External quality assessment of molecular biology-based methods used in laboratories of clinical chemistry and human genetics

The Reference Institute of Bioanalysis of the German Society of Clinical Chemistry has performed the first external assessment of molecular genetics methods used in medical diagnosis. The following procedures were tested: (I) DNA preparation from whole blood, (II) PCR amplification using "standard" primers, and (III) submarine agarose gel electrophoresis. Out of 50 participants, 45 returned samples for evaluation

Vibrational states and disorder in continuously compressed model glasses

We present in this paper a numerical study of the vibrational eigenvectors of a two-dimensional amorphous material, previously deeply studied from the point of view of mechanical properties and vibrational eigen-frequencies [7-10]. Attention is paid here to the connection between the mechanical properties of this material in term of elastic heterogeneities (EH), and how these inherent heterogeneous structures affect the vibrational eigenvectors and their plane waves decomposition. The systems are analysed for different hydrostatic pressures, and using results from previous studies, a deeper understanding of the boson peak scenario is obtained. The vibrational spectrum of a continuously densified silica glass is also studied, from which it appears that the pulsation associated with the boson peak follows the same pressure dependence trend than that of transverse waves with pulsation associated with the EH characteristic size.Comment: 9 pages, 12 figure

Risikofaktoren der multiplen Sklerose : Ergebnisse einer Fall-Kontroll-Studie

Genetisch prädisponierende Faktoren und äußere Einflussfaktoren haben eine wesentliche ätiopathogenetische Bedeutung bei der multiplen Sklerose. Zahlreiche Fall-Kontroll-Studien und eine zunehmende Anzahl von Kohorten-Studien wurden zur Aufdeckung äußerer Risikofaktoren durchgeführt. Dennoch bleibt bis heute die Ätiologie der multiplen Sklerose weiterhin rätselhaft. In der vorliegenden Fall-Kontroll-Studie wurden Daten von 538 MS-Patienten, die im Laufe einer Langzeitstudie zur multiplen Sklerose in Südhessen von 1979 bis 1998 mittels eines ausführlichen Interviews befragt wurden, mit den Daten von 102 ebenfalls durch Interview befragten stationär chirurgischen Kontrollpersonen verglichen. Die Studie bezog sich hauptsächlich auf Einflüsse in der Kindheit und Jugend. Im Jahre 1998 wurden 102 Patienten (68 Frauen, 34 Männer), die in der Mehrzahl zur Durchführung einer Appendektomie, Thyreoidektomie, Herniotomie oder Cholezystektomiein der Chirurgischen Klinik des Evangelischen Krankenhauses Elisabethenstift in Darmstadt stationär behandelt wurden, während ihres stationären Aufenthaltes befragt. Ausgeschlossen waren Patienten mit malignen Erkrankungen, Autoimmunerkrankungen und multimorbide, schwer kranke Patienten. Alle Kontrollpersonen wurden ausschließlich durch den Autor befragt. Von 1979 bis 1998 wurden insgesamt 538 multiple Sklerose-Patienten des Areals Südhessen, die zwischen 1938 und 1978 geboren wurden, ebenfalls mittels Fragebogen erfasst (364 Frauen, 174 Männer). Die meisten Befragungen erfolgten durch ein und denselben Untersucher (K. Lauer). Erfragt wurden zahlreiche Expositionen im Sinne der Hypothesengenerierung aus folgenden Bereichen: Kindliche Infektionen, ausgewählte internistische Erkrankungen, Traumata, Operationen und Anästhesien, Medikamente, Zahnstatus, Ernährung, Zigarettenkonsum, Wohn- und Sanitärverhältnisse, multiple Sklerose in Familie und Umgebung sowie Sozialstatus. In der bivariaten Auswertung wurden für jede Variable die Odds Ratio (OR) und das 95%- Konfidenzintervall (KI) errechnet und der p-Wert wurde mit dem Chi2-Test bzw. mit dem zweiseitigen Fisher-Test ermittelt. Hierzu wurde das Statistikprogramm Epi Info 6.0 verwendet. Für die multivariate Auswertung wurde eine schrittweise logistische Regressionsanalyse mit jeweiliger Elimination einer Variablen bis zum Signifikanzniveau (p X 0,05) vorgenommen. In die multivariate Analyse gingen alle signifikanten Variablen der bivariaten Auswertung (p X 0,05) sowie Geschlecht und Geburtsjahr ein. Die Variable „Tetanusimpfung“ wurde nicht mit einbezogen. Primäre Nachteile der vorliegenden Fall-Kontroll-Studie sind die unterschiedlichen Befragungszeiträume und Interviewer bei den Fällen und Kontrollen, weiterhin die Tatsache, dass der Fragebogen nur eine Reliabilität für eine eingeschränkte Zahl von Variablen bei den MS-Fällen und eine unbekannte Validität aufweist. Alter und Geschlecht wurden durch die Einbeziehung in die multivariate Auswertung kontrolliert. Bei der bivariaten Auswertung der Daten aller MS-Patienten und Kontrollpersonen waren die Variablen „Masern“, „Masern R 6 Jahre“, „Keuchhusten“, „oft Angina“, „Aether-/Chloroformnarkose“, „Karies“, „Konsum tierischer Fette“, „Hausschlachtung“, „Konsum pflanzlicher Fette“, „MS in der Familie“, „Kohleheizung“, „Kontakt zu Mäusen“ sowie „Kontakt zu Ratten“ mit einem signifikant erhöhten MS-Risiko assoziiert. Für das Vorhandensein von MS im Bekanntenkreis zeigte sich eine grenzwertig signifikante positive Assoziation. Die Variablen „Windpocken“, „Nasennebenhöhlenentzündung“ (Sinusitis), „Darmwürmer“ (Helminthosis), „>5 Zahnfüllungen“, „Polio-Impfung“, „Tetanus-Impfung“, „Diphtherie-Impfung“, „Konsum vieler Eier“ und „Abwasserentsorgung über Klärwerk“ waren signifikant invers mit MS assoziiert; für „Scharlach“, „Hypothyreose“ und „Abwasserentsorgung über ausgebaute Kanalisation“ ergab sich eine grenzwertig signifikante negative Assoziation. Außerdem erfolgten getrennte bivariate Auswertungen für die Subgruppen „weibliche MS-Patienten“, „männliche MS-Patienten“, „MS-Patienten mit schubförmigem Krankheitsbeginn“ und „MS-Patienten mit primär chronisch progredienter Verlaufsform“ mit den jeweiligen Kontrollpersonen. In den multivariaten Auswertungen ergaben sich für die Variablen „pflanzliche Fette“, „tierische Fette“, „Masern“ (bei Frauen), „Mäuse“, „MS in Familie“ (bei MS-Patienten mit schubförmigem Krankheitsbeginn) und „Kohleheizung“ positive Korrelationen zur multiplen Sklerose. Negativ korrelierend waren „Diphtherie-Impfung“, „Sinusitis“ und „viele Eier“ (bei Frauen). Der vermehrte Konsum tierischer Fette bei den MS-Kranken steht in Einklang mit zahlreichen Untersuchungen, während die gefundene Häufung von Pflanzenfett vorerst nicht erklärt ist. Zahlreiche andere Studien bestätigen auch das Vorhandensein einer multiplen Sklerose in der Familie als Risikofaktor. Ein erhöhtes Risiko für Mäusekontakte und Kohleheizung sollte in weiteren Untersuchungen überprüft werden. Für den bei den MS-Kranken gefundenen, selteneren Befall mit Würmern deutet sich eine biologische Plausibilität über die vermehrte TH2-Zellantwort bei Wurmbefall an. Zum Auftreten von Sinusitiden, das in der eigenen Studie seltener bei den Fällen war, liegen kontroverse Befunde bisheriger Untersuchungen vor. Ein protektiver Einfluss der Diphtherieimpfung wurde ebenfalls von anderen Untersuchern gefunden und sollte weiter überprüft werden. Letztendlich ist in der vorliegenden Arbeit eine Selektions-Verzerrung des MS-Risikos durch die ländliche Wohnortgröße, die nicht kontrolliert werden konnte, nicht auszuschließen, so dass eine zunächst vorsichtige Interpretation am Platze ist

External Quality Assessment of Absorbance Measurements on Spectral and Spectral-Line Photometers

Peer Reviewe

Exonuclease-enhanced prime editors

Prime editing (PE) is a powerful gene-editing technique based on targeted gRNA-templated reverse transcription and integration of the de novo synthesized single-stranded DNA. To circumvent one of the main bottlenecks of the method, the competition of the reverse-transcribed 3' flap with the original 5' flap DNA, we generated an enhanced fluorescence-activated cell sorting reporter cell line to develop an exonuclease-enhanced PE strategy (‘Exo-PE’) composed of an improved PE complex and an aptamer-recruited DNA-exonuclease to remove the 5' original DNA flap. Exo-PE achieved better overall editing efficacy than the reference PE2 strategy for insertions =30¿base pairs in several endogenous loci and cell lines while maintaining the high editing precision of PE2. By enabling the precise incorporation of larger insertions, Exo-PE complements the growing palette of different PE tools and spurs additional refinements of the PE machinery.Peer ReviewedPostprint (published version

Behind the scenes of EQA-characteristics, capabilities, benefits and assets of external quality assessment (EQA):Part IV - Benefits for participant laboratories

The main stakeholders in external quality assessment (EQA) programs are the participants, in whose interests these challenges are ultimately organised. EQA schemes in the medical field contribute to improving the quality of patient care by evaluating the analytical and diagnostic quality of laboratory and point-of-care tests (POCT) by independent third parties and, if necessary, pointing out erroneous measurement results and analytical or diagnostic improvement potential. Other benefits include the option of using EQA samples for other important laboratory procedures, such as the verification or validation of in vitro diagnostic medical devices (IVD-MDs), a contribution to the estimation of measurement uncertainty, a means of training and educating laboratory staff through educational EQA programmes or samples, or even for independent and documented monitoring of staff competence, such as on samples with unusual or even exceptional characteristics. Participation in an EQA scheme for beneficiaries like medical, microbiological and histo- and molecular pathology laboratories, users of POCT and self-testing systems as well as National Metrology Institutes, calibration laboratories and reference laboratories that are dedicated to specific tasks and have particular expectations of the EQA scheme are presented here.</p

Behind the scenes of EQA: characteristics, capabilities, benefits and assets of external quality assessment (EQA)

External quality assessment (EQA) enhances patient safety through the evaluation of the quality of laboratory-based and point of care testing. Regulatory agencies and accreditation organizations utilize the results and the laboratory’s response to them as part of assessing the laboratory’s fitness to practice. In addition, where EQA samples are commutable and the assigned value has been determined using reference measurement procedures (RMPs), EQA data contributes to the verification of metrological traceability of assays as part of the post-market surveillance of in vitro diagnostic (IVD) medical devices (IVD-MDs). More broadly, the scientific and medical communities use EQA data to demonstrate that medical laboratory examination procedures are fit for clinical purposes, to evaluate common reference intervals, and inclusion of data in clinical databases. Scientific groups, the IVD industry, reference laboratories and National Metrology Institutes can work with EQA providers to identify measurands, which should urgently be supported by the development of reference materials or methods. The ability of health systems to respond effectively to fast-evolving medical challenges, such as the Coronavirus Disease-19 (COVID-19) pandemic, is reliant on EQA to demonstrate confidence in the performance of new laboratory methods and testing services. EQA providers are uniquely positioned to assess the performance of IVD-MDs in addition to individual laboratories and testing sites. Although the primary focus of EQA providers remains the improvement of the performance of individual laboratories, there are many stakeholders who benefit from EQA performance data.Afdeling Klinische Chemie en Laboratoriumgeneeskunde (AKCL

International descriptive and interventional survey for oxycholesterol determination by gas- and liquid-chromatographic methods

Increasing numbers of laboratories develop new methods based on gas-liquid and high-performance liquid chromatography to determine serum concentrations of oxygenated cholesterol metabolites such as 7α-, 24(S)-, and 27-hydroxycholesterol. We initiated a first international descriptive oxycholesterol (OCS) survey in 2013 and a second interventional survey 2014 in order to compare levels of OCS reported by different laboratories and to define possible sources of analytical errors. In 2013 a set of two lyophilized serum pools (A and B) was sent to nine laboratories in different countries for OCS measurement utilizing their own standard stock solutions. In 2014 eleven laboratories were requested to determine OCS concentrations in lyophilized pooled sera (C and D) utilizing the same provided standard stock solutions of OCS. The participating laboratories submitted results obtained after capillary gas-liquid chromatography-mass selective detection with either epicoprostanol or deuterium labelled sterols as internal standards and high-performance liquid chromatography with mass selective detection and deuterated OCS as internal standard. Each participant received a clear overview of the results in form of Youden-Plots and basic statistical evaluation in its used unit. The coefficients of variation of the concentrations obtained by all laboratories using their individual methods were 58.5–73.3% (survey 1), 56.8–60.3% (survey 2); 36.2–35.8% (survey 1), 56.6–59.8, (survey 2); 61.1–197.7% (survey 1), 47.2–74.2% (survey 2) for 24(S)-, 27-, and 7α-hydroxycholesterol, respectively. We are surprised by the very great differences between the laboratories, even under conditions when the same standards were used. The values of OCS's must be evaluated in relation to the analytical technique used, the efficiency of the ample separation and the nature of the internal standard used. Quantification of the calibration solution and inappropriate internal standards could be identified as major causes for the high variance in the reported results from the different laboratories. A harmonisation of analytical standard methods is highly needed