Auf1.

Sie hatten Glück und haben gleich nach dem Abschluss eine Stelle bei einem bekannten Pharmaunternehmen erhalten. Das Unternehmen hat einen Schnelltest entwickelt. Der Test wurde unter den folgenden Bedingungen evaluiert: Teilnehmerzahl von 635 bei einer TP von 40% (gemeint ist TP = 0,4 × 635!). Die Sensitivität beträgt 95 % und die Spezifität 92 %.

a. Erläutern Sie die Anwendung der real-time DNA probe based PCR (8 Punkte)

Echtzeit-PCR (quantitative PCR)

-Wird hauptsächlich zur Messung der Menge einer bestimmten DNA/RNA verwendet.

- Bei diesem Verfahren werden zusätzlich ein weiteres spezifisches Oligonukleotid eingesetzt, der einen Fluoreszenzmarker trägt.

-diese Fluoreszenzmarker werden mit Laserlicht untersucht. Je mehr Fluoreszenz, desto mehr DNA vorhanden

-Normale PCR kann nicht für Quantifizierungen verwendet werden.

b. Erstellen Sie die binäre Klassifikationsmatrix, benennen und bestimmen Sie die folgenden Parameter (21 Punkte): P, N, TP, FP, TN, FN, FNR, FPR, PPV, NPV, FDR, FOR, ACC

Sensitivität (True Positive Rate TPR): 95% = 0.95

Spezifität (True Negative Rate TNR): 92% = 0.92

Teilnehmerzahl: n=635

True Positive (TP): 40% = 0.4

TP = 0.4 x n = 0.4 x 635 = 254

Positiv (P): TPR = TP/P

P=TP/TPR = 254/ 0.95 = 267.37

Negative (N):

N= Teilnehmerzahl – P = 635 – 267,37 = 367,63

True Negatives (TN)

TN = N x TNR = 367,63 x 0,92 = 338,22

Falsch Positive (FP):

FP = N – TN = 367,63 – 338,22 = 29,41

Falsch Negative (FN)

FN = P – TP = 267,37 – 254 = 13,37

Falsch Positive Rate (FPR)

FPR = FP/N = 29,41 / 367,63 = 7,99%

Falch Negative Rate (FNR)

FNR=FN/P=13,37/267,37=5%

Positive Predictive Value (PPV)

PPV = TP/(TP+FP)= 254/(254+29,41)=89,62%

Negative Predictive Value (NPV)

NPV = TN/ (TN+FN)= 338,22/ (338,22+13,37) = 96,19%

False Discovery Rate (FDR)

FDR= FP/ (FP+TP) = 29,41/ (29,41+254) = 10,38%

False Omission Rate (FOR)

FOR= FN/(FN+TN)=13,37/ (13,37+338,22) =3,80%

Genauigkeit(ACC)

ACC= (TP+TN)/ (P+N) = (254+338,22)/ (267,37+367,63) =93,26%

c. Erläutern Sie den Einfluss der Prävalenz auf PPV und NPV (3 Punkte)

-PPV und NPV sind abhängig von Prävalenz.

-Je höher der NPV, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein testnegativer Patient die Krankheit nicht hat.

-Genau wie beim PPV ist der Wert des NPVs wesentlich von der untersuchten Population (Prävalenz) abhängig.

-Viele Testes bei geringer Prävalenz können in einer hohen Anzahl an Falsch Positiven resultieren.

Auf2.(29 Punkte)

Zu den standardmäßigen Untersuchungen des Blutbildes gehören das kleine und große Blutbild.

a. Erläutern Sie den Unterschied zwischen dem kleinen und großen Blutbild (1 Punkt).

Kleines Blutbild:

-Hämoglobinbestimmung

-Ermittlung der Zellzahlen von Leukozyten, Erythrozyten und Thrombozyten

-Bestimmung von MCV (mittleres korpuskuläres Volumen der Erythrozyten)

-Hämatokritwert

-Berechnung von MCH (mittleres Zellhämoglobin) und MCHC (mittlere Zellhämoglobinkonzentration)

Großes Blutbild:

-Kleines Blutbild + Differenzialblutbild (Leukozyten)

-Eventuell morphologische Beurteilung von Erythrozyten und Thrombozyten.

b. Nennen Sie 10 Parameter des großen Blutbilds und erläutern Sie 5 (10 Punkte).

1. Thrombozytenzahl: bezeichnet man die Anzahl der Thrombozyten in einem bestimmten Volumenanteil Blut

2. Erythrozytenzahl: ist ein wichtiger Laborwert und bezeichnet die Zahl der roten Blutkörperchen in einer Volumeneinheit Vollblut

3. Hämatokrit: beschreibt den Anteil aller festen Blutbestandteile im Gesamtblut. Erythrozyten machen mit 96% den größten Anteil davon aus. Es ist ein Maß für die Zähigkeit und dazu ist Teil des kleinen Blutbildes.

4. Leukozytenzahl: ist die Anzahl der weißen Blutkörperchen in einer Körperflussigkeit.

5. Hämoglobinkonzentration: ist ein wichtiger Bestandteil der roten Blutkörperchen und die ist teil des Blutbildes.

6. Monozyten

7. Lymphozyten

8. Basophilenzahl

9. Eosinophilenzahl

10. mittleres Zellvolumen

c. Ordnen Sie die untenstehenden Bilder einem Zelltyp (Leukozyten) zu (5 Punkte).

d. Skizzieren Sie den Aufbau und erläutern Sie das Verfahren der Durchflusszytometrie (8 Punkte).

Durchflusszytometrie ist eine Methode zur Analyse und Aufbereitung von Einzelzellen in Suspension auf der Grundlage von Streulicht- und Fluoreszenzeigenschaften.

Immunphänotypisierung

• Häufigste Anwendung.

• Identifizierung und quantifiziert Populationen von Zellen in einer heterogenen Probe, z.B. Blut, Knochenmark oder Lymphe.

• Messung spezifische Proteine mit einer fluoreszierenden Markierung.

• In klinischen Labors: bei der Diagnose von hämatologischen Krankheiten wie Lymphomen und Leukämie.

Zellsortierung

• Zellenseparation in Sammelröhrchen.

• Bestimmung Zelle beim Durchgang.

Zellzyklusanalyse

• Replikationszustände unter Verwendung von Fluoreszenzfarbstoffen.

• Messung verschiedener Phasen des Zellzyklus.

• Zusammen mit Bestimmung der Replikationszustände des Zellzyklus kann der Assay die mit Chromosomenanomalien messen.

Apoptose

• Programmierter Zelltod -> normaler Teil des Lebenszyklus eukaryotischer Zellen.

• Nekrose, erzeugt durch äußere physikalische und chemische Veränderungen der Zelle oder durch Apoptose, kontrollierte "Selbstzerstörung".

• Anhand der Unterschiede in den morphologischen, biochemischen und molekularen Veränderungen in den sterbenden Zellen.

Zellproliferationstests

• Messung zellulärer Stoffwechselaktivität als Reaktion auf Stimuli wie Wachstumsfaktoren, Zytokine und andere Medienkomponenten.

(Zur Analyse werden die Zellen einer Einzelzellsuspension an einem gebündelten Laserstrahl geeigneter Wellenlänge vorbeigeleitet. Bei exakter Anregung der Elektronen des Fluoreszenzfarbstoffes durch den monochromatischen Laserstrahl werden diese auf ein höheres Energieniveau gehoben. Nach dem Laserpuls fallen die Elektronen unter Abgabe von Energie (in Form von Photonen) auf ihr Ursprungsniveau zurück. Die emittierte Photonenkonzentration, die durch einen Photodetektor registriert wird, verhält sich proportional zur Menge an gebundenen Antikörpern/ Zelle.)

e. Erstellen Sie ein Diagramm für Forward Scattering und Side Scattering mit den 5 oben gezeigten Zelltypen und erläutern Sie deren Zuordnung (5 Punkte)

Auf3.

Zusatz (4 Punkte):

a. Nennen Sie 4 grundlegende Biomoleküle (1 Punkt).

Proteine, Lipide, Kohlenhydrate, Aminosäure, Nukleotide,...

b. Was sind Einflussgrößen von Untersuchungsmethoden (1 Punkt)?

-Endogene Einflussgrößen: individuelle Eigenschaden des Patienten oder unabänderliche biologische Gegebenheiten, z.B. Geschlecht, Alter,...

-Exogene Einflussgrößen: Einflüsse auf die zumindest langfristig eine Einflussnahme durch Patienten ist, z.B. Rauchen, Essen,...

-Störfaktoren: können zum Teil eliminiert werden.

c. Zeichnen Sie die Transmissionskurve eines Kurzpassfilters (1 Punkt).

d. Zeichnen Sie die Transmissionskurve eines Bandpassfilters (1 Punkt).

Auf4. Nachholt klausur:

Untersuchungsanforderung:

• Arzt formuliert aufgrund der Krankheitsgeschichte (Anamnese) + klinischen Untersuchungen + Vorbefunde = Fragestellung -> Untersuchungsanforderungen.

Probengewinnung:

• Umfasst die Patientenvorbereitung, die Auswahl des richtigen Untersuchungsmaterials und Gewinnung.

Einflussgrößen und Störfaktoren:

• Patientenbesonderheiten, z.B. Vorliegen einer Schwangerschaft oder Besonderheiten bei der Probengewinnung

• Veränderungen der Untersuchungsgröße (Messgröße), die sich außerhalb des Körpers auf die Analytik auswirken = Störfaktoren.

Analytik:

• Die Anwendung einer geeigneten Untersuchungsmethode. (Die Durchführung der Analyse muss genau festgelegt und gut nachvollziehbar sein. Vor allem Routinemethoden sollten einfach durchführbar, zuverlässig und wenig störanfällig sein.)

• Je nach mitgeteiltem Ergebnis unterscheidet man qualitative und quantitative Analysenresultate.