Medizinische Wertigkeit unterschiedlicher Methoden der

Medizinische Wertigkeit unterschiedlicher
Methoden der HbA1c Bestimmung
Walter Krugluger
SMZO/Donauspital, Wien
11.02.2013
Seite 1
Physiologie des Glukosestoffwechsels.
1.
2.
3.
Glykogenolyse (Glukagon)
Glukose-Uptake (Insulin)
Glykogenolyse/Glukoneogenese
-Suppression (Insulin)
From: Aronoff et al., Diab Spec., 2004
11.02.2013
Seite 2
Physiologie des Glukosestoffwechsels.
1.
2.
3.
4.
From: Aronoff et al., Diab Spec., 2004
11.02.2013
5.
Glucose Aufnahme
Supression des Glukagon durch
Insulin
Glykogenolyse/Glukoneogenese
-Suppression (Insulin)
Glukoseaufnahme in der Peripherie
Seite 3
HbA1c vs. oGTT vs. nBG zur Diagnose des
Diabetes mellitus.
Sacks DB Diabetes Care, 2011
WHO Position zur Verwendung von HbA1c in der
Diagnose des Diabetes mellitus.
HbA1c zur Diagnose des Diabetes mellitus empfohlen.
WHO, Jänner 2011
WHO Empfehlung wurde von den Präsidenten der
IDF, ADA und EASD bestätigt.
Leitlinien zur Diabetes Therapie der ÖDG
Zielwerte
Das HbA1c stellt die primäre Richtgröße der Stoffwechselkontrolle dar. Postprandiale Glukose und
Nüchternglukose stellen sekundäre und tertiäre Richtgrößen dar. Die angeführten Werte stellen das Ziel
für maximierte Prävention dar:
HbA1c: 6,5 %
BG nüchtern: 110 mg/dl
BG postprandial: 135 mg/dl (kapilläre Selbstmessung)
Diese Ziele sollten nach der Erstdiagnose zügig angestrebt werden. Sie sollten, wenn erreicht, nach
Möglichkeit aufrechterhalten werden. Das sollte unter Vermeidung von schweren Hypoglykämien und/oder
deutlicher Zunahme des Körpergewichts erreicht werden.
Glykosiliertes Hämoglobin (HbA1c)
Stellen der Glykosilierung:
Ketoamine
1.
N-Terminus (Valin) der b-Ketten
2.
3.
(N-Terminus der a-Ketten)
(e-amino Gruppe der AS Lysin
Glykosylierung von Lysine
22 Lysine Reste im ab Dimer,
44 pro Hämoglobinmolekül
Verhältnis der Glykosylierung e-amino Gruppe von Lysine
mit N-terminus der b-Kette: 1:10
Glykosylierung von Lysine-Resten in HPLC nicht
unterscheidbar von HbA0.
L-Lysine
HbA1c und durchschnittliche BZ-Werte
Verhältnis HbA1c zu durchschnittlicher
Glukosekonzentration:
•
•
eAG(mg/dl) = 28.7 × HbA1c(%) − 46.7
eAG(mmol/l) = 1.59 × HbA1c(%) − 2.59
HbA1c: mmol/mol (IFCC) vs. % (DCCT)
• IFCC-HbA1c (mmol/mol) = [DCCT-HbA1c (%) - 2.15] × 10.929
Consensus statement der EASD, ADA, IDF, IFCC,
AACC und CEN (European Committee for standardisation), 2002:
The clinical requirements of a HbA1c test include:
1. Low individual variance
2. Precision that justifies clinicians acting on differences of 0.35%-0.5% as being significant;
3. HbA1c assays with CV <2% for combined, between-, and within-run precision.
HbA1c Bestimmung und Einfluss des CVs.
Berechnung des notwendigen CVs
Statistically significant difference of 0.5% Hb A1c at 7% Hb A1c
concentration:
Reference change value (RCV; critical difference) to calculate
an appropriate goal in terms of a method’s CV.
For sequential results to be significantly different, the numbers
must differ by more than the combined variation inherent in the
2 results:
RCV(%) = 2(1/2) x 1.96 x [(CVA)2 + (CVI)2](1/2)
CVA: analytical CV of the method (withinlaboratoryCV)
CVI is the within-subject biological variation.
For Hb A1c the CVI is low, 1% (individuals without diabetes).
If analytical CV of the Hb A1c method is 2% (commercially
available HPLC systems), then the RCV (95% probability) is
0.5% Hb A1c (0.43%).
2 SD Bereiche bei verschiedenen CVs und
HbA1c Bereichen.
CV 4%
CV 3%
Immunologische
Assays
CV 2%
CV 1%
HPLC
HbA1c
SD
± 2 SD
2 SD Bereich
Δ2 SD Bereich
5.0
0.20
0.40
4.60-5.40
0.80
6.0
0.24
0.48
5.52-6.48
0.96
6.5
0.26
0.52
5.98-7.02
1.04
7.0
0.28
0.56
6.44-7.56
1.12
8.0
0.32
0.64
7.36-8.64
1.28
5.0
0.15
0.30
4.70-5.30
0.60
6.0
0.18
0.36
5.64-6.36
0.72
6.5
0.195
0.39
6.11-6.89
0.78
7.0
0.21
0.42
6.58-7.42
0.84
8.0
0.24
0.48
7.52-8.48
0.96
5.0
0.10
0.20
4.80-5.20
0.40
6.0
0.12
0.24
5.76-6.24
0.48
6.5
0.13
0.26
6.24-6.76
0.52
7.0
0.14
0.28
6.72-7.28
0.56
8.0
0.16
0.32
7.68-8.32
0.64
5.0
0.05
0.10
4.90-5.10
0.20
6.0
0.06
0.12
5.88-6.12
0.24
6.5
0.065
0.13
6.37-6.63
0.26
7.0
0.07
0.14
6.86-7.14
0.28
8.0
0.08
0.16
7.84-8.16
0.32
Methodenabhängiger Bias der HbA1c
Bestimmung
Bland-Altman plots of intermethod bias in hemoglobin A1c (HbA1c)
results between the point-of-care (POC) and central laboratory (CL)
methods.
Patient samples (n = 66) submitted for HbA1c testing in December
2005 and March 2006 were analyzed by the POC and CL methods
within the same shift. The difference between each pair of HbA1c
results (POC – CL) is plotted against the average of the pair [(POC +
CL)/2].
Holmes et al Am J Clin Pathol 2008
Einfluss von CV und Bias auf die HbA1c
Bestimmung
CV Required for Result to Fall within
6.5 - 7.5 if "True" HbA1c Result is 7 *
CV
Bias (%HbA1c)
(Analytical)
0.0
3.5%
0.1
3.2%
0.2
2.3%
0.3
1.3%
*95% Probability assuming CVI of
1%
Methodenabhängiger Bias der HbA1c
Bestimmung
Biases between peer group medians and National
Glycohemoglobin Standardization Program (NGSP) reference
values for College of American Pathologists (CAP) proficiency
testing (PT) results.
PT surveys that were administered in 2004, 2005, and 2006. The
lines showing the median biases for a particular method identify
shifts and trends in analytic accuracy over time.
The difference between the absolute biases for any 2 methods
for a particular survey specimen is the median intramethod
difference that would be expected if the 2 methods were used
interchangeably for the analysis of clinical specimens.
The NGSP reference values for the survey specimen are shown
in parentheses.
CL, central laboratory; POC, point of care.
Holmes et al Am J Clin Pathol 2008
Point of care testing von HbA1c.
Lenters-Westra E. und Slingerland R. Clin Chem, 2010
HbA1c Bestimmung mit HPLC vs.
immunologische Bestimmung
Intra-assay and interassay coefficients of variation for the HPLC method are
0.8% and 0.7%, respectively.
This systemis designed also to detect and estimate levels of HbA2 and fetal,
S, C, D, J-Baltimore, O-Arab, H, and E hemoglobin variants; hence, the
presence of any of these abnormalities was ruled out in all 178 subjects
studied.
The intra-assay and interassay coefficients of variation of the
immunoturbidimetric (IT) inhibition assay are 1.5% and 2.6%, respectively.
Difference between values of the percentage of hemoglobin
(Hb) A1c obtained by both methods (HPLC – IT) plotted against
the corresponding percentage of HbA1c HPLC levels. Depicted
are mean values ± 2 SD. HPLC, highperformance liquid
chromatography; IT, immunoturbidimetric inhibition.
García-Alcalá et al. Am J Clin Pathol 2009
Klassifikation von Diabetespatienten mit HPLC
vs. immunologische Detektion von HbA1c
Deming regression analysis yielded a coefficient
of determination r2 = 0.4155 (P < .0001). Values of the
y-intercept and slope were 3.2771 (95% confidence
interval [CI], 2.2963-4.2580) and 0.5394 (95% CI,
0.4064-0.6724), respectively;
HPLC, high-performance liquid chromatography;
IT, immunoturbidimetric inhibition.
17% der Patienten durch immunologische
Methode falsch klassifiziert !
García-Alcalá et al. Am J Clin Pathol 2009
Bias bei automatisierten immunologischen
HbA1c Methoden.
Bland-Altman difference plot comparing HbA1c values between the HPLC
HA8140® and the ROCHE COBAS In-tegra 400+® (A), the ORTHO CLINICAL
DIAGNOSTICS Vitros 5.1 FS® (B) and the SIEMENS Dimension RxL® (C) in
117 whole blood samples.
Horizontal solid lines represent the mean 2 SD of the observed mean
difference.
Dotted lines represent clinical limits defined by the protocol NGSP: 0.75%
for the %HbA1c difference between the 2 methods.
Barrot A. et al. Clin Lab 2012
Schlussfolgerung
“It is important to recognize that a particular HbA1c method must have an analytic imprecision of less than
3% to reliably distinguish between HbA1c treatment goals that differ by 1% (ie, to differentiate 7% from 8%
or 8% from 9%).”
Holmes et al Am J Clin Pathol 2008
„It is important that the upper limit of the normal range (6.0% HbA1c) can be differentiated from the most
common target of 6.5% HbA1c.
This requires that the imprecision range (2SD) must significantly less than 0.5% HbA1c and of the order of
±0.3%. In terms of 95% confidence intervals as ±2 SD limits, this implies that the SD must be significantly
less than 0.25 and needs to be approximately 0.15. This necessitates a CV of <2%.
Goodall et al Clin Chem Lab Med 2007
Consensus statement of the EASD, ADA, IDF, IFCC, AACC and CEN (European Committee for
standardisation), 2002:
The clinical requirements of a HbA1c test include:
1. Low individual variance
2. Precision that justifies clinicians acting on differences of 0.35%-0.5% as being significant;
3. HbA1c assays with CV <2% for combined, between-, and within-run precision.
Diagnostik des Diabetes mellitus und HbA1c
Guidelines and Recommendations for Laboratory
Analysis in the Diagnosis and Management of
Diabetes Mellitus
Sacks DB. Clin Chem 2011
Leitlinien zur Diabetes Therapie der ÖDG
Zielwerte
Das HbA1c stellt die primäre Richtgröße der Stoffwechselkontrolle dar. Postprandiale Glukose und
Nüchternglukose stellen sekundäre und tertiäre Richtgrößen dar. Die angeführten Werte stellen das Ziel
für maximierte Prävention dar:
HbA1c: 6,5 %
BG nüchtern: 110 mg/dl
BG postprandial: 135 mg/dl (kapilläre Selbstmessung)
Diese Ziele sollten nach der Erstdiagnose zügig angestrebt werden. Sie sollten, wenn erreicht, nach
Möglichkeit aufrechterhalten werden. Das sollte unter Vermeidung von schweren Hypoglykämien und/oder
deutlicher Zunahme des Körpergewichts erreicht werden.
HbA1c als first line diagnosis von Diabetes mellitus.
Selvin E et al. Ann Int Med, 2007
HbA1c als first line diagnosis von Diabetes mellitus.
“New clinical practice recommendations from the American Diabetes Association advocate the use
of glycated hemoglobin in the diagnosis of diabetes, largely on the basis of the established association
between glycated hemoglobin and microvascular disease.
Compared with fasting glucose, glycated hemoglobin has several advantages as a diagnostic test:
it has higher repeatability,
can be assessed in the nonfasting state,
and is the preferred test for monitoring glucose control.
Longterm prognostic data are also useful for informing diagnostic cutoff points for asymptomatic
conditions, and there is evidence that elevated glycated hemoglobin values may be a risk factor for
macrovascular disease.“
Selvin E et al. NEJM, 2010
Klinische Notwendigkeit exakter HbA1c
Bestimmungen.
• Notwendigkeit der exakten HbA1c Bestimmung bei Diabetes
mellitus Diagnose (CV ≤ 2%). Cutoff 6.5% !!
7.0% Hba1c: Bei CV 3.5% und Bias 0.0%: Range 6.5% - 7.5% !!
• Notwendigkeit der exakten HbA1c Bestimmung auch bei Diabetes
mellitus Patienten unter Therapie (Patientenführung,
Therapiekontrolle).
Diagnose des Diabetes mellitus durch
Bestimmung des HbA1c.
Conclusions
In this community-based population of nondiabetic
adults, glycated hemoglobin was similarly associated
with a risk of diabetes and more strongly associated with
risks of cardiovascular disease and death from any
cause as compared with fasting glucose.
These data add to the evidence supporting the use of
glycated hemoglobin as a diagnostic test for diabetes.
Selvin E et al. NEJM, 2010
HbA1c und Prognose des Diabetes mellitus
KHK, kardiavaskuläre Erkrankungen (inklusive
Schlaganfall) und HbA1c
Schwartz S, Kohl BA. Diabetes Metab Syndr Obes, 2010
Diabetes mellitus Folgeerkrankungen und HbA1c
Risikoreduktion für Diabetes mellitus Folgeerkrankungen durch HbA1c Reduktion
Schlussfolgerungen
• Die Bestimmung von HbA1c ist sowohl für die Erstdiagnose des
Diabetes mellitus als auch für die Verlaufs- und Therapiekontrolle „first
line“ Diagnostik.
• Nur standardisierte Methoden sind für die Bestimmung von HbA1c
zulässig (CV < 2.0).
• Eine Bestimmung von HbA1c mittels HPLC (Referenzmethode) ist
wann immer möglich anzustreben (CV < 1, geringer Bias).