Volume 34, Issue 1

There is a long history of research on body fluid biomarkers in neurodegenerative and neuroinflammatory diseases. However, only very few biomarkers in cerebrospinal fluid (CSF) are being used in clinical practice. One of the most critical factors in CSF biomarker research is the inadequate powering of studies owing to the lack of sufficient samples that can be obtained in single-centre studies. Therefore, collaboration between investigators is needed to establish large biobanks of well-defined samples. Standardised protocols for biobanking are a prerequisite to ensure that the statistical power gained by increasing the numbers of CSF samples is not compromised by preanalytical factors. Here, a consensus report on guidelines of CSF collection and biobanking is presented, formed by the European network for Biomarkers in MS for CSF biomarker research in multiple sclerosis. In this paper, we focus on CSF collection procedures, preanalytical factors, and high quality clinical and paraclinical information. The biobanking protocols are applicable for CSF biobanks for research targeting any neurological disease.

Background: The serum or plasma total bilirubin concentration (B T ) has long been the standard clinical laboratory test for evaluating neonatal jaundice, despite studies showing that B T correlates poorly with acute bilirubin encephalopathy (ABE) and its sequelae including death, classical kernicterus, or bilirubin induced neurological dysfunction (BIND). The poor correlation between B T and ABE is commonly attributed to the confounding effects of comorbidities such as hemolytic diseases, prematurity, asphyxia, or infection. Mounting evidence suggests, however, that B T inherently performs poorly because it is the plasma non-protein-bound (unbound or free) bilirubin concentration (B f ), rather than B T , that is more closely associated with central nervous system bilirubin concentrations and therefore ABE and its sequelae. Content: This article reviews (a) the complex relationship between serum or plasma bilirubin measurements and ABE, (b) the history underlying the limited use of B f in the clinical setting, (c) the peroxidase method for measuring B f and technical and other issues involved in adapting the measurement to routine clinical use, (d) clinical experience using B f in the management of newborn jaundice, and (e) the value of B f measurements in research investigating bilirubin pathochemistry. Summary: Increasing evidence from clinical studies, clinical experience, and basic research investigating bilirubin neurotoxicity supports efforts to incorporate B f expeditiously into the routine evaluation of newborn jaundice.

Background: Neonatal jaundice or hyperbilirubinemia is a common occurrence in newborns. Although most cases of neonatal jaundice have a benign course, severe hyperbilirubinemia can lead to kernicterus, which is preventable if the hyperbilirubinemia is identified early and treated appropriately. Content: This review discusses neonatal jaundice and the use of transcutaneous bilirubin (TcB) measurements for identification of neonates at risk of severe hyperbilirubinemia. Such a practice requires appropriate serial testing and result interpretation according to risk level from a nomogram that provides bilirubin concentrations specific for the age of the neonate in hours. In this context, we have evaluated the potential impact on clinical outcome and limitations of TcB methods in current use. Summary: TcB measurement is a viable option in screening neonates to determine if they are at risk for clinically significant hyperbilirubinemia. Total serum bilirubin should be measured by a clinical laboratory if a newborn is shown to be at higher risk for clinically significant hyperbilirubinemia. In addition, external quality assessment to identify biases and operator training issues should be part of any TcB monitoring program.

Background: Serum, as a standard material for the determination of numerous analytes, has disadvantages. The coagulation process leads to an artificial increase of the potassium concentration of approximately 0.3 mmol/L in serum samples compared to plasma. Consequently, plasma reflects the in vivo situation more accurately. The aim of the present analyses was to establish reference intervals (RIs) for potassium using data from a population-based study for serum (PS) and plasma (PP). Methods: Serum was used from 2897 subjects aged 20–79 years, participating in the 5-year follow-up of the Study of Health in Pomerania (SHIP 1), a population-based study in northeast Germany. In addition, 2483 samples (serum and plasma) from a population of blood donors (DONOR-SHIP) were used. Finally, calculated RIs were reevaluated in 202,350 potassium values from hospitalized patients. All measurements were performed on a Siemens Dimension RxL Max HM with ion-selective electrodes. Using the sample pairs from DONOR-SHIP, a regression formula for the transformation of PS to PP was calculated. This formula was applied to the serum data from SHIP 1 to calculate corresponding plasma values. RIs (2.5th and 97.5th percentile) were defined with quantile regression and bootstrap method in SHIP 1. Results: RIs for PS and PP were 3.7–5.1 mmol/L and 3.5–4.6 mmol/L, respectively. Clinically relevant age- or sex-specific tendencies were not detected. The difference between PS and PP is dependent on platelet count and potassium concentration. Conclusions: The study permitted the establishment of RIs for PS and PP on a population-based study. For serum, the influence of platelet count and absolute potassium concentration on the results should be taken into account. Zusammenfassung Hintergrund: Serum als ein weit verbreitetes Prüfmaterial für die Bestimmung einer Vielzahl von Analyten hat Nach-teile. Der Prozess der Gerinnung führt zu einem artifiziellen Anstieg der Kaliumkonzentration um etwa 0.3 mmol/L verglichen mit Plasma, weshalb Plasma die Situation in vivo besser abbildet. Das Ziel der vorliegenden Analysen war die Ermittlung von Referenzbereichen aus einer populations-basierten Studie für Kalium im Serum (PS) und im Plasma (PP). Methoden: Verwendet wurde Serum von 2897 Teilnehmern des 5-Jahres-Follow-up der Study of Health in Pomerania (SHIP 1), einer bevölkerungsbezogenen Studie im Nordosten Deutschlands. Weiterhin wurden 2482 Serum- und Plasmaproben aus einem Querschnitt von Blutspendern (DONOR-SHIP) benutzt. Die ermittelten Referenzbereiche wurden außerdem in 202.350 Kaliumergebnissen aus unserer klinischen Routine evaluiert. Alle Messungen erfolgten auf Geräten von Siemens der Reihe Dimension RxL Max HM mit ionenselektiven Elektroden. Mittels der Probenpaare aus DONOR-SHIP wurden die Konversionsfaktoren für die Umrechnung von PS zu PP erstellt. In SHIP wurde diese Formel auf die PS Messergebnisse angewandt und PP errechnet. Referenzbereiche (2,5 und 97,5 Perzentile) wurden mit der Quantilregression und der Bootstrap-Methode in SHIP berechnet. Ergebnisse: Für PS reicht der Referenzbereich von 3,7 mmol/L bis 5,1 mmol/L, für PP von 3,5 mmol/L bis 4,6 mmol/L. Die Differenz zwischen Serum und Plasma ist abhängig von der absoluten Kaliumkonzentration und der Thrombozytenzahl. Schlussfolgerung: Es können Referenzbereiche für Kalium auf Basis einer populationsbasierten Studie berichtet werden. Bei der Bestimmung von Kalium im Serum sollte die Abhängigkeit von der Thrombozytenzahl und der absoluten Kaliumkonzentration beachtet werden.

Background: Diagnosis of growth hormone (GH) deficiency in adulthood is established by provocative testing of GH secretion. The insulin tolerance test (ITT) is recommended as the gold standard, whereas the combined GH-releasing hormone (GHRH) plus arginine (GHRH+ARG) test is considered the best alternative to the ITT. The aim of the present study was to correlate the degree of the GH response to the GHRH+ARG test and to the ITT and to assess the influence of gender, age, body mass index (BMI), abdominal circumference, high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C), triglycerides, serum glucose and insulin-like growth factor 1 (IGF-1) to the GH response. Methods: A total of 50 adult patients (25 men, 25 women) aged 18–74 years were studied. BMI and abdominal circumference were measured. Basal blood samples were taken for IGF-1, HDL, glucose and triglycerides. All subjects underwent GH provocation with both the GHRH+ARG test and the ITT. Results: Peak GH response was significantly higher (men/women: p<0.01) after GHRH+ARG than with ITT, with a strong positive correlation between the peak GH responses in both tests (r=0.753, p<0.01). Peak GH response to ITT and to GHRH+ARG was significantly higher in females than in males (ITT, p=0.01; GHRH+ARG, p<0.01). A significant negative correlation was found between the peak GH response after ITT and GHRH+ARG and age (ITT, r=−0.322; GHRH+ARG, r=−0.281). There was also a significant negative correlation between peak GH response to GHRH+ARG and BMI (r=−0.332) and abdominal circumference (r=−0.388). Peak GH response was positively correlated with plasma IGF-I levels in both tests (ITT, r=0.437; GHRH+ARG, r=0.346). On the basis of the GH response to both GH provocation tests, the subjects were divided into two groups: group 1, subjects with severe GH deficiency (23 patients with GH peak ≤3 μg/L in ITT and ≤9 μg/L in GHRH+ARG); group 2, subjects with slight or without GH deficiency (27 subjects with GH peak >3 μg/L in ITT and >9 μg/L in GHRH+ARG). In group 1 patients, plasma IGF-I concentrations were lower than in group 2 (p=0.019) and there were significantly older (p=0.042) and more male (p=0.0041) patients in group 1. No significant difference was found for BMI, abdominal circumference, HDL, glucose and triglyceride levels between the two groups. Conclusions: The results of the present study indicate that the degree of the GH response to ITT and GHRH+ARG is correlated with age and plasma IGF-I levels. There is a correlation between peak GH after GHRH+ARG and BMI as well as abdominal circumference. Therefore, age-, gender- and BMI-related test specific cut-off points are required. Zusammenfassung Hintergrund: Die Diagnose eines Wachstumshormonmangels bei Erwachsenen erfolgt über die Durchführung von Stimulationstests. Der Insulin-Toleranz-Test (ITT) gilt hierbei als der Goldstandard, wobei der kombinierte GHRH+ Arginin (ARG)-Test die beste Alternative zum ITT darstellt. Das Ziel der vorliegenden Studie war es, den Anstieg des Wachstumshormons nach der Durchführung einen GHRH+ ARG-Tests und eines ITT zu vergleichen und zu eruieren, ob die Faktoren Patientengeschlecht, Lebensalter, BMI, Bauchumfang sowie die Laborparameter HDL-Cholesterol, Triglyzeride, Glukose und IGF-1 einen Einfluss auf die Testergebnisse haben. Methoden: Fünfzig erwachsene Patienten (25 Männer, 25 Frauen) mit einem Alter zwischen 18 und 74 Jahren wurden in die Studie aufgenommen und bezüglich ihres BMI und des Bauchumfangs vermessen. Es wurden die basalen Laborwerte von IGF-1, HDL-Cholesterol, Nüchtern-Glukose und Triglyzeride bestimmt. Anschließend wurde jeder Patient sowohl mit dem GHRH+ARG-Test als auch mit dem ITT getestet. Ergebnisse: Der Anstieg des Wachstumshormons war für beide Geschlechter jeweils nach der Durchführung des GHRH+ARG-Tests signifikant höher als nach dem ITT (Männer/Frauen: p<0,01), wobei eine stark positive Korrelation der Wachstumshormon-Antwort zwischen beiden Tests bestand (r=0,753, p<0,01). Der Anstieg des Wachstumshormons nach Durchführung beider Tests war bei weiblichen Patienten signifikant höher als bei männlichen Patienten (ITT, p=0,01; GHRH-ARG, p<0,01). Eine signifikante negative Korrelation zeigte sich für den Wachstumshormon-Anstieg nach beiden Tests mit zunehmendem Alter der Patienten (ITT, r=−0,322; GHRH+ARG, r=−0,281). Zudem sahen wir auch eine signifikante negative Korrelation zwischen dem Anstieg des Wachstumshormons nach dem GHRH+ARG-Test und dem BMI (r=−0,332) sowie dem Bauchumfang (r=−0,388) der Patienten. Desweiteren zeigte sich eine positive Korrelation zwischen dem Wachstumshormon-Anstieg und IGF-1 sowohl im ITT als auch im GHRH+ARG-Test (ITT, r=0,437; GHRH+ARG, r=0,346). Basierend auf der Wachstumshormon-Antwort nach beiden Tests erfolgte die Unterteilung der Patienten in zwei Gruppen: Gruppe 1 mit schwerer somatotroper Insuffizienz (23 Patienten, max. GH ≤3 μg/L im ITT und ≤9 μg/L im GHRH+ARG-Test); Gruppe 2 mit leichtem Wachstumshormonmangel oder ohne somatotrope Insuffizienz (27 Patienten, max. GH >3 μg/L im ITT und >9 μg/L im GHRH+ARG-Test). In der Gruppe 1 zeigten sich geringere IGF-1-Werte als in der Gruppe 2 (p=0,019) und die Patienten der ersten Gruppe waren signifikant älter (p=0,042) und sie bestand aus mehr Männern (p=0,0041) als die Gruppe 2. Bezüglich des BMI und des Bauchumfangs sowie der Laborparameter für HDL-Cholesterol, Glukose und Triglyzeride zeigte sich kein signifikanter Unterschied zwischen beiden Gruppen. Schlussfolgerung: Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigen einen Zusammenhang zwischen dem Patientenalter und dem IGF-1 und der Wachstumshormon-Antwort nach der Durchführung beider Tests. Es besteht weiterhin eine Korrelation zwischen den Testergebnissen nach dem GHRH+ ARG-Test und dem BMI sowie dem Bauchumfang der Patienten. Daher ist es sinnvoll, alters-, geschlechts- und BMI-abhängige Grenzwerte für den Wachstumshormon-Anstieg nach den Stimulationstests festzulegen.

Immature granulocytes (IGs) and differences between reticulocyte and erythrocyte haemoglobin content (delta-He) are now available as modern parameters on routine haematology analysers for detecting inflammation. Are these markers more suitable to detect mild inflammation when compared with traditional inflammation markers such as leukocyte count, C-reactive protein (CRP), procalcitonin (PCT), interleukin-6 (IL-6) or diverse leukocyte surface molecules mainly used in research programs? To answer this question, a marathon race was used as a model of mild inflammation. Full blood counts, CRP, PCT, IL-6, expression of surface molecules on granulocytes, monocytes and lymphocytes were measured before and immediately after the race (inflammatory state) and were compared with each other. A further blood sample was taken after a 10-day rest. In the inflammatory state leukocytes, neutrophil counts and IL-6 concentration were considerably increased compared with basic conditions. Diagnostic sensitivity and specificity came up to 100%. CRP was not increased and delta-He did not drop to negative values, as it occurs in severe inflammation. Leukocyte surface molecules were able to indicate a mild inflammatory state induced by the marathon race, but these markers did not achieve the same discriminatory power when compared with IL-6 levels or neutrophil count. In conclusion, leukocytes, neutrophils and IG counts as well as IL-6 levels are the best indicators in a mild inflammation model similar to a marathon race. Zusammenfassung Unreife Granulozyten (IG) und das delta-He werden von modernen Hämatologieautomaten bereitgestellt und werden zur Diagnostik von systemischen Entzündungen herangezogen. Sind diese Marker besser zum Nachweis einer geringgradigen Entzündung geeignet als die traditionellen Parameter Leukozytenzahl, C-reaktives Protein (CRP), Procalcitonin (PCT), Interleukin-6 (IL-6) und die üblicherweise in der Forschung eingesetzten Leukozytenoberflächenmoleküle? Zur Beantwortung dieser Frage wählten wir als Modell den Marathonlauf, von dem bekannt ist, dass sich nach Beendigung des Laufes typische Entzündungszeichen im Blut der Läufer nachweisen lassen. Blutbild mit Leukozytendifferenzierung, CRP, PCT, IL-6, und die Expression von Leukozytenoberflächenmolekülen wurden unmittelbar nach dem Lauf gemessen und mit den Werten verglichen, die unter Ruhebedingungen (vor dem Lauf, bzw. 10 Tage nach dem Marathon) bestimmt wurden. Im Vergleich zum Ruhezustand ließ sich unmittelbar nach dem Marathonlauf (Entzündungsphase) ein Anstieg von Leukozyten, Neutrophilen sowie eine Zunahme der Konzentration von IL-6 nachweisen. Die diagnostische Sensitivität und Spezifität betrug für diese Marker nahezu 100%. In dem gewählten Modell wurde keine CRP-Erhöhung beobachtet. Das delta-He fiel in der Entzündungsphase unmittelbar nach dem Lauf nicht in den negativen Bereich ab, wie es für systemische inflammatorische Prozesse charakteristisch ist. Die Leukozytenoberflächenmoleküle zeigten eine Entzündung an, waren jedoch in der Sensitivität und Spezifität den traditionellen Parametern unterlegen. Leukozyten- und Neutrophilenzahl, IGs und IL-6 sind die besten Indikatoren für eine geringgradige Entzündung, die in der vorliegenden Arbeit durch einen Marathonlauf hervorgerufen wurde.