Die Vorbereitung und Verarbeitung von getrocknetem Blutflecken (DBS) für ihre letzten Endes sind immer noch schlecht für die meisten diagnostischen Anwendungen standardisiert. Um dieses Defizit zu überwinden, ist ein umfassende Schritt für Schritt Protokoll vorgeschlagen und anschließend bewertet im Hinblick auf ihre Wirksamkeit für die Erkennung von Markierungen von Virusinfektionen.
Die Idee der Blutentnahme auf einer Papierkarte und anschließend mithilfe der getrocknete Blutflecken (DBS) zu diagnostischen Zwecken entstanden vor einem Jahrhundert. Seitdem DBS Tests für Jahrzehnte überwiegend geblieben konzentrierten sich auf die Diagnose von Infektionskrankheiten vor allem bei beschränkten Ressourcen oder der systematischen screening von Neugeborenen für ererbte Stoffwechselstörungen und nur vor kurzem haben eine Vielzahl von neue und innovative DBS Anwendungen aufgetaucht. Seit vielen Jahren bereits analytische Variablen galten nur unangemessen auf dem Gebiet des DBS zu testen und auch heute noch, mit Ausnahme von Neugeborenen screening, der gesamten Pre-analytischen Phase umfasst die Vorbereitung und Verarbeitung von DBS für ihre letzten Endes ist nicht standardisiert. Diesem Hintergrund wird ein umfassende Schritt für Schritt-Protokoll, das al die wesentlichen Phasen deckt, d.h. Ansammlung von Blut vorgeschlagen; Vorbereitung der Blutflecken; Trocknung von Blutflecken; Lagerung und Transport von DBS; Elution des DBS, und schließlich Analysen der DBS Eluate. Die Wirksamkeit dieses Protokolls wurde zuerst mit 1.762 gekoppelten Serum/DBS-Paare zur Erkennung von Markierungen des Hepatitis B-Virus, Hepatitis-C-Virus und humanen Immundefizienz-Virusinfektionen auf einer automatisierten analytischen Plattform bewertet. In einem zweiten Schritt wurde das Protokoll in einer Pilotstudie genutzt, die auf aktiven Drogenkonsumenten in den deutschen Städten Berlin und Essen durchgeführt wurde.
Die Idee der Verwendung von Blut gesammelt auf einer Papierkarte hergestellt aus Zellulose ist Ivar Christian Bang (1869 – 1918), der Vater der modernen klinischen Mikroanalyse1, 2zugeschrieben. Im Jahre 1913 bestimmt Bang Glukose aus Eluate von getrocknetem Blut Flecken (DBS)3 und später auch Stickstoff Messungen mit der Kjeldahl-Methode mit diesem Filterpapier Technik2. Anschließend berichteten mehrere Ermittler auf die Verwendung von DBS für serologische Tests für Syphilis2diagnose. Wie früh im Jahr 1924, Chapman die Vorteile des DBS zu testen zusammengefasst wenn er betonte besonders vier Gegenstände, die heute noch gültig sind: (1) im Vergleich zu herkömmlichen Venenpunktion, weniger Blutvolumen erforderlich ist und diese Tatsache war am wichtigsten pädiatrischen Diagnostik; (2) die Blutentnahme ist einfach, nicht-invasive und preiswerte; (3) das Risiko einer bakteriellen Kontamination oder Hämolyse ist minimal; und über einen längeren Zeitraum mit fast keine Verschlechterung des Analyten2, 4(4) DBS erhalten werden können. Neben seiner Verwendung in Tests für Syphilis enthalten weiteren frühe Anwendungen der DBS-Technik, z. B.der Nachweis von Antikörpern gegen Masern, Mumps, Polioviren, parainfluenza-Virus und respiratory syncytial Virus (RSV) in 19532, die Identifizierung von Shigella im Kot auf Filterpapier getrocknet und versendet per Post aus Indonesien nach Leiden in den Niederlanden sowie den Nachweis von Antikörpern gegen Schistosoma in DBS in endemischen Gebieten entnommen und analysiert mehr als drei Monate später5 . Im Jahr 1963 veröffentlicht fünfzig Jahre nach Bang original Kommunikation2, 6, Guthrie endlich seine berühmten Methode für die Diagnose von Phenylketonurie von DBS erhalten durch eine Ferse stechen von Neugeborenen7, 8.
Ab diesem Zeitpunkt, als eine allgemein anwendbare Methode für das Sammeln von DBS angesehen wurden, blieb Speicherung, den Transport und Analyse einer Vielzahl von menschlichen Körperflüssigkeiten5, ihre Verwendung in der Diagnostik noch konzentrierte sich überwiegend auf die Diagnose von Infektionen vor allem bei beschränkten Ressourcen und systematisches Screening der Neugeborenen für ererbte Stoffwechselstörungen für Jahrzehnte9, 10. Seit 2005 jedoch eine Vielzahl von neuen und innovativen DBS-Anwendungen haben damit begonnen, entstehen. Dies führte zu einer fast exponentiellen Zunahme der Anzahl der jeweiligen wissenschaftlichen Veröffentlichungen über DBS von ca. 50 auf fast 450 derzeit jährlich. Zu den aufstrebenden Anwendungen gehören so unterschiedlichen Bereichen wie Toxico und pharmakokinetischen Studien, metabolic profiling, therapeutisches Drug monitoring, forensische Toxikologie oder einer Kontamination der Umwelt Kontrolle10, 11.
DBS zu testen, so hat einen Siegeszug durch klinische Labordiagnostik in den vergangenen 100 Jahren2. Wie in der klinischen Chemie12jedoch im März dieses Jahres bereits analytische Variablen nicht ausreichend seit vielen Jahren galten. In der Tat auch heute noch, nach herausragenden Aktivitäten wie die CDC Filterpapier Auswertung Projekt13 oder die Formulierung einer nationalen Norm für die Blutentnahme auf Filterpapier im Rahmen des Neugeborenen-screening14, die Pre-analytische Phase ist in den meisten der anderen Felder, in denen DBS testen angewandte5, 10ist noch weitgehend unterbewertet.
Diesem Hintergrund empfiehlt sich eine umfassende Schritt für Schritt Protokoll14-16 für den Einsatz in Immunoassays und Molekulare Techniken umfasst alle wesentlichen Schritte für die Vorbereitung und Verarbeitung von DBS in der folgenden Mitteilung: (1) Ansammlung von Blut; (2) Vorbereitung der Blutflecken; (3) Trocknung von Blutflecken; (4) Lagerung und Transport; (5) Elution von DBS; und schließlich (6) Analysen von DBS Eluate. Die Wirksamkeit des Protokolls wurde zuerst ausgewertet mit 1.762 gekoppelten Serum/DBS-Paare zum Nachweis von Hepatitis B Virus (HBV) Oberflächenantigen (HBsAg), Antikörper gegen HBV Core Antigen (Anti-HBc), Antikörper gegen HBV-Oberflächenantigen (Anti-HBs), HBV-DNA-Antikörper Das Hepatitis C Virus (HCV) (Anti-HCV) HCV-RNA und menschlichen Immunodeficiencyvirus (HIV) 1-p24-Antigen/anti-HIV 1/2 entweder eine vollständig automatisierte Plattform oder empfindlichen qualitativen Nukleinsäure-tests. 17. in einem zweiten Schritt wurde das Protokoll in der Pilotstudie “Drogen und chronische Infektionskrankheiten” (“DRUCK Study”) die durch das Robert Koch-Institut in enger Zusammenarbeit mit den nationalen Referenzzentrums für Hepatitis C auf aktiven durchgeführt wurde genutzt Drogenkonsumenten in den deutschen Städten Berlin und Essen18.
DBS werden seit 100 Jahren2 , aber überraschenderweise gibt es noch kein allgemeiner Konsens über die Vorbereitung und Verarbeitung. Bisher wurde eine ausreichende Standardisierung dieser wichtigen Pre-analytische Phase nur auf dem Gebiet der Neugeborenen-Screening14, erreicht eine Vielzahl von verschiedenen Protokollen besteht für alle anderen Anwendungen des DBS Tests5, 16, 23. Um diese bemerkenswerte Heterogenität zu überwinden, ist eine umfassende Schritt für Schritt Anleitung für die Vorbereitung und Verarbeitung von DBS in Immunoassays und durch molekulare Techniken genutzt werden in dieser Mitteilung vorgestellt und bewertet im Hinblick auf ihre Wirksamkeit zur Erkennung von Markierungen von HBV, HCV und HIV-Infektionen. Der Fokus der folgenden Diskussion ist in erster Linie auf die verschiedenen Schritte des vorgeschlagenen Protokolls gelegt.
In der Geschichte des DBS testen viele verschiedene Filterpapier Karten wurden gebrauchte2 aber heute nur zwei kommerzielle Quellen sind als Medizinprodukte der Klasse II für Blut Sammlung5, 16von der FDA zugelassen. Diese Filter-Kartensysteme sind sehr einheitlich und haben sehr ähnliche Absorptionseigenschaften, so dass analytische Ergebnisse aus Kapillarblut vorbereitet auf eine von ihnen unterscheiden sich nicht von mehr als 4 – 5 %28. Nicht überraschend, Masciotra und Mitarbeiter29 daher erkannt HIV-1-RNA nach Elution von Blut Sammlung Karten aus verschiedenen Quellen mit ein qualitatives Assay gleichermaßen gut. Angesichts dieser Daten, kann es praktisch ausgeschlossen werden, dass jeder die Unterschiede beobachtet, beim Testen Serum/DBS-Paare für Markierungen von HBV, HCV gekoppelt und HIV Infektionen17 durch die Wahl der Filterkarte allein verursacht wurde. Wenn genaue Quantifizierung eines Analyten unabdingbar ist, Quelle-Source Variation kann nicht mehr vernachlässigbar sein und immer raffiniertere Techniken, z.B.perforiert DBS (PDBS) als eine Methode zur Microsampling30 oder die Vorbereitung der getrocknete Serum Spots müssen (DSS)31 anstelle von herkömmlichen DBS10Tests angewendet werden.
Da nur kleine Mengen Blut für DBS Tests verwendet werden (ein Tropfen Kapillarblut besteht aus etwa 50 µl)5, 16, Variationen in das Probenvolumen sind entscheidend und, zugegeben, um zumindest einige der Unterschiede zwischen serologischen Ergebnisse und des Teilnehmers selbst berichtet HBV und HCV Status während der Pilotphase der “DRUCK-Studie” entfallen auf diese Variable. Der wichtigste Faktor zur Minimierung der “Schwankungen” das Probenvolumen ist zweifellos eine korrekte Technik der kapillare Blutentnahme, die nur durch sorgfältige und Weiterbildung von Fachpersonal22erreicht werden kann. Darüber hinaus als Maß für die Qualitätskontrolle, sollte alle Labore arbeiten mit DBS bereits eingeleiteten Verfahren zur Identifizierung und anschließend ohne DBS-Exemplare, die als unbefriedigend oder ungültige16berücksichtigt werden.
Studien in erster Linie im Zusammenhang mit HIV32 und Neugeborenen-Screening33 haben gezeigt, dass hoher Luftfeuchtigkeit führen zu einem Abbau des Analyten, aber bisher kein Konsens erreicht wurde, hinsichtlich der Frage, wie lange DBS luftgetrocknet werden sollte . Ein Intervall von mindestens 4 Stunden oder vorzugsweise O/N wird in dieser Mitteilung, die daher Bedingungen angenommen, die in der überwiegenden Mehrheit aller relevanten Publikationen32, 34 Daten im Speicher des DBS verwendet wurden, um anschließend für HBV und HCV verwendet werden vorgeschlagen testen sind widersprüchlich. Im Jahr 1981, Villa und Mitarbeitern35, die zeitgenössischen analytischen Techniken angewandt, berichtet, dass Lagerung bei RT nicht die Ergebnisse der HBV-Analysen während des gesamten Beobachtungszeitraums von 180 Tagen beeinflussen wären Antikörpertiter > 1/1.000, aber diese DBS nach 15 Tage als Titer im Serum nur 1/100 waren wurde grenzwertig positiv oder auch negativ. Lagerung bei-20 ° C oder 4 ° C hat keine wesentliche Verbesserung geführt. Im Gegensatz dazu eine Studie durchgeführt, dreißig Jahre später36 getestet einer HBV-Positive Probe repliziert, und die Autoren, dass Anti-HBc sowie Anti-HBs-Antikörper bis zu 183 Tage bei RT, stabil blieben, während HBsAg unter den gleichen Bedingungen wurde gefunden falsch-Negative bereits nach 63 Tagen. Im Hinblick auf HBV-DNA-Erkennung von DBS Eluate, die Konzentration der viralen Nukleinsäure wurde für mindestens sieben Tage bei 37 ° C37 stabil oder erwies sich als “resistent” gegen Lagerung bei RT für bis zu drei Wochen38. Prüfung auf Anti-HCV-Antikörper mit zwei handelsüblichen dritten Generation zur Verfügung gestellten Immunoassays39 genaue Ergebnisse für einen Zeitraum von 117 Tage mit DBS Proben bzw. bei-20 ° C, 2 – 8 ° C und 20 – 25 ° C gelagert. Lagerung bei-20 ° C, führten jedoch die niedrigste Variation der optischen Dichte. Anwenden einer vierten Generation Anti-HCV ELISA, d. h. Monolisa HCV-Ag-Ab-ULTRA, im Rahmen des DBS testen, Larrat Et Al. 40 beobachtet einen starken Rückgang der analytischen Spezifität nach Speicherung DBS Proben länger als drei Tage bei RT Auf der anderen Seite wurden präzise Testergebnisse mit dem gleichen Kit Nutzung hinterlegte für 60 Tage unter verschiedenen Bedingungen (-20 ° C, 2 – 8 ° C und 22 – 26 ° C) von Brandao und Mitarbeiter41Proben erhalten. Beobachtungen auf dem absteigenden Ast der HCV-RNA-Konzentrationen im DBS unter verschiedenen Bedingungen reichen von keine signifikante Änderung bei RT für bis zu einem Jahr42 zu einem zehnfachen nach vier Wochen bei Umgebungstemperatur43. Unter diesem eher widersprüchlichen Daten zur Stabilität des HBV und HCV-Antigene, Nukleinsäuren und Antikörper zu berücksichtigen, schien es sinnvoll, in das vorgeschlagene Protokoll zu einem Konsens zurückziehen, die früher zur Lagerung von DBS Exemplare für zu verwendende definiert wurde HIV-Test15, 30: für kurzfristige Ablagerung (bis zu zwei Wochen) Antigene, virale Nukleinsäure und Antikörper sind als stabil betrachtet bei RT, während gefrorene Bedingungen optimaler Lagerung für längere Zeit steht.
In der Regel drei Parameter betrachtet werden, bei der Gestaltung einer Elution Protokolls: (1) der Elution Puffer; (2) die Dauer und Temperatur der Elution; (3) der Elution Volume23. In der überwiegenden Mehrheit aller relevanten Publikationen Phosphat-gepufferte Kochsalzlösung (PBS) diente eluierenden DBS, und die meisten Autoren hinzugefügt, ein Protein, z.B., Rinderserumalbumin (BSA) oder Tween 20, ein Tensid, um das Assay-Signal durch die Stabilisierung zu verbessern Proteine, wie sie in Lösung und gleichzeitig blockierende unspezifischen Bindung Seiten23gehen. Nur ein paar Berichte, die verschiedene Elution Puffer im Rahmen des DBS testen direkt vergleichen zu können, stehen zur Verfügung. Villar Et al. 36, z. B.erfasst fast gleichwertige Elution Kapazitäten für alle Puffer verwendet, aber PBS/BSA 0,5 % resultierte in der untersten Ebene der unspezifische Reaktivität. Eine sehr ähnliche Beobachtung erfolgte durch Croom und Kollegen44 bei der Anwendung der Probe Verdünnungsmittel von Genetik Systeme rLAV UVP für die Elution von Anti-HCV-Antikörper von DBS. Da das Risiko einer Verschlechterung der Probe in den ersten Stunden nach der Zubereitung des DBS (s.o.) äußerst gering ist, wurde es beschlossen, die Spots O/N bei Raumtemperatur inkubieren und zur Elution durch schonendes Mischen über durchgängige Unterstützung. Dieser Ansatz hat den Vorteil, die den vorherigen Proben ausgestanzt Tag ist direkt übertragbar Routinediagnostik früh am nächsten Morgen23. Das Volumen des Puffers Elution sollten an die jeweiligen Mindestanforderungen der Assays für spätere Analysen verwendet, um den Verdünnungsfaktor so gering wie möglich zu halten angepasst werden. Eine sorgfältige Optimierung der Elution Bedingungen für jede einzelne Analyten war jedoch nicht in der vorhergehenden Bewertung möglich, weil ein hoher Probendurchsatz musste während der “DRUCK-Studie”17in vergleichsweise kurzer Zeit gewährleistet sein. Infolgedessen wurde der eher ungünstige Volumen von 1.000 µl PBS-Puffer verwendet, um die ganze Elution für alle Parameter in zwei separate Vorgänge abzuschließen.
Diesen Ansatz scheitert einerseits “komplett in das Anti-HBc/Anti-HBs-System für diejenigen Personen, die mit HIV infiziert, aufgrund der niedrigen Antikörper-Konzentrationen; … und es benötigt molekularen biologischen Verfahren mit optimaler analytische Empfindlichkeit in Bezug auf HBV-DNA und HCV-RNA-tests. ” 17 auf der anderen Seite erwies sich das hohe Elution Volumen in keiner Weise nachteilig für die Bestimmung von HBsAg, Anti-HCV und Anti-HIV durch die Kits in der Bewertung verwendet. “Der Nachweis von HBsAg-positiven Materialien aus Vollblut Eluaten ist es gelungen, mit einer Empfindlichkeit von 98,6 % ähnlich stark wie in früheren Studien, die teilweise ein viel kleineres Elution Volumen 100 µl, 250 µl oder 600 µl oder 500 µl verwendet hatte”17 ,36, 45, 46. Die Empfindlichkeit von 97,8 % bestimmt bei der Untersuchung von 179 Serum/DBS-Paare für Anti-HCV-Antikörper zu den Ergebnissen der bereits bestehenden entsprach Berichte24, 44, 47, 48, 49, die mit einem Elution Volumen gearbeitet hatten, die um den Faktor 5 bis 10 niedriger war. “Darüber hinaus hatte die Protokolle für Anti-HCV-Erkennung entsprechend optimiert, indem Sie ihre eigenen Cut-off-Punkte festlegen…”,17, 24, 48, 49 “oder durch die Erhöhung der Probenvolumen von 20 µl bis 100 µl.” ” 17, 49 schließlich die analytische Spezifität und Sensitivität (100 %) für Anti-HIV-Erkennung festgelegt wurden, größer oder gleich zu den Leistungsmerkmalen von anderen Immunoassays speziell auf DBS testen,50, 51 “oder eine schrittweise Verfahren mit dem kombinierten Einsatz von mehreren Anti-HIV-Tests”17,52. “sie, übertroffen in der Tat auch der Leistungsnachweis eine Probe, die hatte speziell entwickelt und optimiert für den Nachweis von Anti-HIV-Antikörpern im DBS Eluate (Q-verhindern, dass HIV 1 + 2 DBS-Kit).” ” 17, 53
Zusammen genommen, das umfassende Schritt für Schritt Protokoll dieser Mitteilung erwies sich als ein machbar und benutzerfreundliches Werkzeug für die Erstellung und Verarbeitung von DBS und kann somit zuverlässig in der diagnostischen Virologie verwendet werden. Es ermöglicht Ansätze mit Automatisierung 54 und aufgrund ihrer ausgezeichneten Leistungsmerkmale hat das Potenzial, als eine Art der Grundstein für eine zukünftige allgemein anerkannten Konsens-Protokoll im globalen Bereich der DBS Tests im Labor dienen Medizin.
The authors have nothing to disclose.
Diese Mitteilung ist basierend auf den Ergebnissen zuvor veröffentlicht in Virology Journal17 im open-Access-Modus unter den Bedingungen der Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0) mit BioMed Central als eine Lizenznehmer. Die Autoren dankbar anerkennen die fruchtbare Zusammenarbeit im Rahmen der Pilotierung der Studiums “Drogen und chronische Infektionskrankheiten” (“DRUCK-Studie”) mit U. Marcus, W. Cai, W. Zhang und R. Zimmermann aus dem Robert Koch-Institut (Berlin, Deutschland) und sind dankbar für S. Moyrer für des Fotografierens in Abbildung 1 als auch hinsichtlich D. F. Whybrew, Ph.D, (Göttingen, Deutschland) für die Korrektur montiert der das Manuskript. Sie äußern auch ihre Wertschätzung für geschickte technische Hilfe für J. Ackermann, E. Bayrambasi, U. Büttner, S. Dziubek, I. Jakobsche, B. Krellenberg, H. Krohn, P. Kusimski, A. Metcalf, J. Piejek, S. Saar, M. Schröter und K. Seidel. Diese Studie wurde teilweise unterstützt durch ein Stipendium des Bundesministeriums für Gesundheit, des Nationalen Referenzzentrums für Hepatitis c.
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