임상검사 Calibrator·시약·QC 로트 변경 시 검증 및 품질관리 방법
Calibrator 로트 변경, 시약 로트 변경 시에는 일반적으로 Lot-to-Lot 검증, 즉 병행 검증(Parallel Testing)이 반드시 필요하거나 강력히 권장됩니다. 반면, QC 물질 로트 변경 시에는 '검증'이라기보다는 새로운 로트의 '성능 확인 및 목표값 설정(Verification and Target Setting)' 과정이 필요하며, 이때 병행 검증이 유용한 도구가 될 수 있습니다. 이 세 가지 경우 모두 검사 결과의 일관성과 정확성을 유지하기 위한 필수적인 품질 관리 활동의 일환입니다.
왜 이러한 검증 절차가 필요할까요? 앞서 QC 차트의 Shift 현상을 설명하면서 언급했듯이, 제조 과정에서 발생하는 불가피한 '로트 간 변이(Lot-to-lot variation)' 때문입니다. 아무리 엄격한 관리하에 생산되더라도, 서로 다른 생산 배치의 Calibrator, 시약, QC 물질은 100% 동일한 특성을 가질 수 없습니다. 이러한 미세한 차이가 때로는 검사 결과에 임상적으로 유의미한 영향을 미칠 수 있기 때문에, 새로운 로트를 실제 환자 검체 검사에 사용하기 전에 그 성능을 기존 로트와 비교하여 확인하는 절차가 반드시 필요한 것입니다. 이를 통해 새 로트 도입으로 인한 예기치 않은 결과 변화(Shift 또는 Bias)를 사전에 감지하고, 검사 결과의 연속성(Continuity)을 보장할 수 있습니다.
이제 각 경우에 대해 Lot-to-Lot 검증(또는 확인)이 왜 필요하고 어떻게 수행되는지 좀 더 자세히 알아보겠습니다.
Calibrator Lot 변경 시 Lot-to-Lot 검증
Calibrator는 검사 시스템의 측정 '눈금'을 설정하는 기준 물질이므로, 로트 변경 시 가장 엄격한 검증이 요구됩니다. 새로운 Calibrator 로트의 할당값이 이전 로트와 다르거나, 동일한 할당값을 가졌더라도 매트릭스 효과(Matrix effect, 검체 바탕 물질이 측정에 미치는 영향) 등이 미세하게 다를 경우, 전체 검사 결과의 수준이 달라지는 체계적 오차(Systematic error) 또는 편향(Bias)을 유발할 수 있습니다. 이는 특정 환자의 결과뿐만 아니라, 해당 검사를 받는 모든 환자의 결과에 영향을 미치므로 매우 치명적일 수 있습니다.
아니, 제조사가 다 검증해서 내보내는 거 아니야? 실험실에서 그걸 또 검증해야 한다고? 시간도 없고 인력도 부족한데?
물론 제조사는 자체적인 품질 관리 기준에 따라 Calibrator 로트를 검증하여 출시합니다. 하지만 제조사의 검증 환경과 실제 사용하는 실험실의 환경(장비 상태, 시약 로트, 온도/습도, 운영 절차 등)은 다를 수 있습니다. 또한 운송 및 보관 과정에서 Calibrator의 성능에 변화가 생겼을 가능성도 배제할 수 없습니다. 따라서 최종 사용자인 실험실은 해당 Calibrator 로트가 '자신의 검사 시스템' 내에서 기존 로트와 동등한 성능을 보이는지, 즉 교체하여 사용해도 문제가 없는지를 직접 확인해야 할 책임이 있습니다. 이는 단순한 확인 작업을 넘어, 환자 안전과 직결되는 중요한 과정입니다.
Lot-to-Lot 검증 방법
일반적으로 새로운 Calibrator 로트를 도입하기 전에, 기존 로트와 새로운 로트를 사용하여 동일한 QC 물질 및 환자 검체를 병행하여 측정하고 그 결과를 비교합니다.
QC 물질 측정: 기존 Calibrator 로트로 검량(Calibration) 후 QC 물질을 측정하고, 새로운 Calibrator 로트로 다시 검량한 후 동일한 QC 물질을 측정하여 평균값의 차이를 비교합니다. 이 차이가 실험실에서 설정한 허용 기준(예: 총 허용 오차의 일정 비율 이하)을 만족하는지 평가합니다.
환자 검체 측정: 분석 범위 전반에 걸쳐 다양한 농도의 환자 검체(보통 5~20개)를 선택하여, 기존 로트와 새로운 로트를 사용했을 때의 결과값을 비교합니다. 두 결과값 간의 차이(Bias)를 통계적으로 분석(예: 차이도표(Difference plot), Passing-Bablok 회귀분석, 상관계수 등)하여 임상적으로 유의미한 차이가 없는지 평가합니다.
검량선 비교: 가능하다면, 두 Calibrator 로트로 생성된 검량선의 기울기(Slope), 절편(Intercept), 선형성(Linearity) 등을 비교하여 유사성을 확인할 수도 있습니다.
이러한 검증 과정을 통해 새로운 Calibrator 로트가 기존 로트와 임상적으로 동등한 결과를 제공한다는 것이 확인되어야만 안심하고 실제 환자 검사에 사용할 수 있습니다. 만약 허용 기준을 벗어나는 차이가 발견되면, 원인 분석 및 재검증, 또는 해당 로트 사용 보류 등의 조치가 필요합니다.
시약 Lot 변경 시 Lot-to-Lot 검증
시약은 분석물질과 직접 반응하여 신호를 생성하는 핵심 요소이므로, 로트 변경 시 성능 변화는 검사 결과의 정확도와 정밀도에 직접적인 영향을 미칩니다. 시약 로트 간 반응성, 특이성, 안정성 등의 차이는 QC 결과뿐만 아니라 실제 환자 검체 결과에서도 예측하지 못한 변화를 일으킬 수 있습니다. 특히 면역검사(Immunoassay)처럼 항체나 효소 등 생물학적 제제를 사용하는 시약은 로트 간 변이가 더 클 수 있어 Lot-to-Lot 검증이 더욱 중요합니다.
Lot-to-Lot 검증 방법
Calibrator 검증과 유사하게, 기존 시약 로트와 새로운 시약 로트를 사용하여 동일한 QC 물질 및 환자 검체를 병행 측정하고 비교하는 방식으로 진행됩니다.
QC 물질 측정: 동일한 Calibrator를 사용하여 기존 시약 로트와 새로운 시약 로트로 각각 QC 물질을 여러 번(예: 5회 이상) 측정합니다. 두 로트 간 QC 결과의 평균값과 표준편차(정밀도)를 비교하여 통계적으로 유의한 차이가 없는지, 그리고 그 차이가 허용 기준 내에 있는지 평가합니다.
환자 검체 측정: 다양한 농도의 환자 검체(보통 5~20개)를 선택하여, 기존 로트와 새로운 로트로 각각 측정하고 그 결과값을 비교합니다. Calibrator 검증과 마찬가지로 통계적 분석을 통해 두 로트 간 결과의 동등성을 평가합니다.
공백 반응(Blank reaction) 확인: 시약 자체의 반응(배경 신호)에 변화가 없는지 확인하는 것도 도움이 될 수 있습니다.
시약 Lot-to-Lot 검증은 새로운 시약 로트가 기존 로트와 동등한 분석 성능(정확도, 정밀도 등)을 보여 검사 결과의 일관성을 유지할 수 있음을 보증하는 중요한 절차입니다. 특히 미미한 성능 차이가 누적되어 임상적으로 중요한 결정 역치(Decision threshold) 부근의 결과에 영향을 미칠 수 있으므로, 철저한 검증이 필수적입니다.
QC 물질 Lot 변경 시 성능 확인 및 목표값 설정
QC 물질은 검사 시스템의 성능을 '모니터링'하는 도구이지, 검사 과정 자체를 구성하는 요소는 아닙니다. 따라서 QC 물질 로트가 변경된다고 해서 검사 시스템의 성능 자체가 변하는 것은 아닙니다 (매트릭스 효과 등 예외적인 경우는 있을 수 있음). 하지만 앞서 설명했듯이, 새로운 QC 물질 로트는 이전 로트와 다른 목표값과 허용 범위를 갖기 때문에, 이 새로운 기준값을 정확히 시스템에 적용하고 확인하는 과정이 필요합니다. 이를 '검증(Validation)'이라고 부르기보다는 **'성능 확인(Verification)' 또는 '목표값 설정(Target Setting)'이라고 표현하는 것이 더 적절합니다.
그럼 QC 물질은 그냥 새 로트 값 입력하고 쓰면 되는 거 아니야? 굳이 병행 검증까지 할 필요가 있나?
원칙적으로는 제조사가 제공하는 새로운 로트의 목표값(Mean)과 표준편차(SD) 또는 허용 범위(Range)를 그대로 사용할 수 있습니다. 하지만 다음과 같은 이유로 병행 검증 또는 자체적인 목표값 설정이 권장됩니다.
실험실 간 변이(Inter-laboratory variation): 제조사가 제시하는 값은 여러 실험실 데이터의 평균이지만, 특정 실험실의 시스템(장비, 시약, 환경 등)에서는 약간 다른 결과가 나올 수 있습니다.
운송/보관 중 변화: QC 물질도 운송이나 보관 상태에 따라 농도 값에 미세한 변화가 생길 수 있습니다.
새 로트의 안정성 확인: 드물지만 QC 물질 자체에 문제가 있는 경우(예: 오염, 변성)를 조기에 발견할 수 있습니다.
QC 규칙 적용의 정확성: 자체적인 평균과 표준편차를 설정하면, Westgard Multi-rules와 같은 통계적 QC 규칙을 더욱 효과적으로 적용할 수 있습니다.
성능 확인 및 목표값 설정 방법:
병행 측정 (권장): 기존 QC 로트와 새로운 QC 로트를 일정 기간(예: 5~10일) 동안 함께 측정합니다. 새로운 로트의 측정 결과가 안정적인지, 예상되는 목표값 근처에서 형성되는지 확인합니다. 또한, 이 기간 동안 얻어진 새로운 로트의 데이터(최소 20개 권장)를 이용하여 실험실 자체적인 평균(Mean)과 표준편차(SD)를 계산하고, 이를 새로운 QC 목표값 및 범위로 설정할 수 있습니다.
제조사 값 사용 및 초기 모니터링: 병행 측정이 어렵다면, 우선 제조사가 제공한 목표값과 범위를 입력하고 사용을 시작합니다. 다만, 초기 사용 기간 동안 QC 결과 추이를 매우 주의 깊게 관찰하여, 결과가 안정적으로 형성되는지, 예상 범위를 벗어나지는 않는지 확인해야 합니다. 만약 지속적으로 목표값에서 벗어나는 경향을 보인다면, 자체적인 목표값 설정이 필요할 수 있습니다.
핵심은 QC 물질 로트 변경 시, 단순히 새 로트를 사용하는 것을 넘어, 새로운 로트의 성능(안정성, 예상값 부합 여부)을 확인하고, 정확한 목표값과 범위를 시스템에 적용하여 QC 시스템이 효과적으로 운영될 수 있도록 준비하는 것입니다. 병행 검증은 이 과정을 더 신뢰성 있게 수행하는 데 유용한 방법입니다.
결론
Calibrator와 시약 로트 변경 시 Lot-to-Lot 병행 검증은 검사 결과의 정확성과 일관성을 유지하고 환자 안전을 보장하기 위해 필수적인 절차입니다. 이는 새로운 로트가 기존 로트와 동등한 분석 성능을 가지며, 교체 시 예기치 않은 결과 변화를 초래하지 않음을 확인하는 과정입니다.
QC 물질 로트 변경 시에는 '검증'보다는 새로운 로트의 '성능 확인 및 목표값 설정'이 주목적입니다. 병행 측정은 새로운 로트의 특성을 파악하고 실험실 자체적인 QC 목표값과 범위를 설정하는 데 매우 유용한 방법이며, 이를 통해 더욱 효과적인 QC 시스템 운영이 가능해집니다.
이러한 Lot-to-Lot 검증 및 확인 절차는 미국 임상검사표준위원회(CLSI, Clinical and Laboratory Standards Institute), 미국 병리학회(CAP, College of American Pathologists), 국제 표준화 기구(ISO 15189) 등 주요 기관의 가이드라인에서도 강조하는 중요한 품질 관리 활동입니다 [2, 3]. 따라서 각 실험실은 자체적인 상황에 맞는 구체적인 Lot-to-Lot 검증 프로토콜을 수립하고 이를 철저히 준수해야 합니다. 이는 단순히 규정을 따르는 것을 넘어, 신뢰할 수 있는 검사 결과를 제공하기 위한 기본적인 책임이라고 할 수 있습니다.
참고문헌
Miller, W. G., & Myers, G. L. (2013). Commutability Still Matters. Clinical Chemistry, 59(9), 1291-1293.
Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI). (2014). Verification of Comparability of Patient Results Within One Health Care System; Approved Guideline. CLSI document C54-A. Wayne, PA: Clinical and Laboratory Standards Institute.
College of American Pathologists (CAP). (2023). Laboratory Accreditation Program Checklist. CAP Accreditation Checklists.
Westgard, J. O. (2003). Managing QC LQC: Lot Quality Control. Clinical Laboratory News, 29(11).
Sciacovelli, L., Secchiero, S., Padoan, A., & Plebani, M. (2018). Lot-to-lot reagent verification: A controversial practice. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine (CCLM), 56(10), 1665-1671.
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[[Calibrator lot 변경, 시약 lot 변경, 정도관리 lot 변경이 QC chart의 shift를 유발하는 이유]]
[[임상 검사실에서의 Calibration의 정의, 개념, 수행 방법]]
[[Calibration과 장비 신호, 시약 반응의 관계]]