促甲状腺激素为什么检测一致性对病人护理至关重要？

枫叶

                                                                                                        James D. Faix，Linda M. Thienpont

       在普通群体中甲状腺疾病非常常见，并且随着年龄的增长患病率升高。因为此疾病的体征和症状与其他疾病相似，所以在进行治疗之前医师需要确定病人是否真正患有甲状腺疾病或其他疾病。检测通常需要检测促甲状腺素中的甲状腺功能，就是通常所说的促甲状腺激素（TSH）。基于下丘脑、脑下垂体和甲状腺之间的功能关系，如果甲状腺没有产生充足的甲状腺激素，TSH将会升高，如果甲状腺产生过多的甲状腺激素，TSH将会抑制（图1）。但是今天，我们开始意识到这种固定下来的TSH合成和释放的范例过于简单化。

       下丘脑释放促甲状腺激素释放激素（TrH），通过静脉丛到达脑下垂体的垂体前叶，刺激促甲状腺激素（TSH）的释放。TSH诱发甲状腺产生甲状腺素（T4）。对游离T4浓度的反应，影响在每个位点三碘甲状腺氨酸产生的数量，分别影响下丘脑和脑垂体变化而产生的TrH和TSH。游离T4升高抑制生产，游离T4低可促进生产。
       不仅仅脑垂体在昼夜模式下可分泌TSH，在中枢神经系统、甚至在健康的甲状腺机能正常的个体中产生的其他许多物质可增强或抑制TSH的产生和甲状腺激素的反馈作用。此外，虽然TSH水平随着游离甲状腺素（T4）浓度的变化而升高或降低，个体都会出现他们自身的设定值，这些因素包括种族、年龄等，都对TSH水平变化产生影响。正常脑垂体反应的变化在各种各样的病人中同样常见。
       虽然在诊断和管理各种甲状腺疾病中实验室测定血清TSH是必要工具，但是检验医学团体在很长一段时间才意识到使用免疫测定同样可测定激素，激素是使病人结果发生变异性的另一个因素。这些批间差异性是现在关注的焦点，是国际一致性来努力改善TSH结果的可靠性和它们在临床指南中应用的焦点。这篇文章对实验室如何使用TSH结果来辅助医生诊断和管理甲状腺疾病的问题与讨论进行综述。
一、TSH实验灵敏度的进展
       近几十年来，TSH实验的灵敏度有了实质性的提高。第一个TSH检测是使用多克隆抗体的竞争性免疫测定；可是，此实验的分析灵敏度不足以区别出现TSH抑制现象的甲状腺机能亢进病人与甲状腺机能正常的个体。1980年出现非-竞争性免疫测定，可达到灵敏度水平；20世纪90年代，一些制造商使用单克隆抗体进一步改进实验。今天，我们提到这些被称为第二代和第三代TSH实验的性能时，通常根据功能灵敏度而不是分析灵敏度，这意味着不精密度是在较长一段时间内评估一个浓度范围。TSH的功能灵敏度的定义为TSH水平低于实验不精密度超过变异系数的20%（CV）。按照惯例，第二代和第三代实验分别使用再现性程度低于大约0.1mIU/L和0.01mIU/L来检测TSH。
       目前使用的大多数TSH免疫测定为第三代性能。但是，日精密度在低值时并没有像其在最初评估功能灵敏度时那样强劲。而且，很多实验室可能没有在此低值范围时定期监控性能，因为这需要使用内部混合血清。此外，如果有的话，少数能力验证项目定期挑战实验室第三代性能的极限。
       使用第三代TSH 实验的主要优点是精密度在较高的水平——0.01mIU/L，与较早一代实验相比有明显改进。实际上，大多数临床指南推荐0.1mIU/L作为甲状腺机能亢进的临界值以供考虑，然后测定病人的总T4和/或游离T4。在甲状腺切除后，在监控甲状腺激素替代疗法中，第三代实验在范围内表现良好。
       当怀疑病人出现甲状腺功能减退时，测定TSH非常重要，因为TSH和T4之间的逆对数关系意味着在T4或游离T4浓度下降前很长时间前TSH水平将升高。第一代TSH实验中甲状腺机能正常的上限大约为10mIU/L，但是随着第二代和第三代实验的引入，甲状腺机能正常的TSH实验的上限下降至大约5mIU/L。导致这种变化最可能的原因是，在新实验中使用的单克隆抗体所提供的交叉反应减少。
二、TSH参考区间
       多年以来，很多医生认为甲状腺疾病的TSH 水平> 10 mIU / L，轻度甲状腺功能衰退或亚临床甲状腺功能减退症的TSH水平为5-10mIU/L。然而在过去的十年间，关于TSH参考区间的正确上限存在很多讨论。
       虽然甲状腺机能正常的TSH参考区间的下限为0.2-0.4mIU/L，这个已经达成共识，但是学者们在适当的上限方面意见并不统一。在2002年，研究人员发布代表美国群体的大规模个体研究的甲状腺功能检测结果的分析。该研究显示在较小的标准误差内，正常群体的TSH水平大约为1.5mIU/L。此发现提示学会组织呼吁降低正常TSH参考范围的上限。美国国家临床生化研究院推荐4mIU/L，美国临床内分泌学协会将上限定位3mIU/L，其他组织的值较低为2.5mIU/L。许多临床医生反对这些新界限值，因为他们担心大量病人将被不必要的贴上患有甲状腺功能不全疾病的标签，尤其是在没有证据证明这些个体的治疗带来疗效的情况下。
       在2007年，研究人员分析再次调查的数据以弄清TSH和甲状腺过氧化物酶（TPO）抗体之间的关系，甲状腺过氧化物酶是自身免疫甲状腺疾病的公认标志物。TSH水平与抗-TPO阳性相关，研究者宣布参考区间的研究将支持较低的上限，试图掩盖患有自身免疫甲状腺功能减退疾病的个体将被排除在研究之外。当一些组织继续挑战这个数值时，越来越多的人打成一个共识：一个TSH参考区间并不适合全部。
三、特殊案例：妊娠妇女、新生儿
       长期以来，诊断妊娠妇女的甲状腺功能不全都存在一定的问题。妊娠对甲状腺功能的影响较大，妊娠期间变化较大使评估变得更加困难。美国甲状腺协会最近公布了诊断和管理妊娠期甲状腺疾病的指南，推荐TSH的特定三个月的参考区间，推荐妊娠期间诊断和治疗甲状腺功能减退的TSH靶值。
       先天性甲状腺功能低下的新生儿筛查是另一个特殊的问题。许多研究从使用TSH确认最初T4筛查的较低T4结果转变到初始TSH筛查。每个筛查研究都设定自己的临界值，研究同样可推动TSH免疫测定的标准化。
四、糖化TSH
       除批间差异之外，不断积累的证据说明病人TSH分子结构存在明显变异性。TSH是一种糖蛋白激素，结构类似于其他垂体前叶糖蛋白激素。此类激素包含非共价键链接的异质二聚体：一种共有的α-链和一个特殊的β-链，可指定激素的生物活性。TSH包括三个位点，三个位点与低聚糖连接，最多占至分子质量的25%。实际上脑垂体释放糖化TSH的不均匀混合物，包含带有各种侧链的分子（图2）。

       在甲状腺机能正常的个体中，脑垂体产生多种糖化TSH。多数带有糖类侧链，在硫酸化N-乙酰氨基半乳糖或乙酰氨基葡糖终止，一些带有内部岩藻糖基化（箭头）。肝脏可识别这些基团，从循环中移除TSH。与之相比，带有侧链、缺乏岩藻糖和唾液酸残留物终结的甲状腺机能减退的病人产生糖化TSH。这些病没有被肝脏移除，它们的半衰期较长。
       TSH从正常脑垂体中分离出来，包含带有硫酸化乙酰半乳糖胺（GalNAc）残留物的分支聚糖；然而，甲状腺功能减退病人的血清包含带有分支聚糖的TSH，分支聚糖由附着于半乳糖残留物的唾液酸组成。肝脏识别出带有GalNAc硫酸盐化信号的糖蛋白，并移除它们；因此，唾液酸化TSH的半衰期更长。因此，甲状腺功能减退病人不仅仅只产生更多的TSH，同时也产生糖化TSH，在血液中循环时间更长。自从实验室使用相同的实验来测定全部病人的TSH，知道这些不同的糖化TSH如何影响不同制造商的免疫测定非常重要。
五、TSH实验——现状
       近些年，实验室专业人员越来越多的意识到TSH免疫测定的一致性较差。英国国家室间质量评价系统能力验证项目的数据显示观察方法的偏倚和各种制造商说明书推荐的参考区间之间的相关性较差，在本质上是相同的。这些观察结果说明TSH实验的标准化可有助于改善病人治疗，尤其是在临床实践之间中对TSH决定上限降低的讨论。
       所有这些考虑都有助于国际临床化学联合会在2005年组成甲状腺功能检测标准化工作组（WG-STFT）。现在一个成熟的委员会，此团体的目标是研究甲状腺激素标准化的实际选项，如TSH、总T4和游离T4、T3。我们首先筛查200名表面上看似健康的个体，然后选择40名个体作为一个实验小组，作为单一血清供体者。对于TSH来说，九个制造商代表16个免疫测定同意参加此项目。
       在TSH实验变异性的最初研究中，我们发现目前所用的TSH实验都很精确。批内不精密度和总不精密度分别为1.5%-5.5%和2.5%-7.7%。同时考虑到可比性，多数实验的平均结果在靶值的10%以内。因为TSH无参考测量程序，我们使用全过程的截尾均值作为靶值。只有三个数值偏离超过10%，在相反方向有两个数值相差大约40%。每个实验的靶值使用回归方法进行数学再校准，满意的移除了个体实验的偏差，再校准的结果符合生物总误差目标——22.8%，除了每四个实验中的一个结果（图3）。此结果说明我们的方法、一致性而不是标准化具有可能性。实际上，随后的一个研究，包括制造商、他们的一级校准品，在被要求重新校准实验时获得同样的成功。

       Y轴代表将全过程截尾均值（APTM）的单一结果的不同平均值作为靶值，X轴代表APTM。图A是对实验的初始评估，图B是使用来自方法比较数据的反响回归方程重新校准后的。重新校准移除了大多个体实验的偏差，通过突出大多阴性结果（蓝圈）和阳性结果（红三角）的偏倚实验来强调。其他实验结果由X表示。虚线表示TSH的生物总误差目标（22.8%）。
       在这些初始研究中，虽然不同的糖化TSH没有影响实验性能，但是全部样本都来自于看似健康的个体。只有两个出现TSH抑制，六个出现TSH升高。相比之下，在2012年的最近一项研究中，我们对90名甲状腺疾病病人样本的TSH进行评估，在这些样本中TSH浓度从0.04mIU/L -80mIU/L不等。此项研究的结果还没有报告，我们认为此方法对比可确定现在的TSH免疫测定为“无视糖基化”，可确定使用实验平均值再次校准可明显减少个体实验偏差。
六、TSH实验——一致性的未来
       根据测定范例，实验得出的临床实验室结果应与测定的被测量相等，无论在什么地方或以什么样的方式得出。这点对病人来说非常重要，因为他们在疾病治疗期间在不同的医疗卫生系统就医。理想上，这可由使用溯源至参考测量程序（RMP）的校准品来完成，需要国际标准化组织（ISO）导则17511。但是，ISO标准认为许多被测量缺少RMP或可取代校准的一级参考物质，或两者都缺少。目前情况就是这样的，实验不能标准化，但是可以一致化。
       虽然研究者正在努力的研究这个，但是TSH还没有一级RMP。目前TSH方法可溯源至世界卫生组织（WHO）的TSH国际参考物80/558，但是并不是全部实验都可得出可比较的结果。这可能是因为WHO标准不可互换，这意味着在不同检测程序的临床有意义界限中不能产生相同的数字关系。这个特性可由很多因素导致。例如，实验室工作人员很熟悉术语基质效应，引用参考物质生产过程中改变样本基质或改变被测量，在不同的检测程序中会使样本基质或被测量相互影响，会使样本基质和被测量相互影响。因此，不可互换的测量标准无法用于校准溯源。IFCC甲状腺功能检测标准化委员会（C-STFT）提议使用新的测量标准一致化TSH检测：一组原材料，通过全过程截尾均值赋值作为替代RMP（图4）。

       将WHO国际标准单位通过全过程截尾均值转换为第一组天然血清保存，全部可溯源至现有的WHO标准。然而，从那时起，免疫测定的单位应连续的通过重复检测转换为相应的小组，而不是下一个WHO标准，这可成为二级校准品。我们也应当强调，如果概述的医疗条件、生理条件和分析条件在其他地方全部符合，此一致性方法才能成功。
       C-STFT提议在临床实验室实验标准化后改变TSH步骤。因为TSH无参考测量程序（RMP），因为WHO参考物质不能实现互换性，在建立校准的靶值时使用一组单一供体样本，全过程截尾均值来自于包括制造商一级校准品的方法比较研究。可选择的方法被称为“一致化”，而不是标准化。
       明显的，此一致化努力需要一些重要组成部分：一个稳定的基础设施来提供临床样本；与利益相关者的有效沟通；监管当局的认可，如美国食品药品监督管理局和欧盟委员会。在这个过程中制造商的角色同样至关重要，C-STFT感激对此项目的承认，不仅仅是对检测，也包括对样本提供资助。
七、结论
关于TSH检测应形成以下建议：
       1）直到实验一致性完成，实验特异决定值才能应用于临床实践导则和临床研究；
       2）第三代实验应被清楚的鉴别；
       3）期刊编辑应只接受使用实验特定临界值确定的制造商实验和理解研究结果的研究项目；
       4）能力验证/室间质量评价计划应使用单一供体的天然样本，根据临床实验室标准化协会的C37-A协议进行收集，但不能进行筛选。
                                                                                       摘自定向点金《临床实验室》杂志2013年第六期
                                                                                                                  编辑：范伟伟