Labordiagnostik

Labordiagnostik
Arten von diagnostischen
Labortesten
• Nachweis einer Akut-Phase Reaktion
• Testung von Organ - und/oder System funktionen
• Nachweis von Markern der
Zellzerstörung
• Nachweis abnormaler Substanzen
• Nachweis von Antikörpern
• Molekulare Methoden (PCR)
X
Was ist normal ?
• Bei Nachweis von Substanzen im Serum
– Mittelwert +/- 2s
– Medianwert +/- 95% Percentile
• Bei serologischen Testen
– Positiv - negativ
– IgM - IgG
– Titer
• Bei PCR - Testen
– Positiv - negativ
– Quantitativ (Real time PCR)
X
Normalwerte von Laborbefunden
Normalverteilung
Keine Normalverteilung
Cut-off
Mittelwert
Median
95%
2,5%
Normalbereich
- 2s
+ 2s
95%
Normalbereich
2,5%
Percentile
X
Beurteilung von „Normalwerten“
• Statistisch gesehen, müssen 5% der gemessenen
Werte bei Normalpersonen ausserhalb des
„Normalbereichs“ sein (2,5% darunter, 2,5% darüber)
• Bei Durchführung vieler Teste gleichzeitig ist die
Wahrscheinlichkeit, dass ein Test „abnormal“ ist,
sehr hoch
• Die meisten Normalwerte sind alters- und/oder
geschlechtsabhängig
Unterer Grenzwert von
Hämoglobin
Männer
Frauen
WHO
13,0 g/dl
12,0 g/dl
Williams/Beutler
14,0 g/dl
12,3 g/dl
Wintrobe
13,2 g/dl
11,6 g/dl
Hoffmann
13,5 g/dl
12,0 g/dl
Normalwerte von Hämoglobin in
Laboratorien in Wien und NÖ
WHO (unterer Normalwert)
12 Labor
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
10 11
w
12
m
13
14
15
Hb g/dl
16
17
18
19
20
Mittlere Hämoglobinwerte bei Männern und
Frauen abhängig vom Alter (Beutler, 2006)
16
15,5
15
14,5
Männer
Frauen
14
13,5
13
12,5
12
20-29
30-39
40-49
50-59
60-69
70-79
80+
Unterer Grenzwert von Hämoglobin
nach Alter und Geschlecht (Beutler
2006)
Population
Alter
Männer
20 - 59
Hämoglobin
13,7
1.5
Frauen
20 - 49
12,2
Männer
60 +
13.2
Frauen
50 +
12,2
1.0
Normalwerte in Subpopulationen
• „ Normalwerte“ höher
– Raucher
– Seehöhe (Abhängig von der Höhe)
• „ Normalwerte“ niedriger
– Schwangere
• Wenig Einfluß
– Alter (bei Frauen)
Einfluss von Seehöhe und Rauchen
auf den Hämoglobinwert
Seehöhe (m)
Männer
Frauen
1829 - 2133
+ 0,4 g/dl
+ 0,8 g/dl
2134 - 2438
+ 0,5 g/dl
+ 1,4 g/dl
2438 - 2743
+ 1,1 g/dl
+ 1,6 g/dl
Rauchen
10 - 20 / Tag
20 - 40
> 40 /Tag
+ 0,3 g/dl
+ 0,5 g/dl
+ 0,7 g/dl
Hämoglobinwerte bei
Schwangeren
14,0
13,0
Mit Eisentherapie
12,0
Hb 11,0
10,0
Ohne Eisentherapie
9,0
8,0
0
12
16
20
24
28
32
Schwangerschaftswoche
36
40
X
Cut - off Werte
• Bei bestimmten Krankheiten werden
bestimmte Grenzwerte festgesetzt, die
„Positivität“ definieren (muss nicht mit
Normalwert übereinstimmen)
• Troponin
• Dimer
• Natriuretisches P.
3s ( = 99%= positiv)
> 500 (positiv)
< 50 (Ausschluss)
Receiver-operating-characteristic curve (ROC) für
verschiedene Spiegel von natriuretischem Peptid B
Cut off Punkt
Negativer
Voraussagewert
From: Maisel AS et al, N Engl J Med 2002; 347: 161
Kritische Werte = (sofortiges)
Eingreifen nötig
• Kalium
< 2,8
> 6 mmol/l
• Natrium
< 120
>160 mmol
• Kalzium
über Normalwert
• Hämoglobin
< 8 g/dl
• Thrombozyten
< 10,000 / ul
• Troponin
• Blutzucker
> 18,5
> 99%
< 40
>450 mg/dl
X
1. Akute - Phasenreaktion
Gabay et al. NEJM 1999, 340: 448
X
Definition (1)
• Veränderungen von Plasmaproteinen
(Anstieg oder Verminderung)
• Physiologische, biochemische und andere
Veränderungen
hervorgerufen durch
Infektion, Trauma, Operation, Verbrennung,
Gewebsinfarkt, Immunreaktionen,
fortgeschrittene Tumoren
X
Definition (Forts)
• Ähnliche, aber weniger ausgeprägte
Veränderungen nach schwerer
Anstrengung, Hitzschlag und Geburt
• Minimale Veränderungen nach
psychologischem Stress
X
Definition (2)
•
Alarmplan (SOP - Standardized Operating Procedures) des
Körpers im Falle von Katastrophen (Fremdinvasion, andere
unerwünschte Ereignisse)
•
Umfaßt alle Maßnahmen, die geeignet sind, den Schaden zu
begrenzen
•
Funktioniert meistens, aber nicht immer. Oft machtlos gegen
neue Bedrohungen
•
Manchmal überschiessend, dann selbst krankmachend
(Systemic Inflammotory Response Syndrome, SIRS)
Veränderungen der Proteine
Allgemeines
• Akut-Phase Proteine (APP) sind definiert
durch mindestens 25% Anstieg oder Abfall
nach Infektion
• Die meisten Proteine steigen an (positive
APP, andere fallen ab (negative APP)
• Das Ausmaß des Anstiegs oder Abfalls ist
unterschiedlich
• Das Muster der Reaktion ist nicht immer
gleich
X
Akut-Phasen Proteine, die
ansteigen (auszugsweise)
• Komplementfaktoren
– C3, C4, C1-Inhibitor, C4 Bindungsprotein
• Gerinnungs und Fibrinolysefaktoren
– Fibrinogen, Protein S, Plasminogenaktivator
Inhibitor (PAI)
• Antiproteasen
• Transportproteine
– Haptoglobin, Coeruloplasmin
X
Blutsenkungsreaktion (BSR)
als Akut-Phasentest
• Einfachster und billigster Labortest
• Relativ gute Sensitivität, völlig unspezifisch
• Beschleunigte BSR
– Erhöhtes Fibrinogen (akute Phase)
– Erhöhte Gammaglobuline (z.B. Myelom)
– Anämie
• Verminderte BSR
– Vermindertes Fibrinogen, Polyglobulie
X
X
BSR (Blutsenkungsreaktion)
100 /Stunde
Nor
mal
0
1 St.
Erhöht
Akut-Phasen Proteine, die
ansteigen (auszugsweise)
• Entzündungsproteine
– C-reaktives Protein (CRP)
• Andere
– G-CSF
– Ferritin
– Alpha 1 saures Protein
X
Akute Phasen Proteine, die abfallen
(auszugsweise)
•
•
•
•
Albumin
Transferrin
Thyroxin - bindendes Protein
Faktor XII
X
X
Andere Akut-Phasen Reaktionen
• Neuroendokrin
– Fieber, Benommenheit, Anorexie
• Hämatologisch
– Anämie, Leukozytose, Thrombozytose
• Metabolisch
– Gewichtsabnahme
• Nicht - Proteinveränderungen
– Serumeisen vermindert, Serum Kupfer
erhöht
Diagnostische Bedeutung der AkutPhasenreaktion (1)
• Alarmzeichen = Es findet im Körper ein
Prozess statt, der zur Akut-Phasen
Reaktion führt
• Beurteilung der Schwere des Prozesses
(z.B. Infektion) (in limitiertem Ausmaß)
• Beurteilung des Spontanverlaufs oder
der Wirkung der Therapie
• Praktisch verwendet: CRP (Fibrinogen)
X
Akutphasenproteine nach einem moderaten
entzündlichen Stimulus
CRP
Fibrinogen
From: Gabay C et al, N Engl J Med 1999; 340: 448
X
Diagnostische Bedeutung der AkutPhasenreaktion (2)
• Berücksichtigung bei der Labordiagnostik vieler Erkrankungen
(Verfälschung der Befunde)
– Schilddrüsentests
– Gerinnungsfaktoren und Inhibitoren
– Haptoglobin
– Transferrin
Brauchbare Diagnostik oft erst nach Abklingen
der Akut-Phasen Reaktion möglich
X
2. Testung von
Organfunktionen
Testung von Organfunktionen
• Im steady - state Zustand
• Belastungstests
X
Herzfunktion
• Apparativ
– Belastungs EKG
– Echokardiogramm
– andere
• Laborteste
– Natriuretisches Peptid B (Erhöhung sehr
sensitiv auf Herzinsuffizienz)
X
Testung der Leberfunktion
• Fähigkeit zur Eiweißsynthese
– Albumin, (Präalbumin)
– Cholinesterase
– Gerinnungsfaktoren und Inhibitoren
– Andere Proteine
• Fähigkeit zur Exkretion
– Bilirubin
X
Testung der Nierenfunktion
• Labortests
– Glomeruläre Funktionen
• Kreatinin, BUN, Clearence, Eiweissausscheidung
– Tubuläre Funktionen
• Wasserkonzentrationsfähigkeit
• Rückresorption von Substanzen
• Apparative Teste
– Szintigraphie
X
Testung der Organ (System) - funktion
(andere Organe)
• Pankreas (exokrin) Stuhlelastase
• Immunsystem
Serum- Immunglobuline
T- Zellen (T4/T8)
• Erythropoese
Retikulozyten
• Blutgerinnung
Gerinnungsfaktoren
• Endokrine Organe Hormonspiegel
• Muskel
Klinisch
• Knochen
Knochendichte
X
3. Marker der Zellzerstörung
X
Marker der Zellzerstörung (1)
• Herzmuskel
Troponin, CPK, GOT,
LDH
• Lunge:
(LDH)
• Niere
Hämaturie, Proteinurie
• Leberzelle
GPT, GOT
• Pankreas (exokrin) Lipase, Amylase
• Erythrozyten:
LDH
X
Marker der Zellzerstörung (2)
• Muskel
• Knochen
CPK, Myoglobin,
LDH
GOT
Kalzium, Hydroxyproline
Deoxypyrinoline (Harn)
Telopeptide
Keine Marker der
Zellzerstörung verfügbar
• Thrombozyten, Leukozyten
• Schilddrüse
• Endokrines Pankreas
• Magen, Darm
• Gefässe
X
4. Nachweis abnormaler
Substanzen
• Eiweiss
– Paraprotein
– Alpha 1 Fötoprotein
– Tumormarker
• Abnormale Stoffwechselprodukte
– Porphyrine
X
X
5. Nachweis von Antikörpern
• Infektionskrankheiten
– Am besten bei Viruserkrankungen
– Seltener bei bakteriellen Erkrankungen
• Autoimmunerkrankungen
– Nachweis von Immunglobulinen oder Komplement
auf Zellen ( z. B. Ery, Gefässe)
– Nachweis von von spezifischen Antikörpern im
Serum
X
Spezielle Probleme bei der
Diagnostik von Infektionskrankheiten
durch serologische Teste
• Mehr oder weniger lange Latenzzeit vom Beginn der
Infektion zum positiven Test (Diagnostisches Fenster)
– besonders lang bei Hepatitis C
• Unterscheidung zwischen „alter“ und rezenter
Infektion
– Nur IgM Antikörper für rezente Infektion beweisend.
• Unspezifische Reaktionen
• Krankheit oft schon vorbei, wenn Test einlangt
Diagnostik viraler Infektionen
Inkubation
Antigen
PCR
Antikörper ( KBR, ELISA)
HAV
AK
(IgM)
(EBV)
(HBV)
HCV
HIV
Zeit
Infektion
Symptome
Diagnostisches Fenster
Antikörperteste zur
Diagnose von Infektionskrankheiten
• Viruserkrankungen
–
–
–
–
EBV
CMV
HIV
Hepatitis
• Andere Erreger.
–
–
–
–
–
–
Typhus
Yersinien
Brucellose
Leptospirosen
Borrelien
Lues
X
6. Molekulare Methoden
(PCR)
• Infektionen
– Viren : HIV, Hepatitis, CMV
• Maligne Erkrankungen
– Klonalität
– Fusionsproteine
– Überexpression von Genen
• Genetische Defekte
– Viele
X
Ende