Các xét nghiệm miễn dịch hoạt động dựa vào sự kết hợp đặc hiệu giữa kháng nguyên và kháng thể, tạo thành phức hợp miễn dịch kháng nguyên kháng thể, đo phức hợp miễn dịch tạo thành để xác định nồng độ chất cần đo trong mẫu. Trong các xét nghiệm miễn dịch, cầu nối biotin – streptavidin được dùng để giữ phức hợp miễn dịch tạo thành cố định trên giếng phản ứng mà không bị rửa trôi. Gần đây, có nhiều báo cáo cho thấy rằng biotin là một trong những nguyên nhân làm sai lệch kết quả xét nghiệm miễn dịch đáng lưu ý.
Bài viết này gồm 3 phần sẽ phân tích cơ chế gây nhiễu của biotin lên các xét nghiệm miễn dịch, từ đó tóm tắt các xét nghiệm miễn dịch bị ảnh hưởng bởi biotin trên một số thiết bị.
Phần 2 – Cơ chế nhiễu của biotin lên các xét nghiệm hóa sinh miễn dịch là gì?
Phần 3- Sự ảnh hưởng của biotin trên một số thiết bị phân tích tự động
Trong bài viết sử dụng các bài báo được công bố trên tạp chí AACC và Pubmed đánh giá về sự nhiễu của biotin trên các hệ thống phân tích của Roche Diagnostics, Siemens Healthcare Diagnostics, Beckman Coulter, Abbott, Ortho-Clinical Diagnostics. Do vậy, nếu thông tin trong bài viết ảnh hưởng tới hoạt động kinh doanh của quý công ty, xin vui lòng liên hệ tới địa chỉ congle.viam@gmail.com.
PHẦN 3 – SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA BIOTIN TRÊN MỘT SỐ THIẾT BỊ PHÂN TÍCH TỰ ĐỘNG
1. Ảnh hưởng của biotin đối với Roche Diagnostics
Các đánh giá về sự nhiễu của biotin được thực hiện trên Cobas e411 bởi Piketty và cộng sự năm 2017 (18). Các xét nghiệm được đánh giá sự nhiễu của biotin đó là: FT3, FT4, PTH, TSH, 25-OH- vitamin D, cortisol, FSH, LG, prolactin, C-peptide. Theo kết quả nghiên cứu, hầu hết các xét nghiệm bất thường khi sử dụng hàm lượng biotin >100 mg/ ngày, mức độ bất thường tỷ lệ thuận với hàm lượng biotin trong huyết thanh. Với hàm lượng biotin ngoại sinh thấp (15mg/ngày), khoảng 15-20% xét nghiệm vitamin D tăng giả tạo. Xét nghiệm prolactin ít bị ảnh hưởng nhất.
Tất cả các thiết bị miễn dịch Roche Elecsys đều sử dụng cầu nối biotin-streptavidin trong phân tích, nên đều bị ảnh hưởng bởi biotin ngoại sinh. Một nghiên cứu khác trên máy Cobas 602 xác định ngưỡng gây nhiễu bởi biotin lên các xét nghiệm TSH, T4, FT4, T3, FT3 lần lượt là 80 µg/L, 1280 µg/L, 320 µg/L, 80 µg/L, 320 µg/L (19).
Trong tờ insert package có thông tin cảnh báo sự nhiễu của biotin lên kết quả xét nghiệm khi bệnh nhân điều trị biotin liều cao (> 5mg/ngày) cho tới khi ngừng sử dụng biotin trong ít nhất 8h sau đó.
2. Ảnh hưởng biotin đối với Siemens Healthcare Diagnostics
Có khoảng 6 trong 75 xét nghiệm dễ bị ảnh hưởng bởi biotin trên hệ thống ADVIA Centaur được công bố trong tờ insert đi kèm (20). Tháng 5/2016 Siemens đã đưa ra thông tin kết quả xét nghiệm Troponin I Ultra bị ảnh hưởng bởi biotin với nồng độ 10 µg/L (21), sau đó xét nghiệm này đã được cải tiến để loại bỏ nhiễu thông qua phương pháp độc quyền. Điều đáng ngạc nhiên là, xét nghiệm vẫn sử dụng cầu nối biotin – streptavidin, nhưng lượng biotin tự do trong mẫu không còn ảnh hưởng tới xét nghiệm nữa.
Các thử nghiệm đánh giá sự ảnh hưởng của biotin trên hệ thống Siemens Dimension Vista 1500 đối với các xét nghiệm β-HCG, LH, progesterone, estradiol, ferritine, troponin I, myoglobin, NT-pro-BNP, digoxin, TSH, FT3, FT4, CA 15-3, CA 19-9, total PSA, free PSA. Trong nghiên cứu này, các xét nghiệm không bị ảnh hưởng bởi biotin khi nồng độ ≤ 200 µg/L, troponin I và FT3 bị ảnh hưởng khi nồng độ biotin ≥ 300 µg/L, digoxin, NT-pro-BNP, TSH, progesterone, estradiol bị ảnh hưởng khi nồng độ biotin ≥ 400 µg/L. Và các xét nghiệm sau không bị ảnh hưởng bởi biotin: β-HCG, LH, ferritine, myoglobin, CA 15-3, CA 19-9, free PSA và total PSA (26).
Trong một nghiên cứu khác trên Dimension Vista, cho thấy ngưỡng nhiễu của biotin lên các xét nghiệm TSH, FT3, FT4 lần lượt là 320 µg/L, 320 µg/L, 160 µg/L, trong khi đó các xét nghiệm T3, T4 không bị ảnh hưởng bởi biotin (19).
3. Ảnh hưởng biotin đối với Beckman Coulter
Tháng 5/2017 có 4 xét nghiệm miễn dịch trên hệ thống Access và Dxl được công bố bị ảnh hưởng bởi biotin khi nồng độ ≥100 µg/L, đó là: FT4, GI monitor, thyroglobin, T3 (22).
Trong một nghiên cứu khác trên máy Dxl 800, sử dụng hỗn hợp huyết thanh để đánh giá sự thay đổi với các xét nghiệm T3, thyroglobin, ngưỡng nhiễu của biotin lần lượt là 25 µg/L và 50 µg/L (23).
4. Ảnh hưởng biotin đối với Abbott
Trên hệ thống Architect các xét nghiệm miễn dịch sẽ không bị ảnh hưởng bởi biotin ở nồng độ < 1000 µg/L, công nghệ Magnetic Bead–Based Capture được sử dụng để thay thế cho cầu nối biotin – streptavidin nên làm giảm thiểu mức tối đa sự nhiễu bởi biotin (24).
5. Ảnh hưởng biotin đối với Ortho-Clinical Diagnostics
Các thử nghiệm đánh giá sự ảnh hưởng của biotin được thực hiện trên Vitros 5600, các xét nghiệm được đánh giá đó là troponin, TSH, FSH, LH, prolactin, β-HCG, CEA, PSA, ferritine, progesterone, estradiol, testosterone. Kết quả cho thấy troponin giảm giả tạo ở mức biotin 2.5 µL, TSH giảm giả tạo ở mức biotin 5 µL, estradiol tăng giả tạo ở mức biotin 5 µL, progesterone tăng giả tạo ở mức biotin 20 µL, các xét nghiệm còn lại ngưỡng nhiễu của biotin là 10 µL (25).
Tác giả: Lê Văn Công
Tài liệu tham khảo:
1. Diamandis EP, Christopoulos TKThe biotin-(strept)avidin system: principles and applications in biotechnology. Clin Chem 1991;37:625–36.
2. Zempleni J, Wijeratne SS, Hassan YI Biotin. Biofactors 2009;35:36–46
3. Zempleni J, Mock DM. Biotin biochemistry and human requirements. J Nutr Biochem 1999;10:128–38.
4. Peyro Saint Paul L, Debruyne D, Bernard D, Mock DM, Defer GL. Pharmacokinetics and pharmacodynamics of MD1003 (high-dose biotin) in the treatment of progressive multiple sclerosis. Expert Opin Drug Metab Toxicol 2016;12:327–44.
5. Wijeratne NG, Doery JC, Lu ZX. Positive and negative interference in immunoassays following biotin ingestion: a pharmacokinetic study. Pathology 2012;44:674–5
6. Soleymani T, Lo Sicco K, Shapiro J. The infatuation with biotin supplementation: is there truth behind its rising popularity? A comparative analysis of clinical efficacy versus social popularity. J Drugs Dermatol 2017;16:496–500.
7. Sedel F, Papeix C, Bellanger A, Touitou V, Lebrun-Frenay C, Galanaud D, et al. High doses of biotin in chronic progressive multiple sclerosis: a pilot study. Mult Scler Relat Disord 2015;4:159–69.
8. Tourbah A, Lebrun-Frenay C, Edan G, Clanet M, Papeix C, Vukusic S, et al. MD1003 (high-dose biotin) for the treatment of progressive multiple sclerosis: a randomised, double-blind, placebo-controlled study. Mult Scler 2016;22:1719–31.
9. Minkovsky A, Lee MN, Dowlatshahi M, Angell TE, Mahrokhian LS, Petrides AK, et al. High-dose biotin treatment for secondary progressive multiple sclerosis may interfere with thyroid assays. AACE Clin Case Rep 2016;2:e370–3.
10. Willeman T, Casez O, Faure P. Biotin in multiple sclerosis and false biological hyperthyroidism: mind the interference. Rev Neurol (Paris) 2017;173:173–4.
11. Siddiqui U, Egnor E, Sloane JA. Biotin supplementation in MS clinically valuable but can alter multiple blood test results. Mult Scler 2017;23:619–20.
12. Kwok JS, Chan IH, Chan MH. Biotin interference on TSH and free thyroid hormone measurement. Pathology 2012
13. Kummer S, Hermsen D, Distelmaier F. Biotin treatment mimicking Graves' disease. N Engl J Med 2016;375:704–6
14. Barbesino G. Misdiagnosis of Graves' disease with apparent severe hyperthyroidism in a patient taking biotin megadoses. Thyroid 2016;26:860–3.
15. Elston MS, Sehgal S, Du Toit S, Yarndley T, Conaglen JV. Factitious Graves' disease due to biotin immunoassay interference—a case and review of the literature. J Clin Endocrinol Metab 2016;101:3251–5.
16. Trambas CM, Sikaris KA, Lu ZX. A caution regarding high-dose biotin therapy: misdiagnosis of hyperthyroidism in euthyroid patients. Med J Aust 2016;205:192
17. Trambas CM, Sikaris KA, Lu ZX. More on biotin treatment mimicking Graves' disease. N Engl J Med 2016;375:1698.
18. Piketty ML, Prie D, Sedel F, Bernard D, Hercend C, Chanson P, et al. High-dose biotin therapy leading to false biochemical endocrine profiles: validation of a simple method to overcome biotin interference. Clin Chem Lab Med 2017;55:817–25.
19. Root M, Karger A, Killeen A, Larson K, Sokoll L, Li D. Biotin interference in thyroid panel assays with biotinylated components. Am J Clin Pathol. 2017;147(Suppl_2):S163.
20. Paxton A. Beauty fad's ugly downside: test interference. CAP Today. http://www.captodayonline.com/beauty-fads-ugly-downsidetest-interference/ (Accessed 2016).
21. Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Urgent Field Safety Notice - TnI-UltraTM – Biotin Interference 2016. https://www.igz.nl/Images/IT1026645SiemensCC16-12UFSN2016-05-02ADVIACentaurTnI-Ultra_tcm294-375635.pdf.
22. Willeman T, Casez O, Faure P, Gauchez AS. Evaluation of biotin interference on immunoassays: new data for troponin I, digoxin, NT-Pro-BNP, and progesterone. Clin Chem Lab Med. 2017;55:e226–9.
23. Theobald JP, Algeciras-Schimnich A. Evaluation of biotin interference in Beckman Coulter immunoassays that use biotin-streptavidin in their assay design. 64th AACC Annual Scientific Meeting; July 2012; Chicago, IL.
24. Abbott. Why are physicians and laboratories worried about biotin? https://www.corelaboratory.abbott/us/en/offerings/assays/biotin-laboratorians.html (Accessed 2016).
25. Batista MC, Ferreira CES, Faulhaber ACL, Hidal JT, Lottenberg SA, Mangueira CLP. Biotin interference in immunoassays mimicking subclinical Graves' disease and hyperestrogenism: a case series. Clin Chem Lab Med 2017;55:e99–103.