Matériaux de référence certifiés commutables pour la traçabilité et le contrôle qualité en biologie clinique

Développer des méthodes de référence pour certains des principaux biomarqueurs analysés en biologie clinique.

Assigner des valeurs de référence aux échantillons utilisés dans le cadre d’évaluations externes de qualité afin d’évaluer la justesse des méthodes de routine.

Caractériser des matériaux de référence certifiés et évaluer leur commutabilité (capacité à se comporter comme des échantillons de patients).

La fiabilité des analyses médicales représente un enjeu majeur de santé publique pour disposer d’un diagnostic fiable et adapter les traitements entrepris. Les LBM avaient l’obligation d’entrer dans la démarche accréditation d’ici le 31 octobre 2013 et devront avoir 50% de leurs activités accréditées d’ici 2016 et 100% en 2020. Ce référentiel implique l’utilisation de procédures validées et dont les résultats doivent être raccordés à un étalon national ou international par le biais d’une chaîne ininterrompue de traçabilité métrologique.

Les résultats des analyses de biologie médicale ne sont pas toujours traçables à des références reconnues internationalement (comme par exemple des matériaux de référence certifiés ou des méthodes de référence) et les incertitudes de mesure ne sont pas systématiquement évaluées. Cette situation est en contradiction avec la norme ISO EN 15189 mais aussi avec d’autres référentiels internationaux qui exigent que les valeurs associées aux matériaux d’étalonnage et de contrôle de la qualité soient traçables aux méthodes de référence et aux matériaux de référence certifiés disponibles comme le demande la directive 98/79/CE de l’UE relative aux dispositifs médicaux de diagnostic in vitro.

Il est donc nécessaire de disposer de méthodes de référence pour le dosage des principaux biomarqueurs utilisés en biologie médicale. Partant du constat qu’il n’existe qu’un nombre très limité de méthodes de référence à l’échelle nationale, la Direction Générale de la Santé (DGS) a encouragé le RNMF à combler ce manque important. Cette dernière a estimé « prioritaire la mise au point d’analyses de référence, couvrant pour l’instant le champ des analyses courantes pratiquées dans les laboratoires de biologie médicale, proposant pour un paramètre donné la technique de référence, permettant ensuite de définir, en accord avec les experts médicaux de la discipline, les valeurs normales ».

La dissémination de la traçabilité apportée par les méthodes de référence d’ordre supérieure est principalement réalisée à travers les Matériaux de Référence Certifiés. Ce raccordement métrologique, bien que nécessaire, est insuffisant : pour ne pas rompre la chaine de traçabilité métrologique, il faut impérativement que les matériaux d’étalonnage soient commutables à des échantillons natifs afin de s’assurer qu’ils ne génèrent pas d’effets de matrice à l’origine de biais. De manière similaire, les échantillons de contrôle qualité ayant pour vocation d’évaluer la justesse des méthodes de routine doivent également présenter un niveau de commutabilité suffisant.

Les méthodes de référence envisagées pour les différents biomarqueurs considérés sont des combinaisons de différentes techniques : la chromatographie en phase gaz (GC), la chromatographie en phase liquide (LC), la dilution isotopique (DI), la spectrométrie de masse (MS) et la Spectrométrie à plasma à couplage inductif (ICP). Les couplages considérés sont : DI-GC/MS, DI-LC/MS, LC/MS, DI-LC-ICP/MS.

Des MRC ont été produits pour certains de ces paramètres (HbA1c) mais aussi d’autres biomarqueurs d’intérêt (glucose, créatinine, cholestérol total, triglycérides, cholestérol-HDL, cholestérol-LDL, hepcidine). Les approches statistiques pour l'évaluation de la commutabilité développée en lien direct avec le groupe de travail de l’IFCC ont été appliquées à la caractérisation de ces MRC mais aussi à d’autres échantillons de contrôle ayant été utilisés pour évaluer la justesse des méthodes de dosage utilisées dans les laboratoires de biologie médicale (Cystatine C).

Certains des MRC développés ont été utilisés dans le cadre du contrôle national de qualité obligatoire de 2016 auquel ont été tenus de participer l’ensemble des laboratoires de biologie médicale. Pour la première fois, le contrôle national de qualité des examens de biochimie générale a reposé sur des matériaux de référence certifiés commutables dont les valeurs cibles ont été déterminées au LNE avec des méthodes de références internationalement validées. Cette opération de contrôle a permis d’établir pour la première fois en France un état des lieux représentatif de la fiabilité de certains des examens de biologie médicale les plus prescrits en France. Les résultats publiés fin 2018 montrent que pour certains paramètres, certaines méthodes présentent des biais excédant les limites acceptables. Cette étude suggère également que les outils de contrôle de qualité actuels ne sont pas suffisants pour détecter ces défauts de performance et que l’utilisation de MRC commutables apporte une réelle valeur ajoutée dans le contrôle post-marquage CE des kits de dosage commercialisés par les industriels du diagnostic in vitro.

Les MRC commutables constituent un outil très puissant pour permettre aux industriels du diagnostic d’améliorer la qualité de leurs méthodes.

Ils permettent également aux fabricants d’échantillons de contrôle de qualité de choisir et d’optimiser les procédés de fabrication conduisant à l’obtention d’échantillons de meilleure qualité.

High polarity analytes in biological matrix: determination of urea and uric acid in human serum (CCQM-K109). Liu Q, Liu H, Chen Y, Yong S, Teo HL, WongL, Teo TL, Vamathevan V, do Rego E, Wollinger W, Fernandes J, Monteiro T, Garrido B, Violante F, Shi LH, He HH, Quan C, Xu B, Li HM, Dai XH, He YJ, Lo MF, Yip YC, Cabillic J, Delatour V, Ohlendorf R, Henrion A, Kawaguchi M, Kang D, Lee H, Arce Osuna M, Serrano V, Marcela Salazar Arzate C, Krylov A, Lopushanskaya E, Nammoonnoy J, Ceyhan Gören A, Gündüz S, Yilmaz H, Mussell C, Warren J, Pritchett J, Lippa K, Nelson M, Toman B, T Sniegoski L and Duewer D. Metrologia 2019; 56:08006 doi.org/10.1088/0026-1394/56/1A/08006

Letter to the Editor regarding "Achieving comparability with IFCC reference method for the measurement of hemoglobin A1c by use of an improved isotope-dilution mass spectrometry method" Clouet-Foraison N, Gillery P, Delatour V. Anal Bioanal Chem. 2017;409(24):5789- 5790. doi: 10.1007/s00216-017-0513-5

Trueness assessment of glycated hemoglobin HbA1c routine assays: are lyophilized EQA materials up to the job? V Delatour, N Clouet-Foraison, S Jaisson, P Kaiser and P Gillery. Soumis à Clin Chem Lab Med

IFCC Working Group Recommendations for Assessing Commutability Part 1: General Experimental Design. Miller WG, Schimmel H, Rej R, Greenberg N, Ceriotti F, Burns C, Budd JR, Weykamp C, Delatour V, Nilsson G, MacKenzie F, Panteghini M, Keller T, Camara JE, Zegers I, Vesper HW. Clin Chem. 2018;64(3):447-454. doi: 10.1373/clinchem.2017.277525

IFCC Working Group Recommendations for Assessing Commutability Part 2: Using the Difference in Bias between a Reference Material and Clinical Samples. Nilsson G, Budd JR, Greenberg N, Delatour V, Rej R, Panteghini M, Ceriotti F, Schimmel H, Weykamp C, Keller T, Camara JE, Burns C, Vesper HW, MacKenzie F, Miller WG. Clin Chem. 2018;64(3):455-464. doi: 10.1373/clinchem.2017.277541

IFCC Working Group Recommendations for Assessing Commutability Part 3: Using the Calibration Effectiveness of a Material. Budd JR, Weykamp C, Rej R, MacKenzie F, Ceriotti F, Greenberg N, Camara JE, Schimmel H, Vesper HW, Keller T, Delatour V, Panteghini M, Burns C, Miller WG. Clin Chem. 2018;64(3):465-474. doi: 10.1373/clinchem.2017.277558

Commutability Assessment of External Quality Assessment Materials with the Difference in Bias Approach: Are Acceptance Criteria Based on Medical Requirements too Strict? Delatour V, Liu Q, Vesper HW. Clin Chem. 2016;62(12):1670-1671 doi: 10.1373/clinchem.2016.261008

Reference methods and commutable reference materials for clinical measurements. Delatour V, Martos G, Peignaux M, Lalere B, Vaslin-Reimann S. Proceedings of the International School of Physics Enrico Fermi 2017;196:1-8 doi 10.3254/978-1-61499-818-1-1

Reference measurement systems for biomarkers: towards biometrology. Delatour V, Martos G, Cabillic J, Peignaux M, C Perrot, C Fallot, Lalere B, Vaslin-Reimann S. Proceedings of the International School of Physics "Enrico Fermi" 2017;196:9-27 doi 10.3254/978-1-61499-818-1-9

Apport de la métrologie avancée à l’évaluation et à l’amélioration de la fiabilité des examens de biologie médicale. Delatour V. Annales des Mines - Réalités industrielles, 2017;2(1):19-23

Développement d’une méthode primaire pour la détermination du fer total dans du sérum. Palos M, del Castillo ME, Hattchouel JM, Pannier F, Fisicaro P, Vaslin-Reimann S. Revue Française de Métrologie 2015; 40(4):41-50); doi : 10.1051/rfm/2015015

Comparison of potential higher order reference methods for total haemoglobin quantification-an interlaboratory study. Frank C, Brauckmann C, Palos M, Arsene CG, Neukammer J, Del Castillo Busto ME, Zakel S, Swart C, Güttler B, Stosch R. Anal Bioanal Chem. 2017;409(9):2341-2351. doi: 10.1007/s00216-016-0176-7

Détermination de l’hémoglobine totale par dilution isotopique ICPMS afin d’assurer la traçabilité métrologique en biochimie clinique. Palos M, del Castillo ME, Pannier F, Swart C, Brauckman C, Fisicaro P. 17th International Congress of Metrology doi: 10.1051/metrology/201509005

Final report for CCQM-K107: total elements and selenomethionine in human serum. Goenaga Infante H et al. 2016 Metrologia 53 08008. doi : https://doi.org/10.1088/0026-1394/53/1A/08008

Provisional standardization of hepcidin assays: creating a traceability chain with a primary reference material, candidate reference method and a commutable secondary reference material. Diepeveen LE, Laarakkers CMM, Martos G, Pawlak ME, Uğuz FF, Verberne KESA, van Swelm RPL, Klaver S, de Haan AFJ, Pitts KR, Bansal SS, Abbas IM, Fillet M, Lefebvre T, Geurts-Moespot AJ, Girelli D, Castagna A, Herkert M, Itkonen O, Olbina G, Tomosugi N, Westerman ME, Delatour V, Weykamp CW, Swinkels DW. Clin Chem Lab Med, 2018 doi: 10.1515/cclm-2018-0783.

Impurity determination for hepcidin by liquid chromatography-high resolution and ion mobility mass spectrometry for the value assignment of candidate primary calibrators. Bros P, Josephs RD, Stoppacher N, Cazals G, Lehmann S, Hirtz C, Wielgosz RI, Delatour V. Anal Bioanal Chem. 2017;409(10):2559-2567. doi: 10.1007/s00216-017-0202-4

Quantification of hepcidin-25 in human cerebrospinal fluid using LC-MS/MS. Delaby C, Bros P, Vialaret J, Moulinier A, Delatour V, Gabelle A, Lehmann S, Hirtz C. Bioanalysis. 2017;9(4):337- 347. doi: 10.4155/bio-2016-0240

Multicenter Evaluation of Cystatin C Measurement after Assay Standardization. Bargnoux AS, Piéroni L, Cristol JP, Kuster N, Delanaye P, Carlier MC, Fellahi S, Boutten A, Lombard C, González-Antuña A, Cavalier E; Delatour V. Clin Chem. 2017;63(4):833-841. doi: 10.1373/clinchem.2016.264325

Reference Method and Reference Material Are Necessary Tools to Reveal the Variability of Cystatin C Assay. Bargnoux AS, Kuster N, Delatour V, Delanaye P, González-Antuña A, Cristol JP, Piéroni L, Cavalier E. Arch Pathol Lab Med. 2016;140(2):117-8. doi: 10.5858/arpa.2015- 0198-LE

Mai 2019 : Congrès IFCC, Barcelone (Espagne): Standardization of advanced lipoprotein testing: the BioSITrace project

Février 2019 : LabQuality Days, Helsinki (Finlande) - Quality Control Reinvented? Commutable Certified Reference Materials for Next Generation Accuracy-based EQA Schemes

Avril 2018 : Congrès de la société Suédoise de Biologie Clinique, Uppsala, Suède Importance of commutability in EQA schemes

Juin 2017 : Congrès IFCC, Athènes, Grèce : The importance of reference methods and commutability

Avril 2017 : Spring Symposium of the Korean Society for Clinical Laboratory; Daejeon, Corée du Sud Laboratory test standardization in clinical chemistry

Mars 2017 : Séminaire LABAC, Paris : EQAS relying on commutable CRMs

Juillet 2016 : Séminaire CEA, Saclay (France) : Valeur ajoutée de la métrologie pour le contrôle de qualité des analyses de biologie médicale

Juin 2016 : International School of Physics "Enrico Fermi", Varenna (Italie) Reference methods and commutable reference materials for clinical measurements Reference measurement systems for biomarkers : towards biometrology

Février 2016 : Colloque LABAC, Paris: Importance de la commutabilité et des valeurs cibles associées aux échantillons de contrôle de qualité en biologie médicale

Octobre 2015 : International Symposium on Biological and Environmental Reference Materials, Washington (USA) A commutability study coupled with a multicentric analysis of accuracy of glucose, creatinine, total cholesterol, total glycerides, LDL-C and HDL-C assays.

Septembre 2015 : Congrès international de métrologie. Détermination de l’hémoglobine totale par dilution isotopique ICP-MS afin d’assurer la traçabilité métrologique en biochimie clinique Marie Palos

Industriels commercialisant des kits de dosage : Beckman Coulter, Roche, Siemens, Abbott, BioRad, Menarini, Tosoh, Alere, Trinity Biotech, Sebia.

CHU de Reims, Université de Radboud (Pays-Bas).