Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

Sabine Taubert

Zur Validierung von hämatologischen Referenzintervallen bei Rhesus- und Weißbüschelaffen

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-107694

title (engl.)

Validation of hematology reference intervals for rhesus monkeys and common marmosets

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2015

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/tauberts_ws15.pdf

abstract (deutsch)

Referenzintervalle (RI) sind für alle Tierarten wichtig, wenn eine präzise Beurteilung ihres Gesundheitszustandes anhand von hämatologischen Untersuchungen vorgenommen werden soll. Für Tiere, die in der biomedizinischen Forschung eingesetzt werden, ist dieser Aspekt von essentieller Bedeutung, da neben dem Gesundheitszustand auch eine Aussage über die Validität des Versuchsergebnisses gemacht werden kann.

Ziel dieser Arbeit war die Evaluation der speziesspezifischen Software „Rhesus“ auf dem Multiparameter-Haematologiesystem ADVIA 2120 (Firma Siemens) für den Rhesus- und Weißbüschelaffen, um anschließend für beide Tierarten RI nach internationalem Standard zu erheben. Hierfür waren zunächst umfangreiche Studien zur Präzision, Linearität und Carry-over des ADVIA 2120 notwendig. Danach schloss sich nach Tierarten getrennt ein Methodenvergleich zwischen der Messung am ADVIA 2120 und dem entsprechenden manuellen Standard für die Parameter Hämatokritbestimmung, Leukozytendifferenzierung und Retikulozytenzählung an. Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen.

1) Der ADVIA 2120 weist unter der Software-Einstellung „Rhesus“ für den Rhesusaffen insgesamt eine gute Präzision für die Parameter der Blutzellzählung, Leukozytendifferenzierung und Retikulozytenzählung auf. Die Linearität ist exzellent, da für die Parameter Erythrozyten (RBC), Hämoglobin (HGB), Leukozyten (WBC) und Thrombozyten (PLT) ein Korrelationskoeffizient von 1,0 vorliegt. Das Ergebnis des Carry-over liegt für die Parameter RBC, WBC und PLT deutlich unter den geforderten 0,25 %. Für das HGB ist kein Carry-over nachweisbar.

2) Der ADVIA 2120 zeigt unter der Software-Einstellung „Rhesus“ für den Weißbüschelaffen eine gleich gute Präzision wie beim Rhesusaffen für die Parameter der Blutzellzählung, der Differenzierung der WBC und der Retikulozytenzählung. Die Überprüfung der Linearität sowie des Carry-over wurde aufgrund der hohen benötigten Blutvolumina nicht separat durchgeführt.

3) Der Methodenvergleich zur Überprüfung der Richtigkeit ergibt beim Rhesusaffen für den Parameter Hämatokrit gemessen an der Vergleichsmethode (Mikrohämatokritzentrifuge/ADVIA2120) eine exzellente Korrelation von 0,94. Beim Vergleich der Leukozytendifferenzierung (manuelle Auszählung/ADVIA 2120) lassen sich  eine exzellente Korrelation für die neutrophilen Granulozyten (Neut) (Korrelationskoeffizient nach Spearman; rs = 0,98) und Lymphozyten (Lymph) (rs = 0,97) ermitteln. Die eosinophilen Granulozyten (Eos) weisen mit einem rs = 0,71 eine akzeptable Korrelation auf und die Monozyten (Mono) mit einem rs = 0,47 eine schlechte. Der Vergleich der Retikulozytenzählung (manuelle Auszählung/ADVIA 2120) liegt mit einem Korrelationskoeffizienten von rs = 0,66 ebenfalls noch im akzeptablen Bereich.

4) Der Methodenvergleich für den Parameter Hämatokrit (Mikrohämatokritzentrifuge/ADVIA 2120) ergibt für den Weißbüschelaffen mit einem Wert von rs = 0,94 eine ebenso exzellente Korrelation wie für den Rhesusaffen. Beim Vergleich der Leukozytendifferenzierung weisen Mono und Eo einen sehr schlechten rs von jeweils 0,08 auf. Die Korrelationskoeffizienten für Neut und Lymph sind hingegen mit rs = 0,90 – 0,92 als gut zu beurteilen, allerdings sind die jeweiligen Standardabweichungen (SD) zur Verzerrung (Bias) mit 6,42 (Neut) und 7,14 (Lymph) sehr schlecht. Die Bestimmung der Retikulozyten (Retic) (manuelle Auszählung/ADVIA 2120) weißt ebenfalls einen schlechten Korrelationskoeffizienten von rs = 0,29 auf. Somit muss davon ausgegangen werden, dass der ADVIA 2120 beim Weißbüschelaffen nicht in der Lage ist, die Leukozytendifferenzierung und Retikulozytenmessung korrekt unter der Einstellung „Rhesus“ vorzunehmen.

5) In die Erhebung der Referenzintervalle für den sedierten Rhesusaffen unter der Software-Einstellung „Rhesus“ gingen 361 Blutproben ein, davon waren 191 von männlichen Tieren und 170 von weiblichen Tieren. Das Durchschnittsalter betrug 7,5 Jahre und reichte von 6 Monaten bis 26,4 Jahre. Alle Parameter wurden auf dem ADVIA 2120 ermittelt und nach Geschlechtern getrennt dargestellt. Die Parameter der Blutzellzählung, welche in die RI einflossen, waren folgende: WBC, RBC, HGB, HCT, mittleres Erythrozytenvolumen (MCV), mittlerer zellulärer Hämoglobingehalt (MCH), mittlere Hämoglobinkonzentration der Erythrozyten (MCHC), Erythrozyten(volumen)verteilungsbreite (RDW), Hämoglobinverteilungsbreite (HDW), PLT, mittleres Thrombozytenvolumen (MPV), Thrombozytenverteilungsbreite (PDW), Thrombocrit (PCT), Retic gesamt und in %. Bei der Leukozytendifferenzierung wurde für die Neut, Lymph, Mono, Eos und großen Peroxidase-negativen Zellen (LUC) RI bestimmt und sowohl in absoluten Zahlen, als auch in % angegeben.

6) In die Erhebung der Referenzintervalle für den Weißbüschelaffen gingen 215 Blutproben ein, von denen 111 zu männlichen Tieren gehörten und 104 zu weiblichen Tieren. Das Alter der Tiere reichte von 1,1 bis 15,4 Jahren und betrug im Durchschnitt 4,2 Jahre. Alle Parameter wurden nach Geschlechtern getrennt ermittelt. Folgende Parameter, welche am ADVIA 2120 unter der Software-Einstellung „Rhesus“ gemessen wurden, flossen in die Erhebung von RI ein: WBC, RBC, HGB, HCT, MCV, MCH, MCHC, RDW, HDW, PLT, MPV, PDW und PCT. Für die Parameter der Leukozytendifferenzierung (Neut, Lymph, Mono, Eo) und Retikulozytenzählung wurden ebenfalls RI ermittelt, basierend auf der manuellen Bestimmung unter Angabe der absoluten und prozentualen Zellzahl.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass der ADVIA 2120 mit seiner Multi-Spezies-Software ein sehr gutes hämatologisches Analysegerät für den Rhesusaffen ist. Dieses trifft für den Weißbüschelaffen unter der Software Einstellung „Rhesus“ nur für die Blutzellzählung zu. Eine automatisierte Differenzierung der Leukozyten und die Zählung der Retikulozyten mithilfe des ADVIA 2120 erscheint dagegen nicht sinnvoll. Hier sind weitere Entwicklungen mit speziesspezifischen Einstellungen durch die Herstellerfirma notwendig.

abstract (englisch)

Reference intervals are important for all animals if a precise assessment of their health status is to be made on the basis of hematological investigations. This aspect is essential for animals used in biomedical research since in addition to the state of health a prediction concerning the validity of the test result can be made.

The aim of this study was to evaluate the species-specific software “rhesus” on the ADVIA 2120 for rhesus monkeys and common marmosets and subsequently generate reference values for both species in accordance with international standards. Initially substantial studies about the precision, linearity and carry-over of the ADVIA 2120 were carried out. A comparison of the measurement on the ADVIA 2120 and the corresponding manual standard for the parameter hematocrit, differentiation of leucocytes and the counting of reticulocytes followed. If the comparison produced a sufficient correlation, the reference values can be generated. The results can be summarized as follows.

1) With the software settings “rhesus” the ADVIA 2120 performance indicated an accurate precision for the parameters of the blood cell counting, the differentiation of leucocytes and the counting of reticulocytes for the rhesus monkey. According to the correlation coefficient of 1.0, the linearity for the four parameters red blood cells (RBC), haemoglobin (HGB), white blood cells (WBC) and platelet count (PLT) was excellent. The result of the carry-over for the parameter RBC, WBC and PLT is clearly under the required 0.25 %. A carry-over is not detectable for hemoglobin.

2) For the common marmoset the ADVIA 2120 shows under the software setting “rhesus” a comparable good precision for the parameter blood cell counting, leucocyte differentiation and counting of reticulocytes as for the rhesus monkey. Due to the huge amount of blood needed for this purpose, linearity and carry-over were not examined.

3) For the rhesus monkey the comparison of the hematocrit measurement by the ADVIA 2120 to the centrifuge shows an excellent correlation of 0.94. When comparing the manual differentiation of the leucocytes to the results obtained by the ADVIA 2120 the correlation for neutrophil granulocytes (Neut) and lymphocytes (Lymph) were with correlation coefficient (rs) = 0.98 and rs = 0.97 excellent. Eosinophil granulocytes (Eos) showed an acceptable correlation (rs = 0.71), whereas the correlation for the monocytes (Mono) was not good (rs = 0.47). The comparison of the manual reticulocyte counting and the ADVIA 2120 gives an acceptable correlation coefficient of rs = 0.66. Over all the ascertained results enable the inquiry of reference intervals on the ADVIA 2120 under the software setting “rhesus” for the rhesus monkey.

4) The comparison of the hematocrit measurement between ADVIA 2120 and centrifuge shows the same excellent correlation (rs = 0.94) for the common marmoset as well as for the rhesus monkey. When comparing the manual differentiation of the leucocytes to the ADVIA 2120, the correlation for Mono and Eos were poor (rs = 0.08 each). Neut and Lymph show a good correlation (rs = 0.90 – 0.92), but a poor standard deviation (SD) to the bias (6.42 – 7.14). The comparison of the manual reticulocyte counting and the ADVIA 2120 gives a poor correlation coefficient of rs = 0.29. Due to this observation it can be presumed that the ADVIA 2120 is not able to perform a correct leucocyte differentiation or reticulocyte count under the software setting “rhesus”.

5) 361 blood samples, 191 from male and 170 from female rhesus monkey were used to create the reference intervals under the software setting for “rhesus”. The average age was 7.5 and ranged from 6 months to 26.4 years old. Separated by sex all parameters of the complete blood count (CBC) were measured on the ADVIA 2120. Incorporated into the reference intervals, the parameters of the blood cell counting were as follow: WBC, RBC, HGB, HCT, mean corpuscular volume (MCV), mean corpuscular haemoglobin (MCH), mean corpuscular haemoglobin concentration (MCHC), red cell volume distribution width (RDW), haemoglobin distribution width (HDW), PLT, mean platelet volume (MPV), platelet volume distribution width (PDW), plateletcrit (PCT), reticulocytes (Retic) overall in and %. For the leucocyte differentiation it was determined for Neut, Lymph, Mono, Eos and LUC and specified in absolute numbers and %.

6) To create the reference intervals for common marmoset a total of 215 blood samples from 111 male and 104 female marmosets were used. The age ranged from 1.1 to 15.4 with an average of 4.2 years. The parameters are listed separated by sex. Only the parameter WBC, RBC, HGB, HCT, MCV, MCH, MCHC, RDW, HDW, PLT, MPV, PDW and PCT were measured with the ADVIA 2120 under the software setting “rhesus” to create the reference intervals. The manual counting was used to set up the intervals for the differentiation of the leucocytes (Neut, Lymph, Mono and Eos) and the Retic counting, all given in absolute numbers and %.

In conclusion, it should be noted that the ADVIA 2120 with its multi species software is a very good hematology system for all areas of blood cell analysis and differentiation in rhesus monkeys. At this point in time, this statement for the common marmoset is only true for the CBC. The automated WBC differentiation and Retic count performed by the ADVIA 2120 for the common marmoset does not seem to be useful. Further modifications by the manufacturer company are necessary.

keywords

Blut, Referenzintervalle, Rhesus- und Weißbüschelaffe, blood, reference intervals, non-human primates

kb

2.315