Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Immunology and Infection

Uitgebreide & Rendabele laboratorium controle van HIV / AIDS: een Afrikaanse Role Model

Published: October 31, 2010 doi: 10.3791/2312

Summary

Anti-retrovirale therapie van HIV / aids te behandelen wordt bewaakt in Zuid-Afrika op grote schaal. Flowcytometrie is gecombineerd voor hematologie (CD45), immunologie (CD4) en virale-load verbonden CD38 test. Opgenomen in NHLs-SA laboratoria, Johannesburg, deze moderne methoden zijn kostenefficiënt met een verhoogde lokale interne kwaliteitszorg, die als rolmodellen voor de resource-beperkte diagnostiek.

Abstract

We presenteren de video over helpen anti-retrovirale therapie (ART) door een laboratorium apt-service - wat neerkomt op een Zuid-Afrikaanse rolmodel voor economisch op grote schaal diagnostische testen. In de lage-inkomenslanden goedkoop ART heeft getransformeerd de vooruitzichten voor de overleving van HIV-seropositieve patiënten, maar er zijn twijfels of er behoefte is aan het laboratorium monitoring van ART, en wat kost - in situaties waarbij de algemene kwaliteit van pathologie diensten kan nog steeds zeer laag. Het juiste antwoord is om vast te stellen economisch gezond diensten met een betere coördinatie en strengere interne kwaliteitsbeoordeling dan gezien wordt in de westerse landen. Deze video, gefotografeerd op locatie in de National Health Laboratory Services (NHLs-SA) aan de Witwatersrand Universiteit in Johannesburg, Zuid-Afrika, biedt een dergelijke gecoördineerde regeling uitbreiding van de originele twee-kleuren CD4-CD45 PanLeucoGating strategie (PLG). Dus de zes modules van de video presentatie onthullen de eenvoud van een 4-kleuren flowcytometrische assay voor hematologische, immunologische en virologie-gerelateerde testen te combineren in een enkele buis. Deze video modules zijn: (i) de set-up van de instrumenten, (ii) monster preparaten, (iii) het testen van absolute tellingen en bewaken van de kwaliteit voor elk monster door bead-count-rate, (iv) de heamatological CD45 test voor witte bloedcellen tellingen en differentiëlen; (v) van de CD4-tellingen, en (vi) de activering van CD8 + T-cellen gemeten door CD38 weer te geven, een viral load gerelateerde parameter. De potentiële kostenbesparingen zijn opmerkelijk. Deze regeling is een goed voorbeeld voor de haalbaarheid van het uitvoeren van> 800-1000 testen per dag met een strengere kwaliteitscontrole dan die welke in het westen van laboratoria, en ook met een overdracht van technologie naar andere laboratoria binnen een NHLs-SA-netwerk. Deskundige adviseurs, laboratorium managers en beleidsmakers die drager zijn van de plicht van het nemen van beslissingen over de invoering van moderne medische technologie zijn vaak niet in een positie om de laatste technische details zoals uitgevoerd in de grote regionale laboratoria met enorme lasten van de werklast te zien. Vandaar dat deze video toont details van deze nieuwe ontwikkelingen.

Protocol

Introductie

De moderne wetenschappelijke inspanningen op het gebied van de biogeneeskunde leiden tot praktische voordelen waaronder de invoering van efficiënte diagnostiek van infectieziekten. Hoge kwaliteit en snelle diagnostiek zijn nodig omdat het gevaar van verspreiding van de ziekte te wijten aan de wereldwijde reizen en de huidige verwoestende gevolgen van virale en bacteriële infecties in de armoede getroffen gebieden van de wereld 1.

In resource arme landen de behandeling van HIV-positieve patiënten met anti-retrovirale therapie (ART) is met succes geïntroduceerd 2,3. De protocollen van ART zijn momenteel gebaseerd op (i) van de serologische tests voor HIV + particulieren, (ii) het eenmaal daagse combinaties van genetische drug behandelingen gebruikt als ART 'first-line' en (iii) de CD4-en / of de viral load testen om te beslissen wanneer ART start. De protocollen zijn echter veranderen als de ruimte voor ART kan nu verder worden uitgebreid met een meer ontspannen richtlijnen voor ART initiëren eerder bij hogere CD4-tellingen 2. Belangrijk is dat het aantal hiv-patiënten die ART + te ontvangen op een hogere CD4 + cellen / ul van bloed kan zelfs vertragen de verspreiding van hiv, ondanks het huidige gebrek aan HIV-vaccin 4, 5.

Zo HIV-infectie is klaar om een chronische ziekte in toenemende mate van de overlevenden te worden, die georganiseerd geneeskunde meer dan ooit, maar de slechte staat van het laboratorium geneeskunde in Afrika kan nog steeds een barrière van effectieve gezondheidszorg 6. Er zijn stemmen om te benadrukken dat het aanbieden van korte-termijn subsidie ​​niet voorziet in duurzame oplossingen 7-9, en de HIV-gerelateerde beurzen geleverd door westerse landen op de huidige schaal kan niet worden voortgezet voor altijd 8,9. In 2008 USD 15,6 miljard werd uitgegeven aan aids programma's in lage en midden inkomens landen, en ongeveer 50% van deze waren afkomstig uit externe, waaronder Noord-Amerika, bronnen. De berekende trends laten zien dat deze uitgaven moeten verhogen tot 2-3 keer hoger niveau, en dat de epidemie zal nog steeds met ons in 2031, tenzij er een verandering in de huidige algemene aanpak 9.

Zo Afrikaanse landen moeten een bijdrage leveren door betere hiv-preventie en wijzer kostenbesparingen 9. Hier hebben we suggereren dat de meest recente inventieve 'rolmodellen' voor routine-werk zal worden vastgesteld en ingevoerd in arme landen (bijvoorbeeld in Afrika of India). Dit zijn de gebieden van de wereld, waar de wetenschappers zullen leren om volledig te profiteren van de huidige internationale steun en vervolgens om hun vaardigheden te benutten om nog verder te verbeteren alledaagse technologie, door bij te dragen tot een mondiale ontwikkeling.

In de westerse geneeskunde de diagnostische activiteiten in grote academische centra en ziekenhuizen zijn vaak "departmentalized", dwz aparte "zones van belang" kunnen bestaan ​​voor de verschillende disciplines leidt tot een fragmentatie in hemato-, Viro-, retroviro-, bacterio-, sero- , immuno-, en cytologische laboratoria in plaats van het voeren van een uniforme benadering met behulp van een minimale set van multidisciplinaire diagnostische assays in een besmettelijke ziekte-laboratorium. Daarnaast kan de diagnostische tests ook veel te gecompliceerd en kostbaar. Het is duidelijk, zou dergelijke diensten moet beter worden gecoördineerd, maar deze verenigende inspanningen zijn waarschijnlijk niet volledig komen uit West-richtingen. Bijgevolg zijn de belangrijkste laboratoria en instituten, zoals de National Health Laboratory Service (NHLs-SA), in samenwerking met de Universiteit van Witwatersrand in Johannesburg, Zuid-Afrika, met uitzicht op een van de extra taak om verder te ontwikkelen, te wijzigen, opnieuw focus en het verbeteren van hun kosteneffectieve diagnostiek gebaseerd op moderne technologie.

In de huidige video beschrijven we flow-cytometrische methoden om de anti-retrovirale therapie (ART) bij HIV-geïnfecteerde patiënten te controleren. Deze technologie is stapsgewijs gepresenteerd in zes modules voor een combinatie van relevante hemato-, immuno-, en virologische testen in een enkele buis, in combinatie met essentiële interne kwaliteitscontrole (QC) om de reproduceerbaarheid van de test 10 te verzekeren. Het gebruik van monoklonale antilichamen hier werkzaam zijn wetenschappelijk volledig vastgesteld. De CD45 reagens is voor witte bloedcellen 11-13, in combinatie met CD4 naar de "helper" T-lymfocyten, die zijn de primaire doelen voor HIV 12-14 te sommen. Het is een "constructieve truc", dat in dezelfde buis de CD38 activatie marker is gedetecteerd op CD8 + T-cellen als een HIV viral load-(VL) met betrekking test 15-17. Met het oog op de Zuid-Afrikaanse bijdrage te benadrukken, wijzen wij erop dat deze concepten en hun kosten-effectieve, concrete combinaties allemaal zijn uitgewerkt in NHLs-Wits samenwerking gebaseerd op de toonaangevende westerse technologieën 10,12,13,16,17.

Deze testen, uitgevoerd in combinatie, zullen nodig zijn voor de controle op de patiënten die die langdurig ART. Als de kosten-efficieNCY is onderzocht, is deze gecoördineerde flow-cytometrie technologie blijkt te zijn zuinig 16,18,19. Deze single-tube assays vertegenwoordigen kostenbesparende over hun westerse varianten en meer dan de vergelijkbare tests uitgevoerd door de afzonderlijke instrumenten en / of uitgevoerd als verschillende surrogaat testen met behulp van andere methoden. Deze besparingen zijn gespecificeerd in de discussie.

Voor de acceptatie van deze in principe gewoon technologie, die vier kleuren flow cytometrie gebruikt in een enkele buis, is het essentieel om de technische stappen in een video-formaat weer te geven. Deskundige adviseurs, laboratorium managers en beleidsmakers die drager zijn van de plicht van het nemen van beslissingen over de invoering van moderne medische technologie zijn vaak niet in een positie om de laatste technische details zoals uitgevoerd in de grote regionale laboratoria met enorme lasten van de werklast te zien. Vandaar dat deze video toont details van nieuwe ontwikkelingen die hebben geïntroduceerd in Zuid-Afrika om de workflow te optimaliseren voor het testen van> 1000 klinische monsters elke werkdag 10,13,16,17.

Protocol

Flowcytometrie

De tests werden uitgevoerd door 4-kleuren flowcytometrie, maar de testen kunnen ook worden uitgevoerd met behulp van twee-kleuren in twee parallelle buizen (zie hieronder). De Beckman Coulter-XL-MCL, een cytometer van stabiele vloeistofcomponenten 21, wordt gebruikt maar dezelfde technologie kan ook van toepassing zijn op andere cytometers. De beschreven technologie verwerkt dagelijks grote werkdruk van ~ 800-1100 monsters / dag 10,13.

Module 1: Opzetten van instrumenten

Dagelijks in-house onderhoud is reiniging uit te voeren twee keer per dag: op start-up en na afloop van de laatste patiënt monster. Dit geldt ook voor het spoelen van vacuüm-en het verwerven van Clenz (5% natriumhypochloriet, BC, Miami, FL). Ook wordt aan het einde van elke 30-tube carrousel Clenz en gedestilleerd water lopen door het systeem te minimaliseren eiwit-opbouw.

Bij dagelijkse start-up van de vacuüm-en druk metingen worden gecontroleerd. Het is bevestigd dat de achtergrond telt aanvaardbaar blijven (<100 evenementen in 100 sec). Na het uitvoeren van de eerste bloedmonster wordt vastgesteld dat in een hoeveelheid vloeistof schede de overdracht is <1%. Dan laser-uitlijning en fluorescentie gevoeligheid zijn dagelijks gecontroleerd met behulp van een steekproef van FlowCheck 21. Opgemerkt wordt dat de gemiddelde Channel Numbers consistent zijn (500 ± 50) met een lage variatie (half piek CV-waarden <2%). De vergoeding wordt gecontroleerd wekelijkse; FlowSet kralen worden uitgezet om te zien of de gemiddelde kanaal waarden binnen 1% van de vooraf ingestelde streefwaarden 22. Om visueel te bevestigen de precisie van Levey-Jennings percelen, de gemiddelde kanaalnummers en half piek variatiecoëfficiënt (HPCV) waarden voor de vier Fluorescentie kanalen (FL1-FL4) worden dagelijks weergegeven. Vervolgens wordt de nauwkeurigheid van de CD4-tellingen wordt bevestigd op de twee CD4-niveaus. Tijdens een PLG-CD4-test gestabiliseerd bloed-proces controles (IMMUNOTROL) worden gebruikt de lage normale (450 tot 700 CD4 cellen / ul) en de lage niveaus (100-200 CD4 cellen / ul, afhankelijk van de partij; ref 23). Deze Immunotrol waarden zijn nodig om binnen 0,5 SD van het gemiddelde zijn met een% CV van <5%, zoals gevraagd door de internationale BC-IQAP programma 24, het Verenigd Koninkrijk NEQAS 25 en AFREQAS 26. Het is belangrijk dat met deze eenvoudige georganiseerd maatregelen zoals aangegeven in de video de robuuste flowcytometers kunnen handhaven van de vereiste stabiliteit voor zowel de absolute cel tellen zoals het aantal CD4-tests en voor fluorescentie-intensiteit metingen die voor de activering marker CD38. Deze stabiliteit is onlangs uitgebreid gedocumenteerd 17 bevestigt eerdere studies met behulp van andere cytometers 15,27.

Tijdens de wekelijkse onderhoud van de lijst-modus data (LMD) bestanden worden gearchiveerd voor toekomstig gebruik en dit gearchiveerd materiaal wordt vervolgens verwijderd uit de cytometer harde schijf.

Maandelijks onderhoud omvat het reinigen van reagens containers, de schede, clenz en afval tanks. De carrousel-mode sample hoofd is gereinigd, terwijl alle filters zijn ook verwijderd en gewassen. Deze reiniging wordt ook uitgebreid tot de voorbereiding en stations TQPrep PrepPlus2 (BC, FL). De pipetten worden gebruikt voor handmatige bereiding worden gevalideerd in-house ten minste om de drie maanden, maar als pipetteren onnauwkeurigheid wordt verdacht van de pipet wordt direct uit de vaart genomen voor corrigerende actie. Zes maandelijks onderhoud is gepland door de Beckman Coulter, SA.

Module 2: Voorbereiden van monsters

Voor de CD45/CD4 twee kleuren PanLeucogated protocol 5 van de Beckman Coulter FlowCARE kit 28 wordt gebruikt in een lyseren-no-wash procedure (IMMUNOPREP, Beckman Coulter, FL). Deze kit bevat CD45-fluoresceïne-isothiocyanaat (FITC, groen) en CD4-phycoerythrin (PE, oranje). Flow-Count kralen 29 worden gekocht in bulk en worden toegevoegd aan een speciale operator-vriendelijke rol als bekend numbe spelenrs van de kralen in een bekend volume worden gepipetteerd op de plek in het monster 30. Dit wordt gedaan met dezelfde pipetteren als gebruikt om het volume van het bloed te leveren. Dus de Bead Count Rate (BCR) in het verwachte bereik blijkt dat de pipetteren in de gegeven monster nauwkeurig wordt gedaan, zoals beschreven in Module 3 hieronder. Belangrijk is hier de eenvoudige pipetteren methode, aangeduid als 'forward pipetteren', werkt het beste, op voorwaarde dat de kraal-en bloed-volumes worden geleverd met dezelfde pipet en tip en met identieke behandeling van 30. We vonden die naar voren pipetteren optimale globale uniformiteit tussen laboratoria, zowel leverde met betrekking tot de exploitanten het bereiken van doelen pipetteren binnen aanvaardbare tolerantiegrenzen en reproduceerbaarheid van herhaalde dosering zoals gemeten door de co-variatiecoëfficiënt (% CV) 10,31,32. Deze methode, gepresenteerd op de lokale congressen 32, is goedgekeurd voor gebruik onder de South African National Accreditation Scheme (SANAS, www.SANAS.co.za) richtlijnen. Deze BCR gebruik van kralen is anders dan de andere volumetrische telmethoden waar de meeste vaak het gevriesdroogde product kraal zoals de BDS Trucount preparaten worden gebruikt bevatten bekende nummers van kralen. Deze preparaten zijn uitstekend om de stabiliteit van de vloeistofcomponenten van de stroom instrumenten door de Flow graaf Rate (FCR) methode 20,31 document. Niettemin is het gebruik van kant en klare kralen-bevattende buizen maakt de technologie ingewikkelder, omdat hier is het essentieel om het bloedvolume te leveren in deze buizen met de grootste absolute precisie. Het wordt algemeen aangenomen dat voor dat doel alleen de "reverse-pipetteren" technologie aanvaardbaar is volgende van toepassing zijnde training. Onze BCR methode is dus minder duur, meer informatieve, eenvoudiger en makkelijker te leren, zoals aangegeven in de video -. In vergelijking met de andere gelijkaardige methodes 10,31,32 We stellen ook vast dat de exploitanten door gebruik te pipetteren hebben minder kans op aspireren monster in de pipet, die met omgekeerde pipetteren kan leiden tot zowel de schade aan de interne mechanisme en de noodzaak om opnieuw te kalibreren, die moeilijk in afgelegen locaties. Onze BCR methode ondervangt ook de noodzaak voor geautomatiseerde pipetteren systemen in de kleine-tot middelgrote laboratoria (Lijst 1).

De bloedmonsters worden altijd verwerkt in klasse II biohazard kasten. Om te voorkomen dat een uitgebreide geluid tijdens het filmen, de getoonde video is een re-enactment met veilige materialen buiten deze kasten. De PLG-CD4 overname protocol op de cytometers kan een tijd om te stoppen op een bepaalde termijn of tot 5000 lymfocyten gebeurtenissen te verwerven om de nauwkeurigheid te verbeteren op monsters met een lage CD4-tellingen voort te zetten.

Module 3: De Kraal Count Rate (BCR)

Monitoring kraal count tarieven (BCR) in ons systeem of iedere controle monster wordt berekend volgens de formule kraal events / seconde 10,13,30,32,33. De Mean, zijn SD en% CV-waarden gebruikt op een spreadsheet om een reeks plot voor het identificeren van BCR uitschieters 30 te genereren. Deze bevestigen de optimale werking van de drie systemen van het pipetteren, verwerking en analyse aangeduid als monstervoorbereiding verificatie (SPV), toegepast op zowel de monsters gepipetteerd handmatig of met behulp van de geautomatiseerde PrepPlus2 pipetteren instrument 10.

Tijdens overname van de BCR resultaten worden direct weergegeven in real time op monitoren. Op de BC cytometers de waarde van de gemiddelde BCR is 80 ± 5 evenementen / sec. We laten zien dat de afwijkende BCR-s worden geïdentificeerd en opnieuw uit te voeren voordat de patiënt resultaten zijn vrijgegeven. De beslissing-tree algoritme wordt geïllustreerd in figuur 1 (zie ook ref.10).

Instrument storingen worden aangegeven door schommelingen in het BHG als gecontroleerd tijdens longitudinale precisie-verificatie (LPV) naar pipetteren trends, patronen en plotselinge verschuivingen 10 te detecteren. Vloeistofcomponenten precisie-verificatie (FPV) is een optionele in-house procedure waarbij een enkele verdunning van kralen is in hoeveelheden verdeeld in 10 buizen voor serieel vergaren om tekenen van vloeibare instabiliteit te bevestigen op een potentieel instrument misdraagt ​​10.

Module 4: CD45

Voor routine absolute tellingen in onze studie een volledig bloedbeeld analyzer LH-750 (Beckman Coulter), gekalibreerd per maand, wordt dagelijks gebruikt als een referentie voor het tellen van witte bloedcellen (WCC), waartegen de flowcytometers worden vergeleken. De CD45-gegenereerde WCC-s op de flowcytometers zijn ook dagelijks gevalideerd door vergelijking met de drie niveaus van gestabiliseerde Beckman Coulter 5C hele bloedcellen regelt. De aanvaardbare grenzen van de WCC-overeenkomst tussen de stroom CD45 graven en het bloedbeeld analyzers zijn <5% 10. Dit geeft aan dat als de bron beperkingen zijn ernstiger dan in onze dienstverlening dan een enkel instrument, zoals een flowcytometer, lijkt voldoende om de klinisch aangewezen WCC met CD4-tellingen geven.

Wit cell differentieel tellingen worden uitgevoerd op diverse hematologische analyzers die verschillen, met name in het beoordelen van monocyten telt. Het patroon van differentiële CD45 expressie is een klassiek gebruik van flow-technologie voor differentieel WCC 11,12, 34. Als de flowcytometer afgeleide CD45 WCC en differentiële tellingen is bewezen dat juist, nauwkeurig en robuust, kunnen deze regelmatig worden opgenomen in de PLG-CD4-test methode en ook ter beschikking gesteld van clinici zonder extra kosten.

Abnormale CD45 patronen zijn genoteerd op CD45/side puntgrafieken van de PLG-CD4-protocol en de follow-up op een gekleurd bloed film om verder klinisch onderzoek prompt. Deze methode detecteert infectie (bacteriële en virale), leukemie en lymfoom op zowel HIV-negatieve en hiv-patiënten + 34, 35. Tijdens een routine laboratorium follow-up bij HIV +-patiënten het volledige bloedbeeld wordt vaak niet aangevraagd bij de hematologie laboratorium. Daarom is de abnormale CD45 patronen zijn diagnostische toen openhartig waargenomen in monsters gestuurd voor CD4-tellingen. Een bijkomend voordeel is dat de nauwkeurige absolute aantal CD4-cellen nog steeds kan worden gemaakt, zelfs bij patiënten met de bevindingen van leukemie of lymfoom in het bloed 35.

Flow CD45 is zeer geschikt voor hematologie te standaardiseren. De hematologische instrumenten aanzienlijk verschillen van elkaar. Wij stellen voor de invoering van het CD45-based flowcytometrische kwaliteitscontrole voor de WBC verschillen te vergelijken en te standaardiseren van de hematologische analysers 10,36.

Module 5: CD4

De PLG-CD4-protocol geïntroduceerd op de Beckman Coulter XL software bestaat uit acht dot-plots. Van deze 4 worden gebruikt om de CD4-tellingen en 4 zijn voor de kwaliteit van het toezicht op 12,13 vast te stellen. Onder hen, de twee dot-plots weergegeven in figuur 2 zijn belangrijk. Alle witte bloedcellen worden geïdentificeerd met behulp van CD45 en zijwaartse verstrooiing (regio A dot-plot 2), terwijl puin, rode bloedcellen / spoken en bloedplaatjes worden genegeerd. De CD45 + evenementen worden dan overgebracht naar dot-plot 3 waar de CD4 +-lymfocyten worden geïdentificeerd door hun heldere CD4 expressie en een lage zijwaartse verstrooiing (regio C). Het absolute aantal CD4 +-lymfocyten worden berekend op basis van het aantal evenementen in de regio C en WCC (in de Flow graaf kalibratie regio F). De waarden voor CD4% van lymfocyten worden verkregen uit regio B dot-plot 2. De sterk CD4 + T-lymfocyten en de zwak CD4 + monocyten worden gediscrimineerd door CD4-fluorescentie-intensiteit en strooi heeft zonder de noodzaak voor het gebruik van een extra CD3-T-cel specifiek antilichaam in het reagens cocktail (beoordeeld in ref.13).

Module 6: CD8/CD38

CD8-CD38 kleuring is een onderdeel van de 4-kleuren kleuring met behulp van CD45-FITC/CD4-PE/CD8-ECD/CD38-PC5. De CD4/CD45 is hetzelfde als hierboven (Flow Care PLG-CD4), en de twee extra reagentia toegevoegd worden CD8-ECD/CD38-PC5 17. Als een cytometer loopt slechts twee kleuren, is een extra buis toegevoegd aan CD8-FITC/CD38-PE twee kleuren kleuring uit te voeren, met behulp van weer de lyse-no-wash procedure (IMMUNOPREP, Beckman Coulter, FL). Een gating strategie vergelijkbaar met de CD4 wordt gebruikt om de CD8 + T-cellen te identificeren met CD8-ECD versus zijwaartse verstrooiing (figuur 3). CD38 expressie op de CD8 + lymfocyten wordt uitgezet als een enkele parameter histogram van CD38-PC5 gemiddelde fluorescentie-intensiteit (MFI) vs celtelling 16,17. De CD38 MFI-waarden zijn opeenvolgend weergegeven voor elk bezoek van dezelfde patiënt. Het eerste bezoek (voorafgaand aan de behandeling) is de 'baseline' MFI-waarde die iedere andere bezoek van CD38 dezelfde persoon MFI is ten opzichte van 16.

Controles en de stabiliteit instrument, zoals beschreven in Module 1 is gebaseerd op de dagelijkse aankoop van Flow Controleer laser uitlijning en spanningsstabiliteit monitor. Flow Stel Stelt de kleur compensatie voor alle vier de tl-kanalen (zie hierboven). Immunotrol is de 'negatieve' process control monster. De 'positieve' controles zijn de monocyten in normale bloed uiten van 9 x 10 3 CD38 moleculen per cel, en een bekende HIV + monster onbehandeld 17.

Het netwerk van de South African National Health Laboratory Service (SA-NHLs) laboratoria heeft de

kwaliteit van methoden voor de controle gestandaardiseerd in 70 laboratoria 13, 33 met een centrale database met standaard operationele procedures en training materiaal. Laboratoria in het netwerk worden geholpen door discussies, bijscholing en regelmatige auditie met inbegrip van de controle van het pipetteren technologie 32,33. De kwaliteit assessment-programma wordt bewaakt maandelijks. Op deze manier wordt de kwaliteit het management regionaal gedecentraliseerde maar de hoge normen worden onderhouden met de bijdrage van de SA-NHLs QA afdeling 13, 26.

Lijst een potentiële kostenbesparing met gecoördineerde cytometrie in HIV-ziekte.:

  1. Het gebruik van een enkel instrument in een vertrouwde omgeving en service contract, in plaats van apvaren meerdere hematologische, immunologische en virologische instrumenten
  2. De prestaties van testen in een enkele buis, zonder extra kosten en zonder het te verzenden monsters naar en van verschillende locaties, waaronder zowel de Wereldraad van Kerken, WBC differentiële tellingen CD4-testen en CD38MFI monitoring reactie op de ART te voorspellen
  3. Onmiddellijke rapportage van de respons op ART met CD38 MFI-rapportage, een aanzienlijke verbetering van doorlooptijden ten opzichte van traditionele hiv-VL rapportage (real-time)
  4. De helderheid en het klinisch gebruik van de gecombineerde evaluatie van de resultaten op dezelfde rapportageformulieren
  5. De noodzaak voor automatische pipetteren instrumenten kunnen worden teniet gedaan als de eenvoudige methode van "forward-pipetteren" wordt gebruikt en de monsters worden gecontroleerd door BCR,
  6. Tijdens de werking, is onjuist behandeling van monsters geïdentificeerd en de problematische testresultaten zijn verholpen voordat de resultaten zijn toegestaan
  7. Pro-actief preventief management voor instrument storing leidt tot vroege dienst reserveren voorafgaand aan een ernstige crash
  8. Diagnose onvermoede gevallen van leukemie / lymfomen tijdens de routine dienstenactiviteit
  9. Uitbreiding van vergelijkbare stroom-technologie voor leukemie fenotypering en het monitoren
  10. Coördinatie van de CD38-test met de opslag van gedroogde bloed vlekken (DBS) voor hiv-VL testen in alle patiënten en kosten te besparen door het sturen van DBS voor de evaluatie alleen als er klinische of CD38 indicaties om dit te doen
  11. Vergelijkbare flow technologie te vervangen interferon-γ ELISPOT-methode bij tuberculose assays
  12. Kwaliteitscontrole voor perifere laboratoria die de 'point-of-care' CD4-testen uit te voeren
  13. Het opslaan van de kosten van "ongewenste" reagentia zoals antilichamen tegen CD3 en subset markers (maar de aankoop van CD38 in plaats daarvan)
  14. Bulk aankoop van goedkope kralen voor BCR testen (in plaats van het kopen van dure pre-gepipetteerd tellen-buizen)
  15. In een netwerk, gezamenlijk de onderhandelingen voor voordelige bulk prijzen met de commerciële bedrijven

Figuur 1
Figuur 1. Een besluit boom / algoritme dat wordt gebruikt bij een onderzochte steekproef toont een afgelegen gevolg van de kraal count rate (BCR). De belangrijkste taak is om uit te sluiten pipetteren fout ten opzichte van intermitterende volumetrische mislukking. Het diagram toont de mogelijke oorzaken van fouten. Het is ook aangegeven dat welk protocol histogrammen en statistieken zijn 10 getroffen.

Figuur 2
Figuur 2 Een voorbeeld van het PLG CD4-protocol dat CD45-FITC (groen, x-as) bevat. Versus zijwaartse verstrooiing (complexiteit, y-as) en CD4-PE, (oranje, X-as) versus zijwaartse verstrooiing ( complexiteit; y-as). De poort 'A' is de totale witte celpopulatie met de geselecteerde poort van lymfocyten 'B'. De poort 'A' is overgedragen naar de tweede diagram aan de rechterkant om de CD4 +-lymfocyten in de poort 'C' te identificeren.

Figuur 3
Figuur 3 De combinatie van CD45/CD4 panleucogating test. (In diagrammen '2 'en '3', zie ook figuur 2) met de CD8/CD38 assay (in schema's '4 'en '6). Als de totale leukocyten (gate 'A') worden overgebracht naar diagram '4 ', hier de CD8 + lymfocyten gated op basis van de CD8-ECD (' x'-as) en de zijwaartse verstrooiing ('Y'-as, zoals gebleken is in gate 'D'). Dan is de CD8 + cellen worden overgebracht naar diagram '6 'om de CD38-PC5 kleuringsintensiteit in een single-parameter diagram te visualiseren. Dit wordt getoond als 'G' van de parameter in diagram '6 '. De gemiddelde fluorescentie CD38-PC5 intensiteit (MFI) is opgenomen. Op ART deze waarde neemt geleidelijk af 16,17.

Discussion

In de afgelopen jaren het goede doel-gedreven en het verlenen van toegewezen programma's hebben bijgedragen aan de totstandkoming van een aantal uitstekende klinische praktijken in de bron beperkte gebieden van de wereld met een hoge HIV-last. De ART-programma's zijn succesvol geweest in het verminderen van de sterfte en worden nu geïnitieerd op hogere CD4-tellingen 2,3. Er zijn al aanwijzingen dat deze nieuwe maatregelen zal de verspreiding van HIV-infectie 4,5 dalen, ondanks het ontbreken van een HIV-specifieke vaccin. In onze video-document dat we bij het monitoren van patiënten op de ART, kunnen deze technieken beter worden gericht en meer kosten-effectief dan die waargenomen bij de dagelijkse praktijk uitgevoerd in West-laboratoria (Lijst 1).

Zo'n een Afro-geleide aanpak misschien wel essentieel voor de modernisering van de laboratoria te ondersteunen op een moment dat HIV-infectie, die behandeld worden met ART, wordt steeds meer een chronische ziekte. Zo'n controle van de ART vereist nauwkeurige CD4 tellen en viral-load gerelateerde technologie, een meer veeleisende taak dan om gewoon het uitvoeren van een CD4-telling voor het plaatsen van patiënten in willekeurige groepen om een beslissing te helpen over het starten van ART 16. Met behulp van deze diagnostiek, dat wil zeggen het gebruik van de CD8/CD38 test, is het mogelijk het verminderen van de VL-gerelateerde kosten van toezicht bij> 60% van de patiënten op de ART 16,19. Het is ook belangrijk om te benadrukken dat het de CD8/CD38-test 16,17, en niet het aantal CD4-cellen 37, die waarschijnlijk op te halen vroege tekenen van VL rebounds en / of het gebrek aan therapietrouw bij het ​​nemen van de medicatie.

Een essentieel element van een gecoördineerde rendabele centrale dienst is de beschikbaarheid van een grootschalige nationale of regionale netwerk wordt ondersteund door experts en academische adviseurs die bekend zijn met de technische en medische aspecten van de operatie. Dit wordt aangetoond door de activiteiten van de Zuid-Afrikaanse NHLs netwerk en de CD4-PLG.net opleidingsprogramma's 33, 36 die aanmoediging, het onderwijs en de kwaliteit van de beoordeling voor de kleinere centra en deze kan ook 'point-of-care' diensten.

Belangrijk is dat de activiteiten in Midden-en point-of-care laboratoria zijn complementair. Terwijl de eerste is de dubbele rol van het verstrekken van een kosten-effectieve grootschalige dienstverlenende werking en als basis / bijscholing van de perifere laboratoria 33,38, de laatste draagt ​​bij aan de verspreiding van ART controleren door het aantrekken van HIV + patiënten die in aanmerking komen voor ART van een grotere basis, inbegrip van de plattelandsgebieden klinieken. Hier enige voorzichtigheid is nodig, omdat point-of-care diagnostiek kan veel duurder en niet automatisch garanties voor nauwkeurigheid 38. Het is daarom verstandig om de two-tier systeem te behouden en om de coördinatie tussen de twee lagen zonder dat een arm af te nemen.

Tot slot, op het gebied van de diagnostische controle van de klinische behandeling van infectieziekten een noodzakelijke kostenbesparing kan worden bereikt door apt diensten die goedkoper en beter gecoördineerde moderne technologie te gebruiken met een aanzienlijk verbeterde kwaliteit van 13,39. Goed georganiseerde nationale (en regionale) diagnostische diensten bepalingen moeten beter worden ondersteund 6-8 door het vermijden van een scenario toen vrijwel alle subsidies wordt verspild aan dure en / of onbeproefd methoden zodra deze worden geïmporteerd uit rijke landen, zonder een zorgvuldige pre- preventieve constructieve toetsing. Ook moet een meer flexibele vormgeving van klinisch therapeutisch onderzoek met de volledige betrokkenheid van de lokale artsen en medisch personeel leiden tot de vermindering van onnodig frequente en / of over-ambitieuze laboratoriumonderzoek 3. Dit beleid zou meer kans om een ​​vollediger gebruik van de beschikbare accurate diagnose resulteert in een gecoördineerde klinische / laboratorium beoordeling van patiënten over kunst. Deze slimme diagnose kunnen ook een pionier voor de resource-arme landen 8 op het gebied van tuberculose en leukemie met behulp van een bestaand bekende flowcytometrische platform 40.

Disclosures

De internationale patent rechten voor CD4 hier beschreven methode is in handen van de Zuid-Afrikaanse NHLs en momenteel onder licentie aan BCI, Miami, Fl, USA.

Acknowledgments

Speciale dank gaat uit naar de National Health Laboratory Service (NHLs) van de Republiek Zuid-Afrika voor de nationale organisatie van de hiv-gerelateerde stroom diagnostische diensten (http: \ \ www.nhls.ac.za en http://www.plgcd4 . netto). Featured De studies werden uitgevoerd bij de afdeling Hematologie en Moleculaire Geneeskunde, Witwatersrand Universiteit (Johannesburg, Zuid-Afrika, ondersteund door hoofd van de afdeling, prof. Wendy Stevens). De auteurs hebben kreeg geen steun toekennen voor deze publicatie van commerciële bedrijven of financiers. Geformuleerde meningen zijn die van de auteurs zonder dat die de opvattingen van de instellingen van de Universiteit van de Witwatersrand of de Zuid-Afrikaanse NHLs.

References

  1. UNAIDS Report on the global HIV/AIDS epidemic. , Available from: http://www.unaids.org/en/ KnowledgeCentre/HIVData/GlobalReport/2008/2008_Global_report.asp (2008).
  2. World Health Organization Rapid advice: Antiretroviral therapy for HIV infection in adults and adolescents. , Available from: http://www.who.int/hiv/pub/arv/rapid_advice_art.pdf (2009).
  3. Mugyenyi, P. DART Trial Team. Routine versus clinically driven laboratory monitoring of HIV antiretroviral therapy in Africa (DART): a randomized non-inferiority trial. Lancet. 375, 123-131 (2009).
  4. Donnell, D., Kiarie, J., Thomas, K., Baeten, J., Lingappa, J., Cohen, C., Celum, C. ART and risk of heterosexual HIV-1 transmission in HIV-1 serodiscordant African couples: A Multinational Prospective Study. 17th Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections, , (2010).
  5. Montaner, J., Wood, E., Kerr, T., Yip, B., Lima, V., Shannon, K., Harrigan, R., Hogg, R. Association of Expanded HAART Coverage with a Decrease in New HIV Diagnoses, Particularly among Injection Drug Users in British Columbia, Canada. 17th Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections, , (2010).
  6. Petti, C. A., Polage, C. R., Quinn, T. C., Ronald, A. R., Sande, M. A. Laboratory medicine in Africa: a barrier to effective health care. Clin Infect Dis. 42, 377-382 (2006).
  7. Brown, H. Global health: Great expectations. BMJ. 334, 874-876 (2007).
  8. Crisp, N. Turning the World Upside Down. Royal Society of Medicine Press. , (2009).
  9. Hecht, R., Bollinger, L., Stover, J., McGreevey, W., Muhib, F., Madavo, C. E., de Ferranti, D. Critical choices in financing the response to the global HIV/AIDS pandemic. Health Aff. 28, 1591-1605 (2009).
  10. Lawrie, D., Coetzee, L. M., Glencross, D. K. A model for continuous quality control incorporating sample-to sample assessment of optical alignment, fluorescence sensitivity and volumetric operation fo flow cytometers. Cytometry B Clin Cytom. 78, 201-208 (2010).
  11. Loken, M. R., Brosnan, J. M., Bach, B. A., Ault, K. A. Establishing optimal lymphocyte gates for immunophenotyping by flow cytometry. Cytometry. 11, 453-459 (1990).
  12. Glencross, D., Scott, L. E., Jani, I. V., Barnett, D., Janossy, G. CD45-assisted PanLeucogating for accurate, cost-effective dual-platform CD4+ T-cell enumeration. Cytometry. 50, 69-77 (2002).
  13. Glencross, D. K., Janossy, G., Coetzee, L. M., Lawrie, D., Aggett, H. M., Scott, L. E., Sanne, I., McIntyre, J. A., Stevens, W. Large-scale affordable PanLeucogated CD4+ testing with proactive internal and external quality assessment: in support of the South African national comprehensive care, treatment and management programme for HIV and AIDS. Cytometry B Clin Cytom. 74, Suppl 1. S40-S51 (2008).
  14. Dalgleish, A. G. The CD4 (T4) antigen is an essential component of the receptor for the AIDS retrovirus. Nature. 312, 763-767 (1984).
  15. Liu, Z., Cumberland, W. G., Hultin, L. E., Prince, H. E., Detels, R., Giorgi, J. V. Elevated CD38 antigen expression on CD8+ T cells is a stronger marker for the risk of chronic HIV disease progression to AIDS and death in the Multicenter AIDS Cohort Study than CD4+ cell count. J Acquir Immune Defic Syndr Hum Retrovirol. 16, 83-92 (1997).
  16. Glencross, D. K., Janossy, G., Coetzee, L. M., Lawrie, D., Scott, L. E., Sanne, I., McIntyre, J. A., Stevens, W. CD8/CD38 activation yields important clinical information of effective antiretroviral therapy: findings from the first year of the CIPRA-SA cohort. Cytometry B Clin Cytom. 74, Suppl 1. S131-S140 (2008).
  17. Coetzee, L. M., Tay, S. S., Lawrie, D., Janossy, G., Glencross, D. K. From research tool to routine test: CD38 monitoring in HIV patients. Cytometry B Clin Cytom. 76, 375-384 (2009).
  18. Larsen, C. H. The fragile environments of inexpensive CD4+ T-cell enumeration in the least developed countries: strategies for accessible support. Cytometry B Clin Cytom. 74, Suppl 1. S107-S116 (2008).
  19. Glencross, D. K., Coetzee, L. M., Lawrie, D., Sanne, I., McIntyre, J. A., Janossy, G., Stevens, W. Longitudinal monitoring of CD38 activation can obviate costly viral load testing in 60% of patients on ART. 11th IUSTI World Congress, , (2009).
  20. Bergeron, M., Lustyik, G., Phaneuf, S., Ding, T., Nicholson, J. K., Janossy, G., Shapiro, H., Barnett, D., Mandy, F. Stability of currently used cytometers facilitates the identification of pipetting errors and their volumetric operation: "time" can tell all. Cytometry B Clin Cytom. 52, 37-39 (2003).
  21. Coulter, B. Flow Cytometer Alignment Verification Package insert of Flow-CheckTM Fluorospheres. Volume PN 4276179-LA. , Beckman Coulter USA. Galway. (2008).
  22. Coulter, B. Flow-SetTM Fluorospheres (Flow Cytometer Standardization Fluorospheres). Package insert of Flow-SetTM Fluorospheres. Volume PN 6607007. , Beckman Coulter USA. Galway. (2007).
  23. Coulter, B. Immuno-TrolTM Cells. Package insert of Immuno-TrolTM Cells. Volume PN 6607077. , Beckman Coulter USA. Galway. (2007).
  24. Beckman Coulter Hematology IQAP program. , Available from: https://www.beckmancoulter.com/wsrportal/wsr/support/quality-assurance-programs/interlaboratory-quality-assurance-program-iqap/index.htm (2009).
  25. UKNEQAS. United Kingdom National External Quality Assessment Service. , Available from: http://www.ukneqas.org.uk (2009).
  26. Glencross, D. K., Aggett, H. M., Stevens, W. S., Mandy, F. African regional external quality assessment for CD4 T-cell enumeration: development, outcomes, and performance of laboratories. Cytometry B Clin Cytom. 74, Suppl 1. S69-S79 (2008).
  27. Tilling, R., Kinloch, S., Goh, L. E. Parallel decline of CD8+/CD38++ T cells and viraemia in response to quadruple highly active antiretroviral therapy in primary HIV infection. AIDS. 16, 589-596 (2002).
  28. Coulter, B. FLOWCARETM PLG CD4 Reagent (CD45-FITC/CD4-PE). Package insert of FLOWCARETM PLG CD4 Reagent. , Beckman Coulter USA. Galway. (2004).
  29. Coulter, B. Flow-CountTM Fluorospheres. PN 7507992-M. , Beckman Coulter USA. Galway. (2007).
  30. Scott, L. E., Glencross, D. K. Monitoring reproducibility of single analysis, single platform CD4 cell counts in a high volume, low resource laboratory setting using sequential bead count rates. Cytometry B Clin Cytom. 67, 31-32 (2005).
  31. Storie, I., Sawle, A., Goodfellow, K., Whitby, L., Granger, V., Reilly, J. T., Barnett, D. Flow rate calibration: a new approach for performing absolute cell counts. Cytometry B Clin Cytom. 55, 1-7 (2003).
  32. Coetzee, L., Lawrie, D., Stevens, W., Glencross, D. K. Evaluation of pipetting methodology to assess precision and accuracy of single platform PLG/CD4 enumeration. 2nd SA-AIDS Congress, Durban, South Africa, , (2006).
  33. NHLS Training Manual, PLG/CD4 Workshop. , Available from: http://www.plgcd4.net/ (2008).
  34. Borowitz, M. J., Guenther, K. L., Shults, K. E., Stelzer, G. T. Immunophenotyping of acute leukemia by flow cytometric analysis. Use of CD45 and right-angle light scatter to gate on leukemic blasts in three-color analysis. Am J Clin Pathol. 100, 534-540 (1993).
  35. Mokone, G. N., Lawrie, D., Coetzee, L., Glencross, D. K. Interpretation of CD45 patterns in the PanLeucoGating CD4 test can be used for diagnosis of white cell abnormalities. Poster presentation. , (2007).
  36. Lawrie, D. The wide-spread clinical uses of PanLeucoGating technology in the HIV diagnosis oriented immunohaematology laboratory. PhD Thesis, in preparation. , (2010).
  37. Badri, M., Lawn, S. D., Wood, R. Utility of CD4 cell counts for early prediction of virological failure during antiretroviral therapy in a resource-limited setting. BMC Infect Dis. 8, 89 (2008).
  38. Peter, T., Badrichani, A., Wu, E., Freeman, R., Ncube, B., Ariki, F., Daily, J., Shimada, Y., Murtagh, M. Challenges in implementing CD4 testing in resource-limited settings. Cytometry B Clin Cytom. 74, Suppl 1. S123-S130 (2008).
  39. Denny, T. N., Gelman, R., Bergeron, M., Landay, A., Lam, L., Louzao, R., Mandy, F. F., Schmitz, J., Spira, T., Wilkening, C., Glencross, D. K. A North American multilaboratory study of CD4 counts using flow cytometric panLeukogating (PLG): a NIAID-DAIDS Immunology Quality Assessment Program Study. Cytometry B Clin Cytom. 74, Suppl 1. S52-S64 (2008).
  40. Janossy, G. The changing pattern of "smart" flow cytometry (S-FC) to assist the cost-effective diagnosis of HIV, tuberculosis, and leukemias in resource-restricted conditions. Biotechnol J. 3, 32-42 (2008).

Tags

Immunologie Human Immunodeficiency Virus (HIV); CD4-lymfocyten witte bloedcellen CD45 panleucogating lymfocytenactivatie CD38 HIV viral load antiretrovirale therapie (ART) interne kwaliteitszorg
Uitgebreide &amp; Rendabele laboratorium controle van HIV / AIDS: een Afrikaanse Role Model
Play Video
PDF DOI

Cite this Article

Lawrie, D., Janossy, G., Roos, M.,More

Lawrie, D., Janossy, G., Roos, M., Glencross, D. K. Comprehensive & Cost Effective Laboratory Monitoring of HIV/AIDS: an African Role Model. J. Vis. Exp. (44), e2312, doi:10.3791/2312 (2010).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter