德米特 倾情整理 TDM技术核心 | 毛细血管微采样检测与血浆浓度转换要点

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目前，国际治疗药物监测与临床毒理学协会（IATDMCT）已发布相关指南，系统阐述了“是否转换、何时转换、如何转换”以及如何验证转换方法的性能。本文提炼该指南的核心建议，供研究人员与临床实践者参考。

任何微采样方法在临床应用前，必须完成临床验证研究，证明毛细血管样本结果与参考基质（静脉血、血浆或血清）结果在临床上可互换。

样本量要求：至少40名受试者（每人单样本），或25名受试者（每人2~3个样本），且需覆盖整个浓度范围。

采样要求：成对静脉与毛细血管样本应近乎同时、随机顺序采集；毛细血管样本应由预期使用者（患者、医护人员等）采集。

统计评估：采用Passing‑Bablok回归和Bland‑Altman分析，评估偏差、一致性界限（LoA）及比例/系统差异。

图1展示了临床验证中应涵盖的各种样本及比较路径，旨在全面理解不同基质结果的差异。若毛细血管血与标准基质结果不可互换，则需评估能否建立转换因子或公式。若转换公式基于实验数据推导，则必须使用独立的样本集进行验证。

图1临床验证研究中可采集样本的示意概述，适用于（A）干燥或（B，黄色区域标示）液体毛细血管血微采样检测。灰色和加粗黑色箭头分别表示可通过不同采样方法并进行比较的样品。黄色箭头显示了干燥毛细血管血与静脉血浆样本的比较（本指南的主要重点）。红色箭头表示干血和液态静脉血样本的基本比较，本质上应得相同结果。

指南将转换方法分为三大类：基于血细胞比容（Hct）和药代动力学参数（PK）的方法、基于实验数据的方法，或两者结合的方法。其优缺点见表2。

表1 将毛细血管血微采样浓度转换为血浆浓度的不同方法概览及报道药物示例

表2 将毛细血管血浓度转换为静脉血浆浓度的方法优点与局限性总结

2.1基于Hct和药代动力学参数的方法

这类方法利用化合物在血液组分中的分布规律，通过理论公式直接计算EC_pl。其最大优点是无需独立的样本集进行验证，但要求预先了解化合物在红细胞和血浆中的分配参数（Hct、ρ、f_u或K_rbc/pl）。

2.1.1仅依赖Hct的转换（适用于主要存在于血浆的化合物）

当化合物几乎全部存在于血浆中（如治疗性蛋白、碘海醇、维生素D）或具有极高的血浆蛋白结合率时，红细胞部分仅起“稀释”作用。此时转换公式简化为：

参数选择：可使用目标人群的平均/中位Hct，或个体Hct。对于Hct变异大的人群（如新生儿、危重患者），推荐使用个体Hct。

个体Hct获取：可通过干燥血斑中的钾或血红蛋白含量、近红外光谱等方法估算，或直接从静脉血测定。

案例1：碘海醇基于Hct的转换（仅适用于主要分布于血浆的化合物）

已知：Ccap：100 μg/mL，平均 Hct：0.41 L/L，三个样本的个体 Hct分别为0.25、0.40、0.55 L/L

计算：

结论：个体Hct不同导致转换结果差异显著，提示在Hct变异性大的群体中应使用个体Hct。

案例2：维生素D考虑校准品与样本Hct差异的校正转换（适用于主要分布于血浆的化合物）

背景：使用固定大小DBS子 punch时，若校准品Hct与样本Hct不同，需额外校正。

已知：Ccap：10 ng/mL，校准品 Hctcal：0.40 L/L，三个样本的个体 Hct分别为0.25、0.40、0.55 L/L

应用：该方法成功用于维生素D的DBS检测，提高了宽Hct范围内的转换准确性。

2.1.2结合Hct、ρ和f_u的转换（适用于部分分布到红细胞的化合物）

当化合物不仅存在于血浆，还与红细胞结合或进入红细胞时，需使用完整公式：

其中ρ为红细胞与游离血浆浓度比，f_u为血浆游离分数。也可用红细胞/血浆分配系数K_rbc/pl代替ρ×f_u：

案例3：尼洛替尼基于Hct、ρ和fu的转换（适用于部分分布于红细胞的化合物）

已知：Ccap：500 μg/L，平均 Hct：0.41 L/L，ρ：0.29，fu：0.02

评价：尽管满足EMA分析标准，但偏差和变异性较大，需关注临床影响。

案例4：他莫昔芬基于Hct和Krbc/pl的转换

已知：Ccap：100 ng/mL，平均 Hct：0.41 L/L，Krbc/pl：0.461

2.1.3 无需转换的特例

对于可自由进出红细胞且不与血浆蛋白结合的化合物（如乙醇、咖啡因），稳态下C_cap≈C_pl，无需转换。但必须通过临床验证确认。

2.2基于实验数据的方法

这类方法直接从成对的毛细血管血和静脉血浆样本中推导转换因子或公式。其优点是能纳入研究人群固有的临床变量，但必须使用独立的验证集评估性能。根据数据类型，可分为以下几种。

2.2.1使用平均C_bl/C_pl比值或C_cap/C_pl比值

案例5：伊马替尼基于静脉血Cbl/Cpl比值的转换

已知：Ccap：700 ng/mL，Cbl/Cpl：0.73

验证：在独立验证集中，该比值变异性小（CV=8.1%），转换结果可接受；但对于达沙替尼，比值变异性大（CV=24.3%），转换失败。

案例6：肌酐基于时间依赖性Cbl/Cpl比值的转换

已知：15 min时的Ccap：150 μg/mL，120 min时的Ccap：50 μg/mL，15 min时的Cbl/Cpl：0.79，120 min时的Cbl/Cpl：0.95

注意：此方法要求严格的时间记录，不适用于采样时间不可控的家庭场景。

案例7：拉考沙胺基于毛细血管血Ccap/Cpl比值的转换

已知：Ccap：10 μg/mL，Ccap/Cpl：1.14

评价：对拉考沙胺和左乙拉西坦效果良好，但对拉莫三嗪效果不佳，需逐案评估。

通过Passing‑Bablok或加权Deming回归建立C_cap与C_pl的线性关系，然后利用斜率和截距计算EC_pl。

若仅存在比例偏差（截距包含0）：

若同时存在比例偏差和系统偏差：

注意事项：

回归方程依赖于研究人群特征，外推至其他人群时需重新验证。

可考虑纳入协变量（如年龄、性别、给药方案、采样时间）的混合效应模型，但计算更复杂。

2.3组合方法

当Hct是主要影响因素，但干燥基质本身引入额外偏差时（例如液态血与干燥血结果不一致），可在Hct转换基础上乘以一个实验确定的转换因子：

案例10：碘海醇的组合方法转换（Hct + 转换因子）

背景：比较静脉液态血与静脉干燥血时，发现显著比例偏差（斜率0.88），该偏差同样会影响干燥毛细血管血的结果。

已知：分析物：Ccap：100 μg/mL，平均 Hct：0.41 L/L，转换因子：1/0.88

效果：加入因子后，ECpl与直接测定的Cpl达到良好一致。

局限性：转换因子只能校正系统偏差，无法解决数据离散度过大的问题。

指南将上述方法整合为两条决策路径（图2、图3）：

内源性化合物/生物标志物：先评估C_cap与C_pl是否可互换；若否，则根据“是否主要存在于血浆”、“分布是否已知”选择Hct法、PK参数法或实验回归法。

外源性/给药化合物：需额外考虑采样时间点。若C_cap/C_pl比值具有时间依赖性，应使用时变比值或混合效应模型；否则采用回归法。

所有基于实验数据的方法（包括比值法和回归法）必须使用独立验证集进行性能评估，验证集样本量要求：单样本时≥40例，多样本时≥25例（每人2-3个样本）。

图3 将内源性化合物和生物标志物的毛细血管浓度（C_cap）转换为估算血浆浓度（EC_pl）的步骤与推荐方法流程图。蓝色和黄色框分别表示基于文献或实验确定因子的转换。*表示验证数据集所需的样本数量要求：每人单样本时需至少40个样本，每人2-3个样本时需至少25名参与者。测试集和验证集的成对样本可从同一参与者的不同时间点采集，无需招募新的参与者队列。

图4. 将外源性和/或给药化合物的毛细血管浓度（C_cap）转换为估算血浆浓度（EC_pl）的步骤与推荐方法流程图。黄色框表示转换基于实验确定的因子。测试集和验证集的成对样本可从同一参与者的不同时间点采集，无需招募新的参与者队列。

分析接受标准：建议至少67%的样本EC_pl与C_pl相对差异≤20%；位百分比预测误差（MPPE）和中位绝对百分比预测误差（MAPE）理想情况下≤15%。对于治疗窗窄的药物，标准应更严格。

临床接受标准：需评估基于EC_pl的临床决策（如剂量调整、分类诊断）是否与基于C_pl的决策一致。例如，AUC差异超过20%可能触发剂量调整，而维生素D浓度分类可使用Cohen’s kappa系数验证。

DPS可从毛细血管血直接分离血浆，理论上可避免转换。但现有设备需血量较大（40‑80 μL），且干燥血浆与液态血浆的等效性尚待充分验证；部分情况下仍需转换公式。因此，DPS尚不能完全替代传统微采样后的转换。

毛细血管血微采样的临床推广，离不开对浓度转换问题的科学处理。IATDMCT指南强调：全面临床验证、逐案选择转换方法、使用独立样本验证、以临床决策为最终评价标准。只有在满足预设分析与临床接受标准后，微采样结果才能真正替代传统静脉采血，为患者提供更加便捷、精准的监测手段。

在毛细血管血微采样的临床落地中，超微量样本检测能力是关键技术支撑，德米特 DMT 9600 质谱系统凭借行业顶尖的检测性能，完美适配指尖血等微量采样场景。该系统具备180 万：1 的超高检测灵敏度，是当前国内乃至全球临床质谱领域灵敏度最高的产品。

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来源：Boffel L, De Baets H, Heughebaert L,et al. To Convert or Not to Convert? Official International Association of Therapeutic Drug Monitoring and Clinical Toxicology Guideline: Considerations and Recommendations for Converting Capillary Blood Microsampling Concentrations to Plasma Concentrations. Ther Drug Monit. 2026 Feb 1;48(1):1-26.