Biochemische markers in (pre-‐) dialyse pa5ënten
Disclosure belangen sprekers: Geen (poten5ële) belangenverstrengeling
Miranda van Berkel, Klinisch chemicus Nienke Geerts, Klinisch chemicus i.o.
Stappen in laboratoriumdiagnos5ek Anamnese Pre-‐analyse Analyse Post-‐analyse Interpreta?e
Laboratorium
Criteria voor laboratoriumdiagnos5ek Diagnose (Bijv. Troponine) • Wil je een ziekte aantonen? • Wil je een ziekte uitsluiten? Stadiëring (bijv. eGFR) • Hoever is de ziekte gevorderd? Therapie (bijv. PT(INR) • Wat is de beste behandeling? • Slaat de behandeling aan? Prognose (bijv. cholesterol) • Gaat iemand een ziekte krijgen? • Welke kans heeP iemand op de ziekte?
Pre-‐analyse
Pre-‐analy5sche factoren (verstoring)
Grootste bron van fouten Leidt in 25% tot fou?ef medisch handelen
Fysieke inspanning / stress • Hormoonsecre?e bv cor?sol, groeifactoren, glucose ↑ ) Dieet • Maal?jd à glucose ↑ • Vet à triglyceriden ↑ • Eiwi[en à ammonium, ureum, urinezuur ↑ • Cafeïne à catecholaminen, renine-‐ac?viteit, glucose ↑ • Alcohol à glucose, lactaat, aldosteron ↑ Medica?e (steroïden) Tijds?p afname (+/-‐ 30%) (dag-‐/ seizoensvaria?e)
1
Effect van Seizoensinvloeden
Pre-‐analy5sche fouten Verkeerde iden?fica?e van de pa?ënt Verkeerde labels op de buizen De houding van de pa?ënt Fou?ef gebruik stuwband (stuwing) Onvolledig vullen van afnamebuis Afnameloca?e Verkeerde keuze / afnamevolgorde van afnamebuizen Onjuiste afname?jd Capillair versus Veneus
Effect van Houding Liggen à Staan • Albumine • Thyroxine • Renine • Aldosteron
+ 9% + 11% +100% +130%
Effect van stuwing (TE %) ( 4%) ( 7%) (40%) (37%)
Tietz, 4e editie 2006
Toename door stuwing • Eiwit • IJzer • Triglyceriden • Cholesterol • ASAT • Bilirubine • Kalium Afname door stuwen • Kalium Herstel pas na 10 minuten
+ 5% + 7% + 5% + 5% +10% + 9% + 20%
(TE %) ( 3 %) (31 %) (28 %) ( 9 %) (15 %) (31 %) (6%)
-‐ 6% ( 6 %)
Tietz, 4e editie 2006
Fou5eve Afnameloca5es
Effect van materiaalkeuze / afname
Infuusarm/ Canule Arm met arterioveneuze shunt Op indica?e arts • Borstamputa?e/ lymfeklierverwijdering • Oedeemvorming Minder wenselijk • Blauwe plekken • Li[ekenweefsel • (Spier)dystrofie
Arterieel / Veneus / Capillair Volbloed / Plasma / Serum An?coagulans / Stollingsac?vator Afnamevolgorde Mengen
Controleren
2
Afname volgorde Aeroob Anaeroob Plasma Serum Serum Plasma Plasma Plasma
Capillair versus Veneus (Chemie) Microbiologie Microbiologie Citraat Stollingsac?vator Stollingsac?vator +Gel Heparine EDTA Fluoride / Oxalaat
Capillair > Veneus • Glucose • Hemoglobine Capillair < Veneus • Trombocyten • Bilirubine • Calcium • Chloride • Natrium • Eiwit
(TE %) 2% ( 7 %) (tot 0,4 mmol/l) 8-‐14% (10%)
16-‐19% 5% 5% 2% 3% 3%
(13 %) (31 %) ( 2 %) ( 2 %) ( 1 %) ( 4 %)
Tietz, 4e editie 2006
Casus 2 – Mevrouw S, 65 jaar
Casus 2 (vervolg)
Mevrouw heeP chronisch nierfalen en wordt derhalve regelma?g gedialyseerd. In verband met boezemfibrilleren gebruikt mevrouw bovendien an?coagulan?a. Labuitslagen (voor dialyse): (Referen?ewaarden) • Hb 5.5 (7,5-‐10,0 mmol/l) • Trombocyten 269 (150-‐400 x 109/l) • Leukocyten 8,0 (4-‐10 x 109/l) • INR > 8,0 (2,0-‐4,0 INR) • Ureum 16,5 (3,0-‐7,5 mmol/l) • Krea?nine 722 (55-‐90 µmol/l)
Arts vertrouwt uitslag INR niet en laat deze herhalen. Bij herhaling > 8,0 INR. Labuitslagen (na dialyse): (Referen?ewaarden) Hb: 5,9 (7,5-‐10,0 mmol/l) INR: 4,8 (2,0-‐4,0 INR) Conclusies: Citraatbuis niet goed gevuld ? Stolsel in de buis
Referen5ewaarden Eenzijdig • 95% van “niet zieke” personen heeP een concentra?e onder (boven) deze waarde Tweezijdig • 95% van “niet zieke” personen heeP een concentra?e tussen deze waarde Arankelijk van individu
Stappen in laboratoriumdiagnos5ek 5% 95%
2,5%
2,5% 95%
Anamnese Pre-‐analyse Analyse Post-‐analyse Interpreta?e
Laboratorium
3
Diagnos5ek: uitsluiten harTalen
Stof die objec?ef kan worden gemeten die ofwel de normale situa?e, ofwel de pathologische situa?e weergeeP. Biomarkers zijn: -‐precies -‐goedkoop -‐goed te interpreteren -‐heeP het vermogen om ziekte van gezond te scheiden
Ge e
Biomarkers
len rtfa
nh
art fale
n
Cut off
ha
Biomarkers
AUapwaarden
# concentratie biomarker
Sensitiviteit à
Arankelijk van • Testdoel – Bij aantonen: à – Bij uitsluiten: ß
Analy5sche fouten
Post analy5sch
Kwaliteit bepaling
Foutenbronnen • Invoerfouten • Berekeningsfouten Controlemechanismen • Delta check • Combina?e met andere uitslagen
• Juistheid • Precisie
Storende factoren • Medica?e • Biologisch • Voeding
Storing (apparaat / mens)
4
Interpreta5e Lab uitslagen Kreat
Kri5sch verschil
90 umol/L naar 110 umol/L
• Het minimale verschil waarbij de kans groter dan 95% is dat er een werkelijke verandering is in de ac?viteit van de ziekte. • Bepaald door de biologische en de analy?sche varia?e.
110
60
Referen5ewaarden kreat volw man Kreat
Take home pre-‐analyse
90 umol/L naar 100 umol/L
Grootste bron van fouten Bij twijfel: herhalen of overleggen Uitslag al?jd in de context plaatsen
110
70
Biomarkers in de dialyse popula5e
Biomarkers in de dialyse popula5e fosfaat
calcium
2000 1800
KREATININE
1600
3.5
2.8
3 2.6
1400
2.5
mmol/L
µmol/L
mmol/L
1200
2.4
1000 800
2 1.5
2.2
600
1
400
2
0.5
200 1.8
0 KREAT pre-dialyse PRE-DIALYSE
KREAT dialyse DIALYSE
0 Ca predialyse PRE-DIALYSE
calcium dialyse DIALYSE
FOsf predialyse PRE-DIALYSE
fosf dialyse DIALYSE
5
Calcium 1000 gram calcium in het menselijk lichaam • 99% in bo[en • 0,9% extracellulair – Weefselvloeistof – Plasma • ~50% gebonden aan eiwi[en (albumine, globulines) • ~50% ongebonden (vrij) • 0,1% intracellulair Gereguleerd door PTH en 1,25(OH)2 vitamin D.
Fosfaat
Biomarkers in de dialyse popula5e 25(OH) VitD
200
100
180
90
160
80
140
70
mmol/L
pmol/L
PTH
600 mg fosfaat in het menselijk lichaam } 75% in bo[en } 24% in spieren } 1% in bloed Rol: Bufferwerking in bloed Energievoorziening (ATP, crea?ne fosfaat) Gereguleerd door PTH en FGF23
120 100
60 50
80
40
60
30
40
20 10
20 0
0
25 OH Vit D PRE-DIALYSE predialyse
25 OH Vit D dialyse DIALYSE
PTH predial PRE-DIALYSE
PTH dialyse DIALYSE
PTH Produc?e in bijschildklieren (4-‐6) • gereguleerd door Ca2+-‐sensing receptors • 84 aminozuren tellend eiwit – 1-‐34 is biologisch ac?ef halfwaarde?jd: 5-‐10 min Arankelijk van cofactor Mg2+ Reguleert vrij Ca2+ Verhoogd fosfaat excre?e nieren Verhoogd 1α-‐hydroxylering vitamine D
6
Vitamine D
Secundaire hyperparathyriodie
Verdeling lichaamswater 60% H2O. 55% H2O. • Vulling gereguleerd door natrium. Intracellulair vs extracellulair ICV Na 10 mmol/L
ECV Na 135 mmol/L
K 110 mmol/L
K 4 mmol/L
Natrium – dialyse pa5ënten
Stoornissen in water/zout
80
Darmen Diarree.
70 60
frequentie (N)
Nieren Diure?ca. Aldosteron. ADH (SIADH). NSAIDs.
50
Voor Dialyse Na Dialyse
40 30 20 10
154
153
152
151
150
149
148
147
146
145
144
143
142
141
140
139
138
137
136
135
134
133
132
0
131
Drinken polydipsie; > 5L Uitdroging.
130
Huid Zweten.
natrium (mmol/L)
7
Hoe kan het lab helpen om (pre)analyse fouten op te sporen? Man (1956), aanvraag van cardioloog 7.30: Kalium: 2,9 mmol/L Natrium: 146 mmol/L Chloride: 114 mmol/L
Hoe kan het lab helpen om (pre)analyse fouten op te sporen? Man (1956), aanvraag om 7.30: Kalium: 2,9 mmol/L Natrium: 146 mmol/L Chloride: 114 mmol/L Vervolg aanvraag, 10.06: Kalium: 4,8 mmol/L Natrium: 142 mmol/L Chloride: 105 mmol/L
1e afname verdund door: 0,9% NaCl infuus
Kalium – dialyse pa5ënten 50 45
frequentie (N)
40 35 30
Voor Dialyse Na Dialyse
25 20 15 10 5
7, 2
6, 9
6
6, 6
6, 3
5, 7
5, 4
5, 1
4, 8
4, 5
4, 2
3, 9
3
3, 6
3, 3
2, 7
2, 4
0 2, 1
Fysiologisch zout: • 154 mmol Natrium + Chloride. Natrium: bijna gelijk. Chloride: verhoogd. Kalium : verdund.
kalium (mmol/L)
Een verhoogd kalium
Een verhoogd kalium Fysiologisch Serum: 10% verhoogd
ijs
ijs
Vals verhoogd door 1. hemolyse 2. “lekken” van kalium uit de cel
K2-‐EDTA: ~ 12 mmol/L
8
Krea5nine – Pre-‐dialyse pa5ënten
Krea5nine – dialyse pa5ënten Streven: [kreatinine] ~ 2/3 gedaald.
100
120
90
60
Pre Dialyse
50 40 30 20
Na – 245 mmol/L
80
Voor Dialyse Na Dialyse
60 40 20
10 0
15 020 0 25 030 0 35 040 0 45 050 0 55 060 0 65 070 0 75 080 0 85 090 0 95 010 00 10 50 -1 10 0 11 50 -1 20 12 0 50 -1 30 0 13 50 -1 40 0
<
10 0
60 065 0
55 060 0
50 055 0
45 050 0
40 045 0
35 040 0
30 035 0
25 030 0
20 025 0
0
15 020 0
10 015 0
Gemiddeld (N = 320): Voor – 696 mmol/L
100
70
frequentie (N)
frequentie (N)
80
kreatinine (mmol/L)
kreatinine (mmol/L)
60-‐110 mmol/L
60-‐110 mmol/L
50-‐100 mmol/L
50-‐100 mmol/L
Waarom is de (e)GFR belangrijk?
Defini5es
Stadia van nierinsufficiën5e: Stadium I : > 90 -‐ normale of verhoogde (e)GFR. Stadium II : 60-‐89 -‐ laaggradig func?everlies. Stadium IIIb: 45-‐59 -‐ middelgradig func?everlies. Stadium IIIa: 30-‐44 -‐ middelgradig func?everlies. Stadium IV : 15-‐29 -‐ zwaar func?everlies. Stadium V : < 15 -‐ eindstadium nierfalen.
Klaring: het volume plasma dat geheel gezuiverd wordt van een bepaalde stof in een bepaalde ?jdseenheid (≠ glomerulaire filtra?e snelheid (GFR)) (e)GFR: de maat voor klaring van een vrij filtreerbare stof, waarbij geen resorp?e en geen excre?e van die stof plaatsvindt. Filtra5e, Filtra5e, geen resorp5e met excre5e Klaring = (e)GFR, bij: -‐ vrij filtreerbaar. -‐ geen resorp?e. -‐ geen excre?e.
Verminderde nierfunc5e correleert met hoger cardiovasculair risico (ziekenhuisopname en dood). Vroeg5jdig interveniëren bij geringe schade kan end-‐stage-‐renal-‐disease (ESRD) voorkomen.
Me5ng GFR: inuline klaring
Glomerulaire func5e: [krea5nine] bepalen
Maat voor GFR: radioac?ef gelabeld inuline, iothalamaat of EDTA. volledige filtra?e, geen resorp?e, geen excre?e.
Creatinine Kinase
Klaring(ml/min) =
[inuline]urine xVurine [inuline] plasma
Nadeel: ?jdrovend, exogene toediening.
Kreatine
Phosphokreatine
Spontaan: 1-2%/dag
Spier degradatie
kreatinine
[Kreatinine] is constant – goede merker in de ‘steady state’
9
Me5ng GFR: Krea5nine klaring
Alterna5ef: schaken van de GFR mbv formules
Krea5nine als vrij filtreerbare stof volledige filtra?e, geen resorp?e, wel secre?e. Sparen van 24-‐uurs urine [kreatinine]urine xVurine Klaring(ml/min) = [kreatinine] plasma Normaal waarde: 60-‐120 ml/min. Voordeel: non-‐invasief, nauwkeurige methode. Nadeel: sparen voor 24 uur is moeilijk voor pa?ënt; bij nierinsufficiën?e meer excre?e van krea?nine.
1. CockcroP-‐Gault. • •
1.23 x (140-‐leePijd) x gewicht / (krea?nineplasma x 0,81) CZE AKL: tot 18 jr.
2. Modified diet in renal disease (MDRD). • • • •
GFR > 60 ml/min wordt systema?sch onderschat. • Vooral bij vrouwen. Niet geschikt voor kinderen. Secre?e krea?nine beïnvloed door dieet, medica?e. Weinig ouderen in studie.
3. Chronic Kidney Disease Epidemiology Collabora?on (CKD-‐EPI). Overige formules: Schwartz, Counahan-‐Barra[, Salazar, Corcoran…
Kidney Int 1985, 28, 830-‐838
Aanname: standaard normaal gewicht
Studies MDRD en CKD-‐EPI MDRD
CKD-‐EPI
Krea5nine bepaling: gemodificeerde kine?sche alkalische picraatmethode
Krea5nine bepaling: enzyma?sche methode (of gekalibreerd aan deze methode).
Pa5ënten Popula5e: N = 1628. LeePijd 18-‐70 jaar. Allen nierfunc?estoornis.
Pa5ënten Popula5e: N = 8254. LeePijd 20-‐80+ jaar.
Normaalwaarde: > 60 ml/min/1.73m2
gespierde sporters (onderschatting)
eGFR eenheid: ml/min/1.73m2.
Het schaken van de GFR met de MDRD formule
Normaalwaarde: > 90 ml/min/1.73m2
ondergewicht (overschatting)
Gouden standaard: iothalamaat-‐klaring mbv mul?ple regressie.
Gouden standaard: iothalamaat-‐klaring mbv lineaire regressie
Ar?kel: Ann Intern Med. 1999, 130 (6): 461-‐470.
Ar?kel: Ann Intern Med. 2009, 150 (9): 604-‐613.
Het schaken van de GFR met de CKD-‐EPI formule
Pre-dialyse [kreatinine]gem = 280 mmol/L Pre-dialyse [kreatinine]gem = 280 mmol/L
10
eGFR MDRD vs eGFR CKD-‐EPI – pre-‐dialyse pa5ënten
eGFR pre-‐dialyse pa5ënten 50
50
45 40
frequentie (N)
eGFR CKD-EPI
40
30
35 30
MDRD
25
CKD EPI
20 15 10
20
5 0
10
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
eGFR (ml/min/1.73m2) 0 0
10
20
30
40
50
eGFR MDRD
Vergelijk met gouden standaard
Take home message • CKD-‐EPI geeP een GFR die gemiddeld dichter bij de waarde van de gouden standaard ligt. • Nog steeds enorme spreiding: het blijP een scha}ng.
• Pa?ënten kunnen in een andere categorie terechtkomen: • LeePijd: Ouderen gaan gemiddeld vaker een categorie omlaag (slechtere nierfunc?e). • Geslacht: mannen gaan gemiddeld vaker een categorie omlaag (slechtere nierfunc?e).
• CKD-‐EPI andere referen?e waarde: > 90 ml/min/1.73m2.
• Invoeren (CZE): Officieel vanaf update rich?jn Chronische Nier Scade (CNS) van de Nederlands Federa?e voor Nefrologen (NFN). • Nu: beide waarden rapporteren. Annals of Internal Medicine 2009, 150, 604-‐613
aan: Met dank
Vragen?
Daniel Geerse Marijke Dekker Hanneke Boogers Maaike Hengst Joyce Curvers Volkher Scharnhorst Consta?jn J.A.M. Konings
Poten5ële belangenverstrengeling: geen
11
Krea5nine ‘blind area’
Krea5nine aoankelijk van spiermassa en dieet
Creatinine Kinase
• ~40-‐70 ml/min/1.73m2.
• [krea?nine] s?jgt pas als de GFR al behoorlijk gedaald is.
Kreatine
Phosphokreatine
Spontaan: 1-2%/dag
Spier degradatie
kreatinine
Studies MDRD en CKD-‐EPI MDRD
MDRD formules
CKD-‐EPI
Krea5nine bepaling: gemodificeerde Krea5nine bepaling: enzyma?sche methode (of ognderschat. ekalibreerd aan deze kine?sche aGFR lkalische picraatmethode > 60 ml/min wordt systema?sch methode). Vooral bij vrouwen. 2 Normaalwaarde: > 60 ml/min/1.73m Normaalwaarde: > 90 ml/min/1.73m2 geschikt voor kinderen. Pa5ënten PNiet opula5e: N = 1628. Pa5ënten Popula5e: N = 8254. LeePijd 18-‐70 jaar. Allen LeePijd 20-‐80+ jaar. nierfunc?estoornis. Secre?e krea?nine beïnvloed door dieet, medica?e.
⎛ [kreatinine] plasma eGFR(man ) = 175x⎜⎜ 88,4 ⎝
⎞ ⎟⎟ ⎠
−1,154
x(leeftijd ) −0, 203
Gouden standaard: Weinig ioothalamaat-‐ uderen in studie: Gouden standaard: iothalamaat-‐klaring klaring mbv mul?ple regressie. mbv lineaire regressie MDRD (tot 70 jr.); CKD-‐EPI (4% 70+ -‐N = 328; 0,5% 80+ -‐N = 59) Ar?kel: Ann Intern Med. 1999, 130 (6): Ar?kel: Ann Intern Med. 2009, 150 (9): 461-‐470. 604-‐613.
CKD-‐EPI formules
⎞ ⎟⎟ ⎠
−1,154
x(leeftijd ) −0, 203 x0,742
Afro-‐amerikaans: x 1,212
Vergelijk met gouden standaard
⎛ [kreatinine] plasma ⎞ eGFR(man ) = 141x⎜⎜ ⎟⎟ 80 ⎝ ⎠
−0 , 411
[kreatinine ] plasma ≤ 80 µmol / l
⎛ [kreatinine] plasma ⎞ eGFR(man ) = 141x⎜⎜ ⎟⎟ 80 ⎝ ⎠
−1, 209
[kreatinine ] plasma > 80 µmol / l
⎛ [kreatinine] plasma ⎞ eGFR(vrouw) = 144 x⎜⎜ ⎟⎟ 62 ⎝ ⎠
− 0 , 329
[kreatinine ] plasma ≤ 62 µmol / l
⎛ eGFR(vrouw) = 144 x⎜⎜ ⎝
[kreatinine] plasma ⎞ ⎟⎟ 62 ⎠
−1, 209
[kreatinine ] plasma > 62 µmol / l
Afro-‐amerikaans: x 1,159
⎛ [kreatinine] plasma eGFR(vrouw) = 175x⎜⎜ 88,4 ⎝
x(0,993) leeftijd
x(0,993) leeftijd
x(0,993) leeftijd
x(0,993) leeftijd
Annals of Internal Medicine 2009, 150, 604-‐613
12
Het schaken van de GFR met de CKD-‐EPI formule 200
Schwartz vergelijking
90
180
80
160
70
Man-40jr
120
Vrouw-40jr
100
Man-MDRD
80
Vrouw-MDRD
60 40
eGFR
eGFR
140
man MDRD vrouw MDRD
60
man CKD-EPI vrouw CKD-EPI
50 40
20
30
0 0
100
200
300
0
400
20
40
[kreatinine]
60
80
100
GFR = k x lengte (cm)/[krea5nine] • K = constante; -‐ arankelijk van eenheid [krea?nine] (mg/dL, µmol/L) -‐ advies: zelf vaststellen in eigen ziekenhuis. • Probleem: lengte vaak niet bekend.
120
• Aanvragen: ~ 100/jaar.
leeftijd
[kreatinine] = 90 mmol/l
Om wie gaat het? Lagere eGFR/Slechtere nierfunctie
Hogere eGFR/Betere nierfunctie
gem. leeftijd: 80
gem. leeftijd: 50 MDRD eGFR
% man % man
79
41
60 – 89
66
36
45 – 59
83
35
30 – 44
79
25
15 – 29
0
< 15
Gem. 73% 20
15
> 90
59
10
Gem. 27% 5
0
5
10
15
20
Herklassering per categorie (%)
Krea5nine-‐Ureum bepaling in 24u urine Krea5nine: filtra?e + secre?e à krea?nineklaring = een overscha}ng van de GFR. Deze overscha}ng is erns?ger naarmate de nierfunc?e slechter is (meer secre?e). Ureum: filtra?e + terugresorb?e à ureumklaring = een onderscha}ng van de GFR. Slechte nierfunc?e: gebruik gemiddelde tussen de krea?nine-‐ en de ureumklaring voor GFR.
13
Toekomst?: Cysta5ne C
eGFR MDRD vs eGFR CKD-‐EPI
• Cysta?n C is een klein eiwit (13 kDa), dat geheel gefiltreerd wordt door de glomerulus (geen secre?e) à een goede maat voor de GFR.
• Formule uitbreiden met [Cysta?n-‐C] vooral goed voor voorspellen begin nier insufficiën?e (krea?nine ‘blind area’; 40-‐70 ml/min/1.73m2).
• Cysta?n-‐C wordt gevormd door kern houdende cellen, de concentra?e is niet arankelijk van leePijd, geslacht, ras, of spiermassa. • CZE-‐AKL: bepalen Cysta?ne C niet. • Valida?e van formule met [krea?nine] en [cysta?ne-‐C] voor eGFR nog niet afgerond.
• Schildklier func5e: [Cysta?ne C] is arankelijk van de schildklier func?e; niet gebruiken als deze niet bekend is.
14
