das medizinische laborinstitut als zentrum … · 2012-11-23 · – protein c. pathway screen ......
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DAS MEDIZINISCHE DAS MEDIZINISCHE LABORINSTITUT LABORINSTITUT
ALS ZENTRUM DIAGNOSTISCHER ALS ZENTRUM DIAGNOSTISCHER EXZELLENZEXZELLENZ
Mathias M. MüllerMathias M. MüllerMathias M. MüllerMathias M. Müller
ENML St. PöltenENML St. Pölten
Das Fach medizinische und chemische Labordiagnostik entwickelte sich aus der patientennahen Inneren Medizin und der Forschung zugewandten Medizinischen
����
LABORDIAGNOSTIK
Forschung zugewandten Medizinischen Chemie
Die Labormedizin verbindet unmittelbare Patientenbetreuung mit der analytischen Arbeit im Laboratorium
����
TES 900
1000
1100
1200
1300 Esami più frequenti
Esami rari
Routine-Tests
Spezial-Tests
Verfügbare LabortestsVerfügbare Labortests
STS
400
500
600
700
800
900
1984 1988 1992 1996 2000 1994 19951970 1975 1980 1985 1990 1995 2010
Entwicklung – Hämatologie Routinelaboratorium
5
10
15
20
25
30
35
40
A
N
A
Mean of parameters per analyser (haematology)
16200
0
5
1970+ 1980+ 1990+ 2000+
A
L
Y
T
E
S
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
1970+ 1980+ 1990+ 2000+
Mean of total blood samples per day
320
1000
2200
1970+ 1980+ 1990+ 2000+
Reliable validation is only possible using information technology!
PATIENT
PRÄ-ANALYTIK•Diagnostische Strategie
POST-ANALYTIK•LaborbefundPOST-ANALYTIK•Laborbefund
DER DIAGNOSTISCHE DER DIAGNOSTISCHE PROZESSPROZESS
•Test Anforderung•Patient Faktoren•Proben Gewinnung
•Interpretation •Einfluß auf Patient•Klinische Konsultation
•Interpretation •Einfluß auf Patient•Klinische Konsultation
ANALYTIK•Proben Vorbereitung•Analytik - Messung•Resultat Validierung
• Indikationsstellung für Labortests
• Diagnostische Strategien - Guidelines
• Einflussgrößen auf Ergebnisse,
PRÄPRÄ--ANALYTIKANALYTIK
• Einflussgrößen auf Ergebnisse,
Patientenfaktoren, Therapie
• Probengewinnung
• Zusammenarbeit/Informationsaustausch
• Klinische und labordiagnostische Erfahrung
H. Wisser 2009
• Prävention
– Screening
• Diagnostik einer Erkrankung
• Prävention
– Screening
• Diagnostik einer Erkrankung
AlgorythmenAlgorythmenAllergieAutoimmunologie
STUFENDIAGNOSTIKSTUFENDIAGNOSTIKEinbeziehung der klin.Einbeziehung der klin.--therapeut. therapeut.
InformationenInformationen
• Diagnostik einer Erkrankung
– Diagnostische Algorythmen
• Kontrolle der Organ-Funktion und der Therapie
– Relfex Teste
• Medikamenten Monitoring– Pharmakogenetik
• Diagnostik einer Erkrankung
– Diagnostische Algorythmen
• Kontrolle der Organ-Funktion und der Therapie
– Relfex Teste
• Medikamenten Monitoring– Pharmakogenetik
AutoimmunologieBlutgerinnungEndokrinologieHämatologieInborn ErrorsInfektionsserologieOnkologieRisikofaktoren
History of Thromboembolism1. STEP
– Global Coagulation tests, AT III
2. STEP
– F VII, VIII, XII, XIII
ThrombophiliaThrombophilia--ScreeningScreening
• Juvenile Thrombosis (< 45a)
• Recurrent Thrombosis• Familial Thrombophilia• Before Surgery• Before Oral Contraceptives
• Juvenile Thrombosis (< 45a)
• Recurrent Thrombosis• Familial Thrombophilia• Before Surgery• Before Oral Contraceptives
– F VII, VIII, XII, XIII
– Homocysteine
– Protein C. Pathway Screen
– Antiphospholipid Screen, Lupus AK
3. STEP
– Protein C, S, APC (F V), F II
– Antiphospholipds
PITFALLS• Liver Diseases• Oral Anticoagulant Therapy• Heparin Therapy• Acute Phase Reaction• Pregnancy• Estrogen Replacement Therapy• Severe Diseases
� Automatische Zellzählung und Differentialblutbildpathologische Ergebnisse
Zellzahl: wiederholen nach 4-5 Tagenatypische Zellen
� Microskopie des Ausstriches:
HämatologieHämatologieStufendiagnostikStufendiagnostik
� Microskopie des Ausstriches:pathologische Zellen
� Facs Analyse – Immunstatus – Zelldifferentierung:Charakterisierung der ZellenKlinische Diagnose
B-Cell CLL
ROUTINE TESTS Patient Reference Range
Leucocytes (/µl) 10240 4300 - 10800
Lymphocytes (/µl) 3850 1100 - 4320
Lymphocytes (%) 38 25 - 40
Automatic Differential Blood Count
No Pathological Findings
Uric Acid (mg/dl) 13.4 2,0 - 7,0
LDH (U/l) 187 80 - 240
IMMUNE STATE
T-Lymphocytes (/µl) 2068 660 - 3655
Clinical Diagnosis:Rheumatoid Arthritis; male 43a
T-Lymphocytes (/µl) 2068 660 - 3655
T-Lymphocytes (%) 54 60 - 85
B-Lymphocytes (/µl) 1162 10 - 989
B-Lymphocytes (%) 30 7 - 23
FACS PatientReference
Ranges
CD19+/CD5+-Cells (%) 58 0 - 20
CD19+/kappa+ (%) 100 0
CD19+/lambda (%) 0 0
CD19+/CD20+ week-positive strong-positive
CD19+/CD38+ (%) 0 60 - 80
CD19+/CD23+ pos pos
B-CLL
CARDIOVASCULAR DISEASECARDIOVASCULAR DISEASEACS ACS -- Markers of PathogenesisMarkers of Pathogenesis
F. S. APPLE at al CC 2005
Evaluation and
Management of
Patients With
Suspected ACS but
without ST-Segment
Elevation on ECG
Cardiac Cardiac MarkersMarkers
Anderson et al. JACC
Vol. 50, No. 7, 2007
ACC/AHA UA/NSTEMI
Guideline Revision 2007
AMI MarkersAMI Markers
Anderson et al ACC/AHA Guideline 2007
Volume overloadVolume overloadMyocardial wall tensionMyocardial wall tension
Natriuresis Natriuresis -- DiuresisDiuresisVasodilatation Vasodilatation
Ventricular DysfunctionVentricular DysfunctionNatriuretic PeptidesNatriuretic Peptides
proANPproANP 1-126 proBNP proBNP 1-108
αααααααα--ANP ANP 9999--126126active t/2 2.5 min
NTproANP NTproANP 1-98
1-30 31-67 79-98
NTproBNP NTproBNP 1-76t/2 60-120 min
BNP BNP 77-108active t/2 20 min
Group Sensitivity%
Specificity%
Pos. PV%
Neg. PV%
Normal> 45 a
100 70 7 100
NTNT--proBNP proBNP Diagnostic ValiditiesDiagnostic Validities
> 45 a
Risk forHeart Failure
100 44 12 100
Heart Failure 100 18 39 100
Hobbs FD et al. 2002 MBJ
Natriuretische PeptideNatriuretische PeptideDiagnostik der HerzfunktionDiagnostik der Herzfunktion
Screening von kurzatmigen Patienten: BNP
normal
erhöht
Lunge
Herz
• Screening von NYHAN I Patienten• Diagnose eines Herzfehlers • Diagnose einer Dysfunktion des linken Ventrikels• Diagnose einer Ventrikel Hypertrophie• Diagnose eines essentiellen Hochdrucks• Verlaufskontrolle einer Herztherapie• Prognose eines Myocard-Infarktes
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1
Clinical Diagnosis
2 Control after
3 months
Control after
2 months
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Clinical Diagnosis
3
1 - medication 2 - T3/T4 medication 3 - Initial phase of thyreostatic therapy 4 - sec. Hyperthyreosis, hormone resistance
Schilddrüsentests bei schweren ErkrankungenSchilddrüsentests bei schweren Erkrankungen
DEMERS AND SPENCER NACB 2002
TSH und fT4 unter TherapieTSH und fT4 unter Therapie
DEMERS AND SPENCER NACB 2002
• Labor Organisation
• Analytik – Messung
• Labor Organisation
• Analytik – Messung
ANALYTIK ANALYTIK LABOR MANAGEMENTLABOR MANAGEMENT
– Instrumente
– Methoden
– Reagenzien
• Qualitätssicherung
• Ergebnisse
– Instrumente
– Methoden
– Reagenzien
• Qualitätssicherung
• Ergebnisse
All Routine MethodsReferenceMethod
± 2SD Analytical BiasAnalytical Bias
Quantity - Result
One Routine MethodOne Routine Method
R. DYBKAER 1975
Method
Glucose in Blood, Serum, Urine, CSF
SI-Unit: mmol/l
SRM917b –weighed amount
Human Patient Specimens,e.g. Blood, Serum, Urine, CSF
Manufacturer‘s Master Calibrator, Master Lot of
Higher Order Reference Procedure –e.g. Isotope Dilution - MassSpectrometry or Procedure of SimilarTrueness and Precision
Reference Procedure traceable to higher order reference procedure -e.g. Hexokinase/glucose-6-phosphate Dehydrogenase Procedure
Weighing procedure Primary reference
measurement procedure
Definition
of the measurand
Secondary reference
measurement procedure
Primary calibrator
Secondary calibrator
Manufacturer´s selected
measurement procedureManufacturer‘s
SRM917bNIST certification of SRM917b (purity)
Section 1 –External tomanufacturer, credentialing of the
Certified Reference Material
Section 2 –Internal to
manufacturer, value assignment
Calibrator, Master Lot of Product Calibrator
New Lot Commercial Product Calibrator
Procedure
Procedure applying same chemistryand equipment as routine procedure, but more precisely controlledconditions and more replicates to reduce uncertainty
Commercially available system including product reagent and calibrator lots
Routine Sample – Human Patient Specimens,e.g. Blood, Serum, Urine or CSF
RESULTGlucose in mmol/l
Manufacturer‘s
working calibrator
Manufacturer´s standing
measurement procedure
Product Calibrator
Section 3 –External to
manufacturer, End user‘s results are Traceable to Certified Reference Material
and the Reference System
End user‘s routine
measurement procedure
TraceabilityTraceability
• Harmonisierung und bessere Vergleichbarkeit der Routinemethoden
• Änderung der numerischen Werte
• Änderung der Referenzbereiche
Quantity - Result
• Änderung der Referenzbereiche
• Änderung der klinischen Entscheidungskriterien
• Einfluss auf die Patienten
• Heterophile Antikörper
- Schlecht charakterisiert
- Keine Anamnese über Therapie mit tierischen
Immunglobulinen
- H-AK multispezifisch
Interferenzen bei ImmunotestsInterferenzen bei Immunotests
- H-AK multispezifisch
- Weisen oft Aktivität des Rheumafaktors auf
• Human anti-animal antibodies
- Gut definiert
- Anamnese über Therapie mit tierischen Immunglobulinen
- AK von identer Species im Test verwendet
Antigen
Detecting antibody
Capture antibody
„….. after a 22-year-old Seattle woman underwent chemotherapy, a
hysterectomy, and a pulmonary segmental resection because of a
series of heterophile antibody induced false positive HCG test. A
court judgement awarded her $16 million.“
Issue: Saturday, June 30, 2001
Detecting antibody
Anti-animal antibody
Interference
heterophiler
Antikörper
Teststörung durch heterophile Teststörung durch heterophile AntikörperAntikörper
weibl. Pat. 67 Jahre
Pankreas Cauda Karzinom Normalwert
CA 19-9 Roche 13 0 - 72 kU/L
CA 19-9 Abbott 261 0 - 37 kU/LCA 19-9 Abbott nach Eliminierung
der heterophilen Antikörper0 - 37 kU/L11
Z.n.Z.n.
Antikörper
ANNAHMERegistration - Verteilung
Patienten Probe
DER LABORPROZESSDER LABORPROZESS
Befund
CLINICAL CHEMISTRY - HAEMATOLOGY - IMMUNOLOGYENDOCRINOLOGY – MOLECULAR BIOLOGY
Analytik Zusammenfassung der Ergebnisse
•• Kommunikation mit ÄrztenKommunikation mit Ärzten- Telephon, Fax (Hot-Line)- Transport System (Med-Log)
- Proben, Anforderungen, Befunde
- Elektronische Systeme- Labrequest - LIS – Anforderungen- Medical Net - Befunde
LABOR KOMMUNIKATIONLABOR KOMMUNIKATION
- Medical Net - Befunde- Archiv (LIS, DOCIS)
•• Kommunication im LaborKommunication im Labor- Personal - Telephone- LIS
- Verknüpfung mit Labrequest- Verknüpfung mit Automaten und Subsystemen- Zusammenfassung der Resultate zu Befund
DOCISDOCISININ
Patient IdentifikationKlinische InformationDiagnostische FrageTest Selektion
OUT
Patienten BefundTest ErgebnisseInterpretation
LISLISPatient-Probe IdentifikationProzess OptimierungOn-line Kommunikation mit Analysatoren Sammlung von Test-ErgebnissenQualitätssicherungBefund InterpretationExterne Kommunikation
SubsystemeNemoEPO-Sysmex
Processes
Conventional
Man Bound
Minutes
Modern Technologies
Minutes
Requesting 5 2
Sampling 5 5
Transport 120 120
Routine Request:Hematology (cell count)
Coagulation (global tests)
Turn Around Times (TAT)Turn Around Times (TAT)
Transport 120 120
Registration 5 - 30 5 - 10
Analytics 20 – 120 15 – 60
Reports 20 - 120 5
Routine 45 – 250 25 - 75
Coagulation (global tests)
Clinical Chemistry (10 tests)
Proteins (3 tests)
Hormones (TSH)
• Laborbefund
• Interpretation
• Laborbefund
• Interpretation
POST ANALYTIKPOST ANALYTIKInterpretation Interpretation -- BefundungBefundung
• Interpretation
• Klinischer Feedback
• Verwendung der Labordaten durch Ärzte
• Einfluss auf den Patienten
• Interpretation
• Klinischer Feedback
• Verwendung der Labordaten durch Ärzte
• Einfluss auf den Patienten
AnalyticalCV
Daily%
Weekly%
Monthly%
Na 0.6 1.4 0.8 1.3
VariabilitätVariabilitätAnalytische, biologische Streuung
K 1.0 7.8 6.7 7.3
Glucose 1.5 25.8 16.8 20.8
Creatinine 1.6 6.8 6.9 13.6
Uric acid 1.0 9.8 12.4 14.3
ALT (enzyme) 0.9 10.3 32.2 47.5
Biological variability
Analytical variability
Total
variability
CRITICAL DIFFERENCE
Vb Va Vt=(Va2+Vb2)1/2 2.77 Vt
Kritische DifferenzKritische DifferenzKlinisch relevant
Vb Va Vt=(Va2+Vb2)1/2 2.77 Vt
% % % %
2.5 3 3.9 10.8
2.5 5 5.6 15.5
2.5 10 10.3 28.5
• Genetic polymorphisms influence• Impact on pharmacodynamics
– rate of metabolism
– transporter proteins
• Interest in:– Oxidative enzymes Cytochrome P450
– Thiopurinmethlytransferase (TPMT)
Pharmacogenetics
– Thiopurinmethlytransferase (TPMT)
– Dihydropyrimidine dehydrogenase (DPD)
– Methyltetrahydrofolate reductase (MTHFR)
– Drug efflux pump P-glycoprotein (P-gp) in enterocytes
– Multiple drug resistance gene-1 (MDR-1)
• Impact on individual dosage requirements
• Legislation in Austria:– No restriction like genetic testing of diseases, since pharmacogenetic
testing prohibits adverse drug reactions
1. Cytochrome P450 enzyme-family
2. Influence on metabolism of antiepileptics (phenytoin),
antidiabetics and anticoagululans (warfarin)
3. Lower activity (30 - 3 %) in genetic polymorphism
� relative overdosage
� side effects (apraxia, bleeding)
Cytochrome P450 2C9
� side effects (apraxia, bleeding)
� reduction of dosage
Indication Gene or Genotype Effect of Genotype Clinical Directive on Label
Abacavir HIV-1 HLA-B*5701 Hypersensitivity Screening for HLA-B*5701
AzathioprineTransplantation,rheumatoid arthritis TPMT*2, TPMT*3A, and TPMT*3C Severe myelotoxicity TPMT genotyping
CarbamazepinEpilepsy, trigeminal neuralgia HLA-B*1502 Stevens–Johnson syndrome High-resolution HLA-B*1502 typing
CetuximabImclone Metastatic colorectal cancer KRAS mutations in codon 12 or 13 no treatment benefit Treatment not recommended in tumors
with KRAS mutation.
ClopidogrelAnticoagulation CYP2C19*2*3 poor metabolizers Consider alternative treatment strategies
CamptosarCancer UGT1A1*28 Diarrhea, Neutropenia Reduction in the starting dose for
Drugs with Genetic Information in Their Labels
Cancer UGT1A1*28 Diarrhea, Neutropenia Reduction in the starting dose for
homozygous for the UGT1A1*28 allele
PanitumumabAmgen Metastatic colorectal cancer KRAS mutations in codon 12 or 13 Efficacy not shown Treatment not reommended for colorectal
cancer with these mutations.
Trastuzumab (Herceptin)breast cancer, HER2 expression Efficacy: “Detection of HER2 Overexpression of HER 2 is necessary for
metastatic gastric cancer selection of patients herceptin therapy
WarfarinVenous thrombosis CYP2C9*2*3 and VKORC1 variants Bleeding complications Therapeutic Doses Based on CYP2C9 and
VKORC1 Genotypes.
TPMT = thiopurine methyltransferase,
UGT1A1 UDP = glucuronosyltransferase 1 family polypeptide A1
VKORC1 = vitamin K epoxide reductase complex subunit 1.K.L. Hudson, NEJM 2011: 365, 1033
10 QUALITÄTSKRITERIEN10 QUALITÄTSKRITERIEN
1. Telefonische Übermittlung kritischer Werte2. Interpretation von Laborresultaten3. Kommunikation mit Partnern (Ärzte, Patienten, ivd-Industrie)
betreffend neuer labordiagnostischer Tests4. Diagnostische Empfehlungen über den sinnvollen Einsatz von
Labortests anwenden und kommunizieren
5. “Alte, überholte” Tests nicht anbieten6. Analytik und Kalibration nach internationalen Richtlinien auf
neuestem Standard7. Dokumentation der Analytik, Qualitätssicherung und von Meßfehlern8. Konstanz der Analytik über längeren Zeitraum (Immunoassays):
HbA1c, Tumormarker, Hormone, Medikamente, Serologie
9. Vergleich der POCT Resultate mit Resultaten der Labortechniken10. Kritische Evaluierung neuer Labortests vor deren Einführung
ADULTADULT
INFANTINFANT
ELDERLYELDERLY
♦Diagnostische Strategien♦Bedürfnisse der Ärzte und Patienten♦Exzellente Analytik ♦Neue Techniken♦Erweiterung der Kompetenz der Mitarbeiter♦Einbeziehung des med. klin. Wissens♦
Focus auf ...Focus auf ...
♦Einbeziehung des med. klin. Wissens♦Kommunikation mit Klinikern und Patienten
...führt zur QUALITÄT des...führt zur QUALITÄT desMEDIZINISCH DIAGNOSTISCHEN LABORS MEDIZINISCH DIAGNOSTISCHEN LABORS
und zuund zuVERTRAUEN von den ÄrztenVERTRAUEN von den Ärzten