WO2002027325A1 - Verfahren zur diagnose der laktose-intoleranz und diagnosekit zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur diagnose der laktose-intoleranz und diagnosekit zur durchführung des verfahrens Download PDF

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    • G01N33/66—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving blood sugars, e.g. galactose

Definitions

  • the present invention relates to a method for diagnosing lactose intolerance in patients by oral administration of defined amounts of lactose and subsequent determination of metabolites of lactose, and a diagnostic kit for carrying out the method.
  • Lactose intolerance is a very common phenomenon worldwide and leads to a more or less severe indigestion caused by milk and milk products.
  • Lacose intolerance is generally due to the lack of the enzyme lactase, the formation of which is caused by a gene on chromosome 2. This gene determines the point in time when humans stop producing lactase. Depending on the ethnicity, this may be the case sooner or later. In earlier times in the history of development, humans, like many other mammals, always lost the enzyme when they were no longer fed on breast milk (cf. Pharm. Ztg. No. 9 • 145th year • March 2, 2000). For the diagnosis of lactose intolerance, the H 2 breath test is most often used today simply and meaningfully.
  • the patient drinks a solution of 50 g lactose in water.
  • the exhaled hydrogen is then repeatedly measured by gas chromatography over 4 hours. In this way you get not only a qualitative, but also a quantitative statement about the lactase deficiency.
  • Lactose intolerance is now regarded as a disease that can only be treated symptomatically. However, there is now the possibility of taking the enzyme lactase in the form of capsules, tablets or solution and thereby compensating for the deficit in lactase.
  • the determination of the blood glucose has the further disadvantage that the blood glucose level can be changed by secondary influences, for example increased adrenaline release due to stress.
  • the object of the invention is to provide a better, cheaper and more precise method for diagnosing lactose intolerance which does not have the disadvantages mentioned above.
  • This object is achieved according to the invention by oral application of defined amounts of lactose and subsequent determination of metabolites of lactose, the applied lactose containing 99% 13 C-labeled lactose, preferably in amounts of 5 to 30 mg.
  • the content of 13 C-labeled glucose is determined in a blood sample taken at a defined time after the application.
  • the 13 C-lactose is preferably applied in the form of a gelatin capsule. This makes it possible for the 13 C-lactose to get into the small intestine without being absorbed in the stomach.
  • the method can also be improved in terms of informative value by additionally determining the content of 13 C-labeled lactose and / or 13 C-labeled lactic acid in a stool sample obtained some time after the time of the blood withdrawal. This additional determination is only necessary if the examination of the serum sample for glucose shows no significant increase in i3 C and thus the lactose intolerance is actually already established.
  • the method according to the invention manages with a significantly smaller amount of lactose, namely 5 to 30 g of 99% 13 C-lactose in one capsule. This lower amount does not cause any discomfort during the diagnostic procedure in patients with severe lactose intolerance.
  • the 13 C content in the serum samples and / or the stool samples is determined according to the invention in particular with the aid of modern mass spectrography with upstream gas chromatography or elementary analysis.
  • the central laboratory should primarily analyze only the serum samples. If stool samples are also sent in, they should only be examined if the corresponding serum sample has not shown a significant increase in 13 C-labeled glucose. If there is a normal increase in the 13 C content compared to standard samples with a known 13 C content, it is already indicated that lactose is well tolerated and that it is sufficiently broken down to glucose by lactase. Only if there is no or a significantly smaller increase in the 1 C content can an examination of the stool sample determine whether the lactose intolerance is very strong or weak.
  • the test shows a normal increase in the 13 C content and milk and milk products are still poorly tolerated, the disease is other than the widespread lactose intolerance.
  • the method according to the invention can thus also be used for differential diagnosis. This group of patients cannot be helped by taking lactase supplements.
  • 0.3 to 0.5 ml of capillary blood is removed from the finger or earlobe from the fasted subject.
  • the subject then takes a gelatin capsule with 5 to 30 mg of 13 C-labeled lactose. 30 to 60 minutes after taking the labeled lactose, 0.3 to 0.5 ml of blood are again taken as described above.
  • the blood samples are turned into serum by centrifugation won. Filters with a higher molecular weight (eg lipids and proteins) are removed from the serum samples.
  • the filtrates are burned using an elementary analysis.
  • the CO 2 formed, among other things, from glucose is passed into an isotope mass spectrometer, which is used to determine the 13 C content. As described above, both blood samples are evaluated. If a difference ⁇ of less than 1% o is detected between the blood samples before and after taking 13 C-lactose, there is a lactose intolerance.
  • the patient takes a sample from the next chair and carries it with the spatula into a sample container.
  • the next stool is generally 2 to 4 hours after taking the capsule.
  • An aqueous extract is made from the stool samples in the laboratory and this is examined for 13 C-lactose and / or 13 C-lactic acid. The presence of 13 C-lactose or 13 C-lactic acid confirms the lactose intolerance.

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Abstract

Das Verfahren zur Diagnose der Laktose-Intoleranz von Patienten durch orale Applikation von definierten Mengen Laktose und anschließender Bestimmung von Stoffwechselprodukten der Laktose erfolgt in der Weise, dass die applizierte Laktose vorzugsweise 5 bis 30 mg 99% 13C-markierter Laktose enthält und nach der Applikation der 13C-Laktose in einer zu einem definierten Zeitpunkt nach der Applikation entnommenen Serumprobe der Gehalt an 13C-markierter Glucose bestimmt wird. Ein Diagnosekit zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einer Kapsel mit 5 bis 30 mg 99% 13C-markierter Laktose, Patienteninformation, Blutentnahmevorrichtung, Probegefäßen zum Sammeln der Blutprobe sowie gegebenenfalls Spachtel und Probegefäß für eine Stuhlprobe.

Description

Verfahren zur Diagnose der Laktose-Intoleranz und Piaqnosekit zur
Durchführung des Verfahrens
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Diagnose der Laktose-Intoleranz von Patienten durch orale Applikation von definierten Mengen Laktose und anschließender Bestimmung von Stoffwechselprodukten der Laktose sowie einem Diagnosekit zur Durchführung des Verfahrens.
Lactose-Intoleranz ist eine weltweit sehr häufige Erscheinung und führt bei den Betreffenden zu einer mehr oder weniger starken Verdauungsstörung durch Milch und Milchprodukte. Die Lacose-Intoleranz beruht im allgemeinen auf dem Fehlen des Enzyms Laktase, für dessen Bildung ein Gen auf dem Chromosom 2 verantwortlich ist. Dieses Gen bestimmt den Zeitpunkt, zu dem der Mensch keine Laktase mehr produziert. Je nach ethnischer Zugehörigkeit kann das früher oder später der Fall sein. In früheren Zeiten der Entwicklungsgeschichte verlor der Mensch wie viele andere Säugetiere das Enzym stets dann, wenn er nicht mehr von der Muttermilch genährt wurde (vgl. Pharm. Ztg. Nr. 9 • 145. Jahrgang • 2. März 2000). Für die Diagnostik der Laktose-Intoleranz wird heute am häufigsten da einfach und aussagekräftig der H2-Atemtest eingesetzt. Dazu trinkt der Patient eine Lösung von 50 g Laktose in Wasser. Der anschließend ausgeatmete Wasserstoff wird dann gaschromatographisch über 4 Stunden wiederholt gemessen. Auf diese Weise erhält man nicht nur eine qualitative, sondern auch eine quantitative Aussage über den Laktasemangel.
Die Lactose-Intoleranz wird inzwischen als Krankheit angesehen, die bislang nur symptomatisch zu behandeln ist. Es gibt jedoch inzwischen die Möglichkeit, das Enzym Laktase in Form von Kapseln, Tabletten oder Lösung einzunehmen und dadurch das Defizit an Laktase zu kompensieren.
Außer dem bereits erwähnten Wasserstoff in der Atemluft gibt es noch einen Laktose-Toleranz-Test, bei dem nüchternen Testpersonen 50 g Laktose in Wasser appliziert wird und dann bei dieser Person über mehrere Stunden hinweg der Blut-Glukose-Spiegel gemessen wird. Sofern die Laktose nicht vollständig enzy- matisch gespalten wird, bleibt der Glukose-Spiegel niedrig und bestätigt somit die Laktose-Intoleranz.
Die bisher bekannten Methoden der Diagnose weisen den Nachteil auf, dass man den Patienten eine relativ große Menge an Laktose zuführen muss, was bei vielen Patienten, die unter Laktose-Intoleranz leiden, bereits zu erheblichen Beschwerden führen kann.
Die Bestimmung der Blut-Glukose weist den weiteren Nachteil auf, dass der Blut-Glukose-Spiegel durch sekundäre Einflüsse verändert werden kann, beispielsweise erhöhte Adrenalinausschüttung durch Stress.
Beide Methoden des Standes der Technik weisen weiterhin den Nachteil auf, dass die Messung mit mehreren Proben über einen längeren Zeitraum hin durchgeführt werden müssen, was für den Patienten unangenehm und belastend ist und die Kosten in die Höhe treibt.
Theoretisch bestünde die Möglichkeit, den Test mit 13C-markierter Laktose durchzuführen. Ein Gramm 13C-markierte Laktose kostet aber US $ 2000. Für den Laktose Atemtest werden mindestens 150 mg 99% 13C-markierte Laktose benötigt.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein besseres, preiswerteres und genaueres Verfahren zur Diagnose der Laktose-Intoleranz zur Verfügung zu stellen, welches die oben genannten Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch orale Applikation von definierten Mengen Laktose und anschließender Bestimmung von Stoffwechselprodukten der Laktose, wobei die applizierte Laktose 99% 13C-markierte Laktose enthält, und zwar vorzugsweise in Mengen von 5 bis 30 mg. Nach der Applikation der 13C-Laktose wird in einer zu einem definierten Zeitpunkt nach der Applikation entnommenen Blutprobe der Gehalt an 13C-markierter Glukose bestimmt. Vorzugsweise wird die 13C-Laktose in Form einer Gelatinekapsel appliziert. Hierdurch ist es möglich, dass die 13C-Laktose in den Dünndarm gelangt ohne im Magen absorbiert zu werden. Das Verfahren kann darüber hinaus dadurch bezüglich der Aussagekraft verbessert werden, indem zusätzlich in einer einige Zeit nach dem Zeitpunkt der Blutentnahme gewonnenen Stuhlprobe der Gehalt an 13C-markierter Laktose und/oder 13C-markierter Milchsäure bestimmt wird. Diese zusätzliche Bestimmung ist nur dann notwendig, wenn die Untersuchung der Serumprobe auf Glukose keinen signifikanten Anstieg an i3C zeigt und somit die Laktose- Intoleranz eigentlich schon feststeht.
Patienten mit sehr stark ausgeprägter Laktose-Intoleranz können bereits durch die reduzierte Menge von 5 bis 10 g Laktose unter Diarrhöe leiden. Derartige Stuhlproben enthalten dann noch nahezu die Gesamtmenge an 13C-markierter Laktose. Bei Patienten mit weniger stark ausgeprägter Laktose-Intoleranz ermöglicht es den Darmbakterien, die applizierte Laktose ganz oder teilweise zu 13C-markierter Milchsäure zu verstoffwechseln. Darüber hinaus kann in solchen Fällen auch 13C-markiertes Methan und H2 entstehen, die jedoch wesentlich schwerer zu untersuchen sind. Die Absenkung der pH-Werte der Stuhlproben durch Milchsäure ist ein weiteres Indiz für Laktose-Intoleranz. Der pH-Wert des Stuhls kann aber durch viele andere Faktoren beeinflusst werden, so dass dieser Parameter kaum geeignet ist, Laktose-Intoleranz sicher zu diagnostizieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren kommt im Gegensatz zu den bisher verwendeten diagnostischen Verfahren mit einer deutlich geringeren Menge von Laktose aus, nämlich 5 bis 30 g 99% 13C-Laktose in einer Kapsel. Diese geringere Menge führt bei Patienten mit starker Laktose-Intoleranz zu keinen Beschwerden während des diagnostischen Verfahrens.
Von entscheidender Bedeutung ist aber, dass die erfindungsgemäße Methode wesentlich genauer ist und obendrein aussagekräftiger, da sie nicht durch sekundäre Einflüsse gestört wird. Dies gilt bereits für den H2-Atemtest und in viel größerem Maße für die Bestimmung der Glukose im Serum.
Die erfindungsgemäße Bestimmung des 13C-Gehalts in den Serumproben und/oder den Stuhlproben erfolgt insbesondere mit Hilfe moderner Mas- senspektrographie mit vorgeschalteter Gaschromatographie oder Elementaranalyse. Diese Methoden sind inzwischen soweit weiterentwickelt und automatisierbar, dass es wirtschaftlich möglich ist, die Proben der Patienten an ein entsprechend ausgerüstetes Zentrallabor zu versenden und dort untersuchen zu lassen.
Das Zentrallaboratorium sollte in erster Linie nur die Serumproben analysieren. Sofern auch Stuhlproben mit eingesandt werden, sollten diese nur dann untersucht werden, wenn die entsprechende Serumprobe keinen signifikanten Anstieg der 13C-markierten Glukose ergeben hat. Bei normalem Anstieg des 13C-Gehaltes im Vergleich zu Standardproben mit bekanntem 13C-Gehalt wird bereits angezeigt, dass Laktose gut vertragen und ausreichend durch Laktase zu Glukose abgebaut wird. Nur bei keinem oder deutlich geringerem Anstieg des 1 C- Gehaltes kann durch Untersuchung der Stuhlprobe festgestellt werden, ob es sich um eine sehr starke oder schwächer ausgebildete Laktose-Intoleranz handelt.
Sofern der Test einen normalen Anstieg des 13C-Gehaltes ergibt und dennoch Milch und Milchprodukte schlecht vertragen werden, handelt es sich um andere Erkrankungen als die weit verbreitete Laktose-Intoleranz. Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit auch differentialdiagnostisch eingesetzt werden. Dieser Gruppe von Patienten kann dann nicht durch Einnahme von Laktase-Präparaten geholfen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch das nachfolgende Beispiel näher erläutert.
Beispiel
Vor Testbeginn wird dem nüchternen Probanden 0,3 bis 0,5 ml Kapillarblut aus dem Finger oder Ohrläppchen entnommen. Dann nimmt der Proband eine Gelatinekapsel mit 5 bis 30 mg 13C-markierter Laktose ein. 30 bis 60 min nach der Einnahme der markierten Laktose werden erneut 0,3 bis 0,5 ml Blut, wie oben beschrieben, entnommen. Aus den Blutproben wird durch Zentrifugation Serum gewonnen. Mittels Filter werden aus den Serumsproben höhermolekulare Bestandteile (z.B. Lipide und Proteine) entfernt. Die Filtrate werden mittels einer Elementaranalyse verbrannt. Das dabei unter anderem aus Glucose gebildete CO2 wird in ein Isotopen-Massenspektrometer geleitet, womit der 13C-Gehalt bestimmt wird. Wie oben beschrieben, werden beide Blutproben ausgewertet. Wenn zwischen den Blutproben vor und nach der Einnahme der 13C-Laktose einen Differenzwert Δδ von weniger als l%o nachgewiesen wird, liegt eine Laktoseintoleranz vor.
Der Text verläuft nach folgendem Schema:
Enzym 13C-Laktose > 13C-Glucose + Galacose
Oxidation 13C-Glucose > 13CO2
Der Patient entnimmt von dem nächsten Stuhl eine Probe und trägt sie mit dem Spachtel in ein Probengefäß. Der nächste Stuhl erfolgt im allgemeinen 2 bis 4 Stunden nach Einnahme der Kapsel. Aus den Stuhlproben wird im Laboratorium ein wässriger Extrakt hergestellt und dieser auf 13C-Laktose und/oder 13C- Milchsäure untersucht. Anwesenheit von 13C-Laktose bzw. 13C-Milchsäure bestätigt die vorliegende Laktose-Intoleranz.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Diagnose der Laktose-Intoleranz von Patienten durch orale Applikation von definierten Mengen Laktose und anschließender Bestimmung von Stoffwechselprodukten der Laktose, dadurch gekennzeichnet, dass die applizierte Laktose 99% 13C-markierte Laktose enthält und nach der Applikation der 13C-Laktose in einer zu einem definierten Zeitpunkt nach der Applikation entnommenen Serumprobe der Gehalt an 13C-markierter Glucose bestimmt wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die 13C- markierte Laktose in einer Kapsel appliziert wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich bestimmt wird in einer einiger Zeit nach dem Zeitpunkt der Serumentnahme gewonnenen Stuhlprobe der Gehalt an 13C-markierter Laktose und/oder 13C-markierter Milchsäure. l ι
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an applizierter 99% 13C-Laktose 5 bis 30 g beträgt und die Serumprobe ca. eine Stunde nach Applikation der Laktose entnommen wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stuhlprobe 1 bis 5 Stunden nach der Serumprobe entnommen wird.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Proben an ein Zentrallabor versandt werden und dort mittels Mas- senspektrographie mit vorgeschalteter Gaschromatographie auf den 13C- Gehalt untersucht werden. Diagnosekit zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 bestehend aus einer
1. 5 bis 30 mg 99% 13C- markierter Laktose in einer Kapsel,
2. einer Patienteninformation,
3. einer Blutentnahmevorrichtung,
4. einem Probegefäß zur Sammlung der Blutprobe sowie gegebenenfalls
5. einem Probegefäß und Spachtel für eine Stuhlprobe.
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