The HbA1c story the short version

The HbA1c story the short version -03-15 1975 1980 Gunnar Nordin

f. 1976 Koenig RJ et al Correlation of glucose regulation and hemoglobin AIc in diabetes mellitus. The New England journal of medicine. 1976 Aug 19;295(8):417-20 We studied the increased levels of hemoglobins AIa+Ib and AIc in five hospitalized diabetic patients to determine whether changes in diabetic control would cause parallel changes in the levels of these hemoglobins. Before control of diabetes the mean fasting blood sugar for all patients was 343 mg per deciliter (range, 280 to 450), and hemoglobin AIc concentration 9.8 per cent (range, 6.8 to 12.1). During optimal diabetic control the blood sugar concentration was 84 mg per deciliter (range, 70 to 100), and hemoglobin AIc concentration 5.8 per cent (range, 4.2 to 7.6). Hemoglobin AIc concentration appears to reflect the mean blood sugar concentration best over previous weeks to months. The periodic monitoring of hemoglobin AIc levels provides a useful way of documenting the degree of control of glucose metabolism in diabetic patients and provides a means whereby the relation of carbohydrate control to the development of sequelae can be assessed.

1986 NGSP standardiserar mätningarna med hjälp av BioRex 70 Ion Exchange Chromatography HbA1c HbA0 HbA1c HbA0 Goldstein et al in Clark WL,Larner J, Pohl SL eds Methods of Diabetes Research Vol 2; 1986:475-504

1986 Jan Olof Jeppsson publicerar standardiseringen av HbA1c med hjälp av Mono S Ion Exchange Chromatography HbA0 HbA1c HbF HbA1d, HbA1a+b Jeppsson JO et al Clin Chem 1986;35:1867-72 _ -chain

1993 DCCT-studien publiceras The Diabetes Control and Complications Trial Research Group (DCCT) showed the impact of HbA1c/glycohaemoglobin in the treatment of diabetes ("The effect of intensive treatment of diabetes on the development and progression of long-term complications in diabetes mellitus." N Engl J Med 1993, 329: 977-986. ) Standardization of the original Bio Rex method is based on stored materials of frozen blood with assigned values, organized by National Glycohemoglobin Standardization Programme (NGSP)

1994 Equalis kvalitetssäkringsprogram för HbA1c startar Resultat #1 OMGANG RESULTAT LABB METOD INSTRUMENT 1994-05 5 Västerås Jonbytkrom HPLC Uppgift saknas 6

1994-06 1994-16 1994-26 1994-40 1994-50 1995-09 1995-19 1995-35 1996-03 1996-19 1996-41 1997-11 1997-29 1997-48 1998-08 1998-20 1998-43 1999-12 1999-35 -08-51 2001-42 2002-34 2003-20 2003-45 2004-45 2005-45 2006-45 2007-45 2008-45 2009-43 -41 2011-42 2012-43 2013-40 2014:08 2015:08 Reproducibility, CV% (IFCC scale) 1975 1980 1995 20% 18% 16% 14% 12% 10% 8% 6% 4% 2% Reproducibility for all methods För jämförbarhet över tid är CV% uttryckt på IFCC-skalan CV 14 % IFCC skala CV 12 % Mono S-skalan 0% 7

1994-06 1994-15 1994-24 1994-37 1994-46 1995-04 1995-13 1995-22 1995-39 1996-05 1996-19 1996-39 1997-07 1997-23 1997-40 1997-50 1998-12 1998-26 1998-47 1999-14 1999-35 -04-43 2001-27 2002-15 2003-02 2003-20 2004-07 2005-02 2005-49 2006-45 2007-41 2008-35 2009-22 -17 2011-13 2012-07 2013-03 2013-50 2014:09 2015:08 Reproducibility, CV% (IFCC scale) 1975 1980 1995 20% Reproducibility for hospital lab methods 18% 16% 14% 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% 8

1995 IFCC WG-HbA1c bildas Fyra uppgifter: 1. Vad är HbA1c? Definiera measuranden! 2. Framställ kalibratorer 3. Etablera en validerad referensmetod 4. Utveckla ett nätverk av referenslaboratorier

1996 10

1997 Första kvalitetsmålet i Sverige för HbA1c Endast mål för spridningen!

Vad är egentligen HbA1c? 1995-2002 IFCC WG arbetar med att definitionera measuranden Obs ej glykosilering! Hemoglobinet kan glykeras på flera fria aminogrupper N-terminalt valine red Lysin green

1995-2002 Att mäta N-terminalt glykerade betakedjor Proteolytic cleavage of beta chain (146 amino acids) HbAo-peptide Glu-C Val His Leu Thr Pro Glu Glu Lys Ser... HbA1c-peptide Glc Val His Leu Thr Pro Glu Glu Lys Ser...

1995-2002 Flödesschema för referensmetoden Hemolysate Enzymatic Cleavage HPLC-Capillary Electrophoresis HPLC-Mass Spectrometry

Masspektrum för HbA1c 1995-2002 15126 Da Non-glycated -chain 16028 Da Mono-glycated b-chain

1995 2002 Masspektrum för HbA0 15125 Da Non-glycated -chain 15866 Da Non-glycated b-chain

IFCC WG klar med referensmetoden 2002 Jeppsson, J.-O., et al. (2002). Clin Chem Lab Med 40(1): 78-89.

Andel resultat inom gränsvärdet 1975 1980 2003 Kvalitetsmål bör baseras på noggrannhet i stället för reproducerbarhet 100% 80% DCA Immunturb HPLC exkl 5 lab NycoCard 60% 40% 20% 0% 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Gränsområde (+/- HbA1c %) EQUALIS användarmöte 2003-10-23

2003 Equalis reviderade kvalitetsmål 1) The deviation from target value should be less than ±0,4 Mono S %-units 2) The bias over a period of 6 months should be less than ± 0,2 Mono S %-units 19 2012-03-13

1994-06 1994-15 1994-24 1994-37 1994-46 1995-04 1995-13 1995-22 1995-39 1996-05 1996-19 1996-39 1997-07 1997-23 1997-40 1997-50 1998-12 1998-26 1998-47 1999-14 1999-35 -04-43 2001-27 2002-15 2003-02 2003-20 2004-07 2005-02 2005-49 2006-45 2007-41 2008-35 2009-22 -17 2011-13 2012-07 2013-03 2013-50 2014:09 2015:08 Reproducibility, CV% (IFCC scale) 1975 1980 2003 20% 18% 16% Reproducibility for hospital lab methods Nytt kvalitetsmål: +/- 0.4 HbA1c % enheter 14% 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% 20

1994-06 1994-16 1994-26 1994-40 1994-50 1995-09 1995-19 1995-35 1996-03 1996-19 1996-41 1997-11 1997-29 1997-48 1998-08 1998-20 1998-43 1999-12 1999-35 -08-51 2001-42 2002-34 2003-20 2003-45 2004-45 2005-45 2006-45 2007-45 2008-45 2009-43 -41 2011-42 2012-43 2013-40 2014:08 2015:08 Reproducibility, CV% (IFCC scale) 1975 1980 2003 20% 18% 16% 14% 12% 10% 8% 6% Reproducibility for all methods Nytt kvalitetsmål: +/- 0.4 HbA1c % enheter 4% 2% 0% IFCC 6 CV% Mono S 5 CV% 21

Equalis kalibratorer (frystorkade) 2007-2012 Frystorkat material, med Mono S värden Två kalibratorlotter CE-märktes 22

2004 Jämförelser mellan IFCCs referensmetod och tre dedicated comparison methods (DCM) Master equations

HbAc (%) erhållet resultat Avvikelse (Lab resultat - facitvärde) 1975 1980 2001, 03, 05 I Sverige försökte vi harmonisera genom att beräkning av lokala korrektionsfaktorer efter att Equalis distribuerat helblodspooler med åsatta värden Exempel Roche/Unimate Integra 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 Ditt labs resultat Övre gräns 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 HbA1c (%) facitvärde Mono S Nedre gräns efter justering Ditt labs resultat Övre gräns 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0-0,2-0,4-0,6-0,8-1,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 HbA1c (%) facitvärde Mono S Nedre gräns efter just Nuvarande lutning(faktor) 0,894 Ny lutning 0,75 Nuvarande intercept 0,99 Nytt interccept 1,43

Finke A et al Clin Chem Lab Med 1998:36(5); 299-308 1975 1980 1998 Hur ska referensen metoden kalibreras? Hemoglobin Cation exchange chromatography SP Sepharose HPLC, ph 6.2 HbA1c (crude) HbA0 (crude) Affinity chromatography Glycogel Boronate, ph 8.0 Cation exchange chromatography SP Sepharose HPLC, ph 6.2 HbA1c (pure) HbA0 (pure)

2007 Referensmaterialen för IFCC referensmetod certifierade 26

2007 IFCC WG klar! Vad ska referensmetoden användas till? Referensmetoden är mera specifik mäter lägre än de tre befintliga standardiseringarna (DCM). Referensmetoden bör användas för att kontrollera att de gamla metoderna inte glider men ändra inte dem. HbA1c med spårbarhet till referensmetoden är en helt ny analys och bör ha ett nytt namn. Med en ny måttenhet mmol/mol skulle man kunna skilja resultat mellan gamla och nya HbA1c.

2007 Consensus statement May 4th 2007 American Diabetes Association, European Association for the Study of Diabetes International Diabetes Federation and IFCC: 1. A1C test results should be standardized worldwide, including the reference system and results reporting. 2. The new IFCC reference system for A1C represents the only valid anchor to implement standardization of the measurement. 3. A1C results are to be reported world-wide in IFCC units (mmol/mol) and derived NGSP units (%), using the IFCC-NGSP master equation. 4. If the ongoing average plasma glucose study fulfills its a priori specified criteria, an A1C derived average glucose (ADAG) value calculated from the A1C result will also be reported as an interpretation of the A1C results. 5. Glycemic goals appearing in clinical guidelines should be expressed in IFCC units, derived NGSP units and as ADAG.

2007 Nätverket med referenslaboratorier etablerat

2007 IFCC Network Laboratories for HbA1c 2007 Rent HbA1c IFCC referensmetod (fn 14 lab) Sekundära referensmetoder (SRM) Helblodskalibratorer Helblodskalibratorer Brukskalibratorer Tillverkarnas mastermetoder

2009 Till sist en överenskommelse mellan tillverkare, IFCC, ADA och EASD Deadline för spårbarhet till IFCC: 31 januari 2009 Deadline för när alla nya instrument ska kunna rapportera IFCC värde, NGSP värde och eglukos : 1 januari 2011

deviation (mmol/mol) from target 1975 1980 2011 The performance of the Mono S procedure is recorded in the IFCC monitoring program 1 Deviation of Swedish DCM in IFCC monitoring program 95% Confidence interval 0,5 0-0,5-1 yr yr 2011 figure 1 32 2012-03-13 Year

2011 Övergång till IFCC kalibrering av HbA1c-resultaten i Sverige Övergångsperiod med dubbelrapportering mellan september och 1 januari 2011

34

2011 Övergång till spårbarhet till IFCC referensmetod HbA1c(IFCC) = HbA1c(Mono S)x10,45 10,62 IFCC primary ref method Whole blood calibrators Mono S expert 1 Mono S expert 2 Mono S expert 3 Mono S expert 4 Mono S expert 5 6,41% 56,6 mmol/mol SRM 1 SRM 2 SRM 3 ERL in Netherlands

2011

1994-06 1994-16 1994-26 1994-40 1994-50 1995-09 1995-19 1995-35 1996-03 1996-19 1996-41 1997-11 1997-29 1997-48 1998-08 1998-20 1998-43 1999-12 1999-35 -08-51 2001-42 2002-34 2003-20 2003-45 2004-45 2005-45 2006-45 2007-45 2008-45 2009-43 -41 2011-42 2012-43 2013-40 2014:08 2015:08 Reproducibility, CV% (IFCC scale) 1975 1980 2011 20% Reproducibility for all methods 18% 16% 14% 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% 38

1994-06 1994-15 1994-24 1994-37 1994-46 1995-04 1995-13 1995-22 1995-39 1996-05 1996-19 1996-39 1997-07 1997-23 1997-40 1997-50 1998-12 1998-26 1998-47 1999-14 1999-35 -04-43 2001-27 2002-15 2003-02 2003-20 2004-07 2005-02 2005-49 2006-45 2007-41 2008-35 2009-22 -17 2011-13 2012-07 2013-03 2013-50 2014:09 2015:08 Reproducibility, CV% (IFCC scale) 1975 1980 2011 20% Reproducibility for hospital lab methods 18% 16% 14% 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% 39

2012 Hur gick övergången? Stockholm startade dubbelrapportering oktober), Sörmland rapporterar endast HbA1c (IFCC), etc DCA Vantage Fel ekvation i instrumenten. IFCC-värdet mest korrekt, Mono S är för lågt. Användarna rekommenderas utgå från instrumentets IFCC-värde och räkna ut Mono S värdet med lathund Tosoh Om instrumenten kalibreras av kit-kalibratorer blir resultaten för höga BioRad Variant Turbo Om instrumenten kalibreras av företaget blir resultaten för höga.

HbA1c sample 2 (mmol/mol) 1975 1980 2012 The Swedish Danish survey 2012 Method 86 84 82 80 78 76 74 72 D-10 MonoS Tosoh G7/G8 Tosoh G7/G8 (BioRad kal) Tosoh G7/G8 (ERL) Tosoh G7/G8 (Mono S kal) Variant II Turbo Variant II Turbo (ERL) MCA/ERL NGSP RM 70 45 47 49 51 53 55 HbA1c sample 1 (mmol/mol)

A temporary solution a fresh frozen whole blood with target values from IFCC ( primary ) reference method

Afinion - HbA1c D-10 Hemoglobin A1c DCA - HbA1c DCA Vantage HPLC-Mono S Tina-quant Tosoh/BioRad kal Tosoh/MCA kal Tosoh/Mono S kal Tosoh/Tosoh kal Variant Turbo/BioRad kal Variant Turbo/MCA kal Others HbA1c (mmol/mol) Från och med årsskiftet ny kalibreringsrutin möjlig: MCA kal resultat 2013 vecka 03 65 63 61 59 57 55 53 51 49 47 45 Lab som infört den nya rutinen presterar bra 2SD 2013-w03 Report group

2012 Februari 2012 övergår ansvaret för Mono S som svenskt ankare från Malmö till Göteborg och Sahlgrenska Universitetslabratoriet HbA1c(IFCC) = HbA1c(Mono S)x10,45 10,62 IFCC primary ref method Whole blood calibrators Mono S expert 1 Mono S expert 2 Mono S expert 3 Mono S expert 4 Mono S expert 5 6,41% 56,6 mmol/mol SRM 1 SRM 2 SRM 3 44 ERL in

2014 Excelent agreement Maybe a small positive bias

ERL inte ackrediterat... 2014 Equalis kvalitetssäkringsprogram är ackrediterat (ISO 17043). Förväntade mätvärden för ackrediterade program måste komma från ackrediterade laboratoriemetoder (Swedac). ERL (European Reference Laboratory) är inte ackrediterat. Två alternativ: 1) av-ackreditera programmet? 2) Låta ett ackrediterat laboratorium ta fram förväntade värden? Sahlgrenskas Mono S metod en fullgod ersättning

2015 Hur gick det med Mono S som facit? Vi hade väntat oss något högre HbA1c-värden som förväntade värde, jämfört med SRM från ERL I verkligheten blev HbA1c-värden något lägre jämfört med SRM från ERL. 47

Fraction of results fulfilling qual qoal 1975 1980 100% Hospital methods are good! 95% 90% 85% 80% 75% 70% 65% 60% 55% Quality goal: 95 % of results within +- 1,5 + 1,65 x 2,5 % x HbA1c hospital methods PHC methods 50% yr 1994 yr 1995 yr 1996 yr 1997 yr 1998 yr 1999 yr yr 2001 yr 2002 yr 2003 yr 2004 yr 2005 yr 2006 yr 2007 yr 2008 yr 2009 yr yr 2011 yr 2012 yr 2013 yr 2014 yr 2015 48

1994-06 1994-16 1994-26 1994-40 1994-50 1995-09 1995-19 1995-35 1996-03 1996-19 1996-41 1997-11 1997-29 1997-48 1998-08 1998-20 1998-43 1999-12 1999-35 -08-51 2001-42 2002-34 2003-20 2003-45 2004-45 2005-45 2006-45 2007-45 2008-45 2009-43 -41 2011-42 2012-43 2013-40 2014:08 2015:08 Reproducibility, CV% (IFCC scale) 1975 1980 20% 18% Reproducibility for all methods 16% 14% 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% 49

1994-06 1994-15 1994-24 1994-37 1994-46 1995-04 1995-13 1995-22 1995-39 1996-05 1996-19 1996-39 1997-07 1997-23 1997-40 1997-50 1998-12 1998-26 1998-47 1999-14 1999-35 -04-43 2001-27 2002-15 2003-02 2003-20 2004-07 2005-02 2005-49 2006-45 2007-41 2008-35 2009-22 -17 2011-13 2012-07 2013-03 2013-50 2014:09 2015:08 Reproducibility, CV% (IFCC scale) 1975 1980 20% Reproducibility for hospital lab methods 18% 16% 14% IFCC 3 CV% Mono S 2,5 CV% 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% 50

Equalis kvalitetssäkringsprogram för HbA1c startar Resultat #1 OMGANG RESULTAT LABB METOD INSTRUMENT 1994-05 5 Västerås Jonbytkrom HPLC Uppgift saknas Resultat #91 229 OMGANG RESULTAT RES (IFCC) LABB METOD INSTRUMENT 2015:10 51 Hässelby Vårdcentral DCA Vantage DCA Vantage 51

Sammanfattning Kvaliteten på HbA1c i Sverige är idag riktigt bra 52

Affinity chromatograpy

1986 Mono S en 40 år gammal metod som facit metod för utskicken. Ann-Christine Lind, Göteborg, berättar hur det går till. Två helt nya metodprinciper för mätning av HbA1c Helene Winqvist, Trollhättan, berättar om enzymatisk bestämning av HbA1c Anders Larsson, Uppsala, berättar om kapillärelektroforetisk bestämning av HbA1c 54

55