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Die biochemische Diagnostik von Phäochromozytomen und Paragangliomen (PPGL) basiert auf einem gesteigerten Katecholaminmetabolismus in dessen Folge es zu erhöhten Plasmametanephrinkonzentrationen (Normetanephrin NMN und/oder Metanephrin MN) kommt. Die variable endokrine Aktivität der Tumoren sowie Hormonzentrationen im Nanomol-pro-Liter-Bereich stellen hohe Anforderungen an analytische Messmethoden. Nicht oder spät diagnostizierte PPGL können lebensbedrohliche katecholaminerge Krisen verursachen. Demzufolge sind präzise Nachweisverfahren und validierte Messmethoden für die biochemische Diagnostik unerlässlich. Inwiefern die Messverfahren enzymgekoppelter Immunoassay (EIA) und Flüssigkeitschromatographie mit Tandem-Massenspektrometrie (LC-MS/MS) zur Analyse von Plasmametanephrinen in gleichem Maße geeignet sind, ist aufgrund der kontroversen Studienlage unklar. Hierfür wurde eine Substudie im Rahmen der prospektiven monoaminproduzierenden Tumor (PMT)-Studie an fünf europäischen Zentren durchgeführt. Es wurden 341 Patienten (174 Männer, 167 Frauen), darunter 54 Patienten mit PPGL eingeschlossen. Die Blutproben wurden unter Standardbedingungen entnommen und mit beiden Messmethoden in spezialisierten Zentren analysiert. Für den EIA zeigte sich ein negativer Bias von 60% für NMN und 39% für MN. Dieser führte unter Verwendung oberer Grenzwerte nach Herstellerangaben zu einer Sensitivität von 74,1% und einer Spezifität von 98,9%. Für LC-MS/MS wurde eine signifikant höhere Sensitivität von 98,1% und eine Spezifität von 99,7% gezeigt. Die Berechnung der area under the curve (AUC) im Zuge der receiver-operating-characteristic (ROC)-Kurven-Analyse indizierte jedoch eine vergleichbar hohe diagnostische Testleistung für EIA (0,993) und LC-MS/MS (0,985). Durch eine Bias-korrigierte Grenzwertoptimierung stieg die Sensitivität des EIAs auf 96,2% bei einer Spezifität von 95,1% und führte dadurch zu einer vergleichbaren diagnostischen Testqualität wie LC-MS/MS. Fazit: Bei diesem kommerziell erhältlichen EIA resultiert die Verwendung oberer Grenzwerte nach Herstellerangaben in einer insuffizienten Sensitivität. Dies birgt das Risiko, Patienten mit PPGL nicht zu diagnostizieren. Eine Rekalibrierung des EIAs sowie eine Validierung der Referenzintervalle sind erforderlich. / Context: Reports conflict concerning measurements of plasma metanephrines for diagnosis of pheochromocytomas/paragangliomas (PPGL) by immunoassays compared to other methods. Objective: To compare the performance of a commercially available enzyme-linked immunoassay (EIA) with liquid chromatographic tandem mass spectrometric (LC-MS/MS) measurements of metanephrines to diagnose PPGLs. Design: Sub-study of a prospective, multicenter trial to study the biochemical profiles of monoamine-producing tumors Patients: Patients included 174 males and 167 females with suspected PPGL (median age 54 years), of whom 54 had confirmed PPGL. Interventions: Plasma metanephrines were measured by EIA and LC-MS/MS, each in a specialized laboratory. Results: Plasma normetanephrine and metanephrine were measured 60% and 39% lower by EIA than by LC-MS/MS. Using upper cut-offs stipulated for the EIA, diagnostic sensitivity was only 74.1% at a specificity of 99.3%. In contrast, use of similar cut-offs for metanephrine and overall lower age-adjusted cutoffs for normetanephrine measured by LC-MS/MS returned a diagnostic sensitivity and specificity of 98.1% and 99.7%. Areas under receiver-operating characteristic curves, nevertheless, indicated comparable diagnostic performance of the EIA (0.993) and LC-MS/MS (0.985). Diagnostic sensitivity for the EIA increased to 96.2% with minimal loss in specificity (95.1%) following use of cut-offs for the EIA adapted to correct for the negative bias. Conclusions: EIA underestimates plasma metanephrines and diagnostic sensitivity is poor using commonly stipulated cut-offs, resulting in high risk for missing patients with PPGLs. Correction of this shortcoming can be achieved by appropriately determined cut-offs resulting in comparable diagnostic performance of EIA and LC-MS/MS assays.

Das Multiple Myelom ist eine komplexe Erkrankung, dessen Tumorbiologie noch immer nicht in Gänze verstanden ist. Mit dem Heavy Light Chain Assay (Hevylite®) war es erstmals möglich, mit spezifischen Antikörpern nicht nur zwischen den Klassen intakter Immunglobuline, sondern auch zwischen kappa- und lambda-Isotyp zu differenzieren. Dies ist in der Behandlung von Patient*innen mit Multiplem Myelom sehr nützlich, um das vom Tumor produzierte klonale Immunglobulin von den funktionalen Immunglobulinen getrennt zu quantifizieren. Dadurch sollen die Tumorlast und die einhergehende Immunsuppression genauer erfasst werden. Den zusätzlichen Nutzen für Diagnostik und Therapiemonitoring des Multiplen Myeloms untersuchen wir in dieser Arbeit anhand von Daten einer multizentrischen, randomisierten Phase 3- Medikamentenstudie (DSMM XIV) mit dem Vorteil, hierdurch eine große und weitgehend einheitlich behandelte Kohorte und Zugang zu modernen Messmethoden zu haben. Wir bestätigen, dass das Heavy Light Chain Assays insbesondere zur Erkennung von IgA-Myelomen eine hohe Sensitivität bei negativer Serumproteinelektrophorese hat. Weiterhin zeigen wir, dass je nach Zeitpunkt in der Therapie das Heavy Light Chain Assay ein höheres Risiko für einen Progress vorhersagt als bisher verwendete Methoden. Signifikante Unterschiede im progressionsfreien Überleben finden wir nicht nur je nach Höhe der kappa/lambda Heavy Light Chain-Ratio des involvierten Immunglobulins, sondern auch bei Suppression der nicht involvierten Heavy Light Chain. Zudem beschreiben wir eine hohe Korrelation zwischen hoch abnormaler kappa/lambda Heavy Light Chain-Ratio des involvierten Immunglobulins und positivem Minimal Residual Disease Status in der Durchflusszytometrie. Wir empfehlen daher anhand unserer Ergebnisse, dass das Heavy Light Chain Assay einen Platz in der diagnostischen Routine erhält und als prognostischer Faktor zusätzlich in die Response-Kriterien integriert wird. / Multiple myeloma is a complex disease, whose the tumor biology is not yet fully understood. Using specific antibodies of the Heavy Light Chain Assay (Hevylite®) it was possible for the first time to not only differentiate between the classes of intact immunoglobuline but also between kappa- and lambda- isotype. This is very useful in the treatment of patients with multiple myeloma, in order to quantify the tumor-induced clonal immunoglobulin and the functional immunoglobulins separately. It allows assessing the tumor burden and the associated immunosuppression more precisely. In this paper we are investigating the additional benefit for diagnosis and therapy monitoring of multiple myeloma patients based on data from a multicentric, randomized phase 3 drug study (DSMM XIV). This gives us the advantage of having a large and overall uniformly treated cohort and access to modern measurement methods. We confirm that the Heavy Light Chain Assay has a high sensitivity, especially for the detection of IgA myeloma with negative serum protein electrophoresis. Furthermore, we show that depending on the point in time in therapy, the Heavy Light Chain Assay predicts a higher risk of progression than previously used methods. We found significant differences in the progression-free survival not only depending on the level of the kappa/lambda Heavy Light Chain Ratio of the involved immunoglobulin, but also depending on the suppression of the non-involved Heavy Light Chain. We also describe a high correlation between highly abnormal kappa/lambda Heavy Light Chain Ratio of the involved immunoglobulin and a positive status in minimal residual disease analysis through flow cytometry. Based on our results, we recommend that the Heavy Light Chain Assay should have a place in the diagnostic routine and be integrated into the response criteria as a prognostic factor.

Der Sprengstoff PETN ist äußerst schwer zu detektieren. Ein verbesserter anti-PETN-Antikörper wurde durch Anwendung des Bioisosterie-Konzepts entwickelt. Diese polyklonalen IgGs sind sehr selektiv und sensitiv. Die Nachweisgrenze des ELISAs beträgt 0,15 µg/L. Der Messbereich des Immunoassays liegt zwischen 1 und 1000 µg/L. Die Antikörper sind recht pH-stabil als auch robust gegen Lösungsmittelzusätze. Für die Umweltanalytik von TNT wurde eine HPLC-kompatible Affinitätssäule mit porösem Glas als Trägermaterial hergestellt. Um die anti-TNT-Antikörper selektiv aus den TNT-Seren zu isolieren, wurde eine Trennung an einer Dinitrophenyl-Affinitätssäule durchgeführt. Zur Optimierung der Kopplungsmethode wurden orangefarbene Dabsyl-Proteine synthetisiert und auf der Oberfläche gebunden. Die Färbung wurde als Indikator für die Ligandendichte verwendet. Wegen der hohen Affinitätskonstanten der anti-TNT-IgGs lässt sich TNT nicht reversibel von der TNT-Affinitätssäule eluieren. Daher wurde eine neuartige Elutionsmethode entwickelt, die thermische Online-Elution. Die maximale Kapazität einer TNT- Affinitätssäule betrug 650 ng TNT bzw. 10 µg/mL Säulenvolumen. Um die Ligandendichte der TNT-Affinitätssäulen zu bestimmen, wurde ein neues Verfahren entwickelt, da die spektroskopischen Proteinbestimmungsmethoden nicht geeignet waren. Zur Proteinbestimmung wurde eine HPLC-Trennung der Aminosäuren Tyr und Phe ohne vorherige Derivatisierung entwickelt. Die Proteinhydrolysezeit wurde durch Einsatz einer Mikrowelle von 22 h auf 30 min verkürzt. Zur internen Kalibrierung wurden HTyr und FPhe verwendet. Die Nachweisgrenze bei 215 nm ist sowohl für Tyr als auch für Phe 0,05 µM (~ 10 µg/L). Dieses neue Verfahren, das als Aromatische Aminosäureanalyse (AAAA) bezeichnet werden kann, wurde zur Proteinbestimmung von homogenen Proben mit NIST-BSA validiert, wobei die Nachweisgrenze für Proteine 16 mg/L (~ 300 ng BSA) ist. Die relative Standardabweichung incl. der Hydrolysestufe beträgt 5%. / The explosive Pentaerythritol tetranitrate (PETN) is extremely difficult to detect. An improved antibody against PETN was developed by using the bioisosteric concept. These polyclonal antibodies are highly selective and sensitive. The limit of detection (LOD) of the ELISA was determined to be 0.15 µg/L. The dynamic range of the assay was found to be between 1 and 1000 µg/L. The antibodies are sufficiently pH-stable and resistant to solvent additives. An HPLC-compatible TNT-affinity column with porous glass as support material was prepared for the environmental analysis. In order to isolate the anti-TNT antibodies of the TNT sera a separation was carried out on a dinitrophenyl-affinity column. To optimize the immobilization method, orange-coloured dabsyl proteins were synthesized and bound to the surface. The colour intensity was found to be an indicator for the immobilization rate. In consequence of the high affinity constants of the anti-TNT antibodies, TNT can''t elute by a typical acidic elution step. Therefore, a novel separation approach, the thermal online-elution was developed. The maximum capacity of an affinity column was 650 ng TNT or 10 µg/mL of column volume. To quantify the immobilization rate of proteins, a new method has been developed, because the usual protein determination methods were unsuitable. Therefore an HPLC separation method of Tyr and Phe was developed without prior derivatization. Two internal standard compounds, HTyr and FPhe, were used for calibration. The LOD was estimated to be 0.05 µM (~ 10 µg/L) for Tyr and Phe at 215 nm. The protein hydrolysis time was reduced from 22 h to 30 min using microwave technique. This procedure, that was termed aromatic amino acid analysis (AAAA), has been validated for protein determination of homogeneous samples with NIST-BSA. The LOD for proteins was calculated to be below 16 mg/L (~ 300 ng BSA absolute). The relative standard deviation, including the hydrolysis step, is 5%.