mean Intercept Slope R
WBC (x10
3/
L) 258 8.5 0.1096 1.0356 0.9956
RBC (x10
6/
L) 258 3.6 0.2892 0.9639 0.9925
Hb (g/dL) 258 11.3 0.2214 1.0241 0.9956
Hct (%) 258 34.3 3.4057 0.9101 0.9745
MCV (fL) 258 95.7 -4.4095 1.0134 0.9461
MCH (pg) 258 31.6 2.2838 0.8859 0.9262
MCHC (g/dL) 258 33.0 17.9840 0.4452 0.3415
Platelet (x10
3/
L) 248* 234.6 -0.4532 1.1021 0.9902
* Except 10 samples with platelet clump flag.
(A)
(B)
(C)
Fig. 1. Correlation of white blood cell differential count with (A) CELL-DYN Sapphire and ADVIA 120 (B)
CELL-DYN Sapphire and Manual microscopy (C) ADVIA 120 and Manual microscopy (n=99).
(A)
(B)
Fig. 2. Reticulocyte number, percentage, and IRF (A) Paired precision of CELL-DYN Sapphire and (B) Correlation between CELL-DYN Sapphire and ADVIA 120 (n=34).
2) 장기간 정밀도
정상, 비정상 농도 검체 모두에서 일반혈액검사 항목은 1% 미만의 변이계수를 보였고 백혈구 감별계산에서는 호염 구를 제외하고는 모두 4% 미만의 변이계수를 보였다 (Table 1).
2. 상관성
ADVIA 120과의 상관성 평가는 백혈구, 적혈구, 혈소 판, 혈색소, 헤마토크리트에서는 상관계수(r)가 0.97이상을 보였고 적혈구 지수인 MCV, MCH는 각각 0.95, 0.93이 었고, MCHC 에서는 0.34로 매우 낮은 상관관계를 보였 다(Table 2). 백혈구 감별계산 항목에서는 호중구, 림프구 그리고 호산구는 0.94이상의 높은 상관성을 보였고, 단구 는 0.85로 비교적 낮은 상관성을 보였으며(Fig. 1A), 호 염구는 0.22로 매우 낮은 상관성을 보였다.
수기법과의 백혈구 감별계산에 대한 상관성 평가에서 호 중구와 림프구는 각각 0.93의 좋은 상관성을 보였고, 단구 와 호산구는 각각 0.36과 0.64로 낮은 상관계수를 보여, ADVIA 120과 수기법과의 상관성보다 다소 높은 수치를 보였다(Fig. 1B, 1C).
3. 망상적혈구분석
망상적혈구의 수, 백분율(%), IRF 각각의 짝 정밀도는 CELL-DYN Sapphire 에서 0.99, 0.99, 그리고 0.95였 으며(Fig. 2A), ADVIA 120에서 0.86, 0.89, 0.87을 보 여 CELL-DYN Sapphire장비가 조금 더 높은 정밀도를 보였다.
기기상호간 상관도를 비교하였을 때 망상적혈구의 수, 백 분율(%), IRF 각각 0.82, 0.81, 그리고 0.74의 상관성을 보였다(Fig. 2B).
고 찰
1970년대까지 백혈구 감별계산은 Romanowsky말초 혈 액 염색을 이용해 수기법으로 이루어졌으나 1980년대 이후 유세포 분석, 광산란기법, 전기적 저항 등을 응용한 자동혈 구 분석기가 등장하여 지난 20여년에 걸쳐 발전해왔다[6].
국내 대형병원에서는 많은 검체를 정확히 검사하고, 인력
절감의 장점이 있는 자동혈구 분석기를 혈액학 분야에서 필
수적으로 사용하고 있다. 그러므로 각 검사실에서는 자동
혈구 분석기를 선택하는데 있어서 그 기기가 얼마나 정확하
고, 정밀한 결과를 내며 효율적으로 이용될 수 있는지 여부 를 평가하는 과정이 요구된다.
CELL-DYN Sapphire는 최근 국내에 도입되어 이용되 고 있으며, 점차 국내 대형병원에서의 평가가 보고되고 있 다[3,7].
평가장비인 Abbott사의 CELL-DYN Sapphire는 일반 혈액검사에서 단기간 정밀도는 모두 4% 미만의 변이계수, 장기간 정밀도에서는 모두 1% 미만의 변이계수를 보여 높 은 정밀도를 나타냈다. 백혈구 감별계산 중 빈도가 낮은 호 염구가 단기간과 장기간 정밀도에서 모두 가장 높은 변이계 수를 보였는데, 이는 다른 평가들과도 일치하는 결과이다 [3,7]. 앞의 결과는 우수한 결과를 보이고 있지만, 상품화 된 정도 관리 물질을 이용하였을 때 환자 EDTA 검체와는 조성이 다르기 때문에 실제 자동혈구분석기에 발생하는 문 제를 모두 검출하기는 어렵다는 보고도 있으므로, 이에 대 해서도 고려하여야 할 것이다[8].
일반혈액검사의 상관성검사에서 ADVIA 120과 비교 평 가하였을 때, MCHC를 제외하고는 좋은 상관성을 보였다.
MCHC의 낮은 상관성은 다른 기기들 사이의 상관성 분석 에서도 흔히 보이는 양상이다[9]. 적혈구 지수를 측정하는 방법이 ADVIA 120의 경우인 산란법인지, CELL-DYN Sapphire의 경우인 전기저항법인지 등 그 원리에 따라 적 혈구의 점도(viscosity)와 변형능(deformation)이 MCV 에 다른 영향을 주고, 이로부터 계산되는 MCHC가 기기에 따라 다르게 보고 될 수 있다[10]. 백혈구 감별계산은 수기 법과의 상관성검사 시 단구와 호산구 항목에서 낮은 상관성 을 보였다. 낮은 빈도를 보이는 호염구의 경우 수기법에서 측정되지 않아 상관성을 비교할 수 없었다. 하지만 단구와 호산구는 수기법과 ADVIA 120과의 비교에서도 비슷하게 낮은 상관성을 보여 단구와 호산구 각각이 백혈구에서 비교 적 낮은 비율을 차지하기 때문에 생기는 기계치와 수기분석 의 차이로 생각되었다.
망상적혈구와 망상적혈구 중 미성숙 망상 적혈구가 차 지하는 비율인 IRF는 골수의 적혈구 조혈 기능을 평가하는 데 중요한 지표로, 빈혈이나 형성이상 적혈구 조혈 등의 혈 액학적 질환에서 중요한 임상적 정보를 제공할 수 있다[11, 12]. 망상적혈구검사는 전통적으로 초생체 염색 후 현미경 으로 관찰하는 수기법을 주로 사용하였으나, 최근에는 정확 도와 비용 효율성을 높이기 위해 자동화 장비가 많이 이용 되고 있다. 망상적혈구의 짝 정밀도 검사에서 망상적혈구 수, 백분율 및 IRF 모두 CELL-DYN Sapphire가 ADVIA 120보다 높은 정밀도를 보였으며, 이 두 기기간 상관성 검사에서는 세 항목 모두 좋은 상관성을 보였다. 하 지만 CELL-DYN Sapphire를 대상으로 Muller 등이 ADVIA 120 [2], 그리고 박 등이 ADVIA 2120 [7]과의 기기간 상관성 검사를 하였는데, 망상적혈구 백분율은 높은 상관관계를 보였지만, IRF는 낮은 상관관계를 보여 본 결
과와 차이를 보였다. CELL-DYN Sapphire는 IRF를 단 일 항목으로 분류하지만, ADVIA 120과 2120은 염색성에 따라 망상적혈구의 미성숙 정도를 저, 중, 고 세가지로 나 누어 이중 중등도와 고등도 미성숙 망상적혈구를 합하여 IRF라 한다. Buttarello 등은 이러한 차이와 형광, 산란광 그리고 흡광도 중 어떤 측정 방식을 사용하는지를 반영하여 기기에 따라 IRF의 결과 차이를 보일 수 있으므로, 추적검 사 시 같은 기기를 사용하여 검사하는 것이 필요하다고 보 고하였다[13]. 그러므로 더 다양하고 많은 검체를 대상으로 한 Muller 등과 박 등의 평가에서 기기 측정 방식간의 차 이가 반영된 것으로 보인다.
또한 CELL-DYN Sapphire는 형광표식자가 붙어있는 단클론항체를 검출하여 세포 집단을 구분하는데 광범위하게 이용 될 수 있다. Reference method인 유세포 분석기와 의 비교에서 림프구, 과립구, 혈소판 표지자를 평가 시 비 슷한 구별 능력을 보여 비정형세포나 악성세포를 구분하는 데 이용할 수 있고[1], 그 외 HLA-B27 검사를 같은 시약 (lambda reagent-HLA-B27/FITC)을 이용하여 유세포 분석기와 비교 시 동일한 결과를 보여 자동화 기기 내에서 간편하게 검사하고, 특별한 기술 훈련과정 없이 효율적으로 활용할 수 있다고 보고되고 있다[14].
결론적으로, CELL-DYN Sapphire는 일반혈액검사와 백혈구 감별계산 그리고 망상적혈구 검사에서 높은 정밀도 를 보이면서, ADVIA 120과 수기법과의 비교에서 양호한 상관관계를 보여 우수한 자동혈구분석기로 평가되며, 일반 자동화 혈액장비 기능에 부가적인 단클론항체 분석을 통해 기타 혈액질환의 진단과 치료감시에 효율적으로 이용할 수 있을 것이다.
요 약
배경: CELL-DYN Sapphire (Abbott Diagnostics, CA, USA) 자동혈구 분석기는 혈구분석에 다각도 편광 산란 분 리법, 전기 저항법, 그리고 형광 유세포 분석을 이용하고 있 다. 저자들은 새로운 CELL-DYN Sapphire 장비의 유용성 을 평가하기 위해 일반혈액검사와 망상 적혈구 검사를 분석 하였다.
대상 및 방법: 진단검사의학과에 일반혈액검사와 백혈구 감별계산이 의뢰된 환자 검체와 CELL-DYN 29 Plus control를 대상으로 하였다. 일반 혈액 검사와 백혈구 감별 검사의 정밀도를 평가하고, ADVIA 120 (Bayer Corporation, NY, USA)과 수기법과의 비교를 통해 상관성을 분석하였으 며, 부가적으로 망상적혈구검사에서 정밀도와 ADVIA 120 과의 상관성을 분석하였다.
결과: 정밀도는 단기간 정밀도에서 일반혈액검사에서 모
두 낮은 변이계수를 보였고, 백혈구 감별 계산에서는 호중
구와 림프구만이 3% 이하의 변이계수를 보였고 장기간 정
밀도는 일반혈액검사와 백혈구 감별계산에서 호염구를 제외 하고는 4%미만의 낮은 변이계수를 보였다. 상관성검사에서 ADVIA 120과의 평가에서 일반혈액검사에서는 MCHC를 제 외하고는 좋은 상관성을 보였고, 백혈구 감별계산에서는 호 염구에서만 낮은 상관관계를 보였다. 수기법과의 백혈구 감 별계산 비교에서 단구와 호산구를 제외하고 좋은 상관성을 보였다. 망상적혈구의 짝 정밀도 검사에서 수, 백분율, IRF 모두 CELL-DYN Sapphire가 ADVIA120보다 높은 정밀도 를 보였고, 기기간 상관성 검사에서는 3항목 모두 좋은 상 관성을 보였다.
결론: CELL-DYN Sapphire는 높은 정밀도를 보이고, 기 존의 기기와의 상관성 평가에서도 좋은 상관성을 보여, 검 사실에서 사용하기에 유용한 기기로 사료되었다.
참 고 문 헌
