2021 Volume 70 Issue 2 Pages 205-212
我々は，災害時でもウォーターレスの運用が可能なVITROS XT7600（VITROS）による生化学検査項目の有用性を検証した。検討機器はVITROS，対照機器はLABOSPECT008（008）を使用した。測定試薬は，VITROS専用試薬のビトロスマイクロスライド（VITROSドライ）と008専用試薬（008ウェット）をVITROS 専用ボトルに入れ替え，オープンチャンネル（VITROSウェット）に搭載し使用した。対照試薬は，008ウェットを使用した。検証項目は，主要生化学検査項目とした。評価は，併行精度，日差再現性と測定法間での相関性を評価した。VITROSドライ26項目の併行精度と日差再現性はすべての項目で変動係数5%以下と良好であった。また，VITROSウェット19項目の併行精度も変動係数5%以下と良好であった。VITROSドライ法と008ウェット法における相関は26項目中20項目において相関係数（r）0.9900以上であった。VITROSウェット法と008ウェット法での相関性は評価した19項目で，相関係数（r）0.9945以上であった。VITROSドライ法ではAlbuminとAmylaseで008ウェット法との乖離例を認めたが，それぞれ測定原理，反応基質の違いが原因として考えられた。以上より，VITROSは，災害時のみならず日常検査においても有用であることが示唆された。
We tested the usefulness of the biochemical assay with VITROS XT7600 (VITROS), which can operate without water supply even in a disaster. VITROS was used as the study instrument and LABOSPECT008 (008) as the control instrument. The assay reagent was VITROS Microslide (VITROS dry), a VITROS-specific reagent, and the 008 reagent was replaced by a VITROS bottle and used in the open channel (VITROS wet). The 008-specific reagents (008 wet) were used as the control reagents. The main biochemical analytes were examined in this study. We evaluated the within-run and between-day precisions and the correlation between assays. All 26 VITROS dry assays showed good within-run and between-day precisions with a coefficient of variation of less than 5%. The within-run precision of the 19 VITROS wet items was also good with a coefficient of variation of less than 5%. The VITROS dry method and the 008 wet method were correlated in 20 of the 26 items. The correlation coefficient (r) was greater than 0.990. The correlation coefficient between the VITROS wet method and the 008 wet method was determined from the r for the 19 items evaluated. The r of the VITROS dry method was greater than 0.9945. In the VITROS dry method, the levels of albumin and amylase differed from those of the 008 wet method in some cases, the cause of which was considered to be the differences in the principles of measurement and reaction substrates. These results suggest that VITROS is useful not only in disasters but also in routine tests.
当院は愛知県名古屋市の中央部に位置し，地域災害拠点病院に指定されていることから，南海トラフ地震などの大規模災害発生時においては多数の傷病者の受け入れが想定される。災害拠点病院には，災害に対する24時間以内の緊急対応と傷病者の受け入れ・搬出が可能な体制および設備の信頼性が求められる。さらには，当院は1,080床の規模で入院患者を抱えるため，入院外来関わらず迅速かつ正確な臨床検査の提供が求められる。生化学検査は，患者の病態把握と治療方針決定に欠かせない臨床検査項目である。疾患部位の推定，重症度判断の根拠となるため，災害発生後の急性期医療におけるトリアージの一助となる。また，入院患者へ継続的に医療を提供するための病態把握の手段として極めて有用である。災害発生時に，病院機能を可能な限り維持，または早期に復旧させる計画として事業継続計画の策定が医療機関には求められている1)。当院が策定した事業継続計画では，上水道で2週間，電気が3日間停止すると想定している。現在，検査部に導入されている大型検査装置は水の供給を必要とするものが大半を占める。
今回我々は，ウォーターレスで分析が可能な生化学免疫測定装置VITROS XT7600（オーソ・クリニカル・ダイアグノスティックス株式会社）を検討する機会を得た。そこで本研究では，VITROS XT7600によるマイクロスライドとオープンチャンネルでの生化学検査項目の有用性を評価することを目的とし妥当性検証を行った。
名古屋大学医学部生命倫理委員会承認のもと，2018年11月～2019年1月までの入院および外来患者の中から104例の検査後残血清を用いた（承認番号：2010-1038）。
2． 測定機器・試薬測定機器として，全自動免疫生化学統合システムVITROS XT7600（オーソ・クリニカル・ダイアグノスティックス株式会社）（以下，VITROS）と対照機器に全自動分析装置LABOSPECT 008（株式会社日立ハイテクノロジーズ）（以下，008）を使用した。
測定試薬は，ビトロス専用試薬であるビトロスマイクロスライド（以下，VITROSドライ）と008専用試薬（以下，008ウェット）をVITROS専用ボトルへ移し変えて使用した（以下，VITROSウェット）。
対照試薬として当院で使用している008ウェットを用いた。
1）ビトロスマイクロスライド：ビトロス スライドALB，ビトロス スライドALKPJ，ビトロス スライドALT2，ビトロス スライドAMYLJ，ビトロス スライドASTJ，ビトロス スライドBUN II，ビトロス スライドCa II，ビトロス スライドCHEJ，ビトロス スライドCHOL，ビトロス スライドCKJ，ビトロス スライドCK-MB，ビトロス スライドCLII，ビトロス スライドCREA II，ビトロス スライドCRP II，ビトロス スライドdHDL，ビトロス スライドFe，ビトロス スライドGGTJ，ビトロス スライドGLU II，ビトロス スライドPHOS，ビトロス スライドK，ビトロス スライドLDHJ，ビトロス スライドNa，ビトロス スライドTBIL，ビトロス スライドTP，ビトロス スライドTRIG，ビトロス スライドURICを使用した。
2）008専用試薬：アクアオート カイノスALB試薬，クイックオートネオALP-JS HLS，クイックオートネオALT-JS HLS，アキュラスオートAMY-IF HLS，クイックオートネオAST-JS HLS，クイックオートネオUN HLS，アキュラスオートCA HLS，クイックオートネオCH-E HLS，クオリジェントCHO，シグナスオートCK HLS，シグナスオートCK-MB MTO HLS，シグナスオートCRE HLS，N-アッセイLA CRP-Tニットーボー，クオリジェントHDL，クイックAN FE-LB，クイックオートネオγ-GT JS HLS，クイックオートネオGLU-HK HLS，デタミナーL IPII LST，クイックオートネオLD JS HLS，LS8-48K2YイアトロQ T-BIL II，アクアオート カイノスTP-II試薬，クオリジェントTG，デタミナーL UA LSTおよびAmylaseアイソザイム分画測定用としてアキュラスオートP-AMY-IF HLSを使用した。また，Na，K，Clは日立電極による間接法（試薬として内部標準液，希釈液および比較電極液）により測定した。
3． VITROSの測定原理VITROSドライにおける測光時の読み取りは，画像処理アルゴリズム型測光分析技術のデジタルケミストリー法である。従来のマイクロスライド試薬の反応はハロゲンランプを光源とし，各波長での反射光強度をフォトディテクターで計測していたが，デジタルケミストリー法ではデジタルリフレクトメーターが採用されている。デジタルケミストリー法はハロゲンランプの代わりにlight emitting diode（LED）を光源とし，項目毎に最適とされる複数の波長のLEDビームを複合光としてスライドに照射し，反応面をCCDカメラにより撮影，ピクセル単位で反応面の解析を行う。試薬スライド反応面の画像情報を得ることで，検体が分注された位置を正確に認識し，異常な反応や異物などでの影響を回避した情報から，測定値を算出する2)。
4． 併行精度と日差再現性VITROSドライにおける併行精度は，プール血清を用いて生化学項目26項目を各n = 20で実施した。日差再現性は2濃度の精度管理試料QAPトロール1X（低濃度），2X（高濃度）（シスメックス株式会社）を用いて10日間測定した。VITROSウェットの併行精度は2濃度のプール血清（CK-MBのみ1濃度のプール血清）を用いてn = 20で実施した。
5． 相関性試験患者血清を用いて，008ウェットとVITROSドライ間で26項目，008ウェットとVITROSウェット間で緊急性の高い19項目（TP, ALB, UN, CRE, UA, Ca, IP, AST, ALT, LD, ALP, GGT, CHE, TB, AMY, CK, CK-MB, GLU, CRP）を対象に相関性を評価した。
6． Albumin/Globulin比の算出Total protein（TP）とAlbumin（ALB）の差よりGlobulinの値を算出した。さらに，ALBとGlobulinの比をAlbumin/Globulin比（A/G比）として算出した。
7． Amylaseアイソザイム分画の算出008ウェットにてpancreas-amylase（P-AMY）を測定し，amylase（AMY）とP-AMYの差よりsalivary amylase（S-AMY）の値を算出した。さらに，AMYにおけるS-AMYの割合をS-AMY%として算出した。
VITROSドライ項目の併行精度をTable 1に示す。26項目において，CVが3.70%以下であった。VITROSドライ項目の日差再現性をTable 2に示す。QAP1XにおけるCRP（CV = 9.50%）を除き，CVが4.21%以下であった。VITROSウェット項目の併行精度をTable 3に示す。19項目において，CVが3.43%以下であった。
| TP (g/dL) |
ALB (g/dL) |
CHO (mg/dL) |
HDL (mg/dL) |
TG (mg/dL) |
UN (mg/dL) |
CRE (mg/dL) |
UA (mg/dL) |
Ca (mg/dL) |
IP (mg/dL) |
Fe (μg/dL) |
AST (U/L) |
ALT (U/L) |
|
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Mean | 6.4 | 3.7 | 167 | 47 | 126 | 20.1 | 1.12 | 4.9 | 9.0 | 3.9 | 86 | 64 | 35 |
| SD | 0.06 | 0.05 | 1.31 | 0.60 | 0.72 | 0.17 | 0.02 | 0.04 | 0.07 | 0.04 | 2.78 | 0.49 | 0.37 |
| CV(%) | 0.92 | 1.34 | 0.79 | 1.28 | 0.57 | 0.86 | 2.01 | 0.75 | 0.73 | 1.15 | 3.22 | 0.77 | 1.04 |
| LD (U/L) | ALP (U/L) | GGT (U/L) | CHE (U/L) | T-Bil (mg/dL) | AMY (U/L) | CK (U/L) | CK-MB (U/L) | CRP (mg/dL) | GLU (mg/dL) | Na (mmol/L) | Cl (mmol/L) | K (mmol/L) | |
| Mean | 257 | 282 | 59 | 225 | 1.5 | 88 | 223 | 21.8 | 2.541 | 119 | 140 | 105 | 4.3 |
| SD | 2.72 | 3.53 | 0.66 | 1.32 | 0.04 | 3.27 | 2.06 | 0.41 | 0.05 | 0.79 | 0.41 | 0.41 | 0.04 |
| CV(%) | 1.06 | 1.25 | 1.11 | 0.59 | 2.47 | 3.70 | 0.93 | 1.88 | 1.90 | 0.66 | 0.29 | 0.39 | 0.96 |
| TP (g/dL) | ALB (g/dL) | CHO (mg/dL) | HDL (mg/dL) | TG (mg/dL) | UN (mg/dL) | CRE (mg/dL) | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | |
| Mean | 4.7 | 6.8 | 3.1 | 4.6 | 104 | 252 | 25 | 85 | 107 | 246 | 15.4 | 40.7 | 0.88 | 4.57 |
| SD | 0.05 | 0.05 | 0.03 | 0.05 | 0.95 | 2.63 | 0.71 | 1.85 | 1.16 | 1.34 | 0.21 | 0.56 | 0.01 | 0.06 |
| CV(%) | 1.03 | 0.76 | 1.02 | 1.13 | 0.91 | 1.04 | 2.89 | 2.18 | 1.08 | 0.54 | 1.35 | 1.37 | 1.09 | 1.27 |
| UA (mg/dL) | Ca (mg/dL) | IP (mg/dL) | Fe (μg/dL) | AST (U/L) | ALT (U/L) | LD (U/L) | ||||||||
| Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | |
| Mean | 4.9 | 8.2 | 8.8 | 11.7 | 3.8 | 8.4 | 102 | 253 | 41 | 116 | 30 | 94 | 165 | 414 |
| SD | 0.04 | 0.05 | 0.08 | 0.07 | 0.00 | 0.04 | 3.37 | 4.50 | 0.57 | 1.33 | 0.63 | 0.99 | 4.00 | 5.10 |
| CV(%) | 0.86 | 0.65 | 0.93 | 0.58 | 0.00 | 0.50 | 3.32 | 1.78 | 1.38 | 1.15 | 2.09 | 1.06 | 2.42 | 1.23 |
| ALP (U/L) | GGT (U/L) | CHE (U/L) | T-Bil (mg/dL) | AMY (U/L) | CK (U/L) | CK-MB (U/L) | ||||||||
| Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | |
| Mean | 228 | 533 | 31 | 128 | 221 | 343 | 1.0 | 4.4 | 60 | 171 | 133 | 284 | 42.8 | 263.8 |
| SD | 2.37 | 10.06 | 0.32 | 0.94 | 1.85 | 3.21 | 0.03 | 0.07 | 2.51 | 3.20 | 3.98 | 3.59 | 1.03 | 2.97 |
| CV(%) | 1.04 | 1.89 | 1.02 | 0.74 | 0.84 | 0.94 | 3.13 | 1.57 | 4.21 | 1.87 | 3.00 | 1.26 | 2.41 | 1.13 |
| CRP (mg/dL) | GLU (mg/dL) | Na (mmol/L) | Cl (mmol/L) | K (mmol/L) | ||||||||||
| Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | |||||
| Mean | 0.756 | 4.070 | 95 | 236 | 141 | 155 | 99 | 113 | 4.2 | 6.2 | ||||
| SD | 0.07 | 0.15 | 0.63 | 1.08 | 0.52 | 0.63 | 0.53 | 0.32 | 0.03 | 0.00 | ||||
| CV(%) | 9.50 | 3.70 | 0.67 | 0.45 | 0.37 | 0.41 | 0.54 | 0.28 | 0.75 | 0.00 | ||||
| TP (g/dL) | ALB (g/dL) | UN (mg/dL) | CRE (mg/dL) | UA (mg/dL) | Ca (mg/dL) | IP (mg/dL) | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | |
| Mean | 5.3 | 7.3 | 3.4 | 4.8 | 16.2 | 43.2 | 1.03 | 4.58 | 5.3 | 8.6 | 8.7 | 11.3 | 3.5 | 7.7 |
| SD | 0.12 | 0.04 | 0.04 | 0.03 | 0.48 | 0.64 | 0.02 | 0.03 | 0.06 | 0.18 | 0.11 | 0.07 | 0.03 | 0.08 |
| CV(%) | 2.32 | 0.49 | 1.15 | 0.64 | 2.97 | 1.48 | 2.21 | 0.55 | 1.23 | 2.08 | 1.29 | 0.63 | 0.94 | 1.06 |
| AST (U/L) | ALT (U/L) | LD (U/L) | ALP (U/L) | GGT (U/L) | CHE (U/L) | T-Bil (mg/dL) | ||||||||
| Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | |
| Mean | 40 | 109 | 29 | 92 | 158 | 372 | 213 | 482 | 29 | 94 | 219 | 335 | 1.2 | 4.3 |
| SD | 0.57 | 1.03 | 0.77 | 0.84 | 1.74 | 2.86 | 2.45 | 4.97 | 1.00 | 0.85 | 1.10 | 2.05 | 0.02 | 0.03 |
| CV(%) | 1.42 | 0.95 | 2.67 | 0.91 | 1.10 | 0.77 | 1.15 | 1.03 | 3.43 | 0.91 | 0.50 | 0.61 | 1.34 | 0.62 |
| AMY (U/L) | CK (U/L) | CK-MB (U/L) | CRP (mg/dL) | GLU (mg/dL) | ||||||||||
| Low | High | Low | High | Low | High | Low | High | |||||||
| Mean | 104 | 245 | 144 | 308 | 49.1 | 0.412 | 4.065 | 96 | 246 | |||||
| SD | 1.51 | 2.46 | 1.64 | 2.72 | 0.61 | 0.01 | 0.07 | 0.85 | 3.27 | |||||
| CV(%) | 1.46 | 1.00 | 1.14 | 0.88 | 1.24 | 2.82 | 1.81 | 0.89 | 1.33 | |||||
008ウェットとVITROSドライによる測定値の相関性をFigure 1に示す。26項目中20項目において相関係数（r）0.9900以上であった。他の6項目の相関係数は，ALBが0.9571，HDLが0.9869，AMYが0.9733，CK-MBが0.8180，Naが0.9864，Clが0.9643となった。008ウェットと，VITROSウェットにおける測定値の相関性をFigure 2に示す。全19項目において，相関係数（r）0.9945以上と非常に良好な結果が得られた。
Correlation analysis was performed 26 analytes for LABOSPECT008 (008) wet reagents (X-axis) and VITROS dry reagents (Y-axis) (A to Z). The slope and intercept were estimated from the respective regression equation.
Correlation analysis was performed 19 analytes for LABOSPECT008 (008) wet reagents (X-axis) and VITROS wet reagents (Y-axis) which is replacing 008 reagents with a special VITROS bottle (A to S). The slope and intercept were estimated from the respective regression equation.
008ウェットとVITROSウェット間のAlbuminでは相関係数（r）0.9964と良好な相関性が認められたが（Figure 2B），008ウェットとVITROSドライ間ではr = 0.9571とバラツキがあった（Figure 1B）。Bland-Altman 解析から，Albumin乖離検体を推定した結果，008ウェットに比しVITROSドライ高値例および008ウェットに比しVITROSドライ低値例が検出された（Figure 3A）。
A: Difference of albumin between 008 wet reagent and VITROS dry reagent. B: Difference of albumin/globulin (A/G) ratio between 008 wet reagent and VITROS dry reagent.
測定検体のA/G比分布によるBland-Altman 解析から，VITROSドライの高値乖離例はA/G比が極端に小さく，また，VITROSドライの低値乖離例はA/G比が極端に大きい検体であることが判明した（Figure 3B）。
4． Amylaseの乖離例008ウェットとVITROSウェット間のAMYでは相関係数（r）0.9998と良好な相関性が認められたが（Figure 2O），VITROSドライによるAMYの相関性は，回帰式の傾きは0.741となり乖離を認めた（Figure 1S）。測定検体中のS-AMY%を算出し，Bland-Altman 解析を行った結果，乖離例はいずれもAMY高値かつS-AMY%が非常に高値の検体であった（Figure 4）。
Difference of saliva-amylase (S-AMY%) ratio between 008 wet reagent and VITROS dry reagent.
大規模災害発生時には傷病者数の増加，さらには，緊急の治療介入が必要な患者の割合増加が懸念される。したがって，災害発生時であるからこそ，医療現場では日常業務に近い品質の検査提供が求められる。これまで我々は，災害時に自動検査機器への水の供給に難渋した報告3)を鑑み，災害時の水不足による検査体制崩壊を打開する検査部内運用の構築が急務として，検討を重ねてきた4)～6)。
VITROSにおける生化学検査の再現性はVITROSドライ，VITROSウェットともに良好な結果が得られ，日常業務においても十分使用できる性能を有していると考えられた。また，VITROSウェットと008ウェットの相関性は非常に良好な結果が得られた。したがって，VITROSウェットは008ウェットと遜色ない検査結果を提供し得ることが確認された。さらに，VITROSウェットは当院の日常検査で用いている008専用試薬を転用できる点から，災害時などの物流が麻痺している状況下においても，院内の008在庫試薬を用いることで，迅速な検査の再開が可能であると考えられた。
一方，008ウェットとVITROSドライの相関性も，乖離が認められたALB，AMY，CK-MBを除き非常に良好であった。ALB測定の反応原理として008ウェットは改良型BCP法，VITROSドライではBCG法を採用している。BCG法はアルブミンに加え，一部のグロブリンにも反応性を有し，特異性の観点において問題があることが知られている7)。ALBにおいて，VITROSドライと008ウェット間の測定値のバイアスとA/G比の関係から，乖離の原因は測定法に起因する特異性の違いによるものであることが示唆された。しかし，Bland-Altman解析から，ALB値2.0 g/dL以下の低値の場合と，A/G比0.5以下および2.4以上の場合については，オープンチャンネルを使用し008ウェットで測定することによりこの問題を回避できると考えられる。
AMYの基質は，VITROSドライが色素結合アミロペクチン，008ウェットが4, 6-エチリデン-p-ニトロフェニル-α-マルトヘプタオシドを採用している。乖離を認めた検体は，AMY高値ではBland-Altman解析によりS-AMYが非常に優位な検体であったため両者の基質に対し異なった反応性を示したものと推測された。また，S-AMYの反応性がウェットに比べ弱い基質特性のため，すい臓系の疾患以外で異常値を示した場合，ウェットの測定値より30%程度低めに算出される可能性がある。
CK-MBでは，VITROSドライにおいて高値に乖離した検体があった。当院の008ウェットのCK-MB試薬には抗ミトコンドリアCK阻害抗体が含まれているが，VITROSドライ試薬には含まれていない。この試薬組成の違いにより，検体中のミトコンドリア由来CKを測りこんだことが乖離の原因であると示唆された。
上記の乖離は，いずれもドライ法特有の試料粘性等のマトリックスに起因するものではなく，単に他社ウェット試薬との反応原理，基質，試薬組成の相違が原因であり改善を期待するが，オープンチャンネルを使用して008ウェットで測定することで回避可能である。
以上の結果から，完全ウォーターレス運用が可能なVITROSは，日常検査および水供給の絶たれた災害時のどちらの状況下においても，VITROSドライまたはVITROSウェットによる分析の両者において生化学汎用分析装置と同等の測定結果が得られることが検証された。
VITROS XT7600は，乾燥試薬によるデジタルケミストリー法を用いた装置で日常検査の生化学検査項目のみならず災害時の検査体制維持・早期復旧に有用となることが示唆された。
本論文に関連し，開示すべきCOI 状態にある企業等はありません。
