Bài giảng đánh giá các xét nghiệm xác định hiện diện của bệnh trong quần thể pgs ts lê thanh hiền

Bệnh hay không bệnh ĐÁNH GIÁ CÁC XÉT NGHIỆM XÁC ĐỊNH HIỆN DIỆN CỦA BỆNH TRONG QUẦN THỂ Có hay khơng có trạng thái sức khỏe khảo sát PGS.TS Lê Thanh Hiền Xét nghiệm ? -XN sàng lọc (screening test) -XN chẩn đốn (diagnostic test) Khoa Chăn Ni Thú Y MỘT SỐ THUẬT NGỮ   Độ xác (accuracy), mức giá trị (validity) Độ tin cậy (precision) Độ xác xét nghiệm    Độ xác (accuracy) xét nghiệm tỷ lệ tất kết xét nghiệm (cả dương tính lẫn âm tính) so với tổng số xét nghiệm Độ xác cịn gọi mức giá trị (validity) Độ xác thường dùng để diễn đạt khả chung xét nghiệm Độ tin cậy   Độ tin cậy khả lập lại (repeatability) cho thấy giống kết đo lường sau nhiều lần lập lại Đôi độ tin cậy gọi tính (precision) Độ nhạy độ chuyên biệt xét nghiệm   Độ nhạy (Sensitivity) định nghĩa xác suất thú thật có bệnh phát chẩn đốn Độ chun biệt (Specificity) định nghĩa xác suất để thú không bệnh phát phương pháp chẩn đốn Cơng thức độ nhạy độ chun biệt xét nghiệm Số thú DƯƠNG tính phương pháp chẩn đoán Se= Tổng số thú thực CĨ bệnh Số thú ÂM tính phương pháp chẩn đốn Sp= Tổng số thú thực KHƠNG có bệnh Bệnh Test Dương Âm a c a+c Khơng bệnh b d b+d Tổng a+b c+d N   Se = a/(a+c) Sp = d/(b+d) Để xác định Se, Sp người ta so sánh kết chẩn đoán phương pháp cần xác định với phương pháp chuẩn (được gọi chuẩn vàng, gold standard) Phương pháp chuẩn phương pháp xem độ xác cao (tuy nhiên khơng phải hồn tồn tuyệt đối) Ví dụ:   Nghiên cứu phương pháp xác định Trichinella spiralis phương pháp tiêu (xem phương pháp chuẩn) phương pháp ELISA Giả sử 200 heo lấy mẫu để làm ELISA, sau giết thú lấy hồnh để chẩn đốn phương pháp tiêu cơ, kết nghi nhận sau Elisa Dương Âm   Phương pháp tiêu Nhiễm Không nhiễm 29 26 142 32 168 Se=29/32=90.625% Sp=142/168=84.524% Tổng 55 145 200 Se Sp xét nghiệm có kết số liệu dạng liên tục – chọn giá trị điểm cắt cut-off   Ví dụ SCC (Somatic cell count) Định nghĩa điểm cắt (cut-off) Bệnh Giá trị tiên đốn (predictive value)  Trong lâm sàng ln đặt câu hỏi  Nếu thú chẩn đốn dương tính xác suất để thú thật có bệnh  Nếu thú chẩn đốn âm tính, xác suất thật thú không bệnh Test Dương Âm Lưu ý a c a+c Không bệnh b d b+d Tổng a+b c+d N Tỉ lệ dương tính giả = b/(b+d) = – Sp Tỉ lệ âm tính giả = c/(a+c) = – Se Mối liên quan Se, Sp tỷ lệ nhiễm Giá trị tiên đoán phụ thuộc Se, Sp, tỉ lệ bệnh thật quần thể  Giá trị tiên đốn cải thiện cách chọn xét nghiệm có độ nhạy độ chuyên biệt cao    Xét nghiệm nhạy cải thiện giá trị tiên đốn âm (ít kết âm tính giả) Xét nghiệm chuyên biệt giúp cải thiện giá trị tiên đoán dương (ít kết dương tính giả) Bệnh Test Dương Âm Se = a/(a+c) Sp = d/(b+d) a c a+c Không bệnh b d b+d P = (a+c)/N AP = (a+b)/N    Tổng a+b c+d N Trên thực tế vào kết xét nghiệm để xác định tỷ lệ nhiễm Điều chấp nhận phương pháp chẩn đốn cơng nhận AP: apparent prevalence – Tỉ lệ bệnh biểu kiến TP: true prevalence – Tỉ lệ bệnh thật Tình trạnh bệnh thực Bệnh Khơng bệnh Dương tính Se × P (1 - Sp) × (1 - P) P hương pháp chẩn Âm tính đốn cần xác định Tổng  Tổng Se × P + (1 - Sp) × (1 -P) (1 - Se) × P Sp × (1 - P) (1 - Se) × P + Sp × (1 - P) P 1-P Từ tính AP = Se × P+(1-Sp)×(1-P) P= (AP  Sp  1) (Se  Sp  1)  PV (+) = PV (-) = a ab d (c  d) = = Nghiên cứu phương pháp xác định Trichinella spiralis phương pháp tiêu Phương pháp chuẩn P  Se P  Se  (1  P)  (1  Sp) Phương pháp chẩn đoán cần xác định (ELISA) (1  P)  Sp P  (1  Se)  Sp  (1  P) Dương tính Âm tính Tổng Se = 29/32 = 90,625% TP= 32/200 PV (+) = 29/55 = 52,72% (phương pháp tiêu cơ) Dương tính Âm tính 29 26 142 32 168 Tổng 55 145 200 Sp= 142/168 = 84,524% AP = 55/200 = 27,5% PV (- )= 142/145 = 97,93% Xét nghiệm kết hợp   Kết hợp song song (parallel testing) kiểu kết hợp mà xét nghiệm thực mẫu  Kết luận cuối phối hợp kết hai xét nghiệm Bất hay xét nghiệm cho kết dương tính xem mẫu kết luận dương tính  Như thú cho âm tính xét nghiệm cho âm tính Điều làm cho xét nghiệm kết hợp song song gia tăng độ nhậy cách đáng kể   Cơng thức tính độ nhạy độ chuyên biệt xét nghiệm song song sau  Separ = – (1-Se1)×(1-Se2) Sppar = Sp1×Sp2  Kết hợp (serial testing) xét nghiệm thực trước sau Xét nghiệm có độ nhạy cao thực trước Những mẫu cho kết dương tính tiến hành xét nghiệm (thường có độ chun biệt cao) Mục đích chung cho kiểu phối hợp làm tăng độ chuyên biệt cho xét nghiệm chung Cơng thức tính độ chun biệt độ nhạy xét nghiệm kết hợp sau SeSer = Se1×Se2 SpSer = – (1-Sp1)×(1-Sp2) Mức độ phù hợp hai xét nghiệm Ví dụ     Trong đàn bò sữa 200 con, tỷ lệ bệnh viêm vú khoảng 5% Dùng xét nghiệm CMT có độ nhạy 86% độ chuyên biệt 65% để chẩn đốn Có thể dùng phương pháp phân lập vi sinh vật gây viêm nhiễm sữa để chẩn đốn Phương pháp phân lập có độ nhạy 70% độ chuyên biệt 89% Sự kết hợp xét nghiệm với làm thay đổi độ nhạy độ chuyên biệt nào?   Mức độ thống gọi trị số thống kê kappa (K) Trị số K biến động từ     Thông thường K      Dương tính Âm tính Tổng a b a+b c d c+d a+c b+d N Âm tính Tổng từ đến 0,2 nhẹ, 0,2 đến 0,4 = được, 0,4 đến 0,6 = vừa, 0,6 đến 0,8 = nhiều, 0,8 đến = hồn tồn thống Ví dụ Xét nghiệm Xét nghiệm Dương tính -1 (hoàn toàn trái ngược) qua zero (thống ngẫu nhiên mà thơi) đến +1 (thống hồn tồn) Kappa (K) = (P o - P e)/(1 - Pe) Po: Tỷ lệ quan sát xét nghiệm cho kết giống (cả hai âm dương); Pe: Tỷ lệ phù hợp mong muốn Po = (a + d)/n Pe (+) = (a + b) × (a + c)/n Pe (−) = (c + d) × (b + d)/n Pe = [Pe (+) + Pe (−)]/ n  Trong bệnh xá thú y, người ta ghi nhận 120 ca bệnh nghi ngờ viêm phổi mèo chẩn đoán phương pháp nghe trực tiếp lâm sàng Kết ghi nhận từ bác sĩ thú y sau: bác sĩ thú y cho 31 bị viêm phổi (chỉ có 10 bác sĩ thú y đồng ý) 89 không bị viêm phổi (trong bác sĩ thú y cho có viêm phổi) Xác định mức độ tương đồng nhận định từ bác sĩ thú y Bác sĩ thú y Bệnh Không bệnh Tổng Bác sĩ thú y Bệnh Không bệnh 10 21 83 16 104 Tổng 31 89 Dịch tễ huyết học  120  Po = (a + d)/n = (10 + 83)/120 = 0,775 Pe (+) = (a + b) × (a + c)/n = 31× 16/120 = 4,13 Pe (−) = (c + d) × (b + d)/n = 89 × 104/120 = 77,13 Pe = [Pe (+) + Pe (−)]/n = (4,13 + 77,13)/120 = 0,677 K = (Po - Pe)/(1 - Pe) = (0,775 - 0,677)/(1 - 0,677) = 0,303 Cách diễn đạt lượng kháng thể   Định tính thơng qua chọn lựa cut-off Thể định lượng  hiệu giá kháng thể     Pha loãng đơn loạt Xác định diện kháng thể đến nồng độ pha loãng Thường pha loãng lần  1/2, 1/4, 1/8, 1/16 Mã hoá: Log2 nghịch đảo độ pha loãng 1, 2, 3,  Dịch tễ huyết học trọng điều tra tình trạng nhiễm trùng bệnh quần thể cách đo lường biến số máu Một thành phần máu thường đo lường kháng thể đặc hiệu Sự diện kháng thể cho thấy có tiếp xúc với tác nhân gây bệnh khứ hay Pha loãng Mẫu 1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64 1/128 1/256 1/512 1/1024 Hiệu giá trung bình   Mẫu  1/16  1/128 Trung bình mã hố độ pha lỗng ví dụ, trị số hiệu giá 1/2, 1/4, 1/2, 1/8 1/4; hiệu giá mã hóa tương ứng 1, 2, 1, 2; trung bình mã hóa số học (1 + + + + 2)/5 = 1,8  1/32 Hiệu giá trung bình hìnhhọc (geometric mean titre, GMT) đối log2 trung bình mã hóa  1/8    1/2  1/32 ví dụ, trung bình số học vài hiệu giá mã hóa 1,8; log2 GMT = 1,8 GMT = 1,8 = 3,5  1/256 Pha loãng Mẫu 1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64 1/128 Phương pháp ELISA 1/256 1/512 1/1024 ENZYME LINKED IMMUNOSORBENT ASSAY  Mẫu   1/16  1/128  1/2  1/32    Hệ số mã hóa lũy thừa số 2 10   Rất phổ biến Dùng phịng thí nghiệm để thăm dị Ag/Ab Có thể định lượng Độ nhạy/đặc hiệu cao Chi phí vừa phải, nhanh, nhạy (ng/ml; pg/ml), đặc hiệu Có thể tự động hóa Ứng dụng nhiều lĩnh vực Trung bình mã hố = (4+7+1+5+3+5+8)/7 = 4.7  1/8  1/32 Hiệu giá trung bình hình học GMT = 4.7 = 26  1/256 Tỷ lệ bảo hộ (%): 5/7 ~71% Nguyên tắc: Kết hợp kháng nguyên chuẩn với kháng thể huyết thanh, kháng thể kháng huyết có khả phát quang tác động enzyme ELISA phát kháng nguyên p27 (ALV) Avian Leukosis Virus  OD: Optical Density OD= log I 0/I = ε C b Độ xác xét nghiệm: cut-off Số mẫu Quần thể CĨ kháng thể Quần thể KHƠNG kháng thể • Giá trị tỉ số S/P = Giá trị đo • Chuyển đổi S/P hiệu giá kháng thể Titer = Antilog10(hệ số góc ▪ logS/P + số) • Giá trị điểm cắt – cut-off để xác định dương tính hay âm tính Dương tính giả Âm tính giả S/P = 0.2 Được dùng phổ biến Giới hạn ELISA       Chỉ đo lường IgG, IgA, IgM, CMI Khi sử dụng để chẩn đốn cần XN nhiều lần Cần máy móc chun dụng Không chuyên biệt Không phân biệt chủng Dương tính giả & âm tính giả Tóm tắt         Các xét nghiệm đánh giá xuất bệnh tuyệt đối xác Giá trị độ nhạy độ chuyên biệt đặc trưng cho khả xét nghiệm Tính giá trị tỉ lệ bệnh thật từ Se, Sp Chọn lựa Se cao hay Sp cao phụ thuộc vào mục đích cụ thể Sự thống phương pháp xét nghiệm Các cách giúp tăng Se, Sp Tính GMT đánh giá mức kháng thể Sử dụng kết ELISA Đánh giá kết xét nghiệm huyết học  Mục tiêu Chẩn đoán bệnh Quản l ý sức khoẻ đàn  Đánh giá hiệu chủng ngừa vaccine  Xác định cần thiết việc tái chủng đàn  Đánh giá kháng thể mẹ truyền Xác định thời điểm tiêm phòng  Đánh giá kỹ thuật tiêm phòng  Xác định nhiễm trước tiêm phòng