Tổng quan nghiên cứu

Xét nghiệm miễn dịch tuyến giáp là một trong những chỉ định cận lâm sàng phổ biến nhất tại các cơ sở y tế, đóng vai trò quan trọng trong chẩn đoán, điều trị và phòng ngừa các bệnh lý tuyến giáp. Trên thế giới, khoảng 5% dân số mắc các bệnh lý tuyến giáp, với tỷ lệ mắc bệnh tăng theo tuổi và phổ biến hơn ở nữ giới. Ba thông số chủ yếu được sử dụng trong xét nghiệm tuyến giáp là Free Triiodothyronine (FT3), Free Thyroxine (FT4) và Thyrotropin (TSH). Độ chính xác và tin cậy của kết quả xét nghiệm ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả điều trị và quản lý bệnh nhân.

Việc đảm bảo chất lượng xét nghiệm thông qua kiểm soát chất lượng nội bộ (IQC) và ngoại kiểm tra chất lượng (EQA) là cần thiết. Tuy nhiên, tại Việt Nam hiện chưa có nghiên cứu công bố về sản xuất mẫu ngoại kiểm miễn dịch tuyến giáp, dẫn đến sự phụ thuộc vào các mẫu nhập khẩu với chi phí cao và hạn sử dụng ngắn (khoảng 4-6 tháng). Nghiên cứu này nhằm tạo ra mẫu ngoại kiểm miễn dịch tuyến giáp dạng đông khô chứa các thông số FT3, FT4, TSH, đáp ứng nhu cầu kiểm soát chất lượng xét nghiệm tại các phòng xét nghiệm trong nước, kéo dài thời gian sử dụng lên đến khoảng 10 tháng, đồng thời giảm chi phí và tăng tính chủ động trong công tác ngoại kiểm.

Phạm vi nghiên cứu thực hiện tại Trung tâm Kiểm chuẩn Xét nghiệm TP. Hồ Chí Minh và một số phòng xét nghiệm tại TP.HCM và các tỉnh lân cận, trong khoảng thời gian từ tháng 4 đến tháng 10 năm 2023. Mục tiêu cụ thể là pha chế mẫu ngoại kiểm dạng lỏng từ huyết tương bệnh phẩm, sàng lọc và tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ các thông số trong mẫu đông khô, đánh giá độ đồng nhất, độ ổn định theo tiêu chuẩn ISO và xác định giá trị đích ban đầu của mẫu trên các thiết bị xét nghiệm phổ biến.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Lý thuyết điều hòa hormone tuyến giáp: Hormone tuyến giáp (T3, T4) được điều hòa bởi trục vùng dưới đồi - tuyến yên - tuyến giáp thông qua hormone giải phóng thyrotropin (TRH) và hormone kích thích tuyến giáp (TSH). FT3 và FT4 là dạng hormone tự do có hoạt tính sinh học, không phụ thuộc vào protein vận chuyển, phản ánh chính xác tình trạng chức năng tuyến giáp.

  • Mô hình kiểm soát chất lượng xét nghiệm: Kiểm soát chất lượng xét nghiệm bao gồm IQC và EQA, trong đó mẫu ngoại kiểm (EQA) là công cụ khách quan để đánh giá độ chính xác và độ tin cậy của kết quả xét nghiệm giữa các phòng xét nghiệm.

  • Phương pháp đông khô (lyophilization): Quá trình loại bỏ nước khỏi mẫu ở nhiệt độ và áp suất thấp nhằm bảo quản cấu trúc và hoạt tính của protein trong mẫu, giúp kéo dài tuổi thọ và thuận tiện vận chuyển.

  • Phương pháp thiết kế thí nghiệm Plackett-Burman và RSM-CCD: Sử dụng ma trận Plackett-Burman để sàng lọc các yếu tố ảnh hưởng chính đến nồng độ các thông số trong mẫu, sau đó tối ưu hóa các yếu tố này bằng phương pháp đáp ứng bề mặt với thiết kế cấu trúc có tâm (RSM-CCD).

  • Tiêu chuẩn ISO Guide 80 và 13528: Hướng dẫn đánh giá độ đồng nhất và độ ổn định của mẫu ngoại kiểm nhằm đảm bảo chất lượng và tính nhất quán của mẫu trong quá trình sử dụng.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập 100 mẫu huyết tương bệnh phẩm từ các bệnh viện tại TP.HCM với nồng độ TSH cao, FT3 và FT4 bình thường, tương ứng với bệnh lý suy giáp cận lâm sàng. Mẫu huyết tương được chuyển thành huyết thanh và phối trộn với huyết thanh nền không chứa các yếu tố truyền nhiễm để pha chế mẫu ngoại kiểm dạng lỏng.

  • Phương pháp phân tích: Sử dụng ma trận Plackett-Burman để sàng lọc 5 yếu tố ảnh hưởng (ethylene glycol, sodium azide, meso-erythritol, nhiệt độ lạnh đông, thời gian sấy) với 12 nghiệm thức thí nghiệm. Các yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất được tối ưu hóa bằng RSM-CCD với 20 nghiệm thức thí nghiệm.

  • Đánh giá chất lượng mẫu: Đánh giá độ đồng nhất bằng kiểm định Cochran’s với cỡ mẫu mỗi lô n=10. Đánh giá độ ổn định theo thời gian bằng phương pháp lão hóa cấp tốc ở nhiệt độ 30°C và 40°C, xác định tuổi thọ mẫu khoảng 316 ngày (10 tháng 16 ngày). Đánh giá độ ổn định trong điều kiện vận chuyển qua 9 phòng xét nghiệm tại TP.HCM và các tỉnh, sử dụng phân tích ANOVA để so sánh kết quả.

  • Xác định giá trị đích ban đầu: Mẫu được phân tích trên 3 nhóm thiết bị xét nghiệm phổ biến (Roche Cobas e411, Mindray CL-1000i, Human Reader HS) với mỗi nhóm gồm 2 phòng xét nghiệm tham chiếu, mỗi phòng xét nghiệm 5 mẫu. Giá trị đích được tính bằng trung bình cộng ± 2 độ lệch chuẩn (2SD).

  • Timeline nghiên cứu: Thực hiện từ tháng 4 đến tháng 10 năm 2023, bao gồm các giai đoạn thu thập mẫu, pha chế, sàng lọc và tối ưu hóa, đánh giá chất lượng và xác định giá trị đích.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Nồng độ ban đầu của mẫu hỗn hợp: Hỗn hợp mẫu ban đầu có nồng độ TSH là 22,50 ± 0,89 µU/ml, cao gấp 4-5 lần ngưỡng bình thường (0,27 – 4,20 µU/ml), trong khi FT3 và FT4 lần lượt là 4,73 ± 0,75 pmol/l và 20,00 ± 0,52 pmol/l, nằm trong khoảng bình thường. Mẫu huyết thanh nền có nồng độ TSH 4,30 ± 0,51 µU/ml, FT3 3,35 ± 0,82 pmol/l, FT4 13,90 ± 0,22 pmol/l.

  2. Sàng lọc yếu tố ảnh hưởng: Ma trận Plackett-Burman xác định 3 yếu tố có ảnh hưởng mạnh nhất đến nồng độ TSH, FT3, FT4 trong mẫu đông khô là ethylene glycol, meso-erythritol và thời gian sấy. Các yếu tố này có p-value < 0,05 và hệ số ảnh hưởng lớn nhất.

  3. Tối ưu hóa thành phần bảo quản: Phương pháp RSM-CCD xác định giá trị tối ưu của ethylene glycol là 16,02%, thời gian sấy 12,79 giờ và meso-erythritol 0,12 g/ml. Mô hình dự đoán nồng độ TSH là 7,56 µU/ml, FT3 là 4,75 pmol/l, FT4 là 12,78 pmol/l, phù hợp với kết quả thực nghiệm với độ tương thích trên 95%.

  4. Độ đồng nhất và ổn định mẫu: Kiểm định Cochran’s với cỡ mẫu n=10 cho thấy mẫu đồng nhất trong cùng một lô. Độ ổn định theo thời gian được xác định bằng phương pháp lão hóa cấp tốc ở 5°C cho thấy tuổi thọ mẫu đạt 316 ngày, vượt trội so với các mẫu ngoại kiểm nhập khẩu có hạn sử dụng 4-6 tháng. Độ ổn định trong điều kiện vận chuyển được chứng minh qua phân tích ANOVA với Fthực nghiệm < Flý thuyết, cho thấy không có sự khác biệt đáng kể giữa các phòng xét nghiệm.

  5. Giá trị đích ban đầu trên các thiết bị: Trên Roche Cobas e411, giá trị đích TSH là 6,27 ± 0,24 µU/ml, FT3 4,20 ± 0,20 pmol/l, FT4 13,25 ± 0,80 pmol/l; trên Mindray CL-1000i và Human Reader HS, giá trị đích TSH là 5,33 ± 0,32 µU/ml, FT3 3,19 ± 0,12 pmol/l, FT4 12,44 ± 0,32 pmol/l. Độ biến thiên CV% của các thông số đều nhỏ hơn giới hạn cho phép theo biến thiên sinh học.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc sử dụng ethylene glycol, meso-erythritol và kiểm soát thời gian sấy là yếu tố then chốt giúp duy trì nồng độ các hormone tuyến giáp trong mẫu đông khô, đảm bảo độ ổn định và đồng nhất. Việc tối ưu hóa các yếu tố này bằng RSM-CCD giúp giảm thiểu sai số và tăng tính lặp lại của mẫu ngoại kiểm.

Tuổi thọ mẫu đạt 316 ngày vượt trội so với các mẫu nhập khẩu, cho thấy quy trình đông khô và bảo quản mẫu đã được tối ưu hiệu quả. Độ ổn định trong điều kiện vận chuyển cũng chứng minh mẫu phù hợp để triển khai chương trình ngoại kiểm trên diện rộng tại Việt Nam.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế và mẫu thương mại, mẫu ngoại kiểm tự sản xuất trong nghiên cứu này có ưu điểm về chi phí, thời gian sử dụng và khả năng chủ động nguồn cung. Kết quả giá trị đích trên các thiết bị xét nghiệm phổ biến cũng cho thấy mẫu có tính tương thích cao, đáp ứng yêu cầu đánh giá chất lượng xét nghiệm đa phương pháp.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ mặt đáp ứng nồng độ hormone theo các yếu tố ethylene glycol, thời gian sấy và meso-erythritol; biểu đồ tuổi thọ mẫu theo thời gian lão hóa cấp tốc; bảng so sánh giá trị đích và độ biến thiên CV% trên các thiết bị.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Triển khai sản xuất mẫu ngoại kiểm miễn dịch tuyến giáp trong nước: Các trung tâm kiểm chuẩn xét nghiệm nên áp dụng quy trình tối ưu hóa đã nghiên cứu để sản xuất mẫu đông khô, đáp ứng nhu cầu ngoại kiểm với chi phí hợp lý, thời gian sử dụng kéo dài khoảng 10 tháng.

  2. Mở rộng nghiên cứu các thông số miễn dịch tuyến giáp khác: Nghiên cứu tiếp tục phát triển mẫu ngoại kiểm chứa các kháng thể liên quan như TPOAb, Tg, TgAb nhằm phục vụ đánh giá toàn diện bệnh lý tuyến giáp.

  3. Tối ưu hóa mẫu ở ngưỡng cường giáp: Phát triển mẫu ngoại kiểm với nồng độ hormone cao hơn để áp dụng cho chương trình ngoại kiểm đa dạng bệnh cảnh, nâng cao tính ứng dụng.

  4. Xây dựng chương trình ngoại kiểm chất lượng xét nghiệm tuyến giáp toàn quốc: Cơ quan quản lý y tế phối hợp với các trung tâm kiểm chuẩn để triển khai chương trình ngoại kiểm định kỳ, nâng cao chất lượng xét nghiệm và đảm bảo kết quả đồng nhất giữa các phòng xét nghiệm.

  5. Đào tạo và nâng cao năng lực nhân sự: Tổ chức các khóa đào tạo về kỹ thuật pha chế, bảo quản mẫu và đánh giá chất lượng mẫu ngoại kiểm cho cán bộ phòng xét nghiệm nhằm đảm bảo quy trình thực hiện chính xác và hiệu quả.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các trung tâm kiểm chuẩn xét nghiệm: Nghiên cứu cung cấp quy trình và tiêu chuẩn sản xuất mẫu ngoại kiểm, giúp các trung tâm chủ động sản xuất và cung cấp mẫu chất lượng cho các phòng xét nghiệm.

  2. Phòng xét nghiệm y tế: Giúp các phòng xét nghiệm hiểu rõ về quy trình kiểm soát chất lượng xét nghiệm tuyến giáp, lựa chọn mẫu ngoại kiểm phù hợp, nâng cao độ tin cậy kết quả xét nghiệm.

  3. Nhà quản lý y tế và cơ quan chức năng: Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng chính sách, quy định về kiểm soát chất lượng xét nghiệm tuyến giáp, thúc đẩy phát triển chương trình ngoại kiểm quốc gia.

  4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành công nghệ sinh học, y học: Là tài liệu tham khảo về kỹ thuật pha chế mẫu đông khô, thiết kế thí nghiệm tối ưu hóa và đánh giá chất lượng mẫu ngoại kiểm trong lĩnh vực xét nghiệm miễn dịch.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần tạo mẫu ngoại kiểm miễn dịch tuyến giáp?
    Mẫu ngoại kiểm giúp đánh giá và đảm bảo chất lượng xét nghiệm tuyến giáp, từ đó nâng cao độ chính xác và tin cậy của kết quả xét nghiệm, hỗ trợ chẩn đoán và điều trị hiệu quả.

  2. Quy trình đông khô có ưu điểm gì trong sản xuất mẫu ngoại kiểm?
    Đông khô giúp bảo quản cấu trúc và hoạt tính của protein trong mẫu, kéo dài tuổi thọ mẫu, dễ dàng vận chuyển và bảo quản mà không làm giảm chất lượng mẫu.

  3. Các yếu tố nào ảnh hưởng đến chất lượng mẫu ngoại kiểm đông khô?
    Các yếu tố chính gồm ethylene glycol (chất ổn định), meso-erythritol (chất hỗ trợ tạo bánh đông khô) và thời gian sấy đông khô, ảnh hưởng đến nồng độ và độ ổn định của các thông số hormone.

  4. Tuổi thọ mẫu ngoại kiểm trong nghiên cứu này là bao lâu?
    Tuổi thọ mẫu được xác định khoảng 316 ngày (khoảng 10 tháng 16 ngày) ở nhiệt độ bảo quản 5°C, vượt trội so với mẫu nhập khẩu có hạn sử dụng 4-6 tháng.

  5. Làm thế nào để xác định giá trị đích ban đầu của mẫu ngoại kiểm?
    Giá trị đích được xác định dựa trên kết quả phân tích của các phòng xét nghiệm tham chiếu sử dụng các thiết bị xét nghiệm phổ biến, tính trung bình cộng ± 2 độ lệch chuẩn để đảm bảo độ chính xác và tính nhất quán.

Kết luận

  • Đã thành công trong việc pha chế mẫu ngoại kiểm miễn dịch tuyến giáp dạng đông khô chứa các thông số FT3, FT4, TSH với nồng độ phù hợp bệnh lý suy giáp cận lâm sàng.
  • Xác định được ba yếu tố ảnh hưởng chính và tối ưu hóa thành phần bảo quản giúp mẫu đạt độ đồng nhất và ổn định cao.
  • Mẫu có tuổi thọ khoảng 316 ngày, vượt trội so với các mẫu ngoại nhập khẩu, phù hợp điều kiện bảo quản và vận chuyển tại Việt Nam.
  • Giá trị đích ban đầu của mẫu được xác định trên các thiết bị xét nghiệm phổ biến, đảm bảo tính tương thích và độ tin cậy.
  • Nghiên cứu tạo nền tảng cho việc sản xuất mẫu ngoại kiểm trong nước, góp phần nâng cao chất lượng xét nghiệm tuyến giáp và giảm chi phí cho hệ thống y tế.

Next steps: Mở rộng nghiên cứu các thông số miễn dịch khác, phát triển mẫu cho bệnh cảnh cường giáp, triển khai chương trình ngoại kiểm toàn quốc.

Call to action: Các trung tâm kiểm chuẩn và phòng xét nghiệm nên áp dụng quy trình này để nâng cao chất lượng xét nghiệm tuyến giáp, đồng thời phối hợp nghiên cứu phát triển thêm các mẫu ngoại kiểm đa dạng.