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近来有同道问我，怎么去理解生物变异中的两个基本内容，一个是如何从生物变异去确定不精密度的要求；一个是如何从个体内和个体间的生物变异对偏移进行估计。这些内容在生物变异的书籍中有详细介绍。为了方便大家的理解。我将这两个内容写成微信文章，供大家参考。

这里是第一个内容：如何从个体内的生物变异对某方法不精密度要求。

一、基础

若分析变异以标准差表示为SDA，个体内的生物变异以标准差表示为SDI，则总的变异的标准差为SDT，由方差统计，可计算如下：

SDT2 = SDA2+ SDI2，或SDT =(SDA2 + SDI2)1/2

若我们确定或估计的CVA与CVI在相同分析物水平，可估计二者均值相同，这样

计算总变异为：

CVT2 =CVA2 + CVI2或：CVT = (CVA2 + CVI2)1/2

二、不精密度对检测结果变异的影响

我们报告的分析结果是简单的数字，但每个数字具有一个固有的变异。若我们忽略分析前的变异，则分析结果的变异因个体内的生物变异和分析随机变异-不精密度和偏移的变化（如，因校准的变化），后者我们应尽可能予以消除，或通常偏移的表现被包括在不精密度估计内。这样，我们可考虑个体内的生物变异是恒定的，分析变异添加到我们的生物变异，仅取决于分析精密度。

我们可计算精密度的变化对我们的固有变异的影响。写成：

CVT= (CVA2 + CVI2)1/2,

如果分析不精密度实际上与个体内生物变异一样大小，即信号和噪音实际上等同，则CVA = CVI，

这样，可成为：CVT= (CVA2 + CVI2)1/2= (CVI2+ CVI2)1/2= (2CVI2)1/2= 1.414CVI

意即，真实检测结果的变异内，因为存在分析变异，使表达为生物学固有的变异增加了41.4%。

同样，若不精密度是个体内生物变异的两倍，则：CVA= 2CVI然后：

CVT= (（2CVI）2+ CVI2)1/2= (4CVI2+ CVI2)1/2= (5CVI2)1/2= 2.236CVI

意即，真实检测结果的变异内，因为存在分析变异，使表达为生物学固有的变异增加了123.6%。

另一方面，若不精密度仅为个体内生物变异的一半，则：CVA= 1/2CVI ，

成为：CVT= [(1/2CVI)2 + CVI2]1/2= (5/4CVI2)1/2 = 1.118CVI

意即，真实检测结果的变异内，因为存在分析变异，使表达为生物学固有的变异增加了11.8%。

按照上述个体内变异与分析变异的关系，以分析变异与个体内变异的比率，排列出因个体内生物变异使整个变异增加的量，见下表。

表2.3 变异的量被加到真实检测变异性，成为不精密度。它与个体内生物变异比较的增大情况。

分析不精密度与个体内生物变异的比率（CVA/CVI）

加到真实检测结果变异性的变异量（为真实变异的%）

0.25

3.1

0.50

11.8

0.75

25.0

1.00

41.4

1.50

80.3

1.73

100.0

2.00

123.6

2.50

169.3

3.00

216.2

4.00

312.3

5.00

409.9

在加到真实检测结果变异的变异量，与CVA/CVI的比率不是线性的。随着不精密度的增加，分析变异量被加到生物变异，增加相对较快。应注意的是，特别在一旦不精密度在数字上大于个体内的生物变异时。

以上的数学推理，应该是假设生物变异是固定的，它的大小主要由个体内的生物变异所致。在实际表现上与检测系统有关，是因为检测系统本身具有的分析不精密度。分析不精密度的大小在影响着整个最后出现的总的不精密度。所以，被临床实验室误解为，不同的检测系统会影响个体内的生物变异！

三、依据生物变异建立的分析性能质量规范

低的不精密度减少了各个检测结果的固有变异性。如果我们知道不精密度很低，我们将可在每批分析中少做一些内部控制品，和/或少用一些严格的规则。因为良好的精密度将增加误差检出的可能性、减少假拒绝结果的可能性。这是质量设计的重要概念。

但是，重要问题依然是：多少低是足够了？我们知道，不精密度增大将使检测结果的变异增加。我们经详细计算，随着CVA的上升，添加到变异的量也上升-- 但这个上升不是简单的线性。

概念是，分析变异须小于二分之一的平均个体内生物变异，这不是新的，在30年前已经形成。我们已经计算了，若分析变异小于二分之一的平均个体内生物变异，则加到真实检测结果变异的量约为10%。仅10%的分析“噪音”被加到真实的生物“信号”。被添加的分析变异的量看来是合理的（尽管必须承认，这是经验的判断），使我们假定，精密度的最佳质量规范是：分析不精密度＜个体内生物变异的一半，或CVA< 0.50CVI

这个模式在质量规范的等级中是非常高的，仅在评估分析对作出临床决定影响之后。在评审分析结果方式的许多困难下，真正地质量规范依据生物变异的组分较有利和较广泛地使用了许多年。使用它们很方便，因为无论何时何地，对个体内生物变异的估计是恒定的。另外，已经可用的的平均个体内生物变异数据，使得它容易计算质量规范。而且，许多在国际和国家的导则内提议的质量规范，在等级上为水平3也是依据生物变异。

这个基础概念已经被扩展：增加的分析不精密度相对于个体内生物变异，增加了检测结果的变异性。按照上述的计算可以估计出：

· 当CVA＜ 0.75CVI，则在检测结果的变异性上，增加了25%；

· 当CVA＜ 0.50CVI，则在检测结果的变异性上，增加了12%；

· 当CVA＜ 0.25CVI，则在检测结果的变异性上，增加了 3%。

这样提出了下列的分析不精密度性能的规范要求：

·定义CVA＜ 0.75CVI为最低的性能规范。使用这个规范产生的较宽松的质量要求，应用于在还没有达到合适的性能标准的近期技术和方法学。

· 定义CVA＜ 0.50CVI为合适的性能规范。使用这个规范产生的质量要求，是一般可适用的。这是原先依据生物变异大多被广泛接受的、精彩使用的质量要求，但是，我们建议，为了迎合有些分析物，它们通用的质量要求看来过于“宽松”或过于“严格”。

· 定义CVA＜ 0.25CVI为最适的性能规范。使用这个规范产生的这个较严格的质量要求，应用于那些在近期技术和方法学上容易实现合适性能规范的分析物。

四、目前在生物变异上的一些动向

以生物变异作为临床实验室质量规范的研究和实施，已经有了许多年了。历史上首先提出以生物变异与检测质量关联的是Tonks。早于上世纪1963年2月，他在AACC杂志上提出，以正常范围的四分之一为分子，与正常范围的均值为分母的比率，即为误差的允许限值。

仔细想想，Tonks的允许误差限值，就是生物变异中的个体间的变异。参考范围是一组“正常人”在相同的条件下检测结果，按照大小排列后形成的范围。如果这些结果呈正态分布，则参考范围的整个长度为均值±2SD。它们以均值为中心，在均值的左右，各自从均值起到最大或最小的参考值的长度为±2SD。

因此四分之一的正常范围就是1SD的距离。它与均值的比较就是该组参考值的变异系数。也即，正常范围其实就是个体间生物变异的CV表现。因此，这应该是在临床实验室首次使用个体间生物变异定义允许范围的做法。当然，这里面还包含了确定这组正常范围使用的方法学具有的不精密度。

2001年英国的Dr Callum G.Fraser写了著名的“生物变异”的书。但是，在实践中收集全世界报告的文章，从中提炼出生物变异的个体内的变异和个体间的变异，不断地在网上发表数据资料的是西班牙的检验医学学会，这是Dr Carmen Ricos和她的同道们积多年努力完成的数百项目的分析物生物变异资料。她们将生物变异的数据分为个体内和个体间的变异，对于合适的规范列出不精密度、不准确度、和总允许误差的合适规范。所有这些数据，Dr Westgard在征得允许下，均在Westgrad网上刊登。

可惜，这些数据到前年被中止了。原因是欧洲临床化学和检验医学协会提出，目前使用的生物变异数据过于陈旧，必须更新。为此该协会已经组织了专门小组，为收集符合要求的健康人的样品、以及重新进行检测数据。这项工作正在进行中。