DBS są używane od 100 lat2 Ale, co zaskakujące, nadal nie ma ogólnego konsensusu co do ich przygotowania i przetwarzania. Do tej pory wystarczająca standaryzacja tej ważnej fazy przedanalitycznej została osiągnięta jedynie w dziedzinie badań przesiewowych noworodków14, podczas gdy istnieje wiele różnych protokołów dla wszystkich innych zastosowań testów DBS5, 16, 23. Aby przezwyciężyć tę niezwykłą niejednorodność, w niniejszym komunikacie przedstawiono obszerną instrukcję krok po kroku dotyczącą przygotowania i przetwarzania DBS do wykorzystania w testach immunologicznych i technikach molekularnych oraz oceniono jej skuteczność w wykrywaniu markerów zakażeń HBV, HCV i HIV. Poniższa dyskusja skupia się przede wszystkim na różnych etapach proponowanego protokołu.
W historii testów DBS używano wielu różnych kart bibułowych z filtracją2 , ale obecnie tylko dwa komercyjne źródła są zatwierdzone przez FDA jako urządzenia medyczne klasy II do pobierania krwi5, 16. Te systemy kart filtracyjnych są wysoce jednorodne i mają bardzo podobne charakterystyki absorpcji, dzięki czemu wyniki analityczne uzyskane z krwi włośniczkowej przygotowanej na którymkolwiek z nich nie różnią się o więcej niż 4% – 5%28. Nic dziwnego, że Masciotra i współpracownicywykryli RNA HIV-1 równie dobrze za pomocą testu jakościowego po wyluceniu z kart pobierania krwi z różnych źródeł. Biorąc pod uwagę te dane, można praktycznie wykluczyć, że którakolwiek z rozbieżności zaobserwowanych podczas testowania sprzężonych par surowica/DBS pod kątem markerów zakażeń HBV, HCV i HIV17 była spowodowana wyborem samej karty filtracyjnej. Jeżeli jednak niezbędne jest dokładne oznaczanie ilościowe analitu, różnice między źródłami mogą nie być już nieistotne i konieczne może być zastosowanie bardziej wyrafinowanych technik, np. perforowanego DBS (PDBS) jako metody mikropobierania próbek30 lub przygotowania wysuszonych plamek surowicy (DSS)31 zamiast konwencjonalnego badania DBS10.
Ponieważ do badania DBS wykorzystuje się tylko niewielkie ilości krwi (jedna kropla krwi włośniczkowej składa się z około 50 μl)5, 16, różnice w objętości próbki są kluczowe i trzeba przyznać, że przynajmniej część rozbieżności między wynikami serologicznymi a zgłaszanym przez uczestników statusem HBV i HCV zarejestrowanym podczas pilotażu "Badania DRUCK" można przypisać tej zmiennej. Najważniejszym czynnikiem minimalizującym "wahania" objętości próbki jest bez wątpienia prawidłowa technika pobierania krwi włośniczkowej, którą można osiągnąć tylko dzięki starannemu i ciągłemu szkoleniu personelu technicznego22. Ponadto, w ramach kontroli jakości, wszystkie laboratoria pracujące z DBS powinny już zainicjować procedury identyfikacji, a następnie wykluczenia próbek DBS, które należy uznać za niezadowalające lub nieważne16.
Badania przeprowadzone głównie w kontekście HIV32 i badań przesiewowych noworodków33 wykazały, że wysoka wilgotność może prowadzić do degradacji analitów, ale do tej pory nie osiągnięto konsensusu co do tego, jak długo DBS powinien być suszony na powietrzu. W niniejszym komunikacie zaproponowano odstęp co najmniej 4 godzin lub najlepiej O/N, w związku z czym przyjęto warunki, które zastosowano w zdecydowanej większości wszystkich odnośnych publikacji32, 34 Dane dotyczące przechowywania DBS, które mają być następnie wykorzystywane do badań na obecność wirusa HBV i HCV, są sprzeczne. W 1981 roku Villa iwspółpracownicy, którzy zastosowali współczesne techniki analityczne, stwierdzili, że przechowywanie w RT nie wpłynęło na wyniki analiz HBV przez cały okres obserwacji wynoszący 180 dni, jeśli miano przeciwciał wynosiło > 1/1000, ale że DBS stał się graniczny dodatni lub nawet ujemny po 15 dniach, gdy miano w surowicy wynosiło tylko 1/100. Przechowywanie w temperaturze -20 °C lub 4 °C nie przyniosło znaczącej poprawy. Natomiast w badaniu przeprowadzonym trzydzieści lat później36 testowano powtórzenia próbki dodatniej pod względem HBV, a autorzy odkryli, że przeciwciała anty-HBc, jak również przeciwciała anty-HBs były stabilne do 183 dni w RT, podczas gdy HBsAg w tych samych warunkach stawały się fałszywie ujemne już po 63 dniach. Jeśli chodzi o wykrywanie DNA HBV z eluatów DBS, stężenie wirusowego kwasu nukleinowego było stabilne przez co najmniej siedem dni w temperaturze 37 °C37 lub okazało się "odporne" na przechowywanie w temperaturze pokojowej przez okres do trzech tygodni38. Testy na obecność przeciwciał anty-HCV przy użyciu dwóch dostępnych na rynku testów immunologicznych trzeciej generacji39 dostarczyły dokładnych wyników przez okres 117 dni przy użyciu próbek DBS przechowywanych odpowiednio w temperaturze -20 °C, 2 – 8 °C i 20 – 25 °C. Przechowywanie w temperaturze -20 °C skutkowało jednak najmniejszą zmiennością gęstości optycznej. Stosując test ELISA anty-HCV czwartej generacji, tj. Monolisa HCV-Ag-Ab-ULTRA, w kontekście testów DBS, Larrat i wsp.40 zaobserwowało gwałtowny spadek swoistości analitycznej po przechowywaniu próbek DBS przez ponad trzy dni w RT. Z drugiej strony, precyzyjne wyniki testów uzyskano za pomocą tego samego zestawu, wykorzystując próbki zdeponowane przez 60 dni w różnych warunkach (-20 °C, 2 – 8 °C i 22 – 26 °C) przez Brandao i współpracowników41. Obserwacje dotyczące spadku stężeń RNA HCV w DBS w różnych warunkach przechowywania wahają się od braku znaczących zmian w RT przez okres do jednego roku42 do dziesięciokrotnej zmiany po czterech tygodniach w temperaturze otoczenia43. Biorąc pod uwagę te dość sprzeczne dane dotyczące stabilności antygenów HBV i HCV, kwasów nukleinowych i przeciwciał, rozsądne wydawało się wycofanie się w proponowanym protokole do konsensusu, który został wcześniej określony w odniesieniu do przechowywania próbek DBS, które mają być wykorzystywane do testów na obecność wirusa HIV15, 30: Dla krótkotrwałego odkładania (do dwóch tygodni) antygenów, wirusowy kwas nukleinowy i przeciwciała są uważane za stabilne w RT, podczas gdy optymalne przechowywanie przez dłuższy czas odbywa się w warunkach zamrożenia.
Z reguły przy projektowaniu protokołu elucji należy wziąć pod uwagę trzy parametry: (1) bufor elucyjny; (2) czas trwania i temperaturę elucji; oraz (3) objętość elucji23. W zdecydowanej większości wszystkich istotnych publikacji do elucji DBS stosowano sól fizjologiczną buforowaną fosforanami (PBS), a większość autorów dodawała białko, np. albuminę surowicy bydlęcej (BSA) lub Tween 20, środek powierzchniowo czynny, w celu poprawy sygnału testu poprzez stabilizację białek w miarę ich przechodzenia do roztworu i jednoczesne blokowanie niespecyficznych miejsc wiązania23. Dostępnych jest tylko kilka raportów, które bezpośrednio porównują różne elucyjne w kontekście badań DBS. Villar i wsp.36, na przykład, zarejestrowało prawie równoważne zdolności elucyjne dla wszystkich zastosowanych, ale PBS/BSA 0,5% skutkowało najniższym poziomem reaktywności nieswoistej. Bardzo podobne spostrzeżenie zostało poczynione przez Crooma i współpracowników44 podczas stosowania rozcieńczalnika próbki rLAV EIA do elucji przeciwciał anty-HCV z DBS. Ponieważ ryzyko degradacji próbki jest niezwykle niskie w pierwszych godzinach po przygotowaniu DBS (patrz wyżej), zdecydowano się na inkubację plam O/N w temperaturze otoczenia i wspomaganie procesu elucji poprzez delikatne mieszanie od końca do końca. Takie podejście ma tę zaletę, że próbki wybite poprzedniego dnia mogą być bezpośrednio przekazane do rutynowej diagnostyki wcześnie następnego dnia rano. Objętość buforu elucyjnego powinna być dostosowana do minimalnych odpowiednich wymagań dotyczących testów stosowanych do kolejnych analiz w celu utrzymania współczynnika rozcieńczenia na możliwie najniższym poziomie. Jednak staranna optymalizacja warunków elucji dla każdego pojedynczego analitu nie była możliwa w poprzedniej ocenie, ponieważ podczas "badania DRUCK" trzeba było zagwarantować wysoką przepustowość próbki w stosunkowo krótkim czasie17. W związku z tym wykorzystano raczej niekorzystną objętość 1000 μl buforu na bazie PBS w celu zakończenia całego procesu elucji dla wszystkich parametrów w dwóch oddzielnych operacjach.
Podejście to, z jednej strony, zawodzi "całkowicie w systemie anty-HBc/anty-HBs u osób zakażonych wirusem HIV z powodu niskich stężeń przeciwciał; ... i wymagało to procedur biologii molekularnej z optymalną czułością analityczną w odniesieniu do testów DNA HBV i RNA HCV."17 Z drugiej strony, wysoka objętość elucji nie okazała się w żaden sposób niekorzystna dla oznaczania HBsAg, anty-HCV i anty-HIV przez zestawy używane podczas całej oceny. "Wykrycie materiałów HBsAg dodatnich w euatach krwi pełnej powiodło się z czułością 98,6% w podobnie wysokim stopniu, jak w poprzednich badaniach, w których częściowo wykorzystano znacznie mniejszą objętość elucji wynoszącą 100 μl, 250 μl lub 600 μl lub 500 μl"17, 36, 45, 46. Czułość 97,8% określona w badaniu 179 par surowica/DBS dla przeciwciał anty-HCV odpowiadała wynikom już istniejących doniesień24, 44, 47, 48, 49, które pracowały z objętością elucji mniejszą od 5 do 10 razy. "Ponadto protokoły wykrywania anty-HCV zostały odpowiednio zoptymalizowane ... poprzez określenie własnych punktów odcięcia"17, 24, 48, 49 "lub poprzez zwiększenie objętości próbki z 20 μl do 100 μl."17, 49 Wreszcie, swoistość analityczna i czułość (po 100% każdy) ustalone dla wykrywania anty-HIV były równe lub lepsze od charakterystyki działania innych testów immunologicznych specjalnie przystosowane do testowania DBS50, 51 "lub procedury etapowej z łącznym zastosowaniem kilku testów anty-HIV"17, 52. "Rzeczywiście, przekroczyły one również rekord wydajności testu, który został specjalnie opracowany i zoptymalizowany do wykrywania przeciwciał anty-HIV w eluatach DBS (zestaw Q-Prevent HIV 1 + 2 DBS)".
Podsumowując, kompleksowy protokół krok po kroku przedstawiony w niniejszym komunikacie okazał się wykonalnym i przyjaznym dla użytkownika narzędziem do przygotowywania i przetwarzania DBS, a tym samym może być niezawodnie stosowany w diagnostyce wirusologicznej. Pozwala on na stosowanie podejść wykorzystujących automatyzację 54 , a ze względu na swoje doskonałe właściwości użytkowe ma potencjał, aby służyć jako rodzaj kamienia węgielnego dla przyszłego, ogólnie akceptowanego protokołu konsensusu w globalnej dziedzinie testowania DBS w medycynie laboratoryjnej.