themenschwerpunkt Wien Med Wochenschr (2014) 164:25–33 DOI 10.1007/s10354-013-0254-9

Was Ethanolmetabolite als Biomarker über Alkoholkonsum aussagen Natasha Thon · Wolfgang Weinmann · Michel Yegles · Ulrich Preuss · Friedrich Martin Wurst

Eingegangen: 2. Januar 2013 / Angenommen: 12. November 2013 / Online publiziert: 10. Dezember 2013 © Springer-Verlag Wien 2013

Zusammenfassung  Alkoholbezogene Störungen und Störungen durch Tabakkonsum sind in Mitteleuropa die zwei häufigsten und teuersten Krankheitsursachen. In Ergänzung zu Selbstangaben sind Biomarker von Bedeutung in Diagnose und Therapie alkoholbezogener Störungen. Traditionelle Biomarker wie Gamma-Glutamyltranspeptidase (GGT) und mittleres korpuskuläres Volumen (MCV) sind indirekte Zustandsmarker und werden durch Alter, Geschlecht und nicht-Alkoholbezogene Erkrankungen beeinflusst. Als direkte Stoffwechselprodukte von Alkohol zeichnen sich Ethanolmetabolite wie Ethylglukuronid (EtG), Ethylsulfat (EtS) und Phosphatidylethanol (PEth) durch hohe Sensitivität und Spezifität aus. Darüber hinaus decken sie ein komplementäres Zeitfenster des Konsumnachweises ab und werden seit einigen Jahren zunehmend routinemäßig eingesetzt. Ethanolmetabolite sind im Serum für Stunden, im Urin für bis zu sieben Tage, im Vollblut über zwei Wochen und in Haaren über Monate nachweisbar. Zu den Anwendungsbereichen gehören klinisch routinemäßige Anwendungen, der Einsatz in

Univ. Prof. Dr. med. F. M. Wurst () · Mag. N. Thon Universitätsklinik für Psychiatrie und Psychotherapie II, Christian-Doppler-Klinik, Salzburger Landeskliniken, Paracelsus Medical University (PMU), Ignaz-Harrer-Straße 79, 5020 Salzburg, Österreich E-Mail: [email protected] Prof. Dr. W. Weinmann Institut für Rechtsmedizin, Universität Bern, Bern, Schweiz M. Yegles, PhD Laboratoire National de Santé – Toxicologie, Université du Luxembourg, Walferdange, Luxembourg Prof. Dr. U. Preuss Klinik für Psychiatrie, Psychotherapie und Psychosomatik der Martin-Luther-Universität Halle, Halle/Saale, Deutschland

13

notfallmedizinischen Kontexten, Abstinenznachweis in Alkoholbehandlungsprogrammen, bei Fahreignungsuntersuchungen, Lebertransplantationen, betrieblicher Gesundheitsprävention sowie die Verwendung zur Abschätzung des Alkoholkonsums während der Schwangerschaft im Zusammenhang mit dem fetalen Alkoholsyndrom. Schlüsselwörter  Biomarker  · Ethylglukuronid  · Phosphatidylethanol · Ethylsulfat · Fettsäureethylester Ethanolmetabolite · Alkoholkonsum

What ethanol metabolites as biological markers tell us about alcohol use Summary  Alcohol and tobacco related disorders are the two leading and most expensive causes of illness in central Europe. In addition to self reports and questionnaires, biomarkers are of relevance in diagnosis and therapy of alcohol use disorders. Traditional biomarkers such as gamma glutamyl transpeptidase or mean corpuscualr volume are indirect biomarkers and are subject to influence of age, gender and non alcohol related diseases, among others. Direct ethanol metabolites such as ethyl glucuronide (EtG), ethyl sulphate (EtS) and phosphatidylethanol (PEth) are direct metabolites of ethanol, that are positive after intake of ethyl alcohol. They represent useful diagnostic tools for identifying alcohol use even more accurately than traditional biomarkers. Each of these drinking indicators remains positive in serum and urine for a characteristic time spectrum after the cessation of ethanol intake—EtG and EtS in urine up to 7 days, EtG in hair for months after ethanol has left the body. Applications include clinical routine use, emergency room settings, proof of abstinence in alcohol rehabilitation programs, driving under influence offenders, workplace testing,

Was Ethanolmetabolite als Biomarker über Alkoholkonsum aussagen  

25

themenschwerpunkt

assessment of alcohol intake in the context of liver transplantation and fetal alcohol syndrome. Keywords  biomarker · ethanol metabolites · ethyl glucuronide · ethyl sulfate · phosphatidylethanol · fatty acid ethyl esters · alcohol use

Einleitung Alkoholbezogene Störungen zählen zu den zehn häufigsten Krankheiten weltweit und verursachen ähnliche Kosten wie durch risikoreiches Sexualverhalten übertragene Krankheiten (HIV, HCV). Rund 4 % aller Todesfälle sind alkoholverursacht. Alkoholkonsum führt damit zu mehr Todesfällen als HIV/AIDS, Gewalt oder Tuberkulose [1]. Die Punktprävalenz für Alkoholabhängigkeit wird für Österreich [2] wie in anderen vergleichbaren Ländern [3] mit 5 % und die Lebenszeitprävalenz mit 10 % angegeben. Achtzig Prozent der Alkoholabhängigen werden von niedergelassenen Ärzten, vierundreißig Prozent in Allgemeinkrankenhäusern gesehen [3]. In Krankenhäusern im Allgemeinen liegt bei jedem fünften Patienten eine alkoholbezogene Störung vor, in der operativen Medizin bis zu 35 % und bei Polytraumata bis zu 46 %. Patienten mit alkoholbezogenen Störungen weisen eine erhöhte Krankenhausverweildauer auf [4, 5], sind länger auf der Intensivstation [6], benötigen häufiger Re-Operationen auf Grund von Komplikationen [6] und weisen eine erhöhte posttraumatische Morbidität und Letalität auf [4, 5]. Damit sind alkoholbezogene Störungen häufig, teuer in den Gesamtfolgekosten [7] und werden gleichzeitig häufig unterdiagnostiziert [8]. Im Sinne einer frühzeitigen Diagnose und Therapie alkoholbezogener Störungen, und um Folgeerkrankungen zu vermeiden, können sowohl Fragebögen wie der CAGE [9] oder der Alcohol Use Disorders Identification Test (AUDIT) [10], als auch Biomarker hilfreich sein. Traditionelle, indirekte, Statemarker wie GammaGlutamyltranspeptidase (GGT), mittleres korpuskuläres Volumen (MCV) und kohlenhydratdefizientes Transferrin (CDT) weisen neben Praktikabilität und Kosteneffektivität vielfältige Limitationen auf: Sie werden durch Alter, Geschlecht, eine Vielzahl von Substanzen und nicht alkoholbezogenen Störungen beeinflusst und decken nicht die ganze Zeitachse für Alkoholkonsum ab [11–16]. Insbesondere die Betrachtung einer Kombination der verschiedenen Laborparameter wie beispielsweise CDT und γ-GT erlauben einen ausreichenden Rückschluss auf einen regelmäßigen, allerdings auch länger dauernden (Tage, Wochen) Alkoholkonsum. Die diagnostische Sensitivität einzelner Parameter, etwa der ASAT oder ALAT ist eher niedrig, die Spezifität moderat hoch. Eine moderate Sensitivität und hohe Spezifität, zwischen Alkoholabhängigen und Kontrollpersonen zu unterscheiden, weist hingegen CDT auf. Eine Normalisierung dieser Marker tritt jedoch erst nach Wochen oder Monaten der Abstinenz ein, so dass kaum

Rückschlüsse auf einen aktuellen oder kurze Zeit zurückliegenden Konsum gezogen werden kann [17]. Neben diesen traditionellen Biomarkern, haben in den letzten beiden Dekaden zunehmend Ethanolmetabolite – direkte Stoffwechselprodukte von Alkohol, die positiv sind, wenn Alkohol konsumiert wurde – Beachtung gefunden. Als Biomarker mit hoher Sensibilität und Spezifität, decken sie ein komplementäres Zeitfenster ab. Auf Grund ihrer Eigenschaften sind sie in vielen Bereichen bereits etabliert [18–22].

Ethanolmetabolite Zu den derzeit auch klinisch-routinemäßig eingesetzten direkten Ethanolmetaboliten gehören insbesondere: ●● ●● ●● ●●

Ethylglucuronid (EtG), in Urin, Haaren und Serum Ethylsulfat (EtS), in Urin und Serum Phosphatidylethanol (PEth), in Vollblut Fettsäureethylester (FSEE), in Haaren

Ethanolmetabolite sind im Serum für Stunden, im Urin für bis zu sieben Tage, im Vollblut über zwei Wochen und in Haaren über Monate nachweisbar.

Ethylglukuronid Ethylglukuronid (EtG) ist ein wasserlöslicher, lagerungsstabiler Phase-II-Metabolit von Ethanol mit einem Molekulargewicht von 222  g/mol, der durch UDP-Glucuronosyltransferase (UGT) gebildet wird [23]. Für die Alkoholelimination stellt EtG einen nicht relevanten Stoffwechselweg dar ( 60 g EtOH pro Tag) interpretiert [89]. Eine Konzentration von mehr als 7 pg/mg wird als starker Hinweis auf einen regelmäßigen Alkoholkonsum angesehen (Society of Hair Testing, [90]). Die Haarfarbe bzw. der Melaningehalt der Haare spielt, anders als bei Drogen und Medikamenten,

28   Was Ethanolmetabolite als Biomarker über Alkoholkonsum aussagen

13

themenschwerpunkt

keine Rolle [87, 91, 92]. Hingegen führt die regelmäßige Anwendung alkoholhaltiger Haarwasser zu falsch positiven FSEE Befunden [93]. Dies kann für EtG ausgeschlossen werden [94]. Eine verminderte Nierenfunktion scheint nach ersten Ergebnissen zu einer Erhöhung der EtG Werte zu führen [43]. Falsch negative Befunde können durch aggressive alkalische Haarkosmetik bei FSEE [93] oder durch Bleichungsmittel oder Dauerwellenbehandlung bei EtG [79, 95, 96] auftreten. Der kombinierte Gebrauch von FSEE und EtG kann empfohlen werden, da die Aussagekraft der Haaranalyse erhöht werden kann [65, 96]. Die Haaranalyse auf FSEE oder EtG wird in verschiedenen Kontexten [33, 98, 99] wie der Fahreignungsbegutachtung, bei forensischen Fragestellungen und in betrieblichen Gesundheitsprogrammen eingesetzt. Weiter wurden als klinische Anwendungen zwei Untersuchungen bei Patienten in opioid-gestützter Substitution [33], einer Untersuchung bei Patienten in heroin-gestützter Behandlung [100] sowie bei Patienten mit Lebererkrankungen [101, 102] berichtet.

Fetales Alkoholsyndrom Alkoholkonsum während der Schwangerschaft kann sowohl in maternalen (Haare, Urin, Blut) als auch fetalen (Mekonium) Proben untersucht werden (Übersicht siehe bei Joya et al. [103]). Dies ist von hoher Relevanz, da es bei Alkohol um die weltweit am stärksten verbreitete Droge und ein humanes Teratogen, dessen Konsum während der Schwangerschaft zu erheblichen Folgen führen kann, handelt: Das fetale Alkoholsyndrom (FAS) und „fetale alcohol spectrum disorder“ (FASD) sind durch kongenitale Abnormalitäten, kognitive Dysfunktion und Entwicklungsstörungen gekennzeichnet. Es wird geschätzt, dass FAS und FASD 0,2 pro Hundert bis 1 pro Hundert Lebend-Geburten in Industriestaaten betreffen [104, 105]. Untersuchungen an fetalem Material beziehen sich derzeit insbesondere auf Mekonium. Dieses stellt einen kumulativen Indikator für Alkoholkonsum dar, da es ab der 12. bis 16. Schwangerschaftswoche gebildet wird. Hier wurden zunächst die Konzentrationen von FSEE, in den letzten Jahren auch von EtG und EtS untersucht [106, 107]

Zusammenfassung Für das Spektrum vom kurzfristigen Konsumereignis kleiner Mengen bis zum längerfristigen Konsumereignis großer Mengen Alkohol steht jeweils ein geeigneter direkter Ethanolmetabolit für den Konsumnachweis zur Verfügung (siehe Tab. 1). Für Ethylglukuronid – den gegenwärtig am häufigsten bestimmten direkten Ethanolmetaboliten – hat sich der Einsatz von Penta-Deuterium markiertem Ethylglukuronid im Rahmen der Flüssigkeitschromatogra-

13

Tab. 1  Nachweisbarkeit direkter Biomarker für Alkoholkonsum in Abhängigkeit von Konsummenge und –dauer Konsumdauer

Konsummenge >1 g/d

>40–60 g/d

Stunden

Serum, Harn: EtOH, EtG, EtS

Serum, Harn: EtOH, EtG, EtS; PEth in Vollblut und dried blood spots (LC-MS/MS)

Tage

Serum, Harn: EtOH, EtG, EtS

Serum, Harn: EtOH, EtG, EtS; PEth in Vollblut und dried blood spots (LC-MS/MS)

Mehr als 14 Tage

Serum, Harn: EtOH, EtG, EtS EtOH, Serum und Urin: EtG, EtS

Serum, Harn: EtOH, EtG, EtS; PEth in Vollblut und dried blood spots (HPLC, LC-MS/ MS)

Wochen/Monate

Serum, Harn: EtOH, EtG, EtS

Serum, Harn: EtOH, EtG, EtS; PEth in Vollblut und dried blood spots (HPLC, LC-MS/ MS) EtG und FAEEs in Haar

EtOH Ethanol, EtG Ethylglukuronid, EtS Ethylsulfat, PEth Phospatidylethanol, FAEE Fettsäureethylesther

fie – Tandem- Massenspektrometrie (LC-MS/MS) oder Gaschromatografie-Massenspektrometrie mit chemischer Ionisation (GC-CI-MS) bewährt und muss besonders bei Fragestellungen, die von forensischer Relevanz sind, als Standard angesehen werden. Ein kommerzieller Testkit steht zur Verfügung und hat die Verbreitung des Tests erhöht. Voraussetzung für zuverlässige Ergebnisse sind eine adäquate Analytik und Prä-Analytik. Darüber hinaus bedürfen die Laborergebnisse immer einer klinischen Interpretation. Ethylglukuronid lässt sich auch nach Aufnahme sehr geringer Ethanolmenge (1 g) wie in Nahrungsmittel, Arzneimittel und Desinfektionsmittel mit Hilfe von LC-MS/MS im Urin nachweisen. Personen mit Wunsch oder Auflage zur Totalabstinenz müssen über solche „versteckte Vorkommen“ aufgeklärt werden, um zu verhindern, dass sie unwissentlich Alkohol aufnehmen. Für forensische Zwecke ist zu überlegen, den bisherigen Cutoff (0,1  mg/L) anzupassen, damit Fälle unbeabsichtigter Ethanolaufnahme mit Sicherheit ausgeschlossen werden können. Nach Möglichkeit sollte im Hinblick auf Unterschiede in Bildung und Abbau Ethylglucuronid gemeinsam mit Ethylsulfat bestimmt werden. Als Biomarker für kumulative Alkoholaufnahme über einen Zeitraum von beispielsweise 3 Monaten können Ethylglukuronid in Haaren, das wenig Einflussfaktoren unterliegt, sowie Fettsäureethylestern ebenfalls in Haaren empfohlen werden. Richtlinien zur Interpretation liegen von der internationalen Fachgesellschaft vor (Society of Hair Testing). Während positive Werte von EtG und EtS im Urin mit akzidenteller Alkoholaufnahme vereinbar sind, ist bei Phosphatidylethanol nach derzeitiger Kenntnis davon auszugehen, dass Alkoholisierung von mehr als 0,5 Promille erreicht wurde. Interessenkonflikt  F. M. Wurst übt eine Beratertätigkeit für Mediagnost, GmbH aus. Es besteht kein Interessenkonflikt.

Was Ethanolmetabolite als Biomarker über Alkoholkonsum aussagen  

29

themenschwerpunkt Literatur   1. World Health Organisation (WHO). Global Status Report on Alcohol and Health 2011. http://www.who.int/substance_ abuse/publications/global_alcohol_report/en/. Zugegriffen: 23. Juli 2012.   2. Uhl A, Bachmayr S, Pum A. Handbuch Alkohol – Österreich: Bd. 1: Statistiken und Berechnungsgrundlagen 2011. 2011. www.api.or.at/sp/download/handbuch%20statistiken.pdf. Zugegriffen: 07. Dez. 2012.   3. Mann K. Neue ärztliche Aufgaben bei Alkoholproblemen: von der Behandlungskette zum Behandlungsnetz. Deutsches Ärzteblatt. 2002;99(10):632–44.   4. Tonnesen H, Kehlet H. Preoperative alcoholism and postoperative morbidity. Br J Surg. 1999;86(7):869–74.   5. Spies C, Tonnesen H, Andreasson S, Helander A, Conigrave K. Perioperative morbidity and mortality in chronic alcoholic patients. Alcohol Clin Exp Res. 2001;25(5):164–70.   6. Rubinsky AD, Sun H, Blough DK, Maynard C, Bryson CL, Harris AH, Hawkins EJ, Beste LA, Henderson WG, Hawn MT, Hughes G, Bishop MJ, Etzioni R, Tonnesen H, Kivlahan DR, Bradley KA. AUDIT-C alcohol use screening results and postoperative inpatient health care use. J Am Coll Surg. 2012 Mar;214(3):296–305.  7. Rehm J, Mathers C, Popova S, Thavorncharoensap M, Teerawattananon Y, Patra J. Global burden of disease and injury and economic cost attributable to alcohol use and alcohol use disorders. Lancet. 2009;373:2223–33.   8. Moore RD, Bone LR, Geller G, Mamon JA, Stokes EJ, Levine DM. Prevalence, detection, and treatment of alcoholism in hospitalized. patients. JAMA. 1989;261:403–7.   9. Ewing JA. Detecting alcoholism: the CAGE questionnaire. J Am Med Assoc. 1984;252:1905–7. 10. Saunders JB, Aasland OG, Babor TF, de la Fuente JR, Grant M. Development of the Alcohol Use Disorders Identification Test (AUDIT): WHO collaborative project on early detection of persons with harmful alcohol consumption – II. Addiction. 1993;88:791–804. 11. Conigrave KM, Degenhardt LJ, Whitfield B, Saunders B, Helander A, Tabakoff B. On behalf of the WHO/ISBRA study on biological state and trait markers of alcohol use and dependence investigators. CDT, GGT, and AST as markers of alcohol use: the WHO/ISBRA collaborative project. Alcohol Clin Exp Res. 2002;26:332–9. 12. Laposata M. Assessment of ethanol intake – current tests and new assays on the horizon. Am J Clin Pathol. 1999;112:443–50. 13. Helander A. Biological markers in alcoholism. J Neural Transm. 2003;66(Suppl):15–32. 14. Hannuksela ML, Liisanantti MK, Nissinen AE, Savolainen MJ. Biochemical markers of alcoholism. Clin Chem Lab Med. 2007;45:953–61. 15. Niemelä O. Biomarkers in alcoholism. Clin Chim Acta. 2007;377:39–49. 16. Allen JP, Marques P, Wurst F. Biomarkers of alcohol use: their nature, strengths, and limitations. Mil Med. 2009;173(8):v–viii. 17. Wurst FM, Yegles M, Weinmann W, et al. Biologische Zustandsmarker für Alkoholkonsum 2011. In: Singer MV, Batra A, Mann K, Herausgeber. Alkohol und Tabak: Grundlagen und Folgeerkrankungen. Stuttgart: Georg Thieme Verlag. 18. Viel G, Boscolo-Berto R, Cecchetto G, Fais P, Nalesso A, Ferrara SD. Phosphatidylethanol in blood as a marker of chronic alcohol use: a systematic review and meta-analysis. Int J Mol Sci. 2012;13:14788–812.

19. Topic A, Djukic M. Diagnostic characteristics and application of alcohol biomarkers. Clin Lab. 2013;59:233–45. 20. Torrente MP, Freeman WM, Vrana KE. Proteil biomarkers of alcohol abuse. Expert Rev Proteomics. 2012;9:425–36. 21. Ingall GB. Alcohol biomarkers. Clin Lab Med. 2012;32:391–406. 22. Walsham NE, Sherwood RA. Ethyl glucuronide. Ann Clin Biochem. 2012;49:110–7. 23. Pragst F, Yegles M. Alcohol markers in hair. In: Kintz P, Herausgeber. Analytical and pratical aspects drug testing in hair. Boca Raton: CRC Press Taylor & Francis; 2007. S. 287–324. 24. Wurst FM, Metzger JW, on behalf of the WHO/ISBRA study on biological state and trait markers of alcohol use and dependence. The direct ethanol metabolite Ethyl glucuronide is a useful marker of recent alcohol consumption. Alcohol Clin Exp Res. 2002;26:1114–9. 25. Borucki K, Schreiner R, Dierkes J, Jachau K, Krause D, Westphal S, Wurst FM, Luley C, Schmidt-Gayk H. Detection of recent ethanol intake with new markers: comparison of fatty acid ethyl esters in serum and of ethyl glucuronide and the ratio of 5-hydroxytryptophol to 5-hydroxyindole acetic acid in urine. Alcohol Clin Exp Res. 2005;29:781–7. 26. Helander A, Hagelberg CA, Beck O, Petrini B. Case report. Unreliable alcohol testing in a shipping safety programme Forensic Sci Int. 2009;189:e45–7. 27. Thierauf A, Halter CC, Rana S, Auwaerter V, Wohlfarth A, Wurst FM, Weinmann W. Urine tested positive for ethyl glucuronide after trace amounts of ethanol. Addiction. 2009;104(12):2007–12. 28. Costantino A, Digregorio EJ, Korn W, Spayd S, Rieders F. The effect of the use of mouthwash on ethylglucuronide concentration in urine. J Anal Toxicol. 2006;30:659–62. 29. Rohrig TP, Huber C, Goodson L, Ross W. Detection of ethylglucuronide in urine following the application of Germ-X. J Anal Toxicol. 2006;30(9):703–4. 30. Skipper GE, Schaefer P, Thierauf A, Weinmann W, Allen JP, Miller M, Wurst FM. Detection of surreptitious alcohol use among health professionals recovering from substancerelated disorders using a new marker, ethyl glucuronide. Alcohol Alcohol. 2004;39:445–59. 31. Dahl H, Hammarberg A, Franck J, Helander A. Urinary ethyl glucuronide and ethyl sulfate testing for recent drinking in alcohol-dependent outpatients treated with acamprosate or placebo. Alcohol Alcohol. 2011;46(5):553–7. 32. Mitchell JM, Teague CH, Kayser AS, Bartlett SE, Fields HL. Varenicline decreases alcohol consumption in heavy-drinking smokers. Psychopharmacology (Berl). 2012;223(3):299–306. 33. Wurst FM, Dürsteler-MacFarland KM, Auwaerter V, Ergovic S, Thon N, Yegles M, Halter C, Weinmann W, Wiesbeck G. Assessment of alcohol use among methadone maintenance patients by direct ethanol metabolites and self-reports. Alcohol Clin Exp Res. 2008b;32:1552–7. 34. Gitto S, Micco L, Conti F, Andreone P, Bernardi M. Alcohol and viral hepatitis: a mini-review. Dig Liver Dis. 2009;41:67–70. 35. Safdar K, Schiff ER. Alcohol and hepatitis C. Semin Liver Dis. 2004;24(3):305–15. 36. Wurst FM, Haber PS, Wiesbeck G, Watson B, Wallace  C, Whitfield JB, Halter C, Weinmann W, Conigrave KM. Assessment of alcohol consumption among hepatitis C positive people receiving opioid maintenance treatment using direct ethanol metabolites and self report – a pilot study. Addict Biol. 2008d;13:416–22.

30   Was Ethanolmetabolite als Biomarker über Alkoholkonsum aussagen

13

themenschwerpunkt 37. Burroughs AK, Sabin CA, Rolles K, Delvart V, Karam VBuckels J, et al. 3-month and 12-month mortality after first liver transplant in adults in Europe: predictive models for outcome. Lancet. 2006;367:225–32. 38. Kelly M, Chick J, Gribble R, Gleeson M, Holton M, Winstanley J, et al. Predictors of relapse to harmful alcohol after orthotopic liver transplantation. Alcohol Alcohol. 2006;41:278–83. 39. DiMartini A, Day N, Dew MA, Javed L, Fitzgerald MG, Jain A, et al. Alcohol consumption patterns and predictors of use following liver transplantation for alcoholic liver disease. Liver Transpl. 2006;12:813–20. 40. Erim Y, Bottcher M, Dohmen U, Beck O, Helander A. Urinary ethyl glucuronide testing detects alcohol consumption in alcoholic liver disease patients awaiting liver transplantation. Liver Transpl. 2007;13:757–61. 41. Webzell I, Ball D, Bell J, Sherwood RA, Marsh A, O’Grady JG, Heaton ND. Substance use by liver transplant candidates: an anonymous urinalysis study. Liver Transpl. 2011;17(10):1200–4. 42. Wurst FM, Wiesbeck GA, Metzger JW, Weinmann W, Graf M, on behalf of the WHO/ISBRA study on biological state and trait markers of alcohol use and dependence. On sensitivity, specificity and the influence of various parameters on ethyl glucuronide levels in urine – Results from the WHO/ISBRA Study. Alcohol Clin Exp Res. 2004;28:1220–8. 43. Høiseth G, Morini L, Ganss R, Nordal K, Mørland J. Higher levels of hair ethyl glucuronide in patients with decreased kidney function. Alcohol Clin Exp Res. 2012 (Epub ahead of print). 44. Stewart SH, Koch DG, Burgess DM, Willner IR, Reuben A. Sensitivity and specificity of urinary ethyl glucuronide and ethyl sulfate in liver disease patients. Alcohol Clin Exp Res. 2013;37:150–5. 45. Arndt T, Gierten B, Güssregen B, Werle A, Grüner J. False-positive ethyl glucuronide immunoassay screening associated with chloral hydrate medication as confirmed by LC-MS/MS and self-medication. Forensic Sci Int. 2009;30(184):27–9. 46. Arndt T, Grüner J, Schröfel S, Stemmerich K. False-positive ethyl glucuronide immunoassay screening caused by a propyl alcohol-based hand sanitizer. Forensic Sci Int. 2012;223:359–63. 47. Böttcher M, Beck O, Helander A. Evaluation of a new immunoassay for urinary ethyl glucuronide testing. Alcohol Alcohol. 2008;43:46–8. 48. Aderjan R, Babel B, Briellmann T, Daldrup T, Demme U, Hallbach J, Hartung M, Harzer K, Herbold M, von Meyer L, Moeller M, Musshoff F, Schmitt G, Weinmann W. Anlage zu den Richtlinien der GTFCh zur Qualitätssicherung bei forensisch-toxikologischen Untersuchungen. Anhang A: Anforderung an einzelne Analysenmethoden. Toxichem + Krimtech. 2000;67:13–6. http://www.gtfch.org/GTFChneuEngl.htm. Zugegriffen: 24 Mai 2004. 49. Weinmann W, Schäfer P, Thierauf A, Schreiber A, Wurst FM. Confirmatory analysis for ethyl glucuronide in urine by liquid chromatography/electrospray tandem mass spectrometry applying forensic guidelines. J Am Soc Mass Spectrom. 2004;15:188–93. 50. Kaufmann E, Alt A. Detection of ethyl glucuronide in dried human blood using LC-MS/MS. Int J Legal Med. 2008;122:245–9. 51. Winkler M, Kaufmann E, Thoma D, Thierauf A, Wenmann W, Skopp G, Alt A. Detection of ethyl glucuronide in blood spotted on different surfaces. Forensic Sci Int. 2011;210:243–6.

13

52. Helander A, Dahl H. Urinary tract infection: a risk factor for false-negative urinary ethyl glucuronide but not ethyl sulfate in the detection of recent alcohol consumption. Clin Chem. 2005 Sep;51(9):1728–30. 53. Baranowski S, Serr A, Thierauf A, Weinmann W, Grosse Perdekamp M, Wurst FM, Halter CC. In vitro study of bacterial degradation of ethyl glucuronide and ethyl sulfate. Int J Legal Med. 2008;122:389–93. 54. Halter CC, Laengin A, Al-Ahmad A, Wurst FM, Weinmann W, Kuemmerer K. Assesment of the stability of the ethanol metabolite ethyl sulfate in standardised degradation tests. Forensic Sci Int. 2009;186(1–3):52–5. 55. Redondo AH, Körber C, König S, Längin A, Al-Ahmad A, Weinmann W. Inhibition of bacterial degradation of EtG by collection as dried urine spots (DUS). Anal Bioanal Chem. 2012;402(7):2417–24. 56. Carlini EJ, Raftogianis RB, Wood TC, Jin F, Zheng W, Rebbeck TR, Weinshilboum RM. Sulfation pharmacogenetics. SULT1A1 and SULT1A2 allele frequencies in Caucasian, Chinese and AfricanAmerican subjects. Pharmacogenetics. 2001;11:57–68. 57. Society of Forensic Toxicologists and American Academy of Forensic Sciences, SOFT/AAFS: Forensic Toxicology Laboratory Guidelines 2006. http://www.soft-tox.org/index. php?option=com_content&view=article&id=55&Itemid=62. Zugegriffen: 22 Juli 2012. 58. SAMHSA. Mandatory Guidelines for Federal Workplace Drug Testing. Federal Register, 69/081: 19644–19673. http:// www.workplace.samhsa.gov/DrugTesting/Level_1_Pages/ HHS%20Mandatory%20Guidelines%20(Effective%20 November%201,%202004).aspx. Zugegriffen: 22. Dez. 2004. 59. Dresen S, Weinmann W, Wurst FM. Forensic confirmatory analysis of ethyl sulfate – a new marker for alcohol consumption – by liquid chromatography/electrospray ionisation/tandem mass spectrometry. J Americ Soc Mass Spectrom. 2004;15:1644–8. 60. Albermann ME, Musshoff F, Doberentz E, Heese P, Banger M, Madea B. Preliminary investigations on ethyl glucuronide and ethyl sulfate cutoffs for detecting alcohol consumption on the basis of an ingestion experiment and on data from withdrawal treatment. Int J Legal Med. 2012 Sep;126(5):757–64. 61. Tsujita T, Okuda H. Fatty acid ethyl ester synthase in rat adipose tissue and its relationship to carboxylesterase. J Biol Chem. 1992;267:23489–94. 62. Bora PS, Guruge DG, Miller DD, Chaitman BR, Ruyle MS. Purification and characterization of human heart fatty acid ethyl ester synthase/carboxylesterase. J Mol Cell Cardiol. 1996;28:2027–32. 63. Bora PS, Spilburg CA, Lange LG. Metabolism of ethanol and carcinogens by glutathione transferases. Prot Natl Acad Sci USA. 1989;86:4470–3. 64. Chang W, Waltenbaugh C, Borensztajn J. Fatty acid ethyl ester synthesis by isolated perfused rat heart. Metabolism. 1997;46:926–9. 65. Pragst F, Yegles M. Determination of fatty acid ethyl esters (FAEE) and ethyl flucuronide (EtG) in hair: a promising way for retrospective detection of alcohol abuse during pregnancy? Ther Drug Monit. 2008;30:255–63. 66. Gustavsson L, Alling C. Formation of phosphatidylethanol in rat brain by phospholipase D. Biochem Biophys Res Commun. 1987;142:958–63. 67. Gnann H, Engelmann C, Skopp G, Winkler M, Auwarter V, Dresen S, Ferreiros N, Wurst FM, Weinmann W. Identification of 48 homologues of phosphatidylethanol in blood by LC-ESI-MS/MS. Anal Bioanal Chem. 2010;396:2415–23.

Was Ethanolmetabolite als Biomarker über Alkoholkonsum aussagen  

31

themenschwerpunkt 68. Zheng Y, Beck O, Helander A. Method development for routine liquid chromatography-mass spectrometry measurement of the alcohol biomarker phosphatidylethanol (PEth) in blood. Clin Chim Acta. 2011;412:1428–35. 69. Varga A, Hansson P, Lundqvist C, Alling C. Phosphatidylethanol in blood as a marker of ethanol consumption in healthy volunteers: comparison with other markers. Alcohol Clin Exp Res. 1998;22:1832–7. 70. Gnann H, Weinmann W, Thierauf A. Formation of phosphatidylethanol and its subsequent elimination during an extensive drinking experiment over 5 days. Alcohol Clin Exp Res. 2012;36(9):1507–11. 71. Wurst FM, Vogel R, Jachau K, Varga A, Alling C, Skipper GE, Alt A. Ethyl glucuronide detects recent alcohol use in forensic psychiatric inpatients. Alcohol Clin Exp Res. 2003;27:471–6. 72. Hartmann S, Aradottir S, Graf M, Wiesbeck G, Lesch O, Ramskogler K, Wolfersdorf M, Alling C, Wurst FM. Phosphatidylethanol as a sensitive and specific biomarker – comparison with gamma glutamyl transpeptidase, mean corpuscular volume and carbohydrate-deficient transferrin. Addict Biol. 2007;12:81–4. 73. Wurst FM, Alexson S, Wolfersdorf M, Bechtel G, Forster S, Alling C, Aradottir S, Jachau K, Huber P, Allen JP, Auwärter V, Pragst F. Concentration of fatty acid ethyl esters in hair of alcoholics: comparison to other biological state markers and self reported ethanol intake. Alcohol Alcohol. 2004;39:33–8. 74. Aradottir S, Asanovska G, Gjerss S, Hansson P, Alling C. Phosphatidylethanol (PEth) concentrations in blood are correlated to reported alcohol intake in alcohol-dependent patients. Alcohol Alcohol. 2006;41:431–7. 75. Stewart SH, Reuben A, Brzezinski WA, Koch DG, Basile J, Randall PK, Miller PM. Preliminary evaluation of phosphatidylethanol and alcohol consumption in patients with liver disease and hypertension. Alcohol Alcohol. 2009;44(5):464–7. 76. Stewart SH, Law TL, Randall PK, Newman R. Phosphatidylethanol and alcohol consumption in reproductive age women. Alcohol Clin Exp Res. 2010;34(3):488–92. 77. Wurst FM, Thon N, Aradottir S, Hartmann S, Wiesbeck GA, Lesch O, Skala K, Wolfersdorf M, Weinmann W, Alling C. Phosphatidylethanol. normalization during detoxification, gender aspects and correlation with other biomarkers and self-reports. Addict Biol. 2010;15(1):88–95. 78. Wurst FM, Thon N, Weinmann W, Tippetts S, Marques P, Hahn JA, Alling C, Aradottir S, Hartmann S, Lakshman R. Characterization of sialic acid index of plasma apolipoprotein J and phosphatidylethanol during alcohol detoxification–a pilot study. Alcohol Clin Exp Res. 2012;36(2):251–7. 79. Hahn JA, Dobkin LM, Mayanja B, Emenyonu NI, Kigozi IM, Shiboski S, Bangsberg DR, Gnann H, Weinmann W, Wurst FM. Phosphatidylethanol (PEth) as a biomarker of alcohol consumption in HIV-Positive patients in sub-Saharan Africa. Alcohol Clin Exp Res. 2012;36(5):854–62. 80. Aradóttir S, Seidl S, Wurst FM, Jönsson BA, Alling C. Phosphatidylethanol in human organs and blood: a study on autopsy material and influences by storage conditions. Alcohol Clin Exp Res. 2004;28(11):1718–23. 81. Varga A, Alling C. Formation of phosphatidylethanol in vitro in red blood cells from healthy volunteers and chronic alcoholics. J Lab Clin Med. 2002;140(2):79–83. 82. Faller A, Richter B, Kluge M, Koenig P, Seitz HK, Thierauf A, Gnann H, Winkler M, Mattern R, Skopp G. LC-MS/MS analysis of phosphatidylethanol in dried blood spots versus conventional blood specimens. Anal Bioanal Chem. 2011;401(4):1163–6.

83. Auwärter V, Sporkert F, Hartwig S, Pragst F, Vater H, Diefenbacher A. Fatty acid ethyl esters in hair as markers 2 alcohol consumption. Segmental hair analysis of alcoholics, social drinkers, and teetotalers. Clin Chem. 2001;47:2114–23. 84. Pragst & Balikova. State of the art in hair analysis for detection of drug and alcohol abuse. Clin Chim Acta. 2006;370:17–49. 85. Morini L, Politi L, Polettini A. Ethyl glucuronide in hair. A sensitive and specific marker of chronic heavy drinking. Addiction. 2009;104:915–20. Boscolo-Berto R, Viel G, Montisci M, TerranovaC, 86. Favretto  D, Ferrara SD. Ethyl glucuronide concentration in hair for detecting heavy drinking and/or abstinence: a meta-analysis. Int J Legal Med. 2013;127:611–9. 87. Kharbouche H, Steiner N, Morelato M, Staub C, Boutrel B, Mangin P, Sporkert F, Augsburger M. Influence of ethanol dose and pigmentation on the incorporation of ethyl glucuronide into rat hair. Alcohol. 2010;44(6):507–14. 88. Schräder J, Rothe M, Pragst F. Ehtyl glucuronide concentrations in beard hair after a single alcohol dose: evidence for incorporation in hair root. Int J Legal Med. 2012;126:791–9. 89. Kintz P. Consensus of the Society of Hair Testing on hair testing for chronic excessive alcohol consumption. Forensic Sci Int. 2009;196:2. 90. Society of Hair Testing. Consensus of the Society of Hair Testing on hair testing for chronic 2 alcohol consumption. 2009. http://soht.org/pdf/Consensus_EtG_2009.pdf. Zugegriffen: 22. Juli 2012. 91. Appenzeller BMR, Agirman R, Neuberg P, Yegles M, Wennig R. Segmental determination of ethyl glucuronide in hair: a pilot study. Forensic Sci Int. 2007;173:87–92. 92. Kulaga V, Velazquez-Armenta Y, Aleksa K, Vergee Z, Koren G. The effect of hair pigment on the incorporation of fatty acid ethyl esters (FSEE). Alcohol Alcohol. 2009;44:287–92. 93. Hartwig S, Auwärter V, Pragst F. Effect of hair care and hair cosmetics on the concentrations of fatty acid ethyl esters in hair as markers of chronically elevated alcohol consumption. Forensic Sci Int. 2003;131:90–7. 94. Ferreira LM, Binz T, Yegles M. The influence of ethanol containing cosmetics on ethyl glucuronide concentration in hair. Forensic Sci Int. 2012;218:123–5. 95. Morini L, Groppi A, Marchei E, Vagnarelli F, Garcia Algar O, Zuccaro P, Pichini S. Population baseline of meconium ethyl glucuronide and ethyl sulfate concentrations in newborns of nondrinking women in 2 mediterranean cohorts. Ther Drug Monit. 2010 Mar 23 (Epub ahead of print). 96. Kerekes I, Yegles M. Coloring, bleaching and perming: influence on EtG content in hair. Ther Drug Monit. 2013;35:527–9. 97. Pragst F, Rothe M, Moench B, Hastedt M, Herre S, Simmert D. Combined use of fatty acid ethyl esters and ethyl glucuronide in hair for diagnosis of alcohol abuse: interpretation and advantages. Forensic Sci Int. 2010;196:101–10. 98. Wurst FM, Kelso E, Weinmann W, Pragst F, Yegles M, Sundström Poromaa I. Measurement of Direct Ethanol Metabolites suggests Higher Rate of Alcohol Use among Pregnant Women than found with the AUDIT – a Pilot Study in a Population-Based Sample of Swedish Women. Am J Obstetrics Gynecol. 2008a;198/4(407):e1–5.  99. Liniger B, Nguyen A, Friedrich-Koch A, Yegles M. Abstinence monitoring of suspected drinking drivers: ethyl glucuronide in hair versus CDT. Traffic Inj Prev. 2010;11:123–6.

32   Was Ethanolmetabolite als Biomarker über Alkoholkonsum aussagen

13

themenschwerpunkt 100. Wurst FM, Thon N, Yegles M, Halter C, Weinmann W, Laskowska B, Strasser J, Skipper G, Wiesbeck GA, Dürsteler-Macfarland K. Optimizing heroin-assisted. treatment (HAT): assessment of the contribution of direct ethanol metabolites in identifying hazardous and harmful alcohol use. Drug Alcohol Depend. 2011;115(1–2):57–61. 101. Sterneck M, Yegles M, von Rothkirch G, et al. Determination of ethyl glucuronide in hair improves evaluation of long-term alcohol abstention in liever transplant candidates. Liver Int. 2013 Jun 16 (Epub ahead of print). 102. Stewart SH, Koch DG, Willner IR, Randall PK, Reuben A. Hair ethyl glucuronide is highly sensitive and specific for detecting moderate to heavy drinking in patients with liver disease. Alcohol Alcohol. 2012;48:83–7. 103. Joya X, Friguls B, Ortigosa S, et al. Determination of maternal-fetal biomarkers of prenatal exposure to ethanol: a review. J Pharm Biomed Anal. 2012;69:209–22.

13

104. Sampson PD, Streissguth AP, Bookstein FL, et al. Incidence of fetal alcohol syndrome and prevalence of alcohol-related neurodevelopmental disorder. Teratology. 1997;56(5):317–26. 105. Stade B, Ali A, Bennett D, et al. The burden of prenatal exposure to alcohol: revised measurement of cost. Can J Clin Pharmacol. 2009;16(1):e91–102. 106. Pichini S, Marchei E, Vagnarelli F, et al. Assessment of prenatal exposure to ethanol by meconium analysis: results of an Italian multicenter study. Alcohol Clin Exp Res. 2012;36(3):417–24. 107. Zelner I, Hutson JR, Kapur BM, et al. False-positive meconium test results for fatty acid ethyl esters secondary to delayed sample collection. Alcohol Clin Exp Res. 2012;36(9):1497–506.

Was Ethanolmetabolite als Biomarker über Alkoholkonsum aussagen  

33

[What ethanol metabolites as biological markers tell us about alcohol use].

Alcohol and tobacco related disorders are the two leading and most expensive causes of illness in central Europe. In addition to self reports and ques...
378KB Sizes 0 Downloads 0 Views