ĐÁNH GIÁ

CÁC XÉT NGHIỆM XÁC ĐỊNH HIỆN DIỆN CỦA BỆNH TRONG QUẦN THỂ

PGS.TS. Lê Thanh Hiền

Khoa Chăn Nuôi Thú Y

?

Bệnh hay không bệnh

Có hay không có trạng thái sức khỏe đang khảo sát

Xét nghiệm

-XN sàng lọc (screening test)

-XN chẩn đoán (diagnostic test)

MỘT SỐ THUẬT NGỮ

Độ chính xác (accuracy), mức giá trị (validity)

Độ tin cậy (precision)

Độ chính xác của xét nghiệm

Độ chính xác (accuracy) của xét nghiệm là tỷ lệ của tất cả kết quả xét nghiệm đúng (cả dương tính lẫn âm tính) so với tổng số xét nghiệm.

Độ chính xác còn gọi là mức giá trị (validity).

Độ chính xác thường dùng để diễn đạt khả năng chung của một xét nghiệm.

Độ tin cậy

Độ tin cậy là khả năng lập lại (repeatability) cho thấy sự giống nhau của kết quả đo lường sau nhiều lần lập lại.

Đôi khi độ tin cậy được gọi là tính đúng (precision).

Độ nhạy và độ chuyên biệt của xét nghiệm

Độ nhạy (Sensitivity) được định nghĩa là xác suất một con thú thật sự có bệnh có thể được phát hiện bằng chẩn đoán.

Độ chuyên biệt (Specificity) được định nghĩa là xác suất để một con thú không bệnh được phát hiện bằng phương pháp chẩn đoán

Công thức độ nhạy và độ chuyên biệt của xét nghiệm

Số con thú DƯƠNG tính bằng phương pháp chẩn đoán

Tổng số con thú thực sự CÓ bệnhSe=

Số con thú ÂM tính bằng phương pháp chẩn đoán

Tổng số con thú thực sự KHÔNG có bệnhSp=

Se = a/(a+c)

Sp = d/(b+d)

TestBệnh Không

bệnhTổng

Dương a b a + b

Âm c d c + d

a + c b + d N

Để xác định Se, Sp người ta so sánh kết quả chẩn đoán của phương pháp cần xác định với phương pháp chuẩn (được gọi là chuẩn vàng, gold standard).

Phương pháp chuẩn là phương pháp được xem như độ chính xác cao (tuy nhiên không phải là hoàn toàn tuyệt đối)

Ví dụ:

Nghiên cứu về phương pháp xác định Trichinella spiralis bằng phương pháp tiêu cơ (xem như phương pháp chuẩn) và phương pháp ELISA.

Giả sử 200 con heo được lấy mẫu để làm ELISA, sau đó giết thú lấy cơ hoành để chẩn đoán bằng phương pháp tiêu cơ, kết quả nghi nhận như sau

Se=29/32=90.625%

Sp=142/168=84.524%

Phương pháp tiêu cơ

ElisaNhiễm Không

nhiễmTổng

Dương 29 26 55

Âm 3 142 145

32 168 200

Se và Sp trong các xét nghiệm có kết quả số liệu dạng liên tục – chọn giá trị điểm cắt cut-off

Ví dụ về SCC (Somatic cell count)

Định nghĩa về điểm cắt (cut-off)

Giá trị tiên đoán (predictive value)

Trong lâm sàng luôn đặt ra câu hỏi

Nếu một con thú được chẩn đoán là dương tính thì xác suất để con thú thật sự có bệnh là bao nhiêu.

Nếu con thú được chẩn đoán là âm tính, xác suất thật sự con thú không bệnh là bao nhiêu.

TestBệnh Không

bệnhTổng

Dương a b a + b

Âm c d c + d

a + c b + d N

Tỉ lệ dương tính giả = b/(b+d) = 1 – Sp

Tỉ lệ âm tính giả = c/(a+c) = 1 – Se Lưu ý

Giá trị tiên đoán phụ thuộc Se, Sp, và tỉ lệ bệnh thật của quần thể

Giá trị tiên đoán có thể được cải thiện bằng cách chọn các xét nghiệm có độ nhạy và độ chuyên biệt cao. Xét nghiệm nhạy sẽ cải thiện giá trị tiên đoán âm

(ít kết quả âm tính giả).

Xét nghiệm chuyên biệt giúp cải thiện giá trị tiên đoán dương (ít kết quả dương tính giả).

Mối liên quan giữa Se, Sp và tỷ lệ nhiễm

Trên thực tế chỉ căn cứ vào kết quả xét nghiệm để xác định tỷ lệ nhiễm. Điều này có thể chấp nhận khi phương pháp chẩn đoán đó được công nhận.

AP: apparent prevalence – Tỉ lệ bệnh biểu kiến

TP: true prevalence – Tỉ lệ bệnh thật

Se = a/(a+c)

Sp = d/(b+d)

P = (a+c)/N

AP = (a+b)/N

TestBệnh Không

bệnhTổng

Dương a b a + b

Âm c d c + d

a + c b + d N

Từ đó có thể tính được là AP = Se × P+(1-Sp)×(1-P) 1)Sp(Se

1)Sp(AP

P=

Tình trạnh bệnh thực sự Tổng

Bệnh Không bệnh

Phương

pháp chẩn đoán cần

xác định

Dương tính

Âm tính

Tổng

Se × P

(1 - Se) × P

P

(1 - Sp) × (1 - P)

Sp × (1 - P)

1 - P

Se × P + (1 - Sp) × (1 -P)

(1 - Se) × P + Sp × (1 - P)

1

ba

a

Sp)(1P)(1SeP

SeP

d)(c

d

P)(1SpSe)(1P

SpP)(1

PV (+) = =

PV (-) = =

Nghiên cứu về phương pháp xác định Trichinella spiralis bằng phương pháp tiêu cơ

Se = 29/32 = 90,625% Sp= 142/168 = 84,524%TP= 32/200 AP = 55/200 = 27,5% PV (+) = 29/55 = 52,72% PV (- )= 142/145 = 97,93%

Phương pháp chuẩn

(phương pháp tiêu cơ)

Dương tính Âm tính Tổng

Phương pháp

chẩn đoán cần

xác định

(ELISA)

Dương tính

Âm tính

Tổng

29

3

32

26

142

168

55

145

200

Xét nghiệm kết hợp

Kết hợp song song (parallel testing) là kiểu kết hợp mà 2 xét nghiệm đều được thực hiện trên một mẫu.

Kết luận cuối cùng là sự phối hợp kết quả của hai xét nghiệm trên. Bất cứ một trong 2 hay cả 2 xét nghiệm cho kết quả dương tính thì xem như mẫu được kết luận là dương tính.

Như vậy con thú chỉ được cho là âm tính khi cả 2 xét nghiệm đều cho âm tính. Điều này làm cho xét nghiệm kết hợp song song gia tăng độ nhậy một cách đáng kể.

Công thức tính độ nhạy và độ chuyên biệt của xét nghiệm song song như sau

Separ = 1 – (1-Se1)×(1-Se2)

Sppar = Sp1×Sp2

Kết hợp tuần tự (serial testing) là 2 xét nghiệm được thực hiện trước sau.

Xét nghiệm 1 có độ nhạy cao được thực hiện trước. Những mẫu cho kết quả dương tính mới được tiến hành xét nghiệm 2 (thường có độ chuyên biệt cao).

Mục đích chung cho kiểu phối hợp này là làm tăng độ chuyên biệt cho xét nghiệm chung.

Công thức tính độ chuyên biệt và độ nhạy của xét nghiệm kết hợp tuần tự như sau

SeSer = Se1×Se2

SpSer = 1 – (1-Sp1)×(1-Sp2)

Ví dụ

Trong một đàn bò sữa 200 con, tỷ lệ bệnh viêm vú khoảng 5%.

Dùng xét nghiệm CMT có độ nhạy 86% và độ chuyên biệt 65% để chẩn đoán.

Có thể dùng phương pháp phân lập vi sinh vật gây viêm nhiễm trong sữa để chẩn đoán. Phương pháp phân lập này có độ nhạy là 70% và độ chuyên biệt là 89%.

Sự kết hợp 2 xét nghiệm này với nhau sẽ làm thay đổi độ nhạy và độ chuyên biệt thế nào?

Mức độ phù hợp của hai xét nghiệm

Mức độ thống nhất được gọi là trị số thống kê kappa (K).

Trị số K biến động từ -1 (hoàn toàn trái ngược)

qua zero (thống nhất do ngẫu nhiên mà thôi)

đến +1 (thống nhất hoàn toàn).

Thông thường K từ 0 đến 0,2 là nhẹ,

0,2 đến 0,4 = được,

0,4 đến 0,6 = vừa,

0,6 đến 0,8 = nhiều,

0,8 đến 1 = hoàn toàn thống nhất

Xét nghiệm 2

Dương tính Âm tính Tổng

Xét nghiệm 1 Dương tính

Âm tính

Tổng

a

c

a + c

b

d

b + d

a + b

c + d

N

Kappa (K) = (Po - Pe)/(1 - Pe)

Po: Tỷ lệ quan sát 2 xét nghiệm đều cho kết quả giống nhau (cả hai cùng âm hoặc cùng dương);

Pe: Tỷ lệ phù hợp mong muốn Po = (a + d)/nPe (+) = (a + b) × (a + c)/nPe (−) = (c + d) × (b + d)/nPe = [Pe (+) + Pe (−)]/ n

Ví dụ

Trong một bệnh xá thú y, người ta ghi nhận 120 ca bệnh nghi ngờ viêm phổi trên mèo và được chẩn đoán bằng phương pháp nghe trực tiếp trên lâm sàng. Kết quả ghi nhận từ 2 bác sĩ thú y như sau: bác sĩ thú y 1 cho là 31 con bị viêm phổi (chỉ có 10 con được bác sĩ thú y 2 đồng ý) và 89 con không bị viêm phổi (trong khi bác sĩ thú y 2 cho là có 6 con viêm phổi). Xác định mức độ tương đồng của 2 nhận định từ 2 bác sĩ thú y trên.

Bác sĩ thú y 2 Tổng

Bệnh Không bệnh

Bác sĩ thú y 1 Bệnh

Không bệnh

Tổng

10

6

16

21

83

104

31

89

120

Po = (a + d)/n = (10 + 83)/120 = 0,775

Pe (+) = (a + b) × (a + c)/n = 31× 16/120 = 4,13Pe (−) = (c + d) × (b + d)/n = 89 × 104/120 = 77,13Pe = [Pe (+) + Pe (−)]/n = (4,13 + 77,13)/120 = 0,677

K = (Po - Pe)/(1 - Pe) = (0,775 - 0,677)/(1 - 0,677) = 0,303

Dịch tễ huyết thanh học

Dịch tễ huyết thanh học chú trọng điều tra về tình trạng nhiễm trùng và bệnh trong quần thể bằng cách đo lường các biến số của máu.

Một trong những thành phần chính của máu thường được đo lường là kháng thể đặc hiệu.

Sự hiện diện của kháng thể cho thấy có sự tiếp xúc với tác nhân gây bệnh trong quá khứ hay hiện tại.

Cách diễn đạt lượng kháng thể

Định tính thông qua chọn lựa cut-off

Thể hiện định lượng hiệu giá kháng thể

Pha loãng đơn loạt

Xác định sự hiện diện của kháng thể đến nồng độ pha loãng nhất

Thường pha loãng 2 lần 1/2, 1/4, 1/8, 1/16...

Mã hoá: Log2 của nghịch đảo của độ pha loãng sẽ là 1, 2, 3, 4...

Mẫu

1

2

3

4

5

6

7

Pha loãng1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64 1/128 1/256 1/512 1/1024

Mẫu

1 1/16

2 1/128

3 1/2

4 1/32

5 1/8

6 1/32

7 1/256

Hiệu giá trung bình

Trung bình mã hoá độ pha loãng ví dụ, 5 trị số hiệu giá 1/2, 1/4, 1/2, 1/8 và 1/4; hiệu giá

mã hóa tương ứng sẽ là 1, 2, 1, 3 và 2; khi ấy trung bìnhmã hóa số học là (1 + 2 + 1 + 3 + 2)/5 = 1,8.

Hiệu giá trung bình hìnhhọc (geometric mean titre, GMT) là đối log2 của trung bình mã hóa. ví dụ, nếu trung bình số học của vài hiệu giá mã hóa là

1,8; như thế log2 GMT = 1,8 và GMT = 21,8 = 3,5.

Mẫu

1

2

3

4

5

6

7

Pha loãng1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64 1/128 1/256 1/512 1/1024

Mẫu

1 1/16

2 1/128

3 1/2

4 1/32

5 1/8

6 1/32

7 1/256

Trung bình mã hoá = (4+7+1+5+3+5+8)/7 = 4.7

Hiệu giá trung bình hình học GMT = 24.7 = 26

Tỷ lệ bảo hộ (%): 5/7 ~71%

Hệ số mã hóa lũythừa cơ số 21 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Phươngpháp ELISA

ENZYME LINKED IMMUNOSORBENT ASSAY Rất phổ biến hiện nay

Dùng trong phòng thí nghiệm để thăm dò 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 trong nhiều lĩnh vực

Nguyên tắc: Kết hợp kháng nguyên chuẩn với kháng thểtrong huyết thanh, kháng thể kháng huyết thanh có khảnăng phát quang dưới tác động của enzyme

ELISA phát hiện kháng

nguyên p27 của (ALV) Avian Leukosis Virus

OD: Optical DensityOD= log I0/I = ε. C. b

• Giá trị tỉ số S/P =

• Chuyển đổi giữa S/P và hiệu giá kháng thểTiter = Antilog10(hệ số góc ▪ logS/P + hằng số)

• Giá trị điểm cắt – cut-off để xác định dương tính hay âm tính

Độ chính xác của xét nghiệm: cut-off

Quần thểKHÔNG

kháng thể

Số mẫu

Quần thể CÓ

kháng thể

S/P = 0.2

Giá trị đo

Dương tính giả

Âm tính giả

Giới hạn của ELISA

Chỉ đo lường IgG, không phải IgA, IgM, CMI

Khi sử dụng để chẩn đoán cần XN nhiều lần

Cần máy móc chuyên dụng

Không quá chuyên biệt

Không phân biệt chủng

Dương tính giả & âm tính giả

Được dùng rất phổ biến Đánh giá kết quả xét nghiệm huyếtthanh học

Mục tiêu

Chẩn đoán bệnh

Quản lý sức khoẻ đàn

Đánh giá hiệu quả chủng ngừa vaccine

Xác định sự cần thiết của việc tái chủng trên đàn

Đánh giá kháng thể mẹ truyềnXác định thờiđiểm tiêm phòng

Đánh giá kỹ thuật tiêm phòng

Xác định nhiễm trước tiêm phòng

Tóm tắt

Các xét nghiệm đánh giá sự xuất hiện bệnh đều không thể tuyệt đối chính xác

Giá trị độ nhạy và độ chuyên biệt đặc trưng cho khả năng của một 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 nhất giữa các phương pháp xét nghiệm

Các cách giúp tăng Se, Sp

Tính GMT đánh giá mức kháng thể

Sử dụng kết quả ELISA