Biológiai variabilitás szerepe

Biológiai variabilitás szerepe a laboratóriumi munka során dr. Bekő Gabriella Semmelweis Egyetem, Laboratóriumi Medicina Intézet Központi Laboratórium Budapest, 2011. május 31. Bio-Rad Szimpózium

Biológiai variabilitás Az élő szervezetek azon tulajdonsága, hogy egy faj egyedei egymástól bizonyos tulajdonságokban (pl. testsúly), genetikai és környezeti okokból különböznek egyedek közötti variabilitás Inter-Individual Időbeli változás adott egyedben egyedi variabilitás Intra-Invidual

Egyedek közötti (Interindividuális vagy between-subject ) biológiai variabilitás Differences in concentration of the components of biologic fluids among persons Egyes laborparaméterek különböző egyének Egyes laborparaméterek különböző egyének közti eltérő koncentrációja

Egyeden belüli (intraindividuális vagy within-subject) biológiai variabilitás Fluctuation of the concentration of blody fluid components around the setting point Egy egyénben az adott laborparaméter Egy egyénben az adott laborparaméter koncentrációjának ingadozása a kiindulási ponthoz képest

Dr Callum G Fraser 2006

Preanalitikai eltérésekért felelős tényezők 1. Biológiai variabilitás 2. Környezeti tényezők 3. Beteg előkészítése 4. Mintavétel 5. Mintakezelés 6. Betegazonosítás kérdése 7. Feldolgozás

Interindividuális variabilitás Életkor Nem Rassz Tápláltság Terhesség

Intraindividuális variabilitás Napszaki ingadozás Reggel a maximális ACTH 200% Adrenalin 20% Renin 140% Hemoglobin 20% Noradrenalin 120% Hematokrit 20% Prolaktin 100% Leukocitaszám 20% Aldoszteron 80% Fehérje 20% Kortizol 50% Tiroxin (T4) 20% Tesztoszteron 50% Bilirubin 20% Délben a maximális Vas 100% Kálium 15% Eozinofil granulocitaszám 30% Este a maximális Húgysav 50% Savas foszfatáz 200% TSH 50% CK 100% Diurnális ritmus 3 hónapos kor körül alakul ki

Különböző hormonok szekréciójának napszaki ritmusa Kortisol csúcs-értékek reggel 8 óra körül, minimum-értékek éjfélkor A GH elválasztás éjjel, alvás alatt emelkedik, (a délutáni emelkedett értékek szintén alvás alatt mért hormonszintek). A GH elválasztás pulzatilis jellege miatt a reggeli órákban egy alkalommal mért GH szint diagnosztikus értéke kicsi.

Havi ingadozás (menstruációs ciklus) LH, FSH, progeszteron Szezonális ingadozás vitamin D vagy koleszterin, HbA1c

Az intraindividuális variabilitás további okai Diéta, rendszeres testedzés Betegség, gyógyszeres kezelés Stresszhatás (pl. renin aktivitás, catecholaminok) Homeosztázis Tényezői: - vízterek - ph - ionösszetétel - ozmotikus nyomás - állandó testhőmérséklet - redox-rendszer

Characteristic of a method (Módszer jellemzője) Type of error (A hiba fajtája) Measurement / Expression (Hogyan jelenik meg méréseinkben?) Trueness (Valódiság) Imprecision (Precizitás) Characteristic of a measurement (Mérés jellemzője) Accuracy (Pontosság) Systematic Error (Szisztémás hiba) Random Error (Random hiba) Total Error (Mérési hiba) Bias (Torzítás) SD, CV% Uncertainty of measurement (Mérési bizonytalanság) Trueness and Precision (Imprecision), consequently also Total Error, are intrinsic characteristics of all analytic method.

Megbízható teljesítmény tényezői Total variability (V T ) Analitical variability (V A ) Biological variability Intra-individual (V W ) Inter-Individual (V G )

Intra- és interindividuális variabilitás becslése 1. Mintagyűjtés bizonyítottan egészséges önkéntesektől (több időpontban) 2. Mintavétel ideje, módja tervezett a minták előírt szállítása, tárolása a meghatározásig 3. A mintákat egyszerre mérjük egyidejű analitikai variabilitás kontrolok segítségével, vagy párhuzamosan mért mintákkal 4. Az intra- és interindividuális variabilitás kapott értékek variancia analízisével (ANOVA) (kieső mintát vagy személyt kihagyják a számolásból)

Miként kalkulálunk a biológiai variabilitás ismeretében? CV A (%) < 0.5*CV W B (%) < 0.25*(CV W2 + CV G2 ) 1/2 TE (%) < 1.65*CV A (%)+ B(%) CV A CV W CV G B TE = desirable goal for imprecision, random hiba = within-subject biologic variation, intra-individuális = between-subject biologic variation, inter-individuális = desirable specification for inaccuracy (bias), szisztémás hiba = desirable specification for allowable total error

Eredmények és referenciák (adatbázis, 2010 frissítés) 319 analit 201 közlemény 182 szerző (>15 országból) 59 féle újságban Referenciák: http:// www. Westgard.com/biodatabase1.htm http:// www. seqc.es/es/sociedad/51/102

Megbízható teljesítmény célértékei a biológiai variabilitás figyelembevételével Total variability (V T ) Analitical variability (V A ) Biological variability VT = (V W2 + VA 2 ) ha VA = 0.5 VW VT = 1.12 VW Intra-individual (V W ) Analytical goal Analitikai cél Added variability Hozzáadott var. Inter-Individual (V G ) Quality level Minőség köv. CV A 0.75 CV W 25% Minimum CV A 0.50 CV W 12% Desirable CV A 0.25 CV W 3% Optimum

Biológiai variabilitás és a számolt analitikai célértékek Biological variation Optimum goal for Imprecision Desirable goal for Imprecision Minimum goal for Imprecision CV W (%) CV A (%) CV A (%) CV A (%) S-Sodium 0.7 0.2 0.4 0.6 S-Calcium 1.9 0.5 1.0 1.4 S-Triglyceride 21.0 5.2 10.5 15.8 S-Creatine kinase 22.8 5.7 11.4 17.1 S-Folat 24.0 6.0 12.0 18.0 See more: http://www.westgard.com/guest26.htm

DIAGNOSZTIKAI BIZONYTALANSÁG (D) Kritikus differencia (CD) Reference Change Value (RCV) Az analitikai fázissal összefüggő MÉRÉSI BIZONYTALANSÁG és a BIOLÓGIAI VARIABILITÁSBÓL SZÁRMAZÓ BIZONYTALANSÁG: klinikai döntést befolyásoló, a klinikailag szignifikáns eltérések becslésében, eredmények interpretálásában nyújt segítséget 2 D vagy CD = 196, 2 ( anal. VK% + biol. VK% Change > RCV = 196, 2 + 1,96 95% valószínűséget jelöl, 2 2 minta Feltételezzük: Preanalitikai hiba elhanyagolható ~0, Bias nem változik azonos mérőmódszer 2 2 CV A CVW http://www.westgard.com/guest26.htm 2 )

Analyte Biological variation Desirable specification CV W CV G I(%) B(%) TE(%) S- Calcium 1.9 2.8 1.0 0.8 2.4 S- Folate 24.0 73.0 12.0 19.2 39.0 http://www.westgard.com/biodatabase1.htm

Szérum Kalcium Target±SD: 2,15±0,09 mmol/l Target±SD: 3,26±0,13 mmoll/l Elvárt: RCV = 2 1. 96 2 ( 10, % + 19, % ) = 6, 0% 2

Szérum Kalcium Target±SD: 2,15±0,09 mmol/l Target±SD: 3,26±0,13 mmoll/l Elérhető: RCV= 2 1. 96 2 ( 2, 5% + 19, % ) = 8, 9% 2

Analyte Biological variation Desirable specification CVw CVg I(%) B(%) TE(%) S- Calcium 1.9 2.8 1.0 0.8 2.4 S- Folate 24.0 73.0 12.0 19.2 39.0 http://www.westgard.com/biodatabase1.htm

Folsav RCV 2 2 = 1. 96 2 ( 6. 0% + 24, 0% ) = 74, 4%

Within-subject biological variation in disease C Ricós, N Iglesias: Within-subject biological variation in disease: collated data and clinical consequences Ann Clin Biochem 2007;44:343-352

RCV 2 2 = 1. 96 2 ( 6% + 44, 9% ) = 125, 5%

Individualitás index (II azaz Index-of-individuality) II = CV CV W G vagy CV 2 W CV + CV G 2 A Ha II < 0,6, akkor Nagy (inter)individualitás A referencia tartomány korlátozottan használható, helyette RCV Ha II > 1, akkor Kicsi (inter)individualitás A referencia tartomány jobban használható Legjobb: II > 1,4

Individualitás index (II azaz Index-of-individuality) II = CV CV W G Alacsony index érték: nagy individualitás RCV-t kell használni II creatinine = 0, 33 < 0, 6 Magas index érték: kicsi individualitás referencia tartomány használható II iron = 114, > 1

Laborparamétereink Individuális Indexe Analyte CVw/CVb Analyte CVw/CVb Iron, total 1.14 CK 0.57 Acid Phosph. 1.11 Magnesium 0.56 Ferritin 1.10 Triglycerides 0.56 Estradiol 0.93 LH 0.52 Phosphate 0.90 Uric acid 0.50 Potassium 0.86 TT4 0.50 Bilirubin 0.84 LDH 0.45 Chloride 0.80 Testosterone 0.41 Albumin 0.74 Cholesterol 0.39 TSH 0.72 Creatinine 0.33 Sodium 0.70 α-amylase 0.32 Calcium 0.68 FSH 0.32 Protein 0.68 CA 125 0.29 Urea 0.67 CA 19-9 0.26 AST 0.66 Alk. Phosph. 0.26 Glucose 0.64 PSA (t) 0.19 ft4 0.62 CEA 0.17 TT3 0.60 PRL 0.11 ALT 0.58

Monitorozás vs. diagnózis Nagy interindividuális variabilitás Kis interindividuális variabilitás Analit CV W CV G Creatinine 4,9 18,2 Cystatin-C 13,3 8,1

Autovalidálás Elméleti alapok (Cembrowsky és Carey) Delta chek bevezetése beteg laboratóriumi eredményeiben bekövetkező változás - Ha a delta érték kicsi a beteg állapota stabil - Ha a delta érték nagy, illetve nagyobb mint egy előre definiált határérték delta-check hiba A delta-check hiba oka: - a beteg állapotában bekövetkező klinikai változás - mintával kapcsolatos hiba

Delta check kritikus differencia figyelése (P 0,05) (P 0,01)

Ismert Z-score-ok

Delta check kritikus differencia figyelése (P 0,05) (P 0,01)

Köszönöm a megtisztelő figyelmet!