DGKL 2015_PCT_Poster_2015-10-14 final

Vergleich von zwei automatisierten
Methoden für die Bestimmung des
Procalcitonins
Martina Zogbaum (1), A. Graf (2), T. Demant (1)
Institut für Klinische Chemie und Labormedizin (1), II. Medizinische Klinik (2)
Städtisches Krankenhaus Dresden-Friedrichstadt
Dresden
www. klinikum-dresden.de 1
Abstract:
Comparison of two automated methods for Procalcitonin determination
Background: Procalcitonin (PCT) is commonly used for diagnosis and therapeutic monitoring of bacterial sepsis. We
evaluated a new PCT assay which was run on an integrated serum platform and compared with an established PCT assay on a
stand-alone immunoanalyzer.
Methods: Serum samples of 140 patients from different wards of a tertiary care hospital were analyzed using a new
turbidimetric PCT test (A) (Diazym) on an integrated serum analysis system (Cobas, Roche) and a chemiluminescence
immunoassay (CLIA) for PCT (B) (Brahms) on an immunoanalyzer (Liaison, DiaSorin). For both methods coefficients of
variance (CVs) were determined at different PCT concentrations and a linear regression analysis was performed (PassingBablock). Some of the discrepant results were clinically evaluated in retrospect.
Results: Interassay CVs were determined for PCT test (A) as 8.2 % at 1.22 ng/ml and 8,2 % at 13,4 ng/ml and for PCT test (B)
as 7,7 % at 1.38 ng/ml and 10,6 % at 38.9 ng/ml, respectively. Linear regression analysis showed a good agreement of
methods with a correlation coefficient r = 0.945 (slope: 0.988, intercept: -0.099). In 44% of cases PCT was below the
reference limit of 0.5 ng/ml in both assays, in 42% values were in acceptable agreement (relat. Difference < ± 30%, absol.
difference < 2 ng/ml). In the absence of a reference procedure for PCT discrepant PCT results from the remaining patients
were evaluated on the basis of medical records. It turned out that at times both PCT tests generate clinically dubious results.
Conclusions: The new turbidimetric PCT test (A) is useful for the diagnosis and therapeutic control of septic patients. It also
improves laboratory efficiency when applied on an integrated serum analysis platform.
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1. Hintergrund
Die Bestimmung von Procalcitonin (PCT) hat sich für die Diagnose, Verlaufsbeurteilung und Therapie-kontrolle bakterieller
Infektionen mit systemischer Entzündungsreaktion bewährt. PCT-Werte können differenzialdiagnostische Hinweise bei
unklaren Erkrankungen mit Fieber geben sowie bei der Überwachung und dem Monitoring kritisch kranker Patienten
nützlich sein [1].
Die Konzentration von PCT liegt im Serum gesunder Personen meist unterhalb der Nachweisgrenze der Tests. Bei
Infektionen durch Bakterien, Protozoen oder Pilze wird das PCT-Gen außerhalb der Schilddrüse in der Leber und anderen
Geweben exprimiert und PCT steigt im Serum als Hinweis auf eine akute Infektion über den Normalbereich von 0,5 ng/ml
an. Die Höhe des PCT-Wertes ist von Schwere und Ausmaß der systemischen Entzündungsreaktion abhängig. Die seit
vielen Jahren für die Bestimmung des PCT verwendete
Chemilumineszenz-Methode (CLIA) sollte mit einer neu
entwickelten immunturbidimetrischen Methode verglichen und klinisch evaluiert werden.
3
2. Methoden
Ein neuer PCT-Test (Diazyme, Diasys; Test PCT-A) wurde uns für eine klinische Erprobung zur Verfügung gestellt [2]. Dazu
wurde er auf einem integrierten Serumanalyse-System (cobas 6000, Roche) installiert und mit der im Labor etablierten
PCT-Methode (Brahms, ThermoFisher ; Test PCT-B) auf einem Stand-alone- Analysengerät (Liaison, DiaSorin) verglichen.
Bei der zu erprobenden Methode (PCT-A) handelt es sich um einen latexverstärkten immunturbidimetrischen Test, die
routinemäßig genutzte PCT-Methode (PCT-B) arbeitet nach dem CLIA-Verfahren .
In 140 Serumproben von Patienten verschiedener Stationen eines Krankenhauses der Schwerpunkt-versorgung wurden
PCT-Werte mit den beiden oben genannten Tests parallel gemessen.
Für beide Methoden wurden die Impräzisionen von-Tag-zu Tag in unterschiedlichen Konzentrations-bereichen sowie die
seriellen Impräzisionen bestimmt. Eine lineare Regressionsanalyse (Methodenvergleich nach Passing-Bablock ) wurde
durchgeführt . Diskrepante Werte wurden retrospektiv klinisch bewertet.
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2. 2 Reagenzien, Kalibratoren, Kontrollen, statistische Methoden
Diazyme Laboratories (Methode A):
- Diazyme Procalcitonin Assay, REF DZ558A-K, Lot PC0041400301, verw. bis 2015-12
- Procalcitonin Calibrator Set, REF DZ558A-CAL, Lot PCS001140-10-01, verw. bis 2015-09
- Procalcitonin Control Set, REF DZ558A-CON, Lot PCC002140-02-01, verw. bis 2016-01
Thermofisher Scientific, B.R.A.H.M.S. GmbH (Methode B):
- Liaison PCT Reagenz, REF BH 318.101, Lot 440171, verw. bis 30/08/2015
- Liaison Kalibrator low/ high, REF 319.120, Lot PCOD4172/ 172, verw. bis 21/05/2015
- Liaison PCT Kontrollen low/ high, REF 319.121/122, Lot 325190, verw. bis 09/04/2015
Statistische Methoden:
- Methodenvergleich nach Passing-Bablock: Beschreibende Statistik und Regeressions- und Correlationsanalyse; EVAPAK for Windows,
Version 3.0.2.
- Excel-Tool Passing-Bablok (PB) Regression mit CUSUM Test
5
2.3 Cut-off Werte und Beurteilung von PCT-Werten
PCT (ng/ml)
< 0,5
Diagnosekategorien
Eine systemische Infektion ist unwahrscheinlich, eine lokale bakterielle Infektion ist möglich.
≥ 0,5 und < 2,0
Eine systemische Infektion (Sepsis) ist möglich, aber auch andere Ursachen z.B. Polytraumata,
Verbrennungen.
≥ 2,0 und < 10,0
Eine systemische Infektion ist wahrscheinlich, außer es liegt eine andere bekannte Ursache vor.
≥ 10,0
Ursache ist nahezu ausschließlich ein schwerer bakterieller bzw. septischer Schock.
Tab.1: Diagnosekategorien (siehe ACCP/SCCM Consensus Conference Committee, 1992 [3])
6
3. Ergebnisse
3.1 Impräzision der PCT- Tests
PCT
Kontrolle
N
Zielwert
(Kontrollbereich
(ng/ml)
Mittelwert
(ng/ml)
± SD
InterassayImpräzision
VK (%)
PatientenSerum
N
Messwert
(ng/ml)
Mittelwert
(ng/ml)
± SD
IntraassayImpräzision
VK (%)
PCT-A, 1
21
1,19 (0,95-1,43)
1,22 ± 0,100
8,2
Serum 1 (PCT-A)
10
0,86
0,84 ± 0,0865
10,3
PCT-A, 2
21
14,4 (11,5-17,3)
13,4 ± 1,099
8,2
Serum 2 (PCT-B)
10
0,92
0,86 ± 0,0456
5,3
PCT-B, 1
23
1,44 (0,82-2,06)
1,38± 0,106
7,7
Funktionelle Sensitivität (VK<20%):
PCT-B, 2
23
35,6 (24,8-46,4)
38,9 ± 4,123
10,6
PCT-A < 0,30 ng/ml, PCT-B < 0,10 ng/ml (Beipackzettel, DiaSorin)
Tab. 2: Impräzision von Tag zu Tag (links) und serielle Impräzision und funktionelle Sensitivität (rechts). – A = Immunturbidimetrische Methode
(Diazyme, Cobas 6000), B = CLIA-Methode (Brahms, Liaison); VK= Variationskoeffizient, SD= Standardabweichung
Zur Ermittlung der funktionellen Sensitivität wurde ein Präzisionsprofil für den immunturbidimetrischen PCT- Test (Methode A)
bei 3 verschiedenen Konzentrationen (ca. 0,1 ng/ml, 0,5 ng/l und 0,9 ng/ml) erstellt und die Variationskoeffizienten bestimmt.
Die funktionelle Sensitivität für den Chemilumineszenz- Immunoassay (Methode B) wurde dem Beipackzettel der Fa. DiaSorin
entnommen. (Tab.2).
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3.2. Ergebnisse des Methodenvergleichs
Tab. 3: Methodenvergleich - Beschreibende Statistik
Der Methodenvergleich (Abb.1) zeigt, dass zwischen den
beiden PCT-Methoden ein linearer Zusammenhang besteht
(r= 0,945).
Die Regressionsgleichung lautet:
PCT-A (ng/ml)= 0,988 x PCT-B (ng/ml) – 0.099 (ng/ml)
Methode
(Gerät)
PCT-A
(Cobas 6000)
PCT-B
(Liaison)
Anzahl der Messwerte
140
140
Mittelwert (ng/ml)
5,50
4,45
Standardabw. (ng/ml)
19,4
15,3
Median (ng/ml)
0,47
0,48
Q1= 1. Quartile (ng/ml)
0,01
< 0,1
Q3= 3. Quartile (ng/ml)
2,44
1,61
Min-Wert (ng/ml)
0,00
< 0,1
Max-Wert (ng/ml)
176
144
8
Abb. 1: Methodenvergleich nach Passing -Bablock
PCT-B, Gerät: Liaison
PCT-A, Gerät: cobas 6000
N =140
PCT-A (ng/ml)
PCT-A (ng/ml)
p > 0,2
PCT-B (ng/ml)
PCT-B (ng/ml)
9
3.4. Klinische Bewertung
Tab. 4: PCT-A (ng/ml) PCT-B (ng/ml) Diff. (ng/ml)
Gruppe
1
2a
2b
3
< 0,5
< 0,5
> 0,5
> 0,5
< 0,5
> 0,5
< 0,5
> 0,5
< 2,0
< 2,0
< 2,0
4a
4b
> 0,5
> 0,5
> 0,5
> 0,5
> 2,0
> 2,0
Abw.(%)
< +/- 20%
> +/- 20%
Anzahl
Anteil (%)
N=140
62
10
9
40
44,3%
7,1%
6,4%
28,6%
4
15
2,9%
10,7%
Tab. 4:
76 % der Untersuchungsergebnisse
zeigten keine klinisch relevanten
Unterschiede, davon: 44 % konkordant
normal (Gruppe 1) und 31 % konkordant
pathologisch mit geringen Unterschieden
(Gruppen 3, 4a).
Tab. 5:
Gruppe
2a
2a
2a
2b
2b
3
3
4b
4b
4b
4b
4b
4b
4b
4b
4b
4b
4b
LNR
Pat.
Diagnosen
87
121
134
11
88
9
81
126
99
48
35
105
75
71
10
123
23
93
L.C.
R.P.
B.H.
K.E.
G.R.
R.G.
M.K.
P.S.
R.P.
H.D.
L.G.
N.M.
S.J.
K.M.
F.G.
T.M.
S.R.
G.L.
Harnwegsinfekt
Lymphom, keine Sepsis
Polyangitis, keine Sepsis
Pneumonie, Harnwegsinfekt
Peritonelsarkomatose
Peritonitis, Anastomoseninsuff.
Cholezystitis, Blutungsanämie
CMV-Infektion
Lymphom
COPD, Bronchiektasien
Diszitis, Sepsis
alkohol. Leberversagen
SIRS, Sepsis
mesent. Ischemie, keine Sepsis
Sepsis mit unklarem fokus
rezid. Urosepsis
Sepsis bei Erysipel
sept. Nephritis, Bronchial-Ca.
PCT-A PCT-B zur Klinik
(ng/ml) (ng/ml) passend
1,08
0,11
PCT-B
1,49
0,21
PCT-B
1,12
0,11
PCT-B
0,20
1,01
A und B
0,43
1,00
PCT-A
1,40
0,55
PCT-A
2,60
0,65
PCT-B
11,03
0,10
PCT-B
38,10
0,42
PCT-B
2,52
0,10
PCT-A
13,61
2,22
PCT-A
2,57
0,48
PCT-B
21,47
5,95
PCT-A
106,00 44,80 Keiner (!!)
9,30
12,40
A und B
12,10
17,90
A und B
6,74
12,20
A und B
2,28
7,62
PCT-B
14 % lagen im Bereich der Referenzwertgrenze von 0,5 ng/ml (Gruppen 2a , 2b),
11 % zeigten deutliche Unterschiede im
pathologischen Wertebereich (Gruppe 4b).
Tab. 5:
Bei einer stichprobenartigen, retrospektiven Betrachtung war PCT-A in 5
Fällen und PCT-B in 8 Fällen in besserer
Übereinstimmung mit der Klinik, in 4
Fällen waren die Ergebnisse unter
klinischen Gesichtspunkten gleichwertig.
10
4. Schlussfolgerung
Ø Beide Methoden für die PCT-Bestimmung sind gut miteinander korrleiert und zeigen eine hinreichende Impräzision
sowohl innerhalb einer Serie als auch von Tag zu Tag.
Ø In über 75 % der Fälle stimmten die Werte gut überein und führten damit zu gleichen klinischen Bewertungen. Da es
keine Referenzmethode für die PCT-Bestimmung gibt, sind diskrepante Werte nur retrospektiv unter Berücksichtigung
des klinischen Verlaufs zu beurteilen. Bei einer stichprobenartigen Prüfung zeigte sich, dass sowohl mit dem neuen,
immunoturbidimetrischen Test als auch mit der etablierten CLIA-Methode klinisch nicht plausible Werte vorkommen.
Ø Der neue immunoturbidimetrische PCT-Test erscheint für die Diagnostik der Sepsis, die Therapiekontrolle und die
Differentialdiagnostik geeignet. Durch die Applikation auf einem integrierten Serumanalyse-System kann die Effizienz
der Laborarbeit verbessert werden. Die Ergebnisse unserer Untersuchung stimmen mit denen anderer Autoren gut
überein [4].
11
Literatur:
1) Meisner, M.: Procalcitonin (PCT), Thieme, Stuttgart, 2000.
2) PCT Beipackzettel der Firma Diazyme Laboratories, 70808 Rev.D, gültig ab 15.4.2014
3) Bone RC, Balk RA, Cerra FB et al. - Definitions for sepsis and organ failure and guidelines for the use of innovative
therapies in sepsis. The ACCP/SCCM Consensus Conference Committee. Chest 1992; 101:1644-55
4) Dipalo M, Buonocore R, Gnocchi C et al.: Analytical evaluation of Diazyme procalcitonin (PCT) latex-enhanced
immunoturbidimetric assay on Beckmann Coulter AU5800. - Clin Chem Lab Med 2015; 53:593-7
12
IKL (DGKL 2015)
________________________________________
Dipalo et al. (2015)
________________________________________
VK
10,3%
Konz. (ng/ml)
0,84 ± 0,09
N
10
VK
7,7%
Konz. (ng/ml)
0,93 ± 0,07
N
20
Impräzision von Tag zu Tag
(Inter-assay imprecision)
8,2%
8,2%
1,22 ± 010
13,4 ± 1,09
21
21
7,7%
3,5%
1,31 ± 0,10
17,1 ± 0,60
10
10
Regression
(A=Diazym, B=Brahms)
PCT-A = 0,988 x PCT-B - 0,099
PCT-A = 1,10 x PCT-B - 0,89
r = 0,945
r = 0,960
Impräzision in der Serie
(Intra-assay imprecision)
13