Đánh giá một thử nghiệm dùng để phát hiện một tác nhân gây bệnh

Kyõ thuaät xeùt nghieäm vi sinh laâm saøng caùc beänh phaåm khaùc nhau

ÑAÙNH GIAÙ MOÄT THÖÛ NGHIEÄM DUØNG ÑEÅ

PHAÙT HIEÄN MOÄT TAÙC NHAÂN GAÂY BEÄNH

Muïc tieâu

• Ñònh nghóa ñöôïc chuaån vaøng ñeå coù theå duøng laøm chuaån ñaùnh giaù moät xeùt nghieäm ñang

• Tính ñöôïc ñoä nhaïy caûm (Se) vaø ñoä ñaëc hieäu (Sp) cuûa moät xeùt nghieäm ñeå coù theå tính toaùn,

duøng hay saép trieån khai trong phoøng thí nghieäm.

phaân tích, vaø bieát ñöôïc yù nghóa cuûa hai trò soá naøy khi ñaùnh giaù moät xeùt nghieäm ñang duøng

• Tính ñöôïc giaù trò tieân ñoaùn döông (PPV) vaø giaù trò tieân ñoaùn aâm (NPV) ñeå coù theå giuùp caùc

hay saép trieån khai duøng.

nhaø laâm saøng ñaùnh giaù ñöôïc söï höõu duïng laâm saøng cuûa keát quaû xeùt nghieäm vaø ñoàng thôøi

• Tính ñöôïc heä soá kappa ñeå coù theå öùng duïng trong ñaùnh giaù ñoä phuø hôïp cuûa hai thöû nghieäm

cho ñöôïc chæ ñònh xeùt nghieäm coù hieäu quaû nhaát trong chaån ñoaùn beänh.

• Tính ñöôïc heä soá bieán thieân (CV) ñeå coù theå phaân tích ñöôïc ñoä laëp laïi cuûa moät xeùt nghieäm

khaùc nhau duøng cho cuøng moät muïc ñích phaùt hieän taùc nhaân vi sinh vaät gaây beänh.

ñang duøng hay saép trieån khai trong phoøng thí nghieäm.

Chuaån vaøng laø gì?

Ñeå ñaùnh giaù moät thöû nghieäm ñöôïc nghieân cöùu duøng phaùt hieän moät taùc nhaân gaây beänh, ngöôøi ta

phaûi so saùnh thöû nghieäm naøy vôùi chuaån vaøng (gold standard). Chuaån vaøng laø tieâu chuaån duøng

ñeå xaùc ñònh beänh thaät söï vaø khoâng beänh thaät söï. Chuaån vaøng coù theå chæ caàn döïa vaøo moät xeùt

nghieäm, moät daáu chöùng laâm saøng, hay phaûi döïa vaøo söï keát hôïp nhieàu daáu hieäu xeùt nghieäm vaø

daáu chöùng laâm saøng; nhöng quan troïng nhaát laø phaûi ñöôïc nhieàu ngöôøi thöøa nhaän treân y vaên.

Ñoä nhaïy caûm vaø ñoä ñaëc hieäu cuûa thöû nghieäm

Ñoái vôùi caùc nhaø nghieân cöùu saûn xuaát boä thöû nghieäm hay ñoái vôùi caùc phoøng thí nghieäm aùp duïng

boä thöû nghieäm, coù hai thoâng soá caàn phaûi ñöôïc ñaùnh giaù, ñoù laø ñoä nhaïy caûm vaø ñoä ñaëc hieäu cuûa

thöû nghieäm.

155

• Ñoä nhaïy caûm (sensitivity = Se) cuûa thöû nghieäm laø tyû leä phaàn traêm cho keát quaû [+] trong soá

Kyõ thuaät xeùt nghieäm vi sinh laâm saøng caùc beänh phaåm khaùc nhau

• Ñoä ñaëc hieäu (specificity = Sp) cuûa thöû nghieäm laø tyû leä phaàn traêm cho keát quaû [-] trong soá

nhöõng maãu beänh thaät söï.

nhöõng maãu khoâng beänh thaät söï.

Ví duï: Ñeå nghieân cöùu Se vaø Sp cuûa thöû nghieäm ELISA phaùt hieän khaùng theå ñaëc hieäu chaån

ñoaùn lao phoåi, nhaø nghieân cöùu thöû treân 100 maãu huyeát thanh beänh nhaân bò lao (xaùc ñònh baèng

chuaån vaøng laø nuoâi caáy ñaøm [+] vi khuaån M. tuberculosis hay pheát nhuoäm khaùng acid maãu

ñaøm [+] keøm X quang phoåi thaáy toån thöông thaâm nhieãm ñænh phoåi ñieån hình lao); vaø 100 maãu

huyeát thanh beänh nhaân ñöôïc xaùc ñònh bò vieâm phoåi do taùc nhaân vi khuaån khaùc vaø loaïi tröø

nhieãm lao. Keát quaû ñöôïc trình baøy trong baûng sau:

Baûng 11: Ví duï keát quaû thöû nghieäm ELISA phaùt hieän khaùng theå ñaëc hieäu ñeå chaån ñoaùn lao.

Beänh nhaân lao phoåi [+] Beänh nhaân lao phoåi [-] Toång

ELISA [+] a = 75 b = 30 a+b = 105

ELISA [-] c = 25 d = 70 c+d = 95

• Đoä nhaïy caûm cuûa thöû nghieäm ELISA laø:

Toång a+c = 100 b+d = 100 a+b+c+d = 200

• Độ ñặc hiệu của thử nghiệm ELISA laø:

a 75 Se = = 75% = a + c 75 + 25

70 = = 70% Sp = 30 + 70 d b + d

Giaù trò tieân ñoaùn döông vaø giaù trò tieân ñoaùn aâm cuûa thöû nghieäm

Ñoái vôùi caùc nhaø laâm saøng hay ñieàu trò thì giaù söï söû duïng cuûa moät thöû nghieäm laø phaûi traû lôøi

ñöôïc hai caâu hoûi: (1) Neáu thöû nghieäm coù keát quaû [+] thì tyû leä chính xaùc ñeå keát luaän ñöôïc beänh

nhaân bò beänh laø bao nhieâu phaàn traêm? Thoâng soá naøy ñöôïc goïi laø giaù trò tieân ñoaùn döông

(PPV = Positive predictive value). (2) Neáu keát quaû thöû ngieäm laø [-] thì tyû leä chính xaùc ñeå keát

luaän beänh nhaân khoâng bò beänh laø bao nhieâu phaàn traêm? Thoâng soá naøy ñöôïc goïi laø giaù trò tieân

156

Kyõ thuaät xeùt nghieäm vi sinh laâm saøng caùc beänh phaåm khaùc nhau

ñoaùn aâm (NPV = Negative predictive value). Neáu döïa vaøo keát quaû trình baøy trong baûng 12 ôû

treân thì giaù trò tieân ñoùan döông (PPV) vaø giaù trò tieân ñoaùn aâm (NPV) cuûa thöû nghieäm ELISA

phaùt hieän khaùng theå ñaëc hieäu M. tuberculosis ñeå chaån ñoaùn lao seõ laø:

a 75 PPV = = = 71% a + b 75 + 30

d 70 = NPV = = 74% c + d 25 + 70

Tuy nhieân, neáu chuùng ta tính PPV vaø NPV cuûa thöû nghieäm ELISA döïa treân keát quaû nghieân

cöùu treân moät soá löôïng maãu aâm hay maãu döông bieát tröôùc nhö treân thì seõ khoâng noùi ñöôïc xeùt

nghieäm ELISA höõu duïng nhö theá naøo khi ñem ra aùp duïng treân töøng thöïc teá. Laáy ví duï, neáu

chuùng ta duøng thöû nghieäm ELISA naøy ñeå taàm soaùt lao treân moät khu vöïc daân cö coù tyû leä maéc

beänh lao laø 1/10.000 thì neáu keát quaû ELISA [+], ñoä chính xaùc ñeå xaùc ñònh nhieãm lao treân

ngöôøi ñöôïc laøm thöû nghieäm seõ laø bao nhieâu (töùc laø PPV); vaø neáu keát quaû ELISA [-] thì ñoä

chính xaùc ñeå xaùc ñònh khoâng bò nhieãm lao treân ngöôøi ñöôïc laøm thöû nghieäm seõ laø bao nhieâu

(töùc laø NPV) seõ laø bao nhieâu? Sau ñaây laø caùch tính: Neáu khu vöïc daân cö naøy coù 1.000.000

ngöôøi, thì soá ngöôøi maéc beänh lao seõ laø 100 ngöôøi, vaø soá ngöôøi khoâng maéc lao seõ laø 999.900

ngöôøi. Vì ñoä nhaïy cuûa thöû nghieäm laø 75% neân treân treân 100 ngöôøi maéc lao naøy, thöû nghieäm seõ

cho keát quaû [+] treân 75 ngöôøi, vaø vì ñoä ñaëc hieäu cuûa thöû nghieäm laø 70% neân treân 999.900

ngöôøi khoâng bò nhieãm lao naøy seõ coù 699.930 ngöôøi cho keát quaû ELISA [-], vaø vaø 299.970 cho

keát quaû ELISA [+]. Caùc soá lieäu ñöôïc trình baøy vaøo baûng döôùi ñaây:

Baûng 12: Ví duï keát quaû thöû nghieäm ELISA taàm soaùt lao, giaû ñònh thöïc hieän ñöôïc treân taát caû

1.000.000 ngöôøi trong quaàn theå coù tyû leä maéc lao laø 1/10.000.

Beänh nhaân lao phoåi [+] Beänh nhaân lao phoåi [-] Toång

ELISA [+] a = 75 b = 299.970 a+b = 300.045

ELISA [-] c = 25 d = 699.930 c+d = 699.955

Toång 100 999.900 1.000.000

157

Kyõ thuaät xeùt nghieäm vi sinh laâm saøng caùc beänh phaåm khaùc nhau

PPV vaø NPV cuûa thöû nghieäm ELISA phaùt hieän lao öùng duïng treân caùc ñoái töôïng naøy laø:

a 75 = PPV = = 0.02% a + b 300.045

d 699.930 NPV = = 99.99% = c + d 699.955

Tính toaùn treân chöùng minh laø neáu keát quaû ELISA [+], khaû naêng xaùc ñònh bò nhieãm lao treân

ngöôøi ñöôïc thöû nghieäm chæ laø 0.02%, coøn neáu keát quaû ELISA [-] thì khaû naêng xaùc ñònh khoâng

bò nhieãm lao treân ngöôøi thöû nghieäm laø ñeán 99.99%. Coù nghóa laø vôùi ñoä nhaïy 75% vaø ñoä ñaëc

hieäu 70% thì ELISA cho keát quaû [-] coù giaù trò hôn nhieàu so vôùi ELISA cho keát quaû [+] trong

muïc ñích söû duïng ñeå taàm soaùt lao treân ngöôøi bình thöôøng ôû quaàn theå daân cö treân.

Nhö vaäy, söï höõu duïng cuûa moät xeùt nghieäm ñoái vôùi baùc só laâm saøng hay ñoái vôùi nhaø ñieàu trò tuyø

thuoäc raát nhieàu vaøo xaùc suaát chaån ñoaùn tröôùc khi cho xeùt nghieäm. Trong tröôøng hôïp ELISA

chaån ñoaùn lao neâu treân, neáu baùc só ñaõ nghi ngôø beänh nhaân bò lao (xaùc suaát 50%) thì PPV vaø

NPV seõ laø 71% vaø 74% nhö laø trong thieát keá thí nghieäm tìm Se vaø Sp vôùi 50% maãu nhieãm lao

vaø 50% maãu khoâng nhieãm lao, nhöng neáu chæ cho xeùt nghieäm caàu may thì PPV seõ raát thaáp chæ

0.02% vì luùc ñoù xaùc suaát chaån ñoaùn lao tieàn xeùt nghieäm raát thaáp nhö laø trong tröôøng hôïp cho

xeùt nghieäm ELISA ñeå taàm soaùt lao ñaïi traø ôû quaàn theå daân cö trong ví duï treân.

Toùm laïi caùc nhaø laâm saøng hay ñieàu trò thöôøng hay ñaët caâu hoûi veà ñoä nhaïy caûm vaø ñoä ñaëc hieäu

cuûa moät thöû nghieäm maø khoâng bieát raèng hai thoâng soá naøy ít coù giaù trò höõu duïng ñoái vôùi hoï.

Thoâng soá thaät söï höõu duïng ñoái vôùi caùc nhaø laâm saøng hay ñieàu trò chính laø PPV vaø NPV. Hai

giaù trò naøy chæ bò aûnh höôûng moät phaàn bôûi ñoä nhaïy vaø ñoä ñaëc hieäu cuûa thöû nghieäm, trong khi

ñoù laïi bò aûnh höôûng khaù lôùn bôûi xaùc suaát chaån ñoaùn cuûa baùc só tröôùc khi ñaët buùt yeâu caàu xeùt

nghieäm. Neáu ñoä nghi ngôø beänh nhaân bò maéc beänh caàn chaån ñoaùn caøng cao, thì keát quaû xeùt

nghieäm caøng höõu duïng cho laâm saøng. Coøn neáu chæ cho xeùt nghieäm caàu may, thì söï höõu duïng

laâm saøng cuûa keát quaû xeùt nghieäm caøng thaáp.

158

Kyõ thuaät xeùt nghieäm vi sinh laâm saøng caùc beänh phaåm khaùc nhau

So saùnh hai thöû nghieäm khaùc nhau cho cuøng moät muïc ñích phaùt hieän taùc

nhaân vi sinh vaät gaây beänh

Ñeå so saùnh hai xeùt nghieäm, caùc thoâng soá sau ñaây caàn ñöôïc phaân tích, ñoù laø: Ñoä töông ñoàng vaø

ñoä khaùc bieät hay coøn goïi laø ñoä phuø hôïp vaø ñoä khoâng phuø hôïp. Caùch tính toaùn döïa vaøo baûng

trình baøy sau ñaây:

Baûng 13: Ví duï so saùnh keát quaû thöû nghieäm ELISA vaø thöû nghieäm tuï latex (LAT) phaùt hieän

khaùng theå ñaëc hieäu M. tuberculosis treân 100 maãu huyeát thanh laáy thöû nghieäm.

Thöû nghieäm ELISA Toång

+ -

Thöû nghieäm + a = 65 c = 10 a+c = 75

LAT - b = 10 d = 15 b+d = 25

Toång a+b = 75 c+d = 25 n = 100

Ñoä phuø hôïp quan saùt ñöôïc (agreement degree) laø tyû leä % caùc keát quaû maø caû hai thöû nghieäm

ñeàu cho keát quaû gioáng nhau. Ñoä khoâng phuø hôïp quan saùt ñöôïc (disagreement degree) laø tyû leä

• Ñoä phuø hôïp quan saùt ñöôïc laø:

% caùc keát quaû maø hai thöû nghieäm cho keát quaû khaùc nhau. Phaân tích baûng treân chuùng ta thaáy:

• Ñoä khoâng phuø hôïp quan saùt ñöôïc laø:

a+d 65+15 = 80% = a+b+c+d 65+10+10+15

10+10 c+b = 20% = 65+10+10+15 a+b+c+d

Tuy laø ñoä phuø hôïp quan saùt ñöôïc, nhöng khoâng theå döïa vaøo trò soá naøy ñeå ñaùnh giaù möùc ñoä phuø

hôïp cuûa hai xeùt nghieäm. Caùc nhaø dòch teã hoïc laâm saøng ñaõ nghieân cöùu vaø ñöa ra moät thoâng soá,

goïi laø heä soá kappa , vaø döïa vaøo giaù trò cuûa heä soá kappa, phoøng thí nghieäm hay caùc nhaø laâm

saøng coù theå ñaùnh giaù ñoä phuø hôïp cuûa hai thöû nghieäm döïa theo baûng sau:

159

Kyõ thuaät xeùt nghieäm vi sinh laâm saøng caùc beänh phaåm khaùc nhau

Baûng 14: Baûng ñaùnh giaù möùc ñoä phuø hôïp cuûa hai thöû nghieäm döïa theo heä soá kappa

Heä soá kappa Möùc ñoä phuø hôïp Heä soá kappa Möùc ñoä phuø hôïp

0.0 – 0.2 Quaù thaáp 0.6 – 0.8 Khaù

0.2 – 0.4 Thaáp 0.8 – 1.0 Cao

0.4 – 0.6 Vöøa

• Phuø hôïp quan saùt ñöôïc, tính nhö sau:

Sau ñaây laø caùch tìm heä soá kappa:

• Phuø hôïp ngaãu nhieân, tính nhö sau:

x 100 (a+d) n

• Phuø hôïp hoaøn toaøn, giaû ñònh caû hai phuø hôïp hoaøn toaøn vôùi nhau, trò soá seõ laø 100

• Phuø hôïp thöïc taïi, tính nhö sau:

x x + x 100 x 100 (a+b) n (a+c) n (c+d) n (b+d) n

• Phuø hôïp tieàm aån, tính nhö sau:

Phuø hôïp quan saùt – Phuø hôïp ngaãu nhieân

Phuø hôïp hoaøn toaøn – Phuø hôïp ngaãu nhieân

Töø caùc giaù trò treân, heä soá kappa ñöôïc tính theo coâng thöùc sau:

Phuø hôïp thöïc taïi Heä soá kappa = Phuø hôïp tieàm aån

Trong ví duï trình baøy ôû baûng 14, sau khi coù ñöôïc caùc giaù trò cuûa phuø hôïp ngaãu nhieân (62.5),

phuø hôïp quan saùt (100), phuø hôïp thöïc taïi (17.5), vaø phuø hôïp tieàm aån (37.5); heä soá kappa seõ laø:

17.5 = 0.47 Kappa = 37.5

Vôùi giaù trò cuûa heä soá kappa tính ñöôïc, chuùng ta coù theå keát luaän ELISA vaø LAT phaùt hieän

khaùng theå ñaëc hieäu M. tuberculosis coù ñoä phuø hôïp ôû möùc ñoä vöøa.

160

Kyõ thuaät xeùt nghieäm vi sinh laâm saøng caùc beänh phaåm khaùc nhau

Ngoaøi ra, chuùng ta coøn coù theå phaân tích ñoä phuø hôïp döông, töùc laø tyû leä % caû hai thöû nghieäm

ñeàu cho keát quaû [+] trong toång soá caùc keát quaû gioáng nhau cuûa hai xeùt nghieäm; vaø ñoä phuø hôïp

aâm laø tyû leä % caû hai thöû nghieäm ñeàu cho keát quaû [-] trong toång soá caùc keát quaû gioáng nhau cuûa

• Ñoä phuø hôïp döông cuûa ELISA vaø LAT laø:

caø hai xeùt nghieäm. Trong ví duï treân, chuùng ta thaáy:

• Ñoä phuø hôïp aâm cuûa ELISA vaø LAT laø:

a 65 = = 81% a+d 65+15

d 15 = = 19% a+d 65+15

Ñoä laëp laïi cuûa xeùt nghieäm

Ñoä laëp laïi cuûa keát quaû ñònh löôïng cuûa xeùt nghieäm khi laøm nhieàu laàn treân cuøng moât maãu beänh

phaåm ñöôïc goïi laø ñoä laëp laïi cuûa xeùt nghieäm. Thoâng soá noùi leân ñoä laëp laïi cuûa moät xeùt nghieäm

ñöôïc goïi laø heä soá bieán thieân (CV = Coefficient of variation) cuûa keát quaû xeùt nghieäm.

Treân cuøng moät maãu beänh phaåm, neáu chuùng ta chia ra ñeå laøm cuøng moät xeùt nghieäm, vaø caùc keát

qua ñònh löôïng seõ laø A 1, A2, A3, A4...An. Chuùng ta seõ tính ñöôïc keát quaû trung bình Ā vaø ñoä

leäch chuaån s nhö sau:

Ā =

s = A1+A2+A3+A4+...+An N S (A-Ā)2 N

Heä soá bieán thieân chính laø tyû leä phaàn traêm cuûa ñoä leäch chuaån so vôùi soá trung bình, ñöôïc tính

theo coâng thöùc sau:

s % CV = 100x Ā

Heä soá bieán thieân coøn ñöôïc goïi laø heä soá phaân taùn, cho bieát ñoä laëp laïi cuûa moät thöû nghieäm coù toát

hay khoâng. Thöôøng moät thöû nghieäm ñöôïc ñaùnh giaù coù ñoä laëp laïi toát khi CV £ 10%.

161

Kyõ thuaät xeùt nghieäm vi sinh laâm saøng caùc beänh phaåm khaùc nhau

Caâu hoûi oân taäp

1. Cho bieát chuaån vaøng laø gì? YÙ nghóa cuûa chuaån vaøng trong ñaùnh giaù moät xeùt nghieäm.

2. Haõy cho bieát caùch tính ñoä nhaïy caûm vaø ñoä ñaëc hieäu cuûa moät xeùt nghieäm. YÙ nghóa cuûa

hai thoâng soá naøy trong ñaùnh giaù xeùt nghieäm. Vôùi moät xeùt nghieäm ñang söû duïng, laøm

theá naøo ñeå naâng cao ñoä nhaïy caûm hay ñoä ñaëc hieäu cuûa xeùt nghieäm ñoù?

3. Haõy cho bieát caùch tính giaù trò tieân ñoaùn döông vaø giaù trò tieân ñoaùn aâm cuûa moät xeùt

nghieäm. Ñoái vôùi baùc só ñieàu trò thì phaûi laøm theá naøo ñeå giaù trò tieân ñoaùn döông vaø giaù trò

tieân ñoaùn aâm cuûa moät xeùt nghieäm coù giaù trò cao nghóa laø xeùt nghieäm seõ höõu duïng cao

ñoái vôùi laâm saøng?

4. Cho bieát caùch naøo ñeå coù theå tìm ñöôïc ñoä phuø hôïp cuûa hai xeùt nghieäm ñöôïc söû duïng cho

cuøng moät muïc ñích phaùt hieän taùc nhaân vi sinh vaät gaây beänh?

5. Cho bieát caùch naøo ñeå coù theå ñaùnh gía ñoä laëp laïi cuûa moät xeùt nghieäm?

162