Emoglobina glicata e gap di glicazione nella diagnostica del diabete Andrea Mosca

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1 Emoglobina glicata e gap di glicazione nella diagnostica del diabete Andrea Mosca Università degli Studi di Milano Centro Interdipartimentale per la Riferibilità Metrologica in Medicina di Laboratorio (CIRME)

2 2 CONTENUTI 1. I riferimenti 2. HbA 1c e diagnosi del diabete 3. Gap di glicazione 4. Standardizzazione e compiti del professionista di laboratorio 5. Conclusioni A. Mosca - UniMI

3 3 CONTENUTI 1. I riferimenti 2. HbA 1c e diagnosi del diabete 3. Gap di glicazione 4. Standardizzazione e compiti del professionista di laboratorio 5. Conclusioni A. Mosca - UniMI

4 4 A. Mosca - UniMI

5 A. Mosca - UniMI 5

6 A. Mosca - UniMI Westgard biodatabase 6

7 7 A. Mosca - UniMI

8 8 CONTENUTI 1. I riferimenti 2. HbA 1c e diagnosi del diabete 3. Gap di glicazione 4. Standardizzazione e compiti del professionista di laboratorio 5. Conclusioni A. Mosca - UniMI

9 A. Mosca - UniMI DETECT-2 9 studies n = Colagiuri et al, Diabetes Care 2011;34:145-50

10 10 Lapolla et al, Nutr Met Cardiovasc 2011;21: A. Mosca - UniMI

11 A. Mosca - UniMI Undiagnosed diabetes in the U.S. population aged 20 years by three diagnostic criteria NHANES Diabetes FPG: 2.5 % 2h PG: 4.9 % HbA1c: 1.6 % 11 Cowie et al, Diabetes Care 2010;33:562-8

12 A. Mosca - UniMI Diabetes FPG: 4.4 % 2h PG: 2.3 % HbA1c: 7.3 % Pre-diabetes FPG: 10.6 % 2h PG: 1.2 % HbA1c: 23.9 % 12 Zhang et al, PLOSone 2012;7(5):e37260

13 A. Mosca - UniMI COMMENTARY HbA1c in type 2 diabetes diagnostic criteria: addressing the right questions to move the field forwards Unimportant questions Important questions Does HbA1c diagnose the same group of patients as glucosebased criteria? How does the cardiovascular risk factor profile differ in individuals identified by various diabetes diagnostic criteria in crosssectional studies? Should oral glucose tolerance testing be part of future diagnostic algorithms? Which glycaemia measurement is the best predictor of microvascular disease? Does use of HbA1c as a diagnostic measure lead to earlier diagnosis of type 2 diabetes and thereby improve clinical outcomes? In which patients should HbA1c measurement be combined with fasting glucose? What is the impact of using HbA1c for diabetes diagnosis on laboratory costs and what are the potential savings elsewhere? How best can diabetes and cardiovascular risk screening be combined? 13 Sattar et al, Diabetologia 2012;55:1564-7

14 A. Mosca - UniMI n = Japanese adults Tsugawa Y et al, Diabetes 2012;61:

15 15 CONTENUTI 1. I riferimenti 2. HbA 1c e diagnosi del diabete 3. Gap di glicazione 4. Standardizzazione e compiti del professionista di laboratorio 5. Conclusioni A. Mosca - UniMI

16 16 Affinity of alb and hemoglobin to glucose 0.5 Albumin Hemoglobin Time (days) James F.Day, Diabetes 1980;29: A. Mosca - UniMI

17 17 Period of hemoglobin A1C and GA Days passed A. Mosca - UniMI

18 18 Relative value of HbA1c and GA HbA1c GA A. Mosca - UniMI

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21 GG

22 GG

23 23 GLYCATION GAP Cohen et al, Diabetes Care 2003;26:163-7 A. Mosca - UniMI

24 A. Mosca - UniMI 24

25 25 CONTENUTI 1. I riferimenti 2. HbA 1c e diagnosi del diabete 3. Gap di glicazione 4. Standardizzazione e compiti del professionista di laboratorio 5. Conclusioni A. Mosca - UniMI

26 26 Primary reference materials (IRMM 466 and 467) Secondary reference materials (blood panels) IFCC reference measurement procedure (HPLC-CE or HPLC-MS) IFCC Network Manufacturer s working calibrator Manufacturer s product calibrator Manufacturer s internal reference measurement procedure Manufacturer s standing measurement procedure Manufacturer Patient Sample Routine measurement procedure Individual laboratory Mosca et al, Clin Chem Lab Med 2007;45: R. Paleari - UniMI

27 27 HbA1c is the stable adduct of glucose to the N-terminal amino acid, valine of the b-chain of hemoglobin β chains Hexapeptide N-terminal Valine α chains R. Paleari - UniMI

28 28 FLOW CHART FOR REFERENCE METHODS Hemolysate Enzymatic Cleavage HPLC-Capillary Electrophoresis HPLC-Mass Spectrometry Approved by IFCC 2001 R. Paleari - UniMI

29 29 Clin Chem 2004; 50: R. Paleari - UniMI

30 R. Paleari - UniMI 30

31 R. Paleari - UniMI 31

32 R. Paleari - UniMI 32

33 33 CONTENUTI 1. I riferimenti 2. Definizione dei traguardi analitici 3. Standardizzazione 1. La parte difficile 4. Compiti del professionista di laboratorio 5. Conclusioni A. Mosca - UniMI

34 A. Mosca - UniMI 34 Lapolla et al, Nutr Met Cardiovasc 2011;21: A. Mosca - UniMI

35 A. Mosca - UniMI Prevalence of anemia in diabetic patients UK experiences (Teesside) Jones et al. Diabetic Medicine 2010; 27:655-9 n=

36 A. Mosca - UniMI 36 CV ~ 12 % 36 Cohen, Blood 2009;112:

37 A. Mosca - UniMI 37 Shima et al, Ann Clin Biochem 2012;49:68-74

38 A. Mosca - UniMI CV ~ 25 % 38 Khera, Diabetes 2008;57:

39 FN3K Delpierre et al, Biochem J 2002 A. Mosca - UniMI 39

40 G900C SNP (rs ) n = 859 DT2; 265 controls Mohas et al, Exp Clin Endocrinol Diabetes 2009; A. Mosca - UniMI 40

41 Mosca et al, CCLM 2011;49:803-8 A. Mosca - UniMI 41

42 A. Mosca - UniMI Associations with HbA in 46,368 nondiabetic adults of European descent 1c 23 genome-wide association studies (GWAS) and 8 cohorts with de novo genotyped single nucleotide polymorphisms (SNPs) 6 new loci near FN3K (HFE, ANK1..) 4 known HbA1c loci (HK1, MTNR1B, GCK, G6PC2/ABCB11) Reclassification of 2% general population screened for diabetes 42 Soranzo et al, Diabetes 2010;59:

43 Glucose (mg/dl) A. Mosca - UniMI Glucose (mg/dl) : Patient 1 Despite similar A1c levels Less Spiking A1C 7.4% 1,5-AG 12.4 µg/ml PPG max 195 mg/dl 0 2/15 2/16 2/17 2/18 2/19 2/20 2/21 2/22 B: Patient 2 Time (days) More Spiking A1C 7.3% 1,5-AG 4.5 µg/ml PPG max 235 mg/dl 0 2/8 2/9 2/10 2/11 2/12 2/13 2/14 2/15 Time (days) 43 Dungan et al. Diabetes Care 2006; 29 (6):

44 A. Mosca - UniMI 44 Kilpatrick et al, QJMed 1996;89:307-12

45 A. Mosca - UniMI 45 Pani et al, Diabetes Care 2008;31:1991-6

46 AM-UniMi 46

47 A. Mosca - UniMI HEMOGLOBIN VARIANTS Most common variants are HbS, HbC, HbE and HbD Cannot use HbA 1c for diagnosis (or for monitoring) in individuals homozygous for HbS or HbC or with HbSC Can measure HbA 1c accurately in most heterozygous Hb variants, if appropriate assay used ( 47

48 48 Tsugawa et al, Ann Int Med 2012;157:153-9 A. Mosca - UniMI

49 COSA FARE PER ESSERE STANDARDIZZATI IFCC 1. Scegliere un metodo allineato IFCC 2. Effettuare la calibrazione in mmol/mol 3. Monitorare la precisione con un adeguato programma di CQI 4. Monitorare l inesattezza con un adeguato programma di VEQ 5. Refertare in maniera appropriata A. Mosca - UniMI 49

50 R. Paleari - UniMI 50

51 CQI USO ADEGUATO DEI DATI DEI PRODUTTORI DI DIAGNOSTICI Raccomandazione 1 1. Il traguardo dell'errore totale è ±6,7% (espresso in termini di frazione percentuale sul valore assoluto di HbA 1c ). 2. L'imprecisione del metodo (CV), valutata sul lungo periodo, deve essere contenuta entro il 2%. 3. La partecipazione a programmi di VEQ, nei quali vengono utilizzati materiali commutabili e con valori di HbA 1c assegnati mediante il metodo di riferimento IFCC, rappresenta il modo corretto per poter valutare quanto le misure effettuate rispondano ai requisiti di errore totale sopra definiti. A. Mosca - UniMI 51 ne tra i unità di L'as dardizza riduce l siva tra menzion stata an

52 CQI Livello 1 media: 5,5 % CV = 1,6 % Bio-Rad Variant II, Dual Kit Lyphochek Diabetes Control Lot Livello 2 media: 9,6 % CV = 1,3 %

53 CQI -20 C liofilo CV = 2,4 % -20 C -80 C sangue CV = 2,6 % Cobas Integra 400 Braga et al, Biochimica clinica 2010;34: A. Mosca - UniMI 53

54 54 CQI informazioni dai produttori A. Mosca - UniMI A. Mosca - UniMI

55 Raccomandazione 1 VEQ 1. Il traguardo dell'errore totale è ±6,7% (espresso in termini di frazione percentuale sul valore assoluto di HbA 1c ). 2. L'imprecisione del metodo (CV), valutata sul lungo periodo, deve essere contenuta entro il 2%. 3. La partecipazione a programmi di VEQ, nei quali vengono utilizzati materiali commutabili e con valori di HbA 1c assegnati mediante il metodo di riferimento IFCC, rappresenta il modo corretto per poter valutare quanto le misure effettuate rispondano ai requisiti di errore totale sopra definiti. A. Mosca - UniMI 55 ne tra i unità di L'as dardizza riduce l siva tra menzion stata an

56 EQAS FRESH WHOLE BLOOD 56 N = 220 labs 99 % within TE R. Paleari - UniMI Lenters-Westra et al, Diab Technol Therap 2011; 13:1-5

57 NGSP units, % int. rif DCCT 1993 A. Mosca - UniMI

58 58 SI units, mmol/mol A. Mosca - UniMI

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60 Kilpatrick et al, Clin Chem 2013;59:

61 61 ANALYTICAL GOALS GA CV I CV G Women Men All A. Mosca - UniMI Montagnana et al, 2013 in press

62 62 ANALYTICAL GOALS GA Desirable analytical goal for imprecision: CV a 1.1 % Desirable analytical goal for bias: bias ±1.4 % Desirable analytical goal for total error: TE ±6.1 % A. Mosca - UniMI Montagnana et al, 2013 in press

63 63 CONTENUTI 1. I riferimenti 2. HbA 1c e diagnosi del diabete 3. Gap di glicazione 4. Standardizzazione e compiti del professionista di laboratorio 5. Conclusioni A. Mosca - UniMI

64 A. Mosca - UniMI Conclusioni % dei pazienti ha un diabete non diagnosticato 2. HbA 1c utilissima per il pre-diabete 3. Molte variabili pre-analitiche, ma piccola variabilità biologica 4. Traguardi analitici per l HbA 1c e per l albumina glicata allineati almeno agli standard minimi basati sulla variabilità biologica 5. Necessità di applicare bene le raccomandazioni del documento di consenso in collaborazione tra team diabetologici, professionisti di laboratorio, medici di medicina generale, operatori sanitari, agenzie del SSN (tutti gli stakeholders) 64

65 A. Mosca - UniMI 65