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서 론
크레아티닌은 근육 내의 크레아틴인산(creatine phosphate)의 분해 산물로, 비교적 일정한 양이 생성되기 때문에 혈중 크레아티닌 농도는 신기능 평가를 위한 중요한 도구로 사용되며[1], Modification of Diet in Renal Disease (MDRD) 공식을 이용한 사구체여과율 추정(estimation of the glomerular filtration rate, eGFR) 계산법이 널리 이용되고 있다[2]. 신장 질환들 중 조영제 유발 신부전과 같이 급성으로 신기능 저하가 발생하는 경우 신속한 신기능 평가를 통해 신 기능 이상을 조기에 진단하는 것이 매우 중요하다[3]. 이를 위해 최근에는 검사실이 아닌 진료 현장에서 전혈(whole blood)로 직접 혈중 크레아티닌 농도를 측정하는 현장검사(point-of-care testing, POCT) 방법이 많이 개발되어 사용되고 있다[4]. 현장검사는 대형 장비를 이용한 검사보다 신속하게 결과를 얻을 수 있으며, 이를 통해 빠르게 질병의 진단 및 처치가 가능한 장점이 있으나 재현성이나 정확도가 떨어지는 단점이 있는 것으로 알려져 있으므로 이를 적용하기 위하여 사전에 그 기능에 대한 충분한 평가가 필요하다.
ABL90 FLEX PLUS (Radiometer, Brønshøj, Denmark) 장비는 크레아티닌 검사가 가능한 동맥혈 가스 검사용 현장 검사 장비로서, 본 연구는 ABL90 FLEX PLUS 장비에서 측정된 크레아티닌 결과의 정밀도와 직선성에 대한 장비성능평가와 기존 장비와의 상관성 분석을 시행하여 검사 결과의 유용성에 대한 평가를 시행하였다.
재료 및 방법
1. 검체, 장비 및 시약
본 연구에서는 제조사에서 제공한 정도관리 물질과 함께 일반검사 후 남은 잔여 검체로 전혈 및 혈청이 함께 확보된 124명의 환자 검체를 이용하였다. 평가를 위하여 현장검사 장비인 ABL90 FLEX PLUS에 장비 전용 시약(944-369, 혈액가스분석 및 전해질검사시약)을 이용하여 헤파린 처리된 전혈 검체로 크레아티닌을 제조사 지침에 따라 측정하였다.
2. 방법
1) 정밀도
정밀도(precision) 평가를 위해 제조사에서 제공한 3가지 농도의정도관리 물질을 이용하여 Clinical Laboratory Standards Institute (CLSI) EP5-A3 [5]에 제시된 예시 중 QC-like 5×5 design에 따라 하루 총 5회씩 5일간 측정하여 검사실 측정 반복정밀도, 총비정밀도를 산출하여 제조사 제시 반복정밀도 및 총비정밀도와 비교하였다. 정도관리 물질 세 가지 레벨 중 level 1은 전체 측정값이 제조사 제시 측정값인 0.0으로 측정되었으나 제조사에서 제시한 ABL90 FLEX PLUS의 검출 한계는 0.1 mg/dL이었기 때문에 level 1은 분석에서 제외하고 level 2, level 3에 대한 측정값만 분석하였다.
2) 직선성
직선성(linearity) 평가를 위해 CLSI EP6-A [6]에 따라 분석 가능범위 상한치 및 하한치 농도 내외의 검체 2종류를 비율 4:0, 3:1, 2:2, 1:3, 0:4로 혼합하여 5가지 농도로 제조하고 각각 2회 반복 측정하여 직선성을 검증하였다.
3) 상관성
상관성(comparison) 평가를 위하여 크레아티닌 농도가 직선성이 검증된 범위 이내로 측정된 124명의 환자로부터 동일 시점에 채취된 전혈과 혈청을 이용하였다. 상관성 분석을 위하여 CLSI EP9-A3 [7]에 따라 ABL90 FLEX PLUS를 이용한 전혈의 크레아티닌 측정결과를 Beckman Coulter AU5800 (Beckman Coulter, Brea, CA, USA) 장비와 전용 시약인 AU creatinine reagent (Beckman Coulter)를 이용하여 측정한 값과 비교 평가하였다.
3. 통계분석
통계분석을 위하여 CLSI 가이드라인에 따라 통계분석이 가능한 Labostats version 1.5.2.0 (Laboratory Medicine Foundation, Seoul, Republic of Korea)과 함께, Microsoft Excel 2010 (Microsoft, Seattle, WA, USA)과 Analyse-it for Microsoft Excel Method Evaluation Edition version 3.70.1 (Analyse-it Software, Ltd., City West Business Park, Leeds, UK)을 이용하였다. 정밀도 평가를 위해 반복정밀도(repeatability), 총비정밀도(total imprecision)의 표준편차(standard deviation, SD)와 변이계수(coefficient of variation, CV)를 계산하였다. 직선성 평가를 위하여 선형 회귀분석을 통해 회귀 방정식과 결정계수(R2)를 도출하였다. 상관성 평가를 위하여 Passing-Bablok 회귀분석을 통해 구한 상관성 방정식을 이용하여 의학적 결정 수준(medical decision level)에서 예측치를 구한 후, 그 측정 예측치가 95% 신뢰구간에 포함되는지를 평가하였고 추가로 Bland Altman plot으로 제시하였다. 의학적 결정 수준은 Westgard에서 제시한 농도를 사용하였다.
결 과
1. 정밀도
정밀도 평가 결과 검사실 측정 반복정밀도 변이계수는 level 2, level 3이 각각 0.0%, 0.7%로 제조사 기준 0.8%보다 낮았으며, 검사 실 측정 총비정밀도 변이계수는 각각 0.0%, 0.8%로 제조사 제시 총비정밀도 4.5%, 3.5%보다 낮았다(Table 1).
2. 직선성
직선성 평가를 시행하여 측정된 5가지 농도의 평균값은 0.4 mg/ dL, 2.3 mg/dL, 4.3 mg/dL, 6.2 mg/dL, 8.4 mg/dL로 나타났으며 회귀분석을 시행한 결과 측정값을 가장 잘 반영하는 회귀식은 1차 함수였고, 0.4-8.4 mg/dL 범위에서 결정계수(R2)가 0.9993으로 도 출되었다(Fig. 1).
3. 상관성
상관성 평가를 위해 Beckman Coulter AU5800 장비를 이용하 여 124명의 혈청을 검사한 결과 측정값의 평균값은 2.44 mg/dL, 표 준편차 2.39로 분석되었고, 같은 시간에 채혈한 전혈을 이용하여 측정한 ABL90 FLEX PLUS 장비의 결과값은 평균 2.44 mg/dL, 표준 편차 2.43으로 분석되었다. Passing-Bablok 회귀분석을 이용한 두 기기간 결과값의 상관계수는 0.989로 0.975 이상이었으며(Fig. 2, Table 2), Passing-Bablok 회귀분석을 통해 구한 회귀식을 이용하 여 계산한, 의학적 결정 수준에서의 예측값은 0.6 mg/dL, 1.6 mg/dL, 6.0 mg/dL에서 각각 0.6 mg/dL, 1.6 mg/dL, 6.0 mg/dL로 도출되어 모두 95% CI 범위 이내에 포함되었다(Fig. 3). 또한 Bland Altman plot을 이용하여 도출한 95% 일치한계 경계값은 -0.649 mg/dL (-18.8%)와 0.643 mg/dL (17.8%)이었다(Fig. 4).
고 찰
본 연구에서는 현장검사 장비인 ABL90 FLEX PLUS에 대한 크레아티닌 검사의 유용성을 평가하였다. 정밀도 평가에서는 분석에 포함된 두 농도의 정도관리 물질에 대한 검사 결과 반복정밀도와 총비정밀도의 변이계수가 1% 미만으로 나타나 우수한 정밀도를 보였다. 이는 5가지의 크레아티닌 현장검사 장비를 비교분석한 기존 논문의 결과와 비교할 때(3.0%, 2.1%, 2.7%, 3.7%, 14.3%) 상대적으로 우수한 것으로 판단된다[8]. 직선성 평가에서 결정계수(R2)는 0.9993으로 의학적 결정 수준을 포함하는 범위 내에서 우수한 직선성을 보였다. Beckman Coulter AU5800 장비와의 상관성 평가에서 크레아티닌 측정값 사이의 상관계수(r)가 0.989로 CLSI EP9-A3에서 제시한 0.975 이상의 값을 보였으며 회귀식을 이용하여 유추한 의학적 결정 수준에서의 측정 예측값이 모두 95% CI 범위에 포함되어 상관성이 우수한 것으로 판단되었다.
현재 크레아티닌 측정을 위한 검사법으로 흔히 크레아티닌과 피크르산(picric acid)이 반응하여 발색반응을 일으키는 Jaffe 반응을 이용하는데 이 검사방법은 크레아티닌 이외의 크로모겐(non-creatinine chromogen)에 의하여 위양성을 보일 수 있기 때문에[9] 검체의 종류 또는 조성에 따라 측정되는 값의 차이가 발생한다[10]. 본 연구의 상관성 평가에서 사용한 AU5800 장비 검사는 Jaffe 반응을 이용한 키네틱 발색시험법(kinetic color test)을 사용하는 반면 ABL90 FLEX PLUS 장비는 크레아티닌의 반응과정 중 발생하는 과산화수소(H2O2)를 전기분해 하여 형성되는 두 백금 전극 사이의 전류값을 이용하여 크레아티닌의 농도를 도출하기 때문에 전혈 검체를 이용하여도 Jaffe 반응에서 발생할 수 있는 크레아티닌 이외의 크로모겐에 의한 간섭을 피할 수 있다. 본 연구에 사용된 AU5800 장비를 이용한 혈청 크레아티닌 측정 검사는 ID-MS (Isotope Dilution Mass Spectroscopy) 방법의 검사소급성(traceability)이 있는 것으로 알려져 있으며 ALB90 FLEX PLUS 장비를 이용한 전혈 크레아티닌 측정 검사는 NIST SRM 967a를 이용한 역상 크로마토 그래피(reversed phase-high performance liquid chromatography) 검사법에 검사소급성이 있는 것으로 제조사는 제시하고 있으나 백금 전극을 이용한 크레아티닌 측정법을 ID-MS로 검사소급성을 평가한 연구는 부족하기 때문에 두 검사방법의 검사소급성을 직접적으로 비교하는 것은 어려움이 있다.
조영제와 신기능 사이의 관계에 대한 기존의 연구에 따르면, 조영제 투여로 인해 발생하는 급성 신부전은 원내에서 발생하는 신부전의 10% 이상을 차지하며 때로는 사망을 초래하기도 한다[11]. 조영제 유발 신부전을 유발하는 원인에 대한 많은 연구들을 참고해 보면 환자와 관련된 가장 중요한 요인은 환자의 기저 신기능 감소이다[12]. 하지만 조영제를 이용한 검사 현장에서는 5% 이상의 환자들이 검사 전 신기능 평가가 이루어지지 않은 상태로 방문하고 있으며 이러한 환자들을 대상으로 검사 현장에서 현장검사 장비를 이용하여 신기능 평가를 하는 것이 임상적으로 유용할 것으로 판단된다[13]. 특히 응급실에서 응급영상검사를 시행해야 하는 환자의 경우 영상검사 시행 이전에 검사실에 의뢰한 검사 결과를 얻지 못하는 경우가 발생하기 때문에 현장검사 장비를 이용하여 신기능 평가를 하게 되면 응급영상검사를 시행하기 전에 신기능 평가를 마치고 필요한 선 조치를 취할 수 있다는 장점이 있다[14].
본 연구에서는 검사에 필요한 검체량과 검사 속도에 관련된 분석은 진행하지 않았으나 제조사에서 제시한 ABL90 FLEX PLUS 장비의 필요 검체량이 65 μL로 소량이고, 크레아티닌을 포함한 전체 분석 시간이 35초로 신속하게 결과를 얻을 수 있다는 점을 본 연구 결과와 함께 고려할 때 ABL90 FLEX PLUS는 적절히 진료현장에 배치하여 이용할 경우 신속하고 간편하게 신기능 평가가 가능하며 크레아티닌 측정 성능 또한 우수하여 임상적으로 유용할 것으로 판단된다.
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