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)

XWas 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)

XNormalwerte von Laborbefunden

Normalverteilung Keine Normalverteilung

Mittelwert

95%

Normalbereich

2,5% 2,5%95%

Normalbereich

Cut-off

Per-centile

Median

- 2s + 2s

XBeurteilung 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

0123456789

101112

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20Hb g/dl

Labor w m

WHO (unterer Normalwert)

Mittlere Hämoglobinwerte bei Männern und Frauen abhängig vom Alter (Beutler, 2006)

12

12,5

13

13,5

14

14,5

15

15,5

16

20-29 30-39 40-49 50-59 60-69 70-79 80+

MännerFrauen

Unterer Grenzwert von Hämoglobinnach Alter und Geschlecht (Beutler

2006)

Population Alter Hämoglobin

Männer 20 - 59 13,7

Frauen 20 - 49 12,2

Männer 60 + 13.2

Frauen 50 + 12,2

1.5

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 Frauen1829 - 2133 + 0,4 g/dl + 0,8 g/dl2134 - 2438 + 0,5 g/dl + 1,4 g/dl2438 - 2743 + 1,1 g/dl + 1,6 g/dlRauchen10 - 20 / Tag20 - 40> 40 /Tag

+ 0,3 g/dl+ 0,5 g/dl+ 0,7 g/dl

Hämoglobinwerte bei Schwangeren

8,09,0

10,011,012,013,014,0

0 12 16 20 24 28 32 36 40

Schwangerschaftswoche

Hb

Ohne Eisentherapie

Mit Eisentherapie

XCut - off Werte

• Bei bestimmten Krankheiten werden bestimmte Grenzwerte festgesetzt, die „Positivität“ definieren (muss nicht mit Normalwert übereinstimmen)

• Troponin 3s ( = 99%= positiv)• Dimer > 500 (positiv)• Natriuretisches P. < 50 (Ausschluss)

Receiver-operating-characteristic curve (ROC) für verschiedene Spiegel von natriuretischem Peptid B

Cut off PunktNegativer Voraussagewert

From: Maisel AS et al, N Engl J Med 2002; 347: 161

Kritische Werte = (sofortiges) Eingreifen nötig

X

• Kalium < 2,8 > 6 mmol/l• Natrium < 120 >160 mmol• Kalzium über Normalwert• Hämoglobin < 8 g/dl > 18,5• Thrombozyten < 10,000 / ul• Troponin > 99%• Blutzucker < 40 >450 mg/dl

1. Akute - Phasenreaktion

Gabay et al. NEJM 1999, 340: 448

XDefinition (1)

• Veränderungen von Plasmaproteinen (Anstieg oder Verminderung)

• Physiologische, biochemische und andere Veränderungen

hervorgerufen durchInfektion, Trauma, Operation, Verbrennung, Gewebsinfarkt, Immunreaktionen, fortgeschrittene Tumoren

XDefinition (Forts)

• Ähnliche, aber weniger ausgeprägteVeränderungen nach schwerer Anstrengung, Hitzschlag und Geburt

• Minimale Veränderungen nach psychologischem Stress

XDefinition (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)

XVeränderungen 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

XAkut-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

XBlutsenkungsreaktion (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

XBSR (Blutsenkungsreaktion)

100 /Stunde

Normal Erhöht

0 1 St.

XAkut-Phasen Proteine, die ansteigen (auszugsweise)

• Entzündungsproteine– C-reaktives Protein (CRP)

• Andere– G-CSF– Ferritin– Alpha 1 saures Protein

Akute Phasen Proteine, die abfallen (auszugsweise)

X

• Albumin• Transferrin• Thyroxin - bindendes Protein• Faktor XII

Andere Akut-Phasen ReaktionenX

• Neuroendokrin– Fieber, Benommenheit, Anorexie

• Hämatologisch– Anämie, Leukozytose, Thrombozytose

• Metabolisch– Gewichtsabnahme

• Nicht - Proteinveränderungen– Serumeisen vermindert, Serum Kupfer

erhöht

XDiagnostische Bedeutung der Akut-

Phasenreaktion (1)

• Alarmzeichen = Es findet im Körper ein Prozess statt, der zur Akut-PhasenReaktion führt

• Beurteilung der Schwere des Prozesses (z.B. Infektion) (in limitiertem Ausmaß)

• Beurteilung des Spontanverlaufs oder der Wirkung der Therapie

• Praktisch verwendet: CRP (Fibrinogen)

XAkutphasenproteine nach einem moderaten entzündlichen Stimulus

CRP

Fibrinogen

From: Gabay C et al, N Engl J Med 1999; 340: 448

XDiagnostische Bedeutung der Akut-

Phasenreaktion (2)

• Berücksichtigung bei der Labor-diagnostik vieler Erkrankungen (Verfälschung der Befunde)– Schilddrüsentests– Gerinnungsfaktoren und Inhibitoren– Haptoglobin– Transferrin

Brauchbare Diagnostik oft erst nach Abklingender Akut-Phasen Reaktion möglich

2. Testung von Organfunktionen

Testung von Organfunktionen

• Im steady - state Zustand

• Belastungstests

XHerzfunktion

• Apparativ– Belastungs EKG– Echokardiogramm– andere

• Laborteste– Natriuretisches Peptid B (Erhöhung sehr

sensitiv auf Herzinsuffizienz)

XTestung der Leberfunktion

• Fähigkeit zur Eiweißsynthese– Albumin, (Präalbumin)– Cholinesterase– Gerinnungsfaktoren und Inhibitoren– Andere Proteine

• Fähigkeit zur Exkretion– Bilirubin

XTestung der Nierenfunktion

• Labortests– Glomeruläre Funktionen

• Kreatinin, BUN, Clearence, Eiweissausscheidung

– Tubuläre Funktionen• Wasserkonzentrationsfähigkeit

• Rückresorption von Substanzen

• Apparative Teste– Szintigraphie

XTestung 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

Marker der Zellzerstörung (1)X

• Herzmuskel Troponin, CPK, GOT, LDH

• Lunge: (LDH)• Niere Hämaturie, Proteinurie• Leberzelle GPT, GOT• Pankreas (exokrin) Lipase, Amylase• Erythrozyten: LDH

XMarker der Zellzerstörung (2)

• Muskel CPK, Myoglobin, LDHGOT

• Knochen Kalzium, HydroxyprolineDeoxypyrinoline (Harn)Telopeptide

XKeine Marker der

Zellzerstörung verfügbar

• Thrombozyten, Leukozyten• Schilddrüse• Endokrines Pankreas• Magen, Darm• Gefässe

X4. Nachweis abnormaler Substanzen

• Eiweiss– Paraprotein– Alpha 1 Fötoprotein– Tumormarker

• Abnormale Stoffwechselprodukte– Porphyrine

5. Nachweis von AntikörpernX

• 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

Spezielle Probleme bei der Diagnostik von Infektionskrankheiten

durch serologische Teste

X

• 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 AntigenPCR Antikörper ( KBR, ELISA)

Zeit

HAV

AK(IgM)(EBV)(HBV)

HCV

HIV

Infektion SymptomeDiagnostisches Fenster

XAntikörperteste zur

Diagnose von Infektionskrankheiten

• Viruserkrankungen– EBV– CMV– HIV– Hepatitis

• Andere Erreger. – Typhus– Yersinien– Brucellose– Leptospirosen– Borrelien– Lues

6. Molekulare Methoden (PCR)

X

• Infektionen– Viren : HIV, Hepatitis, CMV

• Maligne Erkrankungen– Klonalität– Fusionsproteine– Überexpression von Genen

• Genetische Defekte– Viele

Ende