Dr. med. Benedikt Lohr: INSTAND Ringversuchsleiter, MVZ für Laboratoriumsmedizin und Mikrobiologie Koblenz-Mittelrhein, Koblenz
Die Bestimmung des kleinen Blutbildes gehört zu den häufigsten labormedizinischen Untersuchungen. Die im kleinen Blutbild inkludierte Hb-Konzentration ist das Produkt aus Erythrozytenzahl und dem Hb-Gehalt der Erythrozyten. Gemessen wird der Gehalt von Hämoglobin pro Volumeneinheit Blut, das Ergebnis ist somit abhängig vom Plasmavolumen.
Es gibt ungezählte, historische bzw. aktuelle oder in Entwicklung begriffene, invasive bzw. nicht-invasive Methoden zur Bestimmung der Hb-Konzentration. Eine nicht-abschließende Übersicht finden Sie in entsprechenden Übersichtsartikeln wie von Karakochuk et al.
Im Kontext der Instand e.V.-Ringversuche RV 162, 209, 211 und 612/912 erscheinen insbesondere die im Folgenden kurz beschriebenen Methoden erwähnenswert:
HiCN-Verfahren (Cyanhämiglobin-Methode)
Es wird ein definiertes Probenvolumen mit einem definierten Volumen an Konversionslösung versetzt: nach Hämolyse der Erythrozyten oxidieren Kaliumferricyanid und Kaliumcyanid Hämoglobin über Hämiglobin (Synonym: Methämoglobin) zu stabilem Cyanhämiglobin (HiCN), dessen Absorption bei 540 nm photometrisch gemessen wird. Die Methode erfasst nahezu alle Hb-Varianten (außer Sulfhämoglobin, was ein nur selten vorkommendes Dyshämoglobin darstellt). Das HiCN-Verfahren ist die Referenzmethode. U.a. wegen des Einsatzes des toxischen Cyanids wird sie in der praktischen Routine meist durch cyanidfreie Alternativen ersetzt.
SLS (Sodium-Lauryl-Sulfat)-Detektionsverfahren
Bei diesem Beispiel für eine cyanidfreie Methode lysiert Natriumlaurylsulfat zunächst die Erythrozyten. Nach Konformitätsänderung im Hämoglobinmolekül, Oxidation des zweiwertigen Eisens und damit Bildung von Methämoglobin, bindet SLS das entstandene dreiwertige Eisen und bildet einen stabilen SLS-Hb-Farbkomplex mit Absorptionsmaximum bei 555 nm. Das Absorptionsmaß ist proportional zur Hämoglobinkonzentration der Probe.
QBC - Quantitative buffy coat
Bei dieser Methode zentrifugiert man EDTA-Blut in fluoreszenzbeschichteten Kapillaren, wobei Zellschichten durch Dichte getrennt werden. Die Hb-Konzentration wird über die Eintauchtiefe eines Schwimmkörpers berechnet. Die Methode ist schnell, vergleichsweise einfach, benötigt überschaubares apparatives Equipment und eignet sich damit z.B. für den Feldeinsatz auf Schiffen oder Militärbasen. (Nebenbei gibt es eine Vielzahl von Publikationen zum Gebrauch der QBC-Methode zur Diagnose von Blutparasiten und hier insb. der Malaria.)
Spektralphotometrie in BGA-Analyzern
Blutgasanalysatoren nutzen Oxymetrie, die Hb über multiple Wellenlängen im sichtbaren Spektrum misst und so verschiedene Hb-Derivate unterscheidet. Nach chemischer oder mechanischer Lyse der Erythrozyten zur Vermeidung von Streuprozessen erfolgt die spektralphotometrische Messung, deren physikalische Grundlage das Lambert-Beer-Gesetz darstellt. Es erfolgt keine chemische Umwandlung des Hämoglobins bzw. seiner Derivate. Die Konzentration des Gesamthämoglobins (tHb) ergibt sich als Summe von Oxyhämoglobin (O2Hb), Desoxyhämoglobin (HHb) sowie der Dyshämoglobine Carboxyhämoglobin (COHb), Methämoglobin (MetHb).
aus Zijlstra and Buursma. 1997. Spectrophotometry of Hemoglobin: Absorption Spectra of Bovine Oxyhemoglobin, Deoxyhemoglobin, Carboxyhemoglobin, and Methemoglobin. Comp. Biochem. Physiol.
Die Leistungscharakteristika der Methoden sowie die Vergleichbarkeit zwischen den verschiedenen Methoden ist Thema vieler wissenschaftlicher Primärarbeiten und diversen review-Artikeln wie z.B. in Whitehead et al.
In Deutschland ist die Richtlinie der Bundesärztekammer zur Qualitätssicherung laboratoriumsmedizinischer Untersuchungen (Rili-BÄK) das maßgebliche Dokument für Qualitätsmanagement und Qualitätssicherung laboratoriumsmedizinischer Untersuchungen.
Hämoglobin ist Bestandteil der Tabelle B 1-2 a des Teils B 1 zu quantitativen Untersuchungen. Damit ist nicht nur die Frequenz der Teilnahme am Ringversuch festgelegt, sondern insb. auch die zulässige relative Abweichung und die Zielwertart beim Ringversuch.
Für Hämoglobin gilt, dass ein Teilnehmerergebnis max. 6% vom Ergebnis des Referenzmethodenwerts abweichen darf, um ein Zertifikat der Referenzinstitution für diese Messgröße zu erhalten. Somit müssen sich die diversen, durchaus heterogenen Methoden der Hämoglobin-Bestimmung im Ringversuch an der Cyanhämiglobin-Methode, siehe oben, messen.
Erschwerend kommt hinzu, dass die im Ringversuch versendeten Materialien sich in Ihrer Beschaffenheit deutlich unterscheiden. So sind die Ringversuchsproben des RV 162 wässrige Lösungen auf Basis bovinen Hämoglobins, während für RV 211 stabilisiertes Kontrollblut und RV 612/912 frisches, mit EDTA-antikoaguliertes Blut versendet werden. Somit sind interessante, wichtige Aspekte wie z.B. die Vergleichbarkeit humanen und bovinen Hämoglobins, die Veränderungen durch den enthaltenen Stabilisator und die zeitkritische Präanalytik bei der Versendung von Frischblut auf dem Postweg berührt.
Die Querschnitts-Leitlinien zur Therapie mit Blutkomponenten und Plasmaderivaten der Bundesärztekammer legen nicht nur die Transfusionsschwellen in g/dl bzw. mmol/l für die verschiedenen erwachsenen und kindlichen Patientengruppen, für akute und chronische Anämien fest, sondern erwähnen explizit Ausmaß und Geschwindigkeit des Blutverlusts als eines von vielen zusätzlichen Kriterien zur Indikationsstellung der Transfusion.
Somit sind die Bemühungen um eine gute Präzision und Richtigkeit jedweder eingesetzten Methode nicht akademisch, sondern direkt relevant für die Patienten.
Die Hämoglobinkonzentration muss vergleichbar sein zwischen dem Wert des BGA-Analyzers auf der Intensivstation und der Bestimmung im Zentrallabor auf einem beliebigen Hämatologie-Analyzer. Falls der vermeintliche Blutverlust durch die mangelnde Vergleichbarkeit der Messergebnisse zustande kommt, würde das einer qualitativ hochwertigen Medizin zuwiderlaufen, was die Notwendigkeit der internen und externen Qualitätssicherung zum Erreichen einer bestmöglichen Ergebnis- und Behandlungsqualität unterstreicht.
Literatur:
Karakochuk et al. doi.org/10.1111/nyas.14003
Whitehead et al. doi: 10.1111/nyas.14124
Zijlstra and Buursma. 1997. Spectrophotometry of Hemoglobin: Absorption Spectra of Bovine Oxyhemoglobin, Deoxyhemoglobin, Carboxyhemoglobin, and Methemoglobin. Comp. Biochem. Physiol.