Diferansiye tiroid kanserlerinin takibinde kullanılan tiroglobulin testinin analitik performansının değerlendirilmesi
Evaluation of the analytical performance of the thyroglobulin test used in the follow-up of differentiated thyroid cancers
Yazar: TUBA SAADET DEVECİ BULUT
Danışman: PROF. DR. ÖZLEM GÜLBAHAR
Gazi Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Tiroglobulin = Thyroglobulin

Özet:
Tiroglobulin (Tg) testi, diferansiye tiroid kanseri (DTK) olan hastalarda tiroidektomi ve radyoiyot ablatif tedavi sonrasındaki nüks takibinde kullanılılan önemli bir tümör belirtecidir. Bu çalışmada dört farklı Tg-IMA metodun (Abbott ARCHITECT, Beckman Access, Siemens IMMULITE ve Roche Cobas Elecsys) analitik performansları; presizyon, metot karşılaştırması ve alt ölçüm limitleri (LoB, LoD ve LoQ) başlıkları altında, Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) dokümanlarının talimatları doğrultusunda değerlendirilmiştir.
	Çalışmanın bulgularına göre Abbott ARCHITECT, Beckman Access ve Roche Cobas Elecsys Tg yöntemlerinin tekrarlanabilirlik çalışmasından elde edilen CV değerleri hedeflenen desirable imprecision değerinin (CV=<%7) altında, Siemens IMMULITE Tg yönteminin CV değerleri ise bu hedefin üzerinde kalmıştır (Total CV= %18,6). Abbott ARCHITECT, Beckman Access ve Roche Cobas Elecsys Tg kitlerinin LoQ değerlerinin <0,1 ng/mL olduğu konfirme edilmiştir. Buna rağmen Siemens IMMULITE Tg' de, üreticinin iddia ettiği fonksiyonel sensitivite sınırının (<0,9 ng/mL) üzerinde bir LoQ değeri elde edilmiştir (4,59 ng/mL). Yapılan metot karşılaştırmalarında Abbott ARCHITECT, Beckman Access ve Roche Cobas Elecsys Tg metotlarının ikili kıyaslamalarında tüm Tg düzeylerinde yüksek korelasyonlar gösterdikleri (r>0,884) ancak metotlar arasında farklı konsantrasyon düzeylerinde 2 kata varabilen (slope: 2,027) farklılıkların olduğu bulunmuştur. Siemens IMMULITE Tg' nin girdiği karşılaştırmalarda, korelasyonların 10 ng/mL' nin üzerindeki düzeylerde yüksek olduğu (r>0,945) ama 10 ng/mL' nin altındaki düzeylerde düşük olduğu görülmüştür (r<0,642). Aynı zamanda klinik karar düzeylerine (0,2-1-10 ng/mL) ve anti-Tg otoantikoru (TgAb) durumuna göre (+/-) göre kategorilendirilmiş gruplarda gerçekleştirilen Weighted Kappa analizinden; TgAb (-) ve TgAb (+) örneklerde yapılan Abbott ARCHITECT, Beckman Access ve Roche Cobas Elecsys Tg yöntemlerinin ikili karşılaştırmalarında yüksek  (kappa katsayısı) değerleri elde edilmiştir (>0,80). TgAb (-) örneklerde yapılan Siemens IMMULITE Tg'nin diğer 3 metotla girdiği ikili karşılaştırmalarda yine yüksek  değerleri görülürken, TgAb (+) örneklerde K değerlerinde düşüş dikkat çekmektedir (0,562-0,653). Aynı zamanda Kappa analizinde klinik karar düzeylerine göre ayrıştırılmış Tg düzeylerinde, yöntemlerin birbirleri ile olan agreement düzeylerine bakılmıştır. Abbott ARCHITECT, Beckman Access ve Roche Cobas Elecsys Tg yöntemlerinin düşük düzeyler dahil tüm düzeylerde birbirleri ile yüksek uyum yakaladıkları; Siemens IMMULITE Tg' nin diğer 3 metotla girdiği ikili karşılaştırmalarda ise 10 ng/mL'nin üzerindeki konsantrasyonlarda yüksek uyum; 10 ng/mL'nin altındaki konsantrasyonlarda TgAb (+) grupta daha belirgin olmak üzere (Agreement düzeyleri; 0,097-0,533) düşük uyum gösterdiği gözlenmiştir (Agreement düzeyleri;0,097-0,727). Ayrıca dört Tg-IMA metodunun TgAb'den etkilenme düzeylerinin TgAb (-) ve TgAb (+) gruplarda yapılan Passing-Bablok regresyon analizlerindeki slope değerlerindeki farklanmalara göre değişken olduğu gösterilmiştir. 
	Sonuç olarak, heterojen bir molekül olan Tg'ye karşı geliştirilen Tg-IMA yöntemlerinin, farklı Tg izoformlarını tespit edebilme kabiliyetlerindeki farklılığın, yöntemlerde kullanılan farklı duyarlılıklara sahip antikor setlerinden kaynaklandığı söylenebilir. TgAb antikorunun Tg üzerindeki negatif interferan etkisinin metotlar arasındaki varyasyonu farklı immünoanalitik yöntemlerde kullanılan antikorların farklı olduğunu düşündürmektedir. Aynı zamanda tahlil teknolojilerindeki ilerlemelerle birinci jenerasyon kitlere göre ikinci jenerasyon Tg kitlerinin fonksiyonel duyarlılıklarının geliştirildiği bilinmektedir. Sayılan bu sebepler Tg-IMA'lar arasında gözlenen analitik performans farklılıklarının açıklayıcısı olabilir. Çalışmamızda kullanılan ikinci jenerasyon olan Abbott ARCHITECT, Beckman Access ve Roche Cobas Elecsys Tg immünolojik ölçümlerinin DTK hastalarının postoperatif ablatif tedavi sonrasında rezidüel veya tekrarlayan hastalığın takibinde kullanmak için gerekli olan analitik gereksinimleri karşılamaktadır. Buna rağmen birinci nesil olan Siemens IMMULITE Tg yönteminin DTK tedavi takibinde kullanılırken çalışmamızda gösterilmiş analitik performans özelliklerinin göz önünde bulundurulması gerektiğini düşünmekteyiz. Çünkü birinci jenerasyon bile olsa DTK'nın postoperatif nüks izleminde Siemens IMMULITE Tg yönteminin klinik laboratuvarlarda sıklıkla kullanıldığı bilinmektedir. Diğer taraftan, hem DTK'nın postoperatif takipte kullanılan klinik karar seviyeleri hem de Tg-IMA yöntemlerinin DTK'nın nüks izleminde gerekli olan minimum performans özellikleri profesyonel tiroid hastalıkları kılavuzları tarafından açıkça ifade edilmektedir. Diğer ikinci jenerasyon Tg-IMA ölçümleri gibi in-vitro diagnostik test olarak tanısal kullanımı onaylı Siemens IMMULITE Tg-IMA ölçümünün, profesyonel DTK kılavuzlarda belirtilen performans gereklilikleri kapsamında, üretici firma tarafından yeniden değerlendirilmesi gerektiğini önermekteyiz. Ek olarak, metotlar arasında Tg sonuçlarında gözlenen değişkenlik ile güvenilir klinik yorumlar sağlamak için Tg takibinin aynı laboratuvarda aynı metotla yapılması gerektiğinin önemini vurgulamaktayız.

Anahtar Kelimeler: Tiroglobulin, Analitik Performans Değerlendirmesi, Diferansiye Tiroid Kanserleri

Abstract:
The thyroglobulin (Tg) test serves as a critical tumor marker employed for monitoring potential recurrence subsequent to thyroidectomy and radioiodine ablative therapy in individuals diagnosed with differentiated thyroid cancer (DTC).
In this research study, the analytical capabilities of four different Tg-IMA (Thyroglobulin-Immunometric Assay) methodologies (Abbott ARCHITECT, Beckman Access, Siemens IMMULITE, and Roche Cobas Elecsys) were systematically assessed. This evaluation encompassed precision, method comparison, and determination of lower limits of measurement (LoB, LoD, and LoQ), following the guidelines outlined in the Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) documents.
As per the results, the coefficient of variation (CV) derived from the precision analysis of the Abbott ARCHITECT, Beckman Access, and Roche Cobas Elecsys Tg methodologies fell below the anticipated biological variability threshold (CV = <7%). Conversely, the CV values associated with the Siemens IMMULITE Tg method remained above the expected biological variation, demonstrating a total CV of 18.6%. 
The limits of quantitation (LoQ) for Abbott ARCHITECT, Beckman Access, and Roche Cobas Elecsys Tg methods have been verified to stand below 0.1 ng/mL. Nonetheless, within the Siemens IMMULITE Tg method, an observed LoQ value of 4.59 ng/mL was identified, surpassing the manufacturer's claimed functional sensitivity limit (<0.9 ng/mL).
Within the framework of the method comparison study, the pairwise assessment of Abbott ARCHITECT, Beckman Access, and Roche Cobas Elecsys Tg methods revealed strong correlations across all Tg levels (r>0.884). However, notable differences between these methods emerged, with variances reaching up to twice the magnitude (slope: 2.027) across diverse concentration levels. In comparisons involving Siemens IMMULITE Tg, robust correlations (r>0.945) were evident at concentrations surpassing 10 ng/mL, whereas at lower levels (<10 ng/mL), correlations were notably lower (r<0.642). 
In a separate facet of method comparison, through Weighted Kappa analysis within categorized groups based on clinical decision thresholds (0.2-1-10 ng/mL) and anti-Tg autoantibody (TgAb) status (+/-), high K (kappa coefficient) values were derived from pairwise comparisons involving Abbott ARCHITECT, Beckman Access, and Roche Cobas Elecsys Tg methods across both TgAb (-) and TgAb (+) sample subsets (K>0.80). When comparing Siemens IMMULITE Tg with the other three methods among TgAb (-) samples, robust K values were evident, whereas in TgAb (+) samples, a noteworthy decrease in K values was observed (ranging from 0.562 to 0.653). Additionally, within the Kappa analysis, the agreement levels among the methods were assessed concerning Tg levels stratified by clinical decision thresholds. Abbott ARCHITECT, Beckman Access, and Roche Cobas Elecsys Tg methods demonstrated substantial concordance across all levels, including lower concentrations, indicating high agreement among themselves. Siemens IMMULITE Tg exhibited elevated agreement in pairwise comparisons with the other three methods at concentrations surpassing 10 ng/mL. However, at levels below 10 ng/mL, a notable decrease in concordance was evident (Agreement levels; 0.097-0.727), particularly pronounced within the TgAb(+) subgroup (Agreement levels; 0.097-0.533). Furthermore, the variability in the impact levels of TgAb on the four Tg-IMA methods has been demonstrated through differences observed in the slope values within Passing-Bablok regression analyses conducted across both the TgAb (-) and TgAb (+) groups.
The discernible dissimilarity in the efficacy of Tg-IMA methodologies developed for the detection of various Tg isoforms, stemming from the heterogeneous nature of Tg, appears to be attributed to the utilization of distinct antibody sets with varying sensitivities across these methods. The discrepancy in the negative interfering impact of TgAb antibodies on Tg levels among different assay methodologies implies the use of dissimilar antibodies across various immunoanalytical methods. Moreover, advancements in assay technologies have notably ameliorated the functional sensitivities of second-generation Tg kits compared to their first-generation counterparts. These factors collectively account for the discrepancies in analytical performance witnessed among various Tg-IMAs. 	Notably, the second-generation Tg immunological measurements by Abbott ARCHITECT, Beckman Access, and Roche Cobas Elecsys, as employed in our study, meet the analytical criteria essential for monitoring residual or recurrent disease following ablative treatment in differentiated thyroid cancer (DTC) patients. Nevertheless, we advocate for due consideration of the analytical performance characteristics highlighted in our study when employing the first-generation Siemens IMMULITE Tg method for monitoring differentiated thyroid cancer (DTC) treatment outcomes. Because, this method, despite its status as a first-generation assay, is frequently utilized in clinical laboratories for postoperative relapse monitoring of DTC. Moreover, both the clinical decision thresholds employed in postoperative DTC follow-up and the minimal performance specifications for Tg-IMA methods necessary for recurrent DTC monitoring have been delineated in professional thyroid disease guidelines. We advocate for a reevaluation of the Siemens IMMULITE Tg-IMA assay by its manufacturer within the parameters outlined in these established guidelines, akin to the reassessment recommended for other second-generation Tg-IMA measurements, all of which are approved for diagnostic use as in-vitro diagnostic tests.
Additionally, given the observed variability in Tg results across different methods, we stress the critical importance of conducting Tg monitoring within the same laboratory, utilizing the same method consistently, to ensure reliable clinical interpretations.
Keywords: Thyroglobulin, Analytical Performance Evaluation, Differentiated Thyroid Cancers