DAS MEDIZINISCHE LABORINSTITUT ALS ZENTRUM … · 2012-11-23 · – Protein C. Pathway Screen ......

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


AlgorythmenAlgorythmenAllergieAutoimmunologie

STUFENDIAGNOSTIKSTUFENDIAGNOSTIKEinbeziehung der klin.Einbeziehung der klin.--therapeut. therapeut.

InformationenInformationen


– Diagnostische Algorythmen

• Kontrolle der Organ-Funktion und der Therapie

– Relfex Teste

• Medikamenten Monitoring– Pharmakogenetik


– 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


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


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


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

DAS MEDIZINISCHE LABORINSTITUT ALS ZENTRUM … · 2012-11-23 · – Protein C. Pathway Screen ......

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