Examensarbete, 15 hp Receptarieprogrammet, 180 hp
Rapporten godkänd: VT 2019
Handledare: Patrik Appelblad, Examinator: Jörn Schneede
Nya provmatriser för
framtidens
missbruksanalyser
En litteraturstudie
3
Sammanfattning
Introduktion
Genom att utföra analyser av provmatriser, vanligen urin eller blod, är det möjligt att påvisa om en individ har tagit droger, men där den snabbt växande förekomsten av nya missbrukssubstanser och olika tillvägagångssätt för att manipulera provresultat skapar utmaningar. Nya alternativa provmatriser har intressanta egenskaper i syfte att förebygga provmanipulering men även i avseende på substansdetektion och drogtestning generellt. Beroende på möjlig diagnostisk prestanda och framsteg inom metodvalidering kan slutsatser dras om det är möjligt att implementera alternativa provmatriser vid missbruksanalys.
Syfte
Detta arbete syftar till att belysa om alternativa provmatriser till urin kan vara lämpliga vid rutintestning av droger i olika situationer och vid olika kliniska problemställningar. Tre alternativa provmatriser, utandningsluft, saliv och dried blood spots (DBS) har utvärderats. För- och nackdelar belyses relativt användning av konventionella provmatriser och beroende på indikation.
Metod
Litteraturstudie baserat på originalartiklar och översiktsartiklar inhämtade från databasen Pub Med.
Resultat
Urin ger överlag en bättre detekterbarhet för de vanligaste drogsubstanserna jämfört med alternativa provmatriser, särskilt för cannabis och bensodiazepiner. Utandningsluft föredras framför urin vid provtagning av testpersoner enligt enkätundersökningar och gav flest positiva utslag för kokain i de studier som utvärderats men är generellt sämre än urin vad gäller substansdetektion. Saliv är relativt sätt bättre än utandningsluft på att spåra droganvändning, men sämre än urin och föredras varken eller framför den sistnämnda. DBS har uppvisat en nivå i paritet med urin för detektion av psykoaktiva substanser men har svårigheter med kvantifiering av andra substanser, t ex cannabis.
Diskussion
Nackdelen med urin är att det tar längre tid att upptäcka substanser eftersom de först måste metaboliseras. Provtagningen är integritetskränkande och mer krävande då
särskilda anläggningar i form av provrum behövs där urin kan lämnas under övervakning för att provmanipulering ska förhindras. De undersökta alternativa provmatriserna kan i olika mån detektera huvudsubstansen direkt, passar bättre för akuta situationer där testning behöver ske på plats samt att de är lättillgängliga och mindre
integritetskränkande. Metodvalidering för användning av saliv är relativt välutvecklad jämfört med andra alternativa provmatriser, det finns riktlinjer för olika substansers cut-off värden och tillämpningsmöjligheter finns. DBS visar prov på en hög generell
detekterbarhet i nivå med urin i de studier som utvärderats, men där standardisering behöver förbättras innan klinisk implementering kan bli verklighet. För utandningsluft har testkandidater varit välinställda till provtagningsprocessen men det är tydligt att fortsatta studier och bättre standardisering behövs.
Slutsats
Nya alternativa provmatriser är intressanta ur olika perspektiv. Fördelar som t ex akut tillgänglighet och kortare detektionstid kan utnyttjas beroende på situation, kontext eller vilken substans som ska detekteras. Standardisering av provtagning och cut-off
gränsvärden samt fortsatta studier behövs före eventuell klinisk implementering. Vilken provmatris som föredras vid drogtestning beror på syfte men nya alternativa
5
Ordlista och förkortningar
AAF – Adverse Analytical Finding – förekomst av en förbjuden substans inom doping men som också kan vara en substans vid terapeutisk behandling, t ex salbutamol CEDIA – Cloned Enzyme Donor Immunoassay
Cut-off - Gränsvärde för drogtestning, varierar beroende på substans och provmatris, anges ofta i ng/ml men kan variera mellan olika provmatriser
DBS – Dried blood spots, torkade blodfläckar
Detektionstid – Tid det tar innan det är möjligt att detektera en substans i kroppen Detektionsfönster - Tid då det är möjligt att påvisa en viss substans innan den försvinner ur kroppen
EDDP - 2-Etyliden-1,5-dimetyl-3,3-difenylpyrrolidin, metabolit till metadon EWDTS – European Workplace Drug Testing Society
Falskt positivt provsvar - Provsvar visar positivt resultat fastän substans inte har intagits Falskt negativt provsvar - Provsvar visar negativt resultat fastän substans har intagits GC-MS - Gaskromatografi-masspektrometri
GHB - Gammahydroxibutyrat
LC-MS/MS - Vätskekromatografi-tandem masspektrometri LOD - Limit of detection - detektionsgräns
LOQ - Limit of quantification – kvantifieringsgräns MDMA – Metylendioximetamfetamin
MDPV - Metylendioxipyrovaleron
Metabolit – Produkt som bildas när en substans metaboliseras av levern Sensitivitet - Sannolikheten för positivt testresultat om substans har intagits Specificitet - Sannolikheten för negativt testresultat om substans inte har intagits THC – Tetrahydrocannabinol, verksam beståndsdel i cannabis
THC-COOH –Tetrahydrocannabinolsyra, metabolit till THC
6
Innehållsförteckning
Sammanfattning ... 3
Ordlista och förkortningar ... 5
7
Introduktion
Narkotikaklassade preparat kan spåras och övervakas med hjälp av olika analytiska tekniker och där validerade analysmetoder används rutinmässigt för drogtestning i blod och urin [1]. Avancerade analytiska tekniker med hög specificitet och sensitivitet
möjliggör känsligare analysmetoder och därigenom en mer komplett drogtestning samt att alternativa provmatriser kan användas utöver urin och blod [1]. Trots tekniska framsteg finns det en utmaning att hinna följa den snabbt växande förekomsten av nya missbrukssubstanser. Droger kan missbrukas under perioder utan upptäckt då dessa undgår upptäckt med rutinscreeningmetoder, t ex på grund av att substansen är okänd, felaktigt satta gränsvärden, användning av olämplig provmatris eller förvanskning av provresultat [2]. Detta projekt avser att undersöka nya alternativa provmatriser, jämföra för- och nackdelar gentemot konventionella provmatriser i avseende på diagnostisk prestanda samt att diskutera i vilka kliniska situationer som det kan vara fördelaktigt att använda sig av en alternativ provmatris.
Bakgrund
Drogtestning - Screening och verifikation
Narkotikatester påkallas av olika anledningar, vid anställningsärenden, körkortsärenden, vårdnadstvister men även i andra situationer som t ex rättsmedicinska obduktioner för att bekräfta eller utesluta om det finns dödliga drogkoncentrationer i blodet från den avlidne samt att narkotikatestning används för att monitorera terapeutiska doser vid läkemedelsbehandling [1]. Olika indikationer som t ex akut påverkan, tidigare intag, uppföljning av missbruk eller följsamhet vid terapeutisk behandling ställer olika krav på drogtestning [1]. Kriminalvården och polisen är några av de instanser som brukar begära droganalyser medan själva analyserna utförs på laboratorier av utbildad personal inom t ex kemi eller toxikologi [1]. För att detektera om en individ har spår av narkotika i
kroppen är det vanligt att urin eller blod analyseras, men narkotika kan även påvisas i hår eller kroppsvätskor som t ex saliv, utandningsluft och/eller svett [1].
Drogtester utförs rutinmässigt via två steg, först en screening vilket är en sållningsanalys där ett preliminärt besked erhålls huruvida en känd substans detekteras eller inte [1]. Screening utförs vanligen med hjälp av immunokemiska metoder och är oftast baserade på antikroppar som reagerar för olika kemiska funktionella grupper [1]. Dessa metoder kan sällan erbjuda positiv identifikation eftersom antikroppar inte reagerar selektivt, de kan korsreagera och binda till substanser med liknande kemisk struktur [1]. Ett positivt svar från en screeninganalys är därför bara det första eller "preliminära" steget som måste följas upp av ett verifikationssteg [1]. Detta förfarande säkerställer resultatet från en positiv screening genom att identifiera och kvantifiera (bestämma mängden) specifika substanser eller metaboliter [1].
Många analysinstrument som används för screening är helautomatiska vilket gör att stora provmängder snabbt och kostnadseffektivt kan analyseras. Patientnära drogtester är en annan form av screening men som är ännu enklare och kallas i vardagligt tal för snabbtest eller urinstickor. Dessa är också antikroppsbaserade [2] och används främst utanför laboratorier, dock är tillförlitligheten av sådana drogtester inte i paritet med
instrumentella screeningmetoder [2].
En viktig komponent vid screening- och verifikationsanalys är cut-off som syftar till den gränsvärdeskoncentration som måste överstigas av en viss substans i en provmatris för att det ska kunna betraktas som positivt. Cut-off-värdet tar inte hänsyn till grad av uppkoncentrering av urin eller kreatinin-korrigerad koncentration. Vid
verifikationsanalys i urin bör provets kreatininkoncentration alltid mätas enligt Hansson et al. för att ta hänsyn till provmanipulering (t ex utspädning av urin) vid
8
negativt. Beroende på substans, provmatris, analysmetod och interferensrisk med naturligt förekommande substanser i kroppen kan man välja att anpassa cut-off för att erhålla en adekvat diagnostisk känslighet, specificitet och detektionstid [2]. Den faktor som avgör vilket cut-off som ska användas är hur låga koncentrationer en metod klarar av att mäta utan att resultat blir falskt positivt eller falskt negativt [2]. Val av analysteknik kan också vara en begränsande faktor vad gäller lägsta detektionsgräns (så kallad limit of detection eller LOD) och kvantifikationsgräns ((lower) limit of quantification eller
(L)LOQ) [2].
Masspektrometri (MS) är den analysteknik som anses som "golden standard” inom forensisk substansanalys och därmed för verifikationsanalys, med vilken en stor mängd substanser kan analyseras. Några andra tekniker är färg/pricktest, infraröd spektroskopi, Raman-spektroskopi, röntgendiffraktometri, ultraviolett spektroskopi, immunoanalys (t ex ELISA, CEDIA), mikrokristallintest och jonmobilitetsspektrometri [3]. Hur dessa analystekniker fungerar i detalj är dock utanför ramarna för detta arbete, då fokus ligger på befintliga och nya provmatriser snarare än analysteknikerna som används för
droganalys.
Konventionella och alternativa biologiska provmatriser
Inom olika områden där drogtestning tillämpas finns det ett intresse att hitta nya alternativa provmatriser då konventionellt tillgängliga provmatriser är få till antalet och har vissa nackdelar. Vanligast är urin och blod, men även hår, svett, saliv, naglar och utandningsluft kan användas i viss utsträckning [4]. Nedan introduceras de provmatriser som diskuteras och utvärderas i detta arbete.
Urin
Urin är en vanligt förekommande provmatris som kräver relativt lite provuppbearbetning och få ytterligare förberedelser i ett laboratorium. Urin kan insamlas i stora volymer, har medellångt detektionsfönster där det går att spåra droganvändning 2-4 dagar tillbaka i tiden för de flesta drogsubstanser med undantag för cannabis som går att spåra i upp till en månad [4, s73]. Urintester ger information om utsöndring av en substans snarare än substansaktivitet i kroppen och eftersom det förekommer skillnader i drogutsöndring mellan individer är det komplicerat att fastställa cut-off gränsvärden [4, s6]. En annan begränsning med urin är att provtagning kan uppfattas som integritetskränkande hos den som ska drogtestas. Om provtagning är oövervakad kan resultatet ifrågasättas då det finns en benägenhet och möjlighet att manipulera genom att späda eller byta ut prover. Detta kan orsaka falskt negativt provresultat [4, s6] varför anläggningar krävs för att bevaka provinsamling vilket kan vara tidskrävande och opraktiskt.
9
Fördelar med urin [5]:
§ Kan insamlas i stora volymer
§ Högre koncentrationer av substans/metabolit i urin jämfört med t ex blod § Lättillgänglig och enkelt att insamla inom vårdkedjan
§ Väldokumenterad provmatris Nackdelar med urin [5]:
- Urinprover är enkla att förvanska, byta ut eller manipulera - Kräver övervakning vid provtagning
- Svårt för vissa individer att lämna ett prov vid övervakning, s.k. blygblåsa. - Drogintag som gjorts nyligen kan missas
Tabell 1. Detektionsfönster för olika substanser i urin och saliv. Tabellen är omarbetad från tabell 1 [5].
Substans Urin Saliv Alkohol 10-12 h Upp till 24 h
Amfetamin 2 till 4 dagar 1-48 h
Metamfetamin 2 till 5 dagar 1-48 h Cannabis 1-30 dagar Upp till 24 h
Kokain 1 till 8 dagar 1-36 h
Kodein 2 till 4 dagar 1-36 h
Morfin 2 till 5 dagar 1-36 h
Heroin 2 till 3 dagar 1-36 h
10
Cut-off
Tabell 2. Rekommenderade nationella cut-off-värden från EQUALIS för narkotikaanalys i urin, 2015-10-01 [6].
Drogscreening
(immunokemisk analys)
Gränsvärde
(ng/mL) (masspektrometrisk analys) Drogverifikation
Gränsvärde (ng/mL) U-Amfetaminer 500 U-Amfetaminer Amfetamin Metamfetamin MDMA MDA 200 200 200 200 U-Bensodiazepiner 200 U-Bensodiazepiner Desmetyldiazepam Temazepam Oxazepam Lorazepam 7-Amino-klonazepam 7-Amino-nitrazepam 7-Amino-flunitrazepam Hydroxi-alprazolam Hydroxi-triazolam 50 50 50 50 50 50 50 50 50 U-Cannabis 20/25* U-Cannabis THC-COOH** 10 U-Kokain 150 U-Kokain Bensoylekognin*** 100 U-Opiater (total) 6-Acetylmorfin (6-AM) 300 10 U-Opiater (total) Morfin Kodein Etylmorfin 6-AM**** 300 300 50 10
*Beroende på screeningmetod finns reagens på marknaden med gränsvärdet 20 eller 25 (µg/L). **THC-COOH är en metbolit till cannabis.
***Bensoylekognin är en metabolit till kokain. ****6-Acetylmorfin är en metabolit till heroin.
Tabell 3. Riktlinjer för cut-off vid screening och verifikation i urin och saliv på
arbetsplatser enligt enligt stadgar i Australien (AS) [7] och European Workplace Drug Testing Society (EWDTS) [8].
11
Tabell 4. Cut-off för missbruksanalyser i urin, saliv och utandningsluft hos Karolinska universitetssjukhuset 2018-08-13. Tabellen är omarbetad [9].
Urin Saliv Utandning
Screening Verifikation Bensodiazepiner 200 ng/mL 50 ng/mL 4 ng/mL 18 pg/filter Buprenorfin 5 ng/mL 5 ng/mL Diazepam 200 ng/mL 50 ng/mL 4 ng/mL 18 pg/filter Oxazepam 200 ng/mL 50 ng/mL 4 ng/mL 18 pg/filter Cannabis (THC-COOH) 25 ng/mL 10 ng/mL 4 ng/mL 18 pg/filter Amfetamin 500 ng/mL 200 ng/mL 4 ng/mL 18 pg/filter Metamfetamin 500 ng/mL 200 ng/mL 4 ng/mL 18 pg/filter Ecstacy (MDMA) 500 ng/mL 200 ng/mL Kokain (bensoylekgonin) 150 ng/mL 100 ng/mL 4 ng/mL 18 pg/filter LSD 0,5 ng/mL 0,5 ng/mL Metadon 300 ng/mL 150 ng/mL Opiater 300 ng/mL Morfin 300 ng/mL 4 ng/mL 18 pg/filter 6-AM (6-Acetylmorfin) 10 ng/mL 4 ng/mL 18 pg/filter Kodein 300 ng/mL 4 ng/mL 18 pg/filter Etylmorfin 50 ng/mL Tramadol 200 ng/mL 50 ng/mL
Tabellerna 3-4 illustrerar cut-off för några vanliga substansgrupper och dess metaboliter vid screening och verifikation i urin, saliv och utandningsluft där det kan noteras att cut-off är högst för urin följt av saliv och därefter utandningsluft. Cut-cut-off för screening i saliv finns i de europeiska rekommendationerna (EWDTS) men inte enligt de australiensiska stadgarna (AS) vilket kan ses i tabell 3.
12
Utandningsluft (Exhaled Breath)
Intresset för utandningsluft som provmatris kan härledas till 1970-talet då det började tillämpas av trafikpolisen för alkoholtestning. På senare tid har det börjat användas för att spåra icke-flyktiga substanser, såväl terapeutiska som illegala substanser [4, s134]. Exhaled breath condensate (EBC) är en provtagningsteknik för utandningsluft där luftpartiklar fångas upp i vattenånga, provtagning tar ungefär 10 minuter och särskilda instrument behövs för insamling [4, s134]. Användning av EBC för drogtestning har inte studerats i den utsträckning att tydliga slutsatser kan dras om dess effektivitet.
Kommersiellt tillgängliga provtagningssystem som används vid screening av missbrukssubstanser i EBC testas dock i studier för vidare utvärdering [4, s134].
Rutinmässig drogtestning i EBC har inte etablerats ännu då en av huvudbegränsningarna är bristen på standardiserad provinsamling [4, s134].
En annan teknik för provinsamling är att fånga upp aerosolpartiklar från lungorna på ett provtagningsfilter. Aerosolpartiklar kan ta upp spår av illegala substanser via
inandningsluften. I kombination med masspektrometri kan därefter drogsubstanser bestämmas [10].
Analys av cannabis är en utmaning då den huvudsakliga markören tetrahydrocannabinol (THC) försvinner ur blodet redan efter några timmar efter intag [11]. Om en påverkad individ i trafiken ska drogtestas kan det vara för sent då THC-nivåerna redan har sjunkit till nivåer där det inte längre går att detektera [11]. Nya teknologier där drogtestning kan ske snabbt på plats med en portabel provtagningsapparat kan vara en eventuell lösning på problemet, vilket gör utandningsluft som provmatris till ett intressant
diskussionsämne [11].
Fördelar med utandningsluft [4]:
§ Enkelt att samla in och lämna prover
§ Inget behov av personal med särskild kompetens vid provinsamling
§ Kompatibelt med mindre portabla instrument som gör det möjligt att testa individer på plats.
§ Minskad risk för provmanipulering
§ Kort detektionstid, fördelaktigt vid akut substansintag § Icke-integritetskränkande
Nackdelar med utandningsluft [12]:
- Kort detektionsfönster, mindre fördelaktigt vid drogtestning av retroaktivt substansintag
- Svårt att samla in tillräckliga provmängder om individen inte är samarbetsvillig eller påverkad
13
Saliv (Oral fluid)
Likt utandningsluft har saliv en fördel med saliv att det anses vara
icke-integritetskränkande. Saliv är lättillgänglig och det krävs ingen medicinsk personal vid insamlingstillfället. Saliv kan användas för att bekräfta akut drogintag vid t ex
drogrelaterade trafikolyckor i och med dess kortare detektionstid, d.v.s. tiden mellan trafikolycka och provinsamling kortas ned. Därigenom kan en mer korrekt korrelation göras mellan drogkoncentration och trafikolycka [4, s10].
Att använda saliv som provmatris med definierade tröskelvärden och detektera förekomst av psykoaktiva substanser är en utmaning, framförallt att koppla tidpunkt för intag är svårt då det finns stora interindividuella variationer men även skillnader i olika substansers farmakokinetik [4, s10].
Fördelar med saliv [5]: § Enkel provinsamling
§ Personal med särskild kompetens behövs inte vid provinsamling
§ Kompatibelt med mindre portabla instrument som gör det möjligt att testa individer på plats
§ Icke-integritetskränkande
§ Provtagningsprocessen kan observeras, minskad risk för provmanipulering § Kort detektionstid, fördelaktigt vid akut substansintag
§ Vid analys kan man detektera modersubstans(er), snarare än dess metabolit(er) som i regel görs för t ex urin
Nackdelar med saliv [5]:
- Begränsad volym av provmaterial kan insamlas
- Kort detektionsfönster, vilket försvårar undersökning av historiskt intag
- Svårt att samla in prover från individer med muntorrhet, en vanlig biverkning från t ex centralstimulerande aminer
- För mycket saliv leder till utspädning och därmed minskade drogkoncentrationer - Kontamination i munhålan från mat, dryck eller spår av diverse substanser kan
orsaka interferens/korsreaktivitet
- Vid detektion av cannabis i saliv har det visat sig att utslag ges från spår i
14
Torkade blodfläckar (Dried blood spots)
Användning av torkade blodfläckar (DBS) för provtagning och som provmatris för att detektera kroppsegna och syntetiska substanser är inte ny. Faktum är att Ivar Bang redan 1913 utförde experiment där han detekterade glukos med hjälp av DBS på papper [4, s128]. Tidigt 1960-tal vidareutvecklade Robert Guthrie möjligheten att använda DBS som provmatris [4, s128]. Tillämpningsområdet breddades, genom att sticka hål på ett finger eller en häl och låta blod torka på ett särskilt papper. DBS används vid screening för metabola sjukdomar men även vid neonatal screening för fenylketonuri [4, s128]. Provtagning med DBS är simpel. Via en lansett punkterar man t ex ett finger och samlar in det blod som utsöndras på ett särskilt papper med god absorberingsförmåga, sedan ska blodet torka och förvaras i en sluten plastpåse som förs vidare till ett laboratorium för analys [4, s129].
Det har kommit flera förslag att utvärdera och definiera provtagningsprocesser för DBS från enskilda laboratorier, olika organisationer och myndigheter [4, s129] då det i nuläget saknas standardiserade riktlinjer. Aspekter som måste tas hänsyn till och kan variera mellan olika provtagningsprocesser med DBS är t ex olika tillverkare av
provtagningspapper, olikheter i hantering vid avlägsning av DBS från provpapper, fuktighetsskillnader mellan olika papper, volym insamlat blod, absorptionstiden för blodet, metod för provtagning samt hantering eller förvaring av provpapper [4, s129]. En annan viktig aspekt är varierande hematokritvärden i blodet, d.v.s. andelen röda
blodkroppar av blodets totalvolym. Standardiserade metoder har diskuterats och föreslagits men det skulle göra provtagningsprocessen i sin helhet mer komplicerad [4, s129].
Fördelar med DBS [4]:
§ Enkel provinsamling, transport och förvaring
§ Enkelt att ta flera prover vid samma tillfälle och individ
§ Stabil provmatris som är enkel att hantera, tar mindre plats än urinprovrör § Enkelt att implementera en centraliserad testning
§ Icke-integritetskränkande
§ Lämplig för övervakad drogtestning på plats Nackdelar med DBS [4]:
- Huden måste punkteras för att få blod till provpapper
- Finns en liten risk för att individen orsakar eller råkar ut för blodsmitta
- Små volymer av provmatris (µL) vilket minskar lämplighet för analytiska metoder - Varierande hematokritvärden
- Utspädning av prov kan orsakas när DBS avlägsnas från provpapper - Bristande standardisering
15
Syfte
Traditionellt har blod och särskilt urin använts som provmatriser vid drogtestning medan utandningsluft, saliv och DBS har använts för andra ändamål. Detta arbete syftar till att belysa om alternativa provmatriser till urin kan vara lämpliga vid rutintestning av droger i olika situationer och vid olika kliniska problemställningar. Tre alternativa provmatriser, utandningsluft, saliv och DBS har utvärderats, för- och nackdelar belyses relativt
användning av konventionella provmatriser och beroende på indikation. Specifika frågeställningar är:
1. Vilka potentiella användningsområden har utandningsluft, saliv och DBS som provmatriser vid drogtestning?
2. I vilka kliniska situationer är respektive provmatris att föredra och vilka för- och nackdelar har de olika provmatriserna?
3. Hur väl utvecklad är respektive teknik? a)
Hur långt har metodvalideringen för droganalyser kommit för olika alternativa provmatriser?
b)
16
Metod
Detta arbete är en litteraturstudie baserat på specifik information hämtad från den vetenskapliga databasen Pub Med [13]. Hur litteratursök har genomförts i detalj och de referenser (rådata) som inhämtats illustreras i tabellen nedan. Urval har gjorts genom att granska artiklars rubrik, abstrakt, slutsats och sedan en översiktlig läsning för att bedöma om innehållet har anknytning till studiens syfte och om rådatat kan vara behjälpligt till att besvara frågeställningarna.
Inklusionskriterier:
• originalartiklar som behandlar missbruksdroger och prestationshöjande medel • originalartiklar som jämför urin med alternativa provmatriser (utandningsluft,
saliv och DBS)
• drogtestning vid arbetsplatser • drogtestning vid trafikärenden • drogtestning vid sjukhus
• drogtestning vid beroendemottagning Exklusionskriterier:
• artiklar som utvärderar hår, naglar, svett eller andra alternativa provmatriser som inte inkluderar utandningsluft, saliv och DBS
• alkoholtestning Databas Pub Med (datum) Sökord Publicerings datum Antal träffar Granskade Valda artiklar #1 (18-07-27) drug abuse screening, exhaled breath "published in the last 5 years" 13 4 st [14], [15] [16] #2 (18-07-27) drug abuse screening, oral fluid "published in the last 5 years" 131 21 st [17], [18] [19] #3 (18-07-27) drug identification , dried blood spots* "published in the last 5 years" 9 st 1 st [20] #4 (18-08-03) comparison, urine, dried blood spot* "published in the last 5 years" 6 st 1 st [21]
17
Resultat
Sammanfattning av studier som använts i resultatdelen.
Studie Publicerad Antal delt. Åldersspann Alternativ provmatris Kontext Skoglund et al [14]. 2015 45 16-31 år Utandningsluft Beroendepatienter Carlsson et al [15]. 2015 122 18-65 år Utandningsluft Beroendepatienter Arvidsson et al [16]. 2018 51 23-58 år Utandningsluft/saliv Beroendepatienter Casolin [17]. 2016 1500 - Saliv Arbetsplats Miller et al [18]. 2017 639 - Saliv Beroendepatienter Stein J et al [19]*. 2017 (361) 117 20-63 år Saliv Beroendepatienter Kyriakou et al [20]. 2016 10 - DBS Sjukhus Kojima et al [21]. 2015 10 21 - 39 år DBS Experiment
*Abstrakten för denna studie är tillgänglig på engelska men originalartikeln är skriven på tyska, Google translate användes för att översätta vissa delar av originalartikeln.
() = Hur många deltagare som var med i studien från början
Totalt åtta originalartiklar ligger till grund för undersökningen av alternativa
provmatriser. Samtliga studier har erhållit informerat samtycke från deltagarna och agerat i enlighet med etiska principer.
Sammanfattning av artiklar för nya alternativa provmatriser
Clinical trial of a new technique for drugs of abuse testing: a new possible sampling technique [14].
Denna studie är en klinisk prövning med syfte att undersöka ifall utandningsluft kan användas kliniskt som en säker och effektiv metod för drogtestning samt jämföra erhållna resultat med plasma och urinanalyser. Arbetet är publicerat 2015 och utfört av en
forskargrupp vid Karolinska Universitetslaboratoriet i Stockholm.
Deltagarna i studien var ungdomar och unga vuxna som sökte behandling för
drogmissbruk eller drogrelaterade problem. Dessa rekryterades från Maria Ungdom och Beroendecentrum Stockholm. Patienter upp till 18 år och unga vuxna mellan 18-26 vårdades på dessa enheter där vanligaste orsaken var tillfällig drogkonsumtion för nöjes skull. Under tre månader (januari till april 2013) sökte 45 patienter mellan 16-31 års ålder (varav 41 patienter var män) vård för drogmissbruk, dessa inkluderades i studien.
18
Tabell 5. Analytiska resultat från en klinisk prövning där n är antal detekteradeprover som har gett positivt utslag. Tabellen är omarbetad från tabell 1 [14].
Utandningsluft Blodplasma Urin
n Konc.
(pg/filter) n Konc.(ng/ml) n Konc.( ng/ml)
Cannabis 11 3,7–1170 (THC) 14 0,3-8,6 (THC) 35 10-1180 (THC-COOH) Opiater (Morfin) 1 24 - - - -O-DM (Tramadolmetabolit) 2 12-53 1 0,5 1 20500 O- DM-Tramadol 8600 Kokain 5 12-455 4 1,0–4,2 - -Bensoylekgonin (kokainmetabolit) 5 5-55 4 0,7-50 3 60-380 Oxazepam - - 3 38-60 3 1100-6400 Amfetamin - - 3 0,1-0,2 -
-Cannabis detekterades flest gånger i samtliga provmatriser, men där urin var den provmatris med flest antal positiva prover. Vad gäller analytisk prestanda var
utandningsluft mindre känslig än plasma i avseende på cannabisdetektion. Däremot kunde ett tidigt drogintag upptäckas mer frekvent i utandningsluft jämfört med både blodplasma och urin. I utandningsluft kunde flest positiva prover detekteras för morfin, O-DM och kokain.
Tabell 6. Självrapporterat intag av cannabis jämfört med analytiska data. Tabellen är
omarbetad från tabell 2 [14].
Självrapporterat drogintag
Uppskattning (95 % Konfidensintervall)
Ja Nej Sensitivitet Specificitet
Urin (n = 45) 1.00 (0.74–1.00) 0.55 (0.38–0.72) Pos 12 15 Neg 0 18 Tot 12 33 Utandningsluft (n = 45) 0.58 (0.28–0.85) 0.91 (0.76–0.98) Pos 7 3 Neg 5 30 Tot 12 33 Plasma (n = 39)* 0.73 (0.39–0.94) 0.86 (0.73–0.99) Pos 8 4 Neg 3 24 Tot 11 28
19
Tabell 6 visar en jämförelse mellan självrapporterade cannabisintag och de analytiska resultaten från analyserade urin- och plasmaprover. Studien visar på god sensitivitet men en risk med urin är förmågan att producera falskt positiva prover på grund av en längre detektionstid. Med en högre specificitet kan utandningsluft påvisa ett mer träffsäkert samband mellan självrapporterade och faktiskt intag jämfört med urin och plasma. Utandningsluft var den mest föredragna provmatrisen för provlämning enligt frågeformuläret som patienterna fick fylla i.
Studiens slutsats:
Utandningsluft som provmatris verkar vara ett lovande alternativ och komplement till redan existerande provmatriser som blodplasma och urin. Erhållna resultat visar att utandningsluft kan påvisa drogintag tidigare jämfört med blodplasma och urin vilket gör utandningsluft applicerbart såväl kliniskt som forensiskt. Fortsatta kliniska studier bör jämföra utandningsprover med andra matriser, involvera fler deltagare och ha en mer standardiserad procedur när det gäller provinsamling, exempelvis utandningsluftens volym, provtagningsmaterialet stabilitet och specifika cut-off värden så att bättre kontroll över provtagningsprocessen erhålls och resultat kan appliceras i kliniska sammanhang. En eventuell fördel med utandningsluft är att det är svårare att manipulera provtagning jämfört med urintester som dras med viss manipuleringsbenägenhet. Detta är något som bör adresseras i framtida studier.
Application of drug testing using exhaled breath for compliance monitoring of drug addicts in treatment [15].
Studien är publicerad 2015 i ett samarbete mellan Karolinska Institutet och Västerås Beroendemottagning med syfte att utvärdera potential för utandningsluft i avseende på monitorering av följsamhet hos patienter som behandlas för beroendeproblematik. Resultat från utandningsluft blev därefter jämförda med urintester.
122 patienter i åldrarna 18-65 år, från Västerås beroendemottagning, var inkluderade som försökspersoner i studien. 12 patienter stod på metadonbehandling och 38 patienter stod på buprenorfinbehandling. Patienterna fick vanligen doser mellan 25-180 mg/dag (median 90) för metadon och 4-30 mg/dag (median 16) för buprenorfin.
Patienterna ombads att lämna urinprover som en del av den kliniska proceduren och med syfte att kontrollera behandlingsföljsamheten. Urin insamlades via en etablerad rutin som involverade övervakning vid provtagningen. Den kemiska analysen för urin gjordes via immunokemisk screening (CEDIA) följt av verifikation via
20
Tabell 7. Cut-off nivåer för olika substanser med avseende på screening och verifikation i urin. Tabellen är omarbetad från tabell 1 [15].
Screening (CEDIA) Verifikation (LC-MS/MS) Amfetamin 500 ng/mL 300 ng/mL Metamfetamin 500 ng/mL 300 ng/mL Bensodiazepiner 200 ng/mL 60 ng/mL Opiater 300 ng/mL 150 ng/mL Cannabis 25 ng/mL 6 ng/mL Buprenorfin 5 ng/mL 5 ng/mL Metadon 300 ng/mL 150 ng/mL Kokain 150 ng/mL 50 ng/mL
Tabell 8. Analytiska resultat från urin och utandningsluft. Tabellen är omarbetad från tabell 2 [15].
Urin Utandningsluft
Substansgrupp n Konc. intervall (median)
ng/ml n Konc. intervall (median) pg/filter
Buprenorfin 35 6 – 570 (150) 28 5 – 355 (51) Metadon 12 540 – 10,600 (5200) 10 3 – 72 (5) Amfetamin 2 680 – 5030 2 14 – 57 Kokain 0 1 18 Cannabis 10 THC-COOH 36 – 2530 (180) 0
THC
Opiater (morfin) 6 4200 – >100,000 (50,000) 4 5 – 73 (25) Bensodiazepiner 25 Oxazepam 50 – 10,100 (830) Nordiazepam 30 – 3300 (530) 4 Oxazepam 14 Diazepam 3 – 370 (13)Tabell 9. Summering av provresultat [15]
Totalt Negativa provsvar Positiva Provsvar Positiva provsvar i urin Positiva provsvar i utandningsluft 122 34 88 88/88 51/88
Metadon Urin negativt Urin positivt Utandningsluft negativt 0 2
Utandningsluft positivt 0 10
Buprenorfin Urin negativt Urin positivt Utandningsluft negativt 3 7
Utandningsluft positivt 0 28 Av totalt 122 insamlade prover visade 34 negativt resultat i både urin och utandningsluft. Av 88 resterande prover visade alla positivt för substanser i urin och 51 prover positivt för substanser i utandningsluft (58 %). Alla metadonbehandlade patienter (n = 12) uppvisade positivt provresultat i urin medan 10 patienter visade positivt resultat i utandningsluft. Av de 38 buprenorfinbehandlade patienterna som testades så visade 35 positivt resultat i urin och av de 35 patienterna så visade 28 positiva resultat i utandningsluft. Innan denna studie hade buprenorfin inte detekterats i utandningsluft vilket är värt att notera. Andra substanser som detekterades i utandningsluft var morfin, kodein, amfetamin,
21
10 prover visade positivt utslag för cannabis i urin men inga i utandningsluft. I föregående studie [14] noterades också en väsentlig skillnad gällande detektion av cannabis i urin (35 fall) kontra utandningsluft (11 fall). I utandningsluft detekterades däremot kokain i ett fall där det inte påvisades i urin. Förutom cannabis var även
detektion av bensodiazepiner bättre i urin. Frågeformuläret visade att utandningsluft som provmatris föredrogs jämfört med urin, där 87 % svarade att de hellre lämnar ett
utandningsprov än ett urinprov. Studiens slutsats:
22
Drug abuse screening with exhaled breath and oral fluid in adults with substance use disorder [16].
Arvidsson et al. jämför utandningsluft och saliv med urin med syfte att få en ökad förståelse för substansers farmakokinetik i alternativa provmatriser för att kunna förbättra och underlätta detektion av missbrukssubstanser.
51 patienter (39 män och 12 kvinnor mellan åldrarna 23-58) från en
drogberoendemottagning i Stockholm som återhämtade sig från akut drogförgiftning deltog i studien och fick rapportera vilka droger som de tagit. Patienter med
alkoholförgiftning, grava abstinenssymtom eller aggressivt beteende exkluderades från studien. Provtagning av saliv och utandningsluft utfördes separat och ingick inte i det kliniska arbetet.
Tabell 10. Detekterat drogintag i utandningsluft, saliv och urin jämfört med självrapporterat intag. Tabellen är omarbetad från tabell 4 [16].
Utandningsluft Saliv Urin Analytiskt detekterade intag Självrapporterade intag Substans(grupper) Antal positiva utfall Konc.
(pg/filter) Antal positiva utfall Konc. (ng/mL) Antal positiva utfall Konc. (ng/mL) Antal Antal Amfetamin 30 70–16300 32 1.7– 10300 32 14–16300 35 17 Metamfetamin 2 40–1800 7 0.8–47 0* MDMA 3 110-4500 8 0.8– 1000 4 980–31800 8 5 Buprenorfin 1 76 4 1.4–316 11 6–1120 12 11 Norbuprenorfin 1 215 0 NA NA Bensodiazepiner*** 4 11 27 27 39 Diazepam 3 10–21 6 1–8 NA NA Nordiazepam NA NA NA NA 7 185– 3260 Temazepam NA NA NA NA 9 65– 5600 Oxazepam 1 14 4 1–22 12 60– 10000 Alprazolam 1 23 7 2–25 NA NA OH-alprazolam NA NA NA NA 12 60– 4300 Cannabis (THC) 6 150–900 16 0.7–105 NA** NA 22 18 THCCOOH NA NA NA NA 22 22–570 Kokain 18 4–360 8 1–66 NA NA 19 5 Bensoylekgonin (Kokainmetabolit) 12 4–215 8 0.8–52 5 250–23300 Metadon 11 55–56000 12 51– 1070 11 1100–25000 12 9 EDDP 7 6–1730 11 5–30 NA NA Metylfenidat 4 94–14600 6 0.8–130 0 6 0 Ritalinsyra 0 NA NA 4 145– 10900 Morfin 7 20–2650 13 0.9–490 15 350– 89000 18 18 6-acetylmorfin 6 130–1400 13 0.8–900 11 7–1250
* Spår av metamfetamin upptäcktes (<150 ng/mL) tillsammans med amfetamin i en del av proverna. ** NA står för ej analyserat prov.
*** Substanserna som inkluderades i metoden för utandningsluft och saliv var alprazolam, oxazepam, nitrazepam, 7-aminonitrazepam, flunitrazepam, klonazepam och 7-aminoklonazepam.
23
utandningsluft. Hos 31 % av deltagarna detekterades ytterligare substanser än de som hade självrapporterats.
Tabell 11. Självrapporterat och analytiskt detekterat drogintag i samtliga provmatriser hos studiedeltagarna. Tabellen är omarbetad från tabell 2 [16].
Självrapporterad e intag senaste veckan (% alla deltagare) Bekräftat i urin (% av självrapporterad e intag) Bekräftat i saliv (% av självrapporterad e intag) Bekräftat i utandningsluft (% av självrapporterad e intag) Amfetaminer 17 (33%) 13 (76%) 17 (100%) 15 (88%) Metadon 9 (18%) 8 (89%) 9 (100%) 8 (89%) Buprenorfin 11 (22%) 9 (82%) 5 (45%) 2 (18%) Kokain 5 (10%) 1 (20%) 3 (60%) 5 (100%) Opiater 18 (35%) 14 (78%) 14 (78) 8 (44%) Cannabis 18 (35 %) 14 (78 %) 13 (72 %) 5 (28 %) Bensodiazepine r 39 (76 %) 25 (64 %) 14 (36 %) 3 (8 %) ∑*117 84 (72 %) 85 (73 %) 46 (39 %)
*Summan av antal deltagare som självrapporterat intag den senaste veckan.
För screening av missbrukssubstanser hade urin högsta detekterbarhet för buprenorfin, cannabis och bensodiazepiner, saliv hade högsta detekterbarhet för amfetaminer och metadon medan för opiater hade urin och saliv liknande resultat. Utandningsluft hade högst detekterbarhet för kokain och lägst för buprenorfin, cannabis och bensodiazepiner. Detektion av terapeutiska substanser som metylfenidat och metadon låg runt 14 – 27 % för samtliga provmatriser.
Fler substanser än vad som hade självrapporterats upptäcktes i de analytiska testerna. Emellertid visade det sig att bensodiazepiner var undantaget där det självrapporterades av 39 deltagare men bekräftades endast analytiskt i 27 fall (69 %). För kokain och metylfenidat uppvisades en benägenhet av underrapportering hos deltagarna.
En svaghet med studien är att tiden för narkotikaintag hos deltagarna kan ha sträckt sig längre tillbaka än 24 timmar i tiden, om provtagning hade utförts närmre tidpunkten för intag hade en högre detekterbarhet förväntats hos både utandningsluft och saliv.
Ytterligare en svaghet är att analysmetoden för urin omfattar fler bensodiazepiner och således en bidragande faktor till högre detekterbarhet i urin.
Studiens slutsats:
24
Comparison of Urine and Oral Fluid for Workplace Drug Testing [17]. Denna studie från 2016 jämför urin och saliv i syfte om att bestämma den relativa detekterbarheten mellan de båda provmatriserna samt sambandet mellan
substansmissbruk och nedsatt prestationsförmåga på en arbetsplats.
Urin och salivprover togs från 1500 anställda som jobbade på Sydney Trains och New South Wales Trains. Provtagningen utfördes i samstämmighet med
australiensiska/nyazeeländska stadgar (AS/NZS 4308:2 008 och AS 4760:2 006 [7]). Proverna fördes till ett laboratorium där urin screenades via immunoanalys och
salivtester verifierades via masspektrometri (LC-MS). En medicinsk utredning utfördes för att ta reda på om deltagarna hade en historik av missbruk samt att de fick fylla i en enkät anonymt gällande vilken provmatris som föredras vid provtagning.
Urinproverna genomgick screening via immunoanalys och verifikation via LC-MS. Saliv screenades inte via immunoanalys utan via LC-MS enligt ett förfarande som beskrivs i AS 4760:2006-stadgarna [7]. En andra delmängd togs från de salivprover som överskred målkoncentrationerna i initialanalysen och verifierades via en andra LC-MS-analys.
Tabell 12. Cut-off värden för urin och saliv enligt stadgar från AS/NZS.
Tabellen är omarbetad från tabell 1 [15].
AS/NZS 4308:2008 Screening: cut-off nivåer för urin (ng/mL)
AS/NZS 4308:2008 Verifikation:
cut-off nivåer för urin (ng/mL)
AS 4760:2006 Verifikation:
cut-off nivåer för saliv för saliv (ng/mL)
Opiater 300 Morfin 300 Morfin 25
Kodein 300 Kodein 25 Centralstimulerande aminer 300 Amfetamin 150 Amfetamin 25 Metylamfetamin 150 Metylamfetamin 25 MDMA 150 MDMA 25 Fentermin 500 Fentermin 25a Bensodiazepiner 200 Temazepam 200 Temazepam 10a Oxazepam 200 Oxazepam 10a Cannabismetaboliter 50 THCCOOH 15 THC 10
Kokainmetaboliter 300 Bensoylekgonin 150 Bensoylekgonin 25 Ekgoninmetyl-ester 150 Ekgoninmetyl-ester 25
Kokain 25
a Målkoncentrationen bestämd genom test i laboratorium
1500 anställda testades vilket gav 1500 prover av urin och saliv (samt ett extra fall som exkluderades pga. en anställds ovilja att testas). Urin uppvisade en detekterbarhet på 3,7 % (n=56) med positivt resultat för substansbruk medan saliv uppvisade en detekterbarhet på 0,5 % (n=8). 17 urinprover innehöll mer än en substans. Sju av proverna som
detekterades i saliv detekterades även i urin. Hos en anställd detekterades substans enbart i saliv medan hos 49 anställda (3,3 %) detekterades substans enbart i urinen. Enligt ett frågeformulär där 85 % av deltagarna svarade så var den generella
uppfattningen relativt neutral gällande de två provmatriserna, provtagning i saliv var aningen föredragen och upplevdes mindre integritetskränkande än urin.
25
Begränsningar med studien är bl.a. lågt antal deltagare med positivt resultat för substansbruk samt att målkoncentrationer i saliv för bensodiazepiner och fentermin saknas i AS 4760:2006.
Studiens slutsats:
Studien stödjer hypotesen om att det är mer sannolikt att detektera substansbruk i urin och rekommenderas således som förstahandsval vid provtagning. Det visade sig att urinprovtagning kan missa cannabisbruk som gjorts nyligen av abstinenta personer och därför kan det vara bra att komplettera med salivprovtagning för att erhålla säkrare detektionsresultat. Vidare studier där provtagning sker parallellt med båda provmatriser behövs för att hitta starkare samband i en större kohort.
Urine drug testing results and paired oral fluid comparison from patients enrolled in long-term medication-assisted treatment in Tennessee [18]. Detta är en prospektiv observationsstudie publicerad 2017 med huvudsyfte att beskriva resultaten för urindrogtester hos 639 patienter med läkemedelsassisterad (metadon eller buprenorfin som behandlingsalternativ) långtidsbehandling vid opioidmissbruk. Ett sekundärt syfte var att jämföra med urin med saliv och bidra till ytterligare evidens för den sistnämnda provmatrisen som ett lämpligt alternativ till urin.
Deltagarna i studien värvades från fem olika opioidbehandlingskliniker i den amerikanska delstaten Tennessee varav två var belägna på landsbygden och tre var kliniker i stadsmiljö. Inklusionskriterier för deltagarna i studien var minst sex månaders läkemedelsassisterad behandling, en ålder på minst 18 år och minst ett besök på någon av de fem behandlingsklinikerna mellan den 1:a augusti och 12:e september 2014. 59 % av deltagarna var män, 37 % var kvinnor och 4 % var deltagare där könstillhörigheten inte angavs. Genomsnittsåldern var 39 år och medianlängden för behandling hos deltagarna var 24 månader. Urinprover under 30 ml exkluderades och likaså otillräckliga
salivvolymer (ingen särskild volym specificerad). Proverna analyserades med
26
Tabell 13. Sammanfattning av prover där urin och saliv analyserats tillsammans (n=126). Tabellen är omarbetad från tabell 5 [18]
Substans # saliv + /urin + # saliv + /urin − # saliv – /urin + # saliv – /urin − Samstämmighet resultat (%) Alprazolam 6 1 2 117 97.4 Amfetamin 2 0 1 123 97.4 Benzodiazepiner 1 0 2 123 98.3 Buprenorfin 2 0 0 124 100 Butalbital 0 0 0 126 100 Karisoprodol 0 0 0 126 100 Klonazepam 2 0 4 120 96.6 Kokain 2 0 4 120 96.6 Fentanyl 1 0 0 125 100 Hydrokodon 2 1 0 123 99.1 Hydromorfon 0 0 0 126 100 Marijuana 12 0 16 98 87.2 Metadon 120 0 4 2 98.3 Metamfetamin 3 0 2 121 98.3 Oxykodon 0 2 1 123 97.4 Oxymorfon 0 0 0 126 100 Tapentadol 0 0 0 126 100 Tramadol 2 0 1 123 99.1 Total (%) 155 (6.8%) 4 (0.2%) 37 (1.6%) 2072 (91.4%) Generell samstämmighet 98.2 %
Av 126 prover som analyserades i både saliv och urin visade ungefär
7 % positivt svar och 91 % visade negativt svar för substanser i båda provmatriserna vilket resulterade i 98 % samstämmighet i provtagningen. Cannabis och bensodiazepiner påvisades mindre frekvent i saliv jämfört med urin. THC som detekterats i saliv kan bero på oral kontamination som uppstår vid rökning av cannabis eller passiv exponering snarare än överföringen av THC till blod vilket kan förklara en högre detektionsgrad i urin.
Studiens slutsats:
Studien visar att saliv kan användas som en kompletterande provmatris vid provtagning där insamling av urinprover inte är möjlig att genomföra eller medför komplikationer för denna typ av population.
27
Substance abuse detection in substitution therapy: Oral fluid versus urine screening [19].Studien syftade till att analysera missbrukssubstanser i saliv och urin hos patienter som ingick i ett program för opioidbehandling och utvärdera provmatrisernas diagnostiska prestanda, potentiella fördelar och användningsområden i praktiken.
361 patienter värvades till 4 medicinska mottagningar med fokus på
beroendeproblematik inom primärvård i en västtysk stad. Patienterna delades in i
subgrupper och valdes sedan slumpmässigt ut för provtagning. Anledningen till detta var att det uppstod bortfall i provtagningen, t ex patienter som vägrade lämna prover, för lite provmaterial, patienter som avslutat behandlingen etc. Detekterbarheten för respektive provmatris jämfördes bivariat och subgruppernas substansintag analyserades. Även patienternas och de anställdas uppfattning om provtagningsförfarandet utvärderades och vilken provmatris som föredrogs genom att de fick svara på en enkät.
Tabell 14. Beskrivning av studiepopulationen och hur många som behandlades med metadon eller buprenorfin i samband med substitutionsbehandling. Tabellen är omarbetad från tabell 1 [19]. Beskrivning av studiepopulationen Antal (n = 117) (n) (%) Kön Man 83 70.9 Kvinna 34 29.1 Åldersspann 20-37 26 22.2 38-42 20 17.1 43-50 50 42.7 51-63 21 17.9 Läkemedel för substitutionsterapi D/L-Metadon 53 45.3 Levometadon 44 37.6 Metadon (i tablettform) 10 8.5 Buprenorfin 10 8.5
Tabell 15. Analysresultat från saliv- och urinprover. Tabellen är omarbetad från tabell 2 [19].
Substans Saliv Urin Matchande
resultat Endast positivt i saliv Endast positivt i urin + - + - (n) (%) Opiater 35 82 41 76 109 93.2 1 7 Bensodiazepiner 28 89 41 76 104 88.9 0 13 Kokain 11 106 12 105 112 95.7 2 3 Amfetamin 5 112 4 113 114 97.4 2 1 Metamfetamin 0 117 7 110 110 94 0 7 THC 3 114 50 67 68 58.1 1 48 Totalt* 82 - 155 - - - - - Buprenorfin 10 107 11 106 116 99.1 0 1 Metadon 106 11 107 10 116 99.1 0 1
28
Totalt 117 saliv-urin-prover inkluderades i studien. Från 29 av patienterna kunde inte saliv-urin-prover insamlas på grund av otillräckliga volymer eller motvilja från patienten att lämna prover. Totalt 155 substanser kunde detekteras i urin (exklusive buprenorfin och metadon) medan endast 82 substanser detekterades i saliv. Större skillnader kunde observeras mellan provmatriserna i detektionen av THC och bensodiazepiner. THC visade positivt svar i 50 (42,7%) av urinproverna men endast i tre av salivproverna (2,6%). För bensodiazepiner var motsvarande siffror 41 (35%) i urin kontra 28 (23,9%) i saliv. Den generella uppfattningen var att varken den ena eller den andra provmatrisen föredrogs av klienterna enligt enkätundersökningar som patienter och anställda fick svara på.
Studiens slutsats:
I fråga om rutinscreening av missbrukssubstanser och diagnostisk prestanda visar
29
Identification and quantification of psychoactive drugs in whole blood using dried blood spot (DBS) by ultra-performance liquid chromatography tandem mass spectrometry [20].
Denna studie utfördes på ett sjukhus i Barcelona i Spanien 2016. Tio individer
undersöktes i syfte att utvärdera DBS som provmatris genom att analysera och kvantifiera 23 olika psykoaktiva substanser och metaboliter med hjälp av
ultrahögtrycksvätskekromatografi-tandem masspektrometri (UHPLC-MS/MS). Erhållna resultat jämfördes med svar från urinprover. De försökspersoner som ingick i studien hade vid något tillfälle uppvisat förgiftningssymptom av psykoaktiva substanser. De fick således genomgå en klinisk undersökning och symptomatisk behandling för att kunna kupera förgiftningssymptomen t ex medvetslöshet, oro, hypertoni, perspiration och talsvårigheter). Urinprover insamlades och en immunoanalys gjordes omgående för att detektera eventuella missbrukssubstanser. DBS togs från deltagarnas finger och
applicerades på ett förmarkerat kort som sedan hamnade i förvar.
Tabell 16. LOD och LOQ värden för analys av missbruksdroger i DBS via UHPLC-MS/MS (cut-off-värden erhölls inte). Tabellen är omarbetad från tabell 2 [20].
Analyter (DBS) LOD (ng/mL) LOQ (ng/mL)
30
Tabell 17. Jämförelse mellan självrapporter och analysfynd i urin och DBS från tio studiedeltagare. Tabellen är omarbetad från tabell 5 [20].
Prov
ID Självrapporterad substans(er) Screenade substanser via immunoanalys i urin DBS
b Substanskonc. (ng/ml) DBSb Substanskonc. (pg/DBS) 1 Bensodiazepiner Bensodiazepiner Lorazepam: 623. 8 Lorazepam: 18. 7 2 Metamfetamin, cannabis, MDMA Midazolam (administrerat akut på godkännande av sjukhuspersonal) Kokain, THC, amfetamin, metamfetamin, MDMA Amfetamin: 116.7 Amfetamin: 3.5 Metamfetamin: 30.2 Metamfetamin: 0.9 MDA: 26.9 MDA: 0.8 MDMA: 240.3 MDMA: 7.2 Kokain: 55.5 Kokain: 1.7 Bensoylekgonin: 220.8 Bensoylekgonin: 6.6 Midazolam: 280.7 Midazolam: 8.4 THC: spåra THC: spåra THC-OH: spåra THC-OH: spåra THC-COOH: spåra THC-COOH: spåra 3 MDMA och amfetamin MDMA och amfetamin Metamfetamin: 73.1 Metamfetamin: 2.2
MDA: 48.4 MDA: 1.5 MDMA: 354.9 MDMA: 10.6
4 Cannabis THC THC: spåra THC: spåra
THC-OH: spåra THC-OH: spåra THC-COOH: spåra THC-COOH: spåra
5 Kokain Kokain Kokain: 6003.9 Kokain: 180.1
Bensoylekgonin: 748.8 Bensoylekgonin: 22.5
6 Kokain
Diazepam (administrerat akut på godkännande av sjukhuspersonal)
Inget prov Kokain: 686.0 Kokain: 20.6 Bensoylekgonin: 617.5 Bensoylekgonin: 18.5 Metadon: 1494.5 Metadon: 44.8 EDDP: 25.1 EDDP: 0.8 Diazepam: 16.9 Diazepam: 0.5 Nordiazepam: 27.6 Nordiazepam: 0.8 7 Bensodiazepiner Bensodiazepiner Diazepam: 106.2 Diazepam: 3.2
Nordazepam: 95.0 Nordazepam: 2.9 8 Metamfetamin, kokain och
diazepam för att dämpa oro Amfetamin, metamfetamin, kokain och bensodiazepiner Amfetamin: 30.9 Metamfetamin: 73.6 Amfetamin: 0.9 Metamfetamin: 2.2 Kokain: 53.0 Kokain: 1.6 Bensoylekgonin: 79.0 Bensoylekgonin: 2,4 Diazepam: 31.0 Diazepam: 0.9 9 Klonazepam, Olanzapin,
gabapentin och mirtazapin Bensodiazepiner och kokain Kokain: 32.1 Bensoylekgonine: 44.9 Kokain: 1.0 Bensoylekgonin: 1.3 Klonazepam: 176.7 Klonazepam: 5.3
10 Cannabis THC THC: spåra THC: spåra
THC-OH: 15.0 THC-OH: 0.5 THC-COOH: 23.8 THC-COOH: 1.2 a = <LOQ och >LOD.
b = Notera att den vänstra kolumnen mäts i ng/ml medan den högra kolumnen mäts i pg/DBS
I tabell 17 ses studiedeltagarnas självrapporter samt screeningresultaten i urin och DBS. I prov nummer två och fyra kunde inte THC samt dess metaboliter kvantifieras, spår kunde observeras men värdena låg under kvantifieringsgränsen, dock över detektionsgränsen. Detta kan tolkas som att cannabisdetektionen i urin indikerar på att individerna har intagit eller exponerats för cannabis vid något tillfälle innan provtagningen och eftersom cannabis försvinner snabbt från blodet efter intag blir det en utmaning att detektera i DBS. Deltagaren som bidrog till prov nummer tre självrapporterade
metylendioximetamfetamin (MDMA) och amfetaminbruk. Analysen av de bägge provmatriserna kunde påvisa de självrapporterade substanserna med ett undantag för DBS som visade metamfetamin istället för amfetamin. Prov nummer sex uppvisade fler substanser i DBS än vad som hade självrapporterats men inte i urin, de substanser som inte självrapporterades men som detekterades via analys var metadon och dess metabolit etyliden-dimetyl-difenyl-pyrrolidin (EDDP).
31
Studiens slutsats:
Analysresultat från de tio deltagarna i urin och DBS var samstämmiga och stödjer DBS potentiella användningsområde som en icke-invasiv provmatris för monitorering av exponering eller förgiftning i samband med psykoaktiva drogsubstanser. Fördelen med den tillämpade analystekniken (UHPLC-MS/MS) är att mycket små mängder blod (~30 µL) krävs för substansdetektion i DBS. Studiens slutord indikerar på vidare
tillämpningsmöjligheter för DBS och vald analysteknik (UHPLC-MS/MS), såväl kliniskt som forensiskt, mer konkret; vid trafikkontroller, arbetsplatser och akutmottagningar på sjukhus.
Comparison of urine analysis and dried blood spot analysis for the detection of ephedrine and methyl ephedrine in doping control [21].
Syftet med denna studie från 2015 var att utvärdera om tröskelvärdet i urin (10 µg/mL) för dopingklassade stimulantierna efedrin och metylefedrin kan överskridas efter 25 mg administration av bägge substanser samt jämföra validiteten för analys i urin och DBS vid detektion av efedrin och metylefedrin.
10 kvinnliga atleter anmälde sig som frivilliga till detta experiment och delades in i två grupper om 5 personer vardera. Hos deltagare 1-5 var genomsnittsåldern 32,2 ± 6,3 år och body mass index (BMI) var 20,6 ± 2,4. För deltagare 6-10 var genomsnittsåldern 23,0 ± 1,6 år och BMI 19,9 ± 1,5. Deltagare 1-5 intog 25 mg efedrin medan deltagare 6-10 fick 25 mg metylefedrin. Administreringen ägde rum kl. 9 på morgonen efter måltid. DBS- och urinprover insamlades före administration (0 timmar) samt efter 2, 4, 6, 8, 10, 12, 24, 36, 48 och 60 timmar.
LOD i urin för efedrin sattes till 0,13 µg/mL och 0,10 µg/mL för metylefedrin, medan LOQ sattes till 1 µg/mL för båda substanserna. LOD i DBS för efedrin och metylefedrin sattes till 5 ng/mL och LOQ sattes till 10 ng/mL.
32
Figur 3. Metylefedrinkoncentration över tid i DBS efter oralt intag. Figuren är omarbetad efter figur 6 [21].
*AAF = Adverse analytical finding, förekomst av förbjuden substans som kan även kan vara terapeutisk substans
33
Efter administration av efedrin överskreds inte tröskelvärdet i urin förrän efter 12 timmar hos två av deltagarna i efedrin-gruppen. För metylefedrin överskreds inte tröskelvärdet i upp till 10 timmar i urin hos samtliga deltagare i metylefedrin-gruppen. I DBS uppvisades mindre variationer mellan de olika deltagarna men de högsta koncentrationsnivåerna av efedrin och metylefedrin uppnåddes efter 2-8 h efter att substanserna administrerats (se figur 2, 3 och 4).
I figur 4 visas metylefedrinkoncentrationen i både urin och DBS hos deltagare 10. Det gula fältet i början av figuren (tidsramen 0-8 h) symboliserar tidsperioden då deltagaren skulle vara aktiv i en tävling. Urinkoncentrationen skulle överskrida cut off som fastställts utifrån World Anti-Doping Agency (WADA) riktlinjer och nå maxkoncentration efter ca 12 h vilket skulle vara utanför tidsramen för tävlingsperiod. I DBS överstigs WADAs cut-off och uppnår maxkoncentration efter ca 1-2 h vilket innebär att metylefedrin kan
detekteras mycket tidigare i DBS jämfört med urin. Detektionsfönstret för metylefedrin är ca 12 h i bägge provmatriser. Noterbart är att urinkoncentrationen av metylefedrin
överskrider WADAs cut-off två gånger. En gång vid 12 h och efter att ha sjunkit strax under cut off, en gång till vid 24 h. Detta kan tolkas som att ett positivt provresultat av metylefedrin vid en dopingkontroll inom tävlingsperioden där det skulle klassas som förbjudet i själva verket kan vara ett intag av metylefedrin som gjort utanför
tävlingsperioden i terapeutiskt syfte. Studiens slutsats:
I och med att det krävs aktiv substans i blodet för att idrottare ska kunna dra nytta av en prestationshöjande substans kan resultatet tolkas som att urinkoncentration som
måttstock för psykoaktiva nivåer av efedrin i kroppen är tvivelaktig. Utsöndring i urin för efedrin och metylefedrin är känslig för faktorer som pH-värde och volym. DBS kan därför i detta fall vara mer lämplig för detektion av stimulantier för att kunna utreda om en idrottsutövare har nyttjat prestationshöjande innan, under eller efter tävlingsperiod jämfört med urin. Ytterligare fördelar med DBS-prover är att det är lätt att lagra medan urinrörsbehållare tar upp stora volymer i jämförelse.
34
Diskussion
Metoddiskussion - styrkor och svagheter med denna studie
Detta arbete är baserat på litteraturstudier vilket är en fördelaktig metodik för att summera befintlig forskning inom ett visst område och skapa en översiktsbild av den kunskap som är tillgänglig. PubMed har i huvudsak använts vid litteratursökning vilket förenklat åtkomsten av vetenskapliga artiklar men även andra databaser hade kunnat utnyttjas som t ex Google Scholar och Cochrane för ett större underlag.
Fördelen med databaser är möjligheten att göra avancerade sökningar där det går att specificera litteratursökning utifrån särskilda nyckelord. Nackdelen är att brister kan uppstå i urvalet, dels på grund av det stora utbudet men också på grund av valda sökord, dess variationer, valet av inklusions- och exklusionskriterier samt metoden för själva urvalet av artiklar. Vid sökning av artiklar för utandningsluft och saliv användes sökorden "drug abuse screening" framför vederbörande provmatris och gav träffar för ett relativt stort utbud av lämpliga artiklar men när samma betingelser tillämpades på DBS erhölls ett mycket mindre underlag. Således krävdes en mer specificerad sökning för att hitta artiklar som kunde inkluderas vilket kan ha påverkat resultatet av denna studie. En annan konsekvens av inklusionskriterierna, genom att bara ta med studier där nya alternativa provmatriser jämförs med urin, blir urvalet av artiklar annorlunda än om t ex blod också hade inkluderats i studien.
För utvärdering av alternativa provmatriser och i vilken situation de föredras för att uppfylla ett visst syfte måste olika faktorer tas hänsyn till. Till exempel detektionstid- och detektionsfönster är väsentliga faktorer vid drogtestning, eftersom dessa egenskaper skiljer sig mellan olika provmatriser [5] och lämpar sig olika väl beroende på om man vill titta på akut intag eller historiskt intag och koppla till en viss tidpunkt.
Provtagningsprocess, provmanipulering, typ av population, metodvalidering, cut-off, LOD/LOQ, interferens, smittorisk för personal, risk för kontaminering och korsreaktivitet är andra faktorer som spelar roll. Mycket beror på situation och omständigheter vilket gör det svårt att säga att en given provmatris är optimal i alla situationer.
I merparten av inkluderade studier i det här arbetet har de undersökta populationerna bestått av beroendepatienter [14, 15, 16, 18, 19] på behandlingshem och ger därmed en populationsbias. Det är tänkbart att resultaten blivit annorlunda om fler studier med olika populationer inkluderats då användningsmönstret är annorlunda mellan olika populationer och där olika indikationer ställer olika krav på testarna. Det senare är synnerligen viktigt i fråga om definiering av cut-off värden och referensvärden för nya alternativa provmatriser och något som rekommenderas att framtida studier tar hänsyn till.
Resultatdiskussion
Vilka potentiella användningsområden har utandningsluft, saliv och DBS som provmatriser vid drogtestning?
35
Bland annat har det visat sig att patienter och personal i klinisk miljö är väl inställda på utandningsluft som icke-integritetskränkande provmatris och proceduren för
provtagning enligt enkätundersökningar som gjorts i respektive studier [14, 15, 16]. Vid situationer där svårigheter eller begränsningar att inhämta urinprover uppstår kan användandet av alternativa provmatriser fylla en viktig funktion. Utandningsluft föredras jämfört med urin enligt enkätundersökningar [14, 15, 16]. Resultaten för saliv var dock inte entydiga som endast var marginellt föredragen [17, 19]. Argument finns även för DBS som mindre integritetskränkande provmatris än urin men där har inga
enkätundersökningar genomförts [20, 21].
Potential finns för DBS att bli en användbar provmatris vid dopingkontroller enligt studien av Kojima et al [21] där det visades en lägre interindividuell variation av
drogkoncentrationer i DBS jämfört urin samt att själva provtagningsprocessen är mindre integritetskrävande och smidigare. Eventuellt kan prover tas vid halvtid (t ex mellan två halvlekar i en fotbollsmatch), efter tävlingar eller på plats, medan urin kräver både mer förberedelser och särskilda provrum för urinlämning [21]. Således kan DBS underlätta för arrangörer och idrottsutövare och minska den psykologiska påfrestningen som kan uppstå vid observerad urinprovtagning [21].
I vilka kliniska situationer är respektive provmatris att föredra och vilka för- och nackdelar har de olika provmatriserna?
Urin ger överlag bättre överensstämmelse vad gäller självrapporterade fall relativt analytiskt resultat och har bättre detekterbarhet för de flesta substanser jämfört med alternativa provmatriser vilket är en faktor till att urin ses som det primära valet vid drogtestning [14 - 20]. Dock är det viktigt att ha i åtanke vid tolkning av resultaten i studierna att självrapporterade fall hos en population som missbrukar droger endast är en fingervisning. Det går inte helt säkert att verifiera om en individ i populationen kommer ihåg exakt tidpunkt för intag eller exakt substans som intagits samt att droger som införskaffats illegalt sällan är rena och ofta uppblandade med andra substanser som tillsatts via primitiva produktionsprocesser. Detta är faktorer som har betydelse i och med olika detektionstid för substanser i olika provmatriser [16]. Nackdel med urin är att det kan ta lång tid innan det är möjligt att identifiera substanser hos en person.
Modersubstansen måste normalt sätt metaboliseras först innan dess metaboliter
ansamlas i urinvätskan och kan detekteras. Vid detektion av cannabis testar man ofta för metaboliten tetrahydrocannabinolsyra (THC-COOH) i urin medan i t ex saliv eller utandningsluft går det att testa direkt för THC [14, 17]. Detta är kanske den största anledningen till varför det kan vara fördelaktigt att komplettera med en alternativ
provmatris, för att kunna detektera substanser i ett så tidigt skede som möjligt och koppla intaget till en tidpunkt vid en godtycklig situation eller händelse, t ex vid trafikärenden där syftet med provtagningen är att undersöka akut påverkan.
Substanser i utandningsluft uppvisar en kortare detektionstid, jämfört med urin. Substansdetektion i utandningsluft reflekterar därför generellt intag som gjorts nyligen (inom ~24 timmar) snarare än historiskt vilket visas i figur 1 [15, 16]. Att använda utandningsluft istället för urin vid akuta situationer som t ex drogförgiftningar,
monitorering av patienter som genomgår opioidbehandling, hos patienter med attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) och missbrukshistorik eller drogtestning i trafiken där föraren är påverkad kan därför vara gynnsamt [14, 15]. Enkätundersökningar i studier med utandningsluft visade att utandningsluft var föredragen vid provtagning jämfört med urin och upplevdes mindre integritetskränkande samt att manipuleringsmöjligheterna av utandningsprover inte är något som ännu har uppdagats. Vid misstanke av
urinprovsförvanskning kan därför ett drogtest i utandningsluft utgöra ett gott komplement [14, 15]. För drogtestning av enskilda substanser eller substansgrupper uppvisade utandningsluft högst detekterbarhet för kokain och dess metaboliter som en återkommande trend i samtliga relevanta studier vilket kan vara intressant för vidare undersökning i och med att det finns en benägenhet för kokainmetaboliter att
36
Cannabis och bensodiazepiner är emellertid en stor utmaning att detektera i utandningsluft där detekterbarheten är mycket lägre jämfört med urin [14, 15, 16]. Saliv och utandningsluft har vissa gemensamma egenskaper; kortare detektionstid för substansdetektion, icke-integritetskränkande och lättillgänglig provtagning vilket är användbart för drogtestning av akuta intag på plats (on-site testing) [16]. En annan aspekt för saliv och utandningsluft är utmaningen att detektera cannabis och
bensodiazepiner [18, 19]. Det finns studier som visar att THC som detekteras i saliven härrör från oral kontamination som uppstår vid själva rökningen av cannabis eller passiv exponering snarare än överföringen av substans till blod och således en förklaring till varför en högre detektionsgrad förväntas i urin [18]. Den akut mukosala ansamlingen av THC ökar risken för falskt positivt resultat på grund av passiv exponering av cannabis [19]. För bensodiazepiner är den bakomliggande teorin att de svagt sura egenskaper medför en plasmaproteinbindning som gör att överföringen av substans i saliv till blodomloppet försämras [18].
DBS har en nackdel då mängden/volymen prov som kan tas är begränsad, men i och med utvecklade analystekniker är det idag möjligt att detektera substanser i så lite som 30 µL [20], en fördel är dock att mindre plats tas upp vid lagring jämfört med
urinrörsbehållare som tar upp större volymer [21]. Kvantifiering av olika substanser är en utmaning, särskilt för cannabis vilket troligen beror på att THC försvinner snabbt från blodet [20]. Hos några av deltagarna i studien av Kyriakou et al kunde THC inte
kvantifieras överhuvudtaget i DBS, utan endast spår kunde påvisas [20]. DBS kan vara att föredra vid drogtestning av dopingmisstänkta idrottare då detektionstiden för substanser är kortare samt att utsöndringen (av t ex stimulantier) i urin är känslig för pH-värde och provvolym vilket medför osäkerhet vid koncentrationsbestämning som påverkar
resultatets robusthet (se figur 4) [21]. Provtagningen för DBS är enklare och mindre integritetskränkande, det krävs bara ett stick på huden [21]. Däremot så föreligger risk för blodsmitta även om den är försvinnande liten med noggranna provtagningsmetoder samt att vissa individer kan vara känsliga mot nålstick och blod.
Hur väl utvecklad är respektive teknik? a)
Hur långt har metodvalideringen för droganalyser kommit för olika alternativa provmatriser?
Medan urin har använts länge och är väldokumenterad är användningen av alternativa provmatriser fortfarande under utveckling. Av de alternativa provmatriserna som utvärderas i detta arbete är det bara saliv som har någon form av standardiserade riktlinjer för off vid drogtestning än så länge [7, 8]. För utandningsluft finns det cut-off på lokal nivå, t ex vid Karolinska universitetssjukhuset [9] i och med att
standardisering av provmatrisen är under utveckling.
Utandningsluft har potential som provmatris och har olika för-/nackdelar jämfört med urin. Studiedeltagare såväl som personal är väl inställda till provtagningsprocessen [14, 15, 16]. Vad som saknas och behövs utvärderas ytterligare i fortsatta studier är att utveckla en standardiserad provinsamlingsprocess. Viktiga aspekter är till exempel hur stor volym utandningsluft som ska samlas in, hantering av insamlade prover och vilka cut-off värden som behöver definieras för att resultat ska kunna tolkas ur ett kliniskt eller forensiskt perspektiv. Enligt Wolff et al är den stora begränsningen med utandningsluft bristande standardisering vilket gör provmatrisen olämplig som ett rutinscreeningverktyg och är ännu inte lämplig för att testa drogpåverkade bilister [4]. De studier som
