BİYOLOJİK VARYASYONLAR

Prof. Dr. Goncagül Haklar,Marmara Üniversitesi Tıp Fakültesi Biyokimya Ab.D.

Marmara Üniversitesi Pendik Eğitim Araştırma Hastanesi Biyokimya Laboratuvarı

KBUD Preanalitik Evre 2014 Sempozyumu21-22 Mart 2014, Abant

KAPSAM

Biyolojik varyasyon tanımlarının ve kaynaklarının

incelenmesi,

Biyolojik varyasyonun referans aralığına etkileri ve

referans değişim değeri hesaplanması,

Biyolojik varyasyonun analitik kalite

gereksinimlerindeki rolünün tartışılması,

Laboratuvar Hekimlere Nasıl Yardımcı Olur?

Doğru zamanda,Doğru örnekten,Doğru testi çalışıp,Sonucu doğru ileterek.

Has

tala

r

Örnek alımı Taşıma İşlem Saklama

Analiz

İstemYorum

SüreçAnaliz öncesi

Hastanın belirlenmesiÖrneğin alınacağı kapların hazırlanmasıÖrneğin alınmasıÖrneğin labotaruvara taşınmasıAnaliz için hazırlık

AnalizAnaliz sonrası

Sonucun kontrolüSonucun iletilmesi

Sürecin her aşamasında hata olabilir,

doğru sonuç için süreç hatasız işlemelidir!

Analitik%7-13

Cihaz hatası

İnterferans

Pre Analitik% 32 - 75

Uygunsuztaşıma

ve işlemHatalıkimlik

Yanlışörnek

Yetersiz örnek

Örnekdurumu

Post Analitik% 18 – 18.8

Raporlama

Hatalı veri girişi

Onaylama hatası

53 yaşında erkek hastaTest (birim) Sonuç Referans intervali 1 ay sonraSodyum (mEq/L) 139 (135-147) 139Potasyum (mEq/L) 4.3 (3.5-5.0) 4.1Kreatinin (mg/dL) 0.99 (0.72-1.35) 1.09ALT (U/L) 40 (12-40) 28Billirubin (mg/dL) 1.11 (0-0.99) 1.22ALP (U/L) 49 (30-105) 46GGT (U/L) 57 (11-82) 49Kalsiyum (mg/dL) 9.56 (8.4-10.2) 9.32Albümin (g/dL) 4.4 (3.5-5.0) 4.8Kolesterol (mg/dL) 176 (<200) 185Trigliserit (mg/dL) 45 (<150) 47TSH (mIU/mL) 2.03 0.4-4 2.19

LABORATUVAR TESTLERİNDE VARYASYON KAYNAKLARI

Analitik varyasyon

Pre-analitik varyasyon

Kişisel varyasyon

Kişilerarası varyasyon

Total-analitik varyasyon

Biyolojik varyasyon

Total-gözlenen varyasyon

Laboratuvar verilerinde biyolojik varyasyon

homeostatik ayar noktasında izlenen rastgele

dalgalanmalar olarak tanımlanabilir.

Kişilerarası varyasyon

analitin gerçek

değerinden kişilerin

ölçümlerinin farklılığıdır

Kişisel varyasyon

analitin gerçek

degerinden kişisel

ölçümlerin zaman içinde

farklılaşmasıdır

10 sağlıklı erkekte 2 hafta arayla ölçülen serum kreatinin değerleri (mg/dL)

Sağlıklı kişi 1. sonuç 2. sonuç 3.sonuç 4. sonuç1 0.67 0.71 0.74 0.702 1.16 1.11 1.24 1.213 0.99 0.96 1.05 0.974 1.41 1.35 1.30 1.335 0.84 0.93 0.88 0.976 1.01 1.10 1.02 1.087 0.84 0.79 0.77 0.808 1.18 1.24 1.11 1.169 0.81 0.90 0.84 0.8810 0.76 0.84 0.81 0.87

Popülasyon Kişisel

Konsantrasyon

BİYOLOJİK VARYASYON

Yaş Vücut kitlesi İlaçlar Cinsiyet Genetik İmmobilizasyon Laktasyon Menopoz Obezite

Organ büyüklüğü Stres Gebelik Ritim (günlük, aylık, mevsimsel) Tütün Pozisyon* Fiziksel aktivite* ...

PRE-ANALİTİK VARYASYONHasta Hazırlığı

Hazırlık diyetiAçlık - toklukKsenobiyotiklerİlaçlar Biyolojik ritimlerFiziksel aktiviteÖrnek alımı öncesi dinlenmeStresPozisyon Yükseklik

Callum G. Fraser: Biological variation AACC Press 2001

S-Kreatinin

S-Demir

Kapilary plazma-glukoz konsantrasyonu

Callum Fraser et al.

0 dak 60 dak 120 dak

Bire

ysel

Oral Glukoz Tolerans Testi

http://www.westgard.com/biodatabase1.htm

Sağlıkta-Hastalıkta Biyolojik Varyasyon Farklılıkları

Patient-specific measures of a biomarker for the generation of individual reference intervals: hemoglobin as example. Sottas et.al. Translational Research 158: 360-368, 2011.

Hemoglobin CVkişisel CVkisilerarası

Sağlıklı erişkin 1.9-2.8 6.8DM 1.8 18.3Demir eksikliği anemisi 3.2 4.0RA 4.3 19.5Sol kalp yetmezliği 6.9 12.8MM 9.1 22.1

Has

ta g

üven

liği

L

SS

S

Biyolojik varyasyon

Pre-analitik Analitik

Post-analitik

RDD

63 yaşında, erkek hasta

Serum kolesterol 254 mg/dL

1 ay sonra tekrarlandığında 223 mg/dL

Bu değişim anlamlı mı?

Yaşam tarzı değişiklikleri

LABORATUVAR TESTLERİNDE VARYASYON KAYNAKLARI

Analitik varyasyon

Pre-analitik varyasyon

Kişisel varyasyon

Kişilerarası varyasyon

Total-analitik varyasyon

Biyolojik varyasyon

Total-gözlenen varyasyon

Total varyasyon: pre-analitik varyasyon (SDP) + analitik varyasyon (SDA) + kişisel biyolojik varyasyon (SDI)

SDT2 = SDP

2 + SDA

2 + SDI2

SDT = (SDP2

+ SDA2 + SDI

2)½

CVT = (CVP2

+ CVA2 + CVI

2)½

CVT = (CVA2 + CVI

2)½

Varyasyonun Gaussian bir dağılımı vardır ve değerler ± 1, ± 2 veya ± 3 SD aralığında bulunabilir.

1, 2 ve 3 çarpanlarına Z-skoru adı da verilir.Ölçülen değer ± Z x (CVA

2 + CVI2)½

Z x (CVA2 + CVI

2)½

2 ayrı ölçüm varsa total varyasyon

= (ilk testin varyasyonu)2 + (ikinci testin varyasyonu)2 1/2

= {Z x (CVA2 + CVI

2)½2 + Z x (CVA2 + CVI

2)½2 }1/2

2 ½ x Z x (CVA2 + CVI

2)½

Seri ölçümlerde sonuçların farklı olabilmesi için sonuçların nümerik farklılığının total varyasyondan büyük olması gereklidir.

Bu değere kritik fark veya referans değişim değeri (RDD) denir.

Referans değişim değeri (RDD)= 2 ½ x Z x (CVA2 + CVI

2)½

Hastamızda kolesterol 254 223 mg/dLFark 31 mg/dLYüzde olarak ifade edersek (31/254) x 100= %12Z = 1.96 (P<0.05 için) ve 2.58 (P<0.01 için)CVA %1.6 ve CVI %6Z=1.96 için RDD %17.2Z=2.58 için RDD %22.6

İki değer birbirinden farklı değil !

D Vitamini Eksikliğinde

CVA= %6.7, CVİ=%12.1, CVG=%40.3

RDD=38.4%(Z=1.96, P<0.05 için)

Hastanın D vitamini düzeyi 69 nmol/L ise,

50 nmol/L 42 nmol/L

NormalRDD=2 ½ x Z x (CVA

2/nA + CVI2/nS)½

nA=tekrararlanan ölçüm sayısınS=tekrarlanan örnek sayısı

Lognormalσ=[ln(CVt

2 + 1)]½

RCVpozitif= [exp(1.96 x 2½ x σ)-1] x 100

RCVnegatif= [exp(-1.96 x 2½ x σ)-1] x 100

Bireylik Endeksi

CVW-S/CVB-S

(CVW-S2 + CVA

2)½/CVB-S

Harris. Clin Chem 1974;20:1535-42

Bireylik Endeksi (Index of Individuality, IoI)

CVkişisel / CVkişilerarası

IoI < 0.6 referans aralığı ✗

IoI > 1.4 referans aralığı ✓

Callum G. Fraser: Biological variation AACC Press 2001

S-Kreatinin

S-Demir

Petersen et al. Clin Chem Lab Med 1999;37:655-61

Bireylik endeksi ve Değişim

İlk İkinci

20 U/L artış

Toplum bazlı referans aralığı

Petersen et al. Clin Chem Lab Med 1999;37:655-61

Bireylik endeksi ve Değişim

Toplum bazlı referans aralığı

20 U/L artış

İlk İkinci

Analitik Kalite Hedeflerinde Biyolojik Varyasyonun Kullanımı

• CVanalitik < 0.25CVkişisel optimum performans

• CVanalitik < 0.5CVkişisel istenen performans

• CVanalitik < 0.75CVkişisel minimum performans

• BA < 0.125(CVkişisel2

+ CVkişilerarası2

)½ optimum performans

• BA < 0.250(CVkişisel2

+ CVkişilerarası2

)½ istenen performans

• BA < 0.375(CVkişisel2

+ CVkişilerarası2

)½ minimum performans

Biyolojik varyasyon verileri ileAnalitik kalite hedefleri belirlenebilir.Seri ölçümlerdeki farkların anlamlılığı değerlendirilir (RDD).Popülasyon tabanlı referans arlıklarının kullanılırlığı

değerlendirilir. Homeostatik karar noktasının belirlenmesi için gereken

örnek sayısı belirlenir. Sonuçlarin en iyi raporlanma tarzı belrlenir. En iyi örnek seçilir (en düşük değişkenliği olan).Mevcut testler arası karşılaştırma yapılır. Testlerin klinik kullanılırlığı değerlendirilir.

En Uygun Test Seçimi

En Uygun Örnek Türü ve Birim Seçimi

I < 0.5 CVw

B < 0.25 (CVw2 + CVg

2)1/2

TE < k. 0.5 CVw+ 0.25(CVw2 + CVg

2)1/2, k= 1.65, a=0.05

Laboratuvar testlerini etkileyebilecek faktörleri en aza indirmek amacıyla oluşturulacak bir kalite sistemi personelin (laboratuvar teknisyeni ve örnek

alımından sorumlu kişiler) eğitimi, standart operasyon prosedürlerinin kullanımı, hata alarm sistemlerinin kurulmasını, farklı sonuçların incelenmesini kapsar.