Gambaran diagnostik Etil Glukuronida (EtG) di rambut untuk meneliti

perilaku konsumsi alkohol: perbandingan dengan biomarker tradisional

Hicham Kharbouche & Mohamed Faouzi & Nathalie Sanchez & Jean Bernard

Daeppen & Marc Augsburger & Patrice Mangin & Christian Staub & Frank

Sporkert

Abstrak

Latar Belakang Etil glukuronat (EtG) di rambut telah muncul sebagai biomarker

yang berguna untuk mendeteksi penyalahgunaan alkohol dan pemantauan

terhadap kepantangan menggunakan alkohol. Namun, ada kebutuhan untuk

membangun nilai cutoff yang dapat diandalkan untuk mendeteksi konsumsi

alkohol yang berlebihan dan kronis.

Metode Seratus dua puluh lima subyek diklasifikasikan sebagai teetotalers atau

orang yang tidak mengkonsumsi alkohol, peminum berisiko rendah, peminum

berisiko, atau peminum berat. Gold standar untuk klasifikasi subyek adalah

berdasarkan monitoring log harian prospektif konsumsi alkohol. Subjek dipantau

selama periode 3-bulan. Gambaran diagnostik EtG dievaluasi dan dibandingkan

dengan Carbohydrate-deficience transferring (CDT) dan aktivitas aspartat

aminotransferase, alanin aminotransferase, dan γ-glutamil-transferase (γGT).

Hasil Cutoff >9 pg/mg dari EtG di rambut, menunjukkan adanya konsumsi

alkohol >20/30 g (peminum beresiko), dan cutoff >25 pg/mg, menunjukkan

konsumsi >60 g (peminum berat), ditentukan dengan mengoperasikan receiver

analisis karakteristik. Gambaran diagnostik EtG adalah jauh lebih baik (P <0,05)

daripada biomarker tradisional saja. EtG, sebagai biomarker tunggal,

menghasilkan gambaran diagnostik yang kuat atau serupa dalam mendeteksi

peminum beresiko atau peminum berat, daripada kombinasi terbaik dari

tradisional biomarker (CDT dan γGT). Kombinasi dari EtG dengan biomarker

tradisional tidak meningkatkan gambaran diagnostik. EtG menunjukkan potensi

kuat untuk mengidentifikasi konsumsi alkohol berat, sedangkan biomarker

tradisional tidak dapat melakukannya. EtG tidak secara signifikan dipengaruhi

oleh jenis kelamin, indeks massa tubuh (BMI), atau usia.

1

Kesimpulan EtG dirambut diketahui secara pasti memberikan diagnostik yang

akurat dan dapat diandalkan untuk mendeteksi adanya konsumsi alkohol yang

berlebihan dan kronis. Nilai-nilai cutoff diusulkan dapat digunakan sebagai

referensi untuk rekomendasi cutoff selanjutnya untuk penggunaan klinis dan

forensik.

Kata kunci Konsumsi alkohol, Cutoff, Gambaran diagnostik, Etil glukuronat,

Biomarker alkohol

Daftar singkatan

ASAT : Aspartate aminotransferase

ALAT : Alanine aminotransferase

γGT : γ-Glutamyl-transferase

CDT : Carbohydrate-deficient transferring

EtG : Ethyl glucuronide

DASM log : Daily Alcohol Self-monitoring log

GC-MS/MS : Gas chromatography-tandem mass spectrometry

LOQ : Limit of quantification

ROC : Receiver operating characteristic

AUROC : Area under the ROC curve

BMI : Body mass index

OR : Odds ratio

CI : Confidence interval

Pendahuluan

Konsumsi alkohol yang kronis dan berlebihan diakui sebagai masalah kesehatan

masyarakat yang utama. Di Eropa Barat, diperkirakan bahwa 20% dari populasi

mengkonsumsi alkohol dalam jumlah yang berlebihan dan kronis, termasuk

dikategorikannya peminum sebagai peminum beresiko dan peminum berat.

2

Konsumsi alkohol beresiko (>20/30 g/hari) dikaitkan dengan peningkatan resiko

penyakit dan kematian dini, dan itu memberi beban sosial dan ekonomi yang

cukup besar [1, 2]. Deteksi dini konsumsi alkohol beresiko adalah penting untuk

membantu mengurangi cedera yang berhubungan dengan alkohol.

Nilai diagnostik dari biomarker tradisional dan biomarker tidak langsung seperti

aspartat aminotransferase (ASAT), alanin aminotransferase (ALAT), γ-glutamil-

transferase (γGT), dan carbohydrate-deficient transferring (CDT) sering dibatasi

oleh kurangnya kepekaan dan atau spesifisitas, peningkatan nilainya dapat

disebabkan oleh banyaknya gangguan alkohol lain [3-5]. Kombinasi biomarker

tradisional yang demikian dianjurkan untuk meningkatkan diagnosis [3, 6-10].

Etil glukuronida (EtG) merupakan biomarker konsumsi alkohol yang

menjanjikan. Berbeda dengan biomarker tradisional, EtG adalah metabolit

langsung dari etanol yang secara eksklusif diproduksi secara invivo pada

konsumsi alkohol. EtG disimpan di dalam rambut, yang membuat analisis yang

efektif dan non-invasif untuk memantau konsumsi alkohol retrospektif selama

periode waktu yang lama (minggu/bulan). Beberapa studi telah menyelidiki

potensi EtG pada rambut sebagai penanda konsumsi alkohol [11-16]. Secara

keseluruhan, EtG tidak terdeteksi pada rambut orang-orang yang tidak

mengkonsumsi alkohol. Peminum berat (>60 g/hari) konsentrasi EtG di rambut

akan jauh lebih tinggi dibandingkan dengan yang disebut sebagai peminum sosial

(≤60 g/hari). Selain itu, tingkat EtG di rambut tampaknya mencerminkan jumlah

rata-rata konsumsi harian alkohol [17, 18].

Berbagai nilai cutoff (4, 23, 25, 30, dan 50 pg/mg) telah diusulkan untuk

mendeteksi konsumsi alkohol kronis dan berlebihan [14, 17, 19-21]. Meskipun

pada konsensus Society of Hair Testing (SoHT) tahun 2009, nilai cutoff >30

pg/mg menunjuk pada peminum berat [22], tidak ada kesepakatan umum

mengenai nilai-nilai cutoff yang harus digunakan.

Sebuah studi yang dilakukan pada 154 orang dalam penilaian kemampuan

mengemudi menggunakan nilai cutoff >7 pg/mg untuk peminum sosial antara 20

dan 40 g ethanol perhari dan >30 pg/mg untuk peminum berat (>60 g/hari) [23].

3

Konsentrasi EtG dirambut dibandingkan dengan persentase plasma CDT. Berbeda

dengan 53 orang yang diuji dengan EtG dirambut >30 pg/mg, hanya 15 kasus saja

dimana CDT terdeteksi di atas batas atas yang sering digunakan.

Hanya satu studi retrospektif yang didasarkan pada laporan diri dipadu dengan

komponen statistik dalam rangka untuk memvalidasi kinerja EtG di rambut [24].

Dua puluh tujuh picograms per miligram telah diusulkan sebagai nilai cutoff

untuk mengidentifikasi peminum berat dengan sensitivitas 0,92 dan spesifisitas

0,96.

Sebuah studi baru-baru ini diterbitkan Swedia mengukur EtG di

rambut setelah konsumsi ethanol harian terkontrol 16 g (14 relawan perempuan)

atau 32 g (7 relawan laki-laki) dalam wakttu lebih dari 3-bulan [25]. EtG dapat

dideteksi dirambut pada enam dari tujuh relawan dengan konsumsi 32 g/hari

dan dalam konsentrasi rendah EtG ditemukan pada 6 dari 14 kasus dengan

konsumsi 16 g/hari. Mereka menyimpulkan bahwa EtG dirambut tidak bisa

sepenuhnya mengesampingkan konsumsi alkohol harian dalam dosis kecil dan

tidak memiliki sensitivitas untuk tujuan pemantauan terhadap yang bukan

peminum.

Sebuah estimasi yang tidak akurat dari konsumsi alkohol dapat mengakibatkan

kesalahan klasifikasi subjek dan nilai cutoff tidak dapat diandalkan. Pilihan gold

standar ialah kunci elemen untuk memastikan keabsahan hasil. Penilaian

konsumsi alkohol bergantung pada baik retrospektif atau metode prospektif.

Metode retrospektif terkait dengan kurangnya kepatuhan dan data hilang

dikarenakan adanya kebutuhan untuk mengingat konsumsi alkohol selama waktu

yang lama [26]. Sementara metode prospektif merupakan alternatif yang unggul

dibandingkan retrospektif, metode penyampaian langsung dari pengguna alkohol

itu sendiri. Mereka memungkinkan subjek untuk mengumpulkan lebih

akurat data konsumsi alkohol setiap harinya dan tidak memerlukan subjek untuk

mengingat konsumsi alkohol mereka [27, 28]. Untuk pengetahuan kita, belum ada

penelitian yang mengevaluasi gambaran diagnostik dari EtG rambut dengan

menggunakan prospektif, metode pemantauan diri sebagai gold standar.

4

Tujuan utama dari studi prospektif ini adalah untuk menilai relevansi EtG rambut

sebagai penanda konsumsi alkohol dalam populasi. Untuk tujuan ini, nilai cutoff

yang digunakan untuk mengidentifikasi konsumsi alkohol yang berlebihan dan

kronik ditentukan dengan menggunakan analisis statistik. Gambaran diagnostik

EtG dirambut dievaluasi dan dibandingkan dengan biomarker tradisional sendiri,

atau dalam kombinasi. Selanjutnya, dipelajari pengaruh faktor intrinsik terhadap

gambaran diagnostik EtG dirambut.

Bahan dan metode

Populasi penelitian

Studi prospektif ini dilakukan antara Maret 2009 dan Juni 2009 selama periode

pengujian 3 bulan di University Center of Legal Medicine, Lausanne. Seratus

empat puluh subyek direkrut melalui iklan di surat kabar lokal dan poster yang

dipublikasikan di tempat umum. Subyek yang memenuhi syarat berada di atas 18

tahun, tidak hamil, dan tanpa gangguan kognitif. Subyek dengan

penyalahgunaan narkoba tidak diizinkan untuk berpartisipasi dalam

penelitian. Dari 140 subyek, sepuluh tidak memenuhi kelayakan kriteria, dan lima

menarik diri dari penelitian. Data lengkap yang diperoleh dari 125 subjek (69

wanita, 56 pria) yang menyelesaikan penelitian. Semua peserta memberikan izin

tertulis sebelum pendaftaran. Protokol penelitian telah disetujui oleh Clinical

Research Ethics Committee University of Lausanne.

Log pemantauan diri terhadap konsumsi alkohol harian

Konsumsi alkohol subjek setiap harinya diperkirakan menggunakan log

pemantauan diri terhadap konsumsi alkohol harian atau Daily Alcohol Self-

monitoring log (DASM log) dicatat selama periode penelitian 3 bulan. Mereka

diminta untuk melaporkan konsumsi alkohol mereka setiap hari menggunakan

kalender mingguan. DASM log diperbolehkan untuk mengumpulkan secara

prospektif informasi kualitatif maupun kuantitatif tentang nomor, volume,

frekuensi, dan jenis minuman (dikategorikan sebagai bir, anggur, diperkaya

5

anggur, dan spirit) yang dikonsumsi setiap hari. Rata-rata konsumsi alkohol harian

(gram per hari) dihitung berdasarkan pada konten alkohol, volume yang

dilaporkan, dan frekuensi minum. Alkohol pada bir, anggur, anggur yang

diperkaya, dan spirit isinya didefinisikan masing-masing sebagai 5%, 12%, 20%,

dan 40% (v/v).

Identifikasi profil subjek yang mengkonsumsi alkohol

Subjek diklasifikasikan menjadi tiga kategori (tidak mengkonsumsi

alkohol/teetotalers, peminum beresiko rendah, dan peminum beresiko)

berdasarkan hasil dari DASM log. Teetotalers didefinisikan sebagai subyek yang

menyatakan jumlah konsumsi alkohol (0 g/hari) selama 12 bulan terakhir.

Peminum berisiko rendah didefinisikan sebagai subyek yang konsumsi alkoholnya

≤20 g/hari untuk wanita dan ≤30 g/hari untuk pria. Peminum beresiko

didefinisikan sebagai subyek yang mengkonsumsi alkohol >20 g/hari untuk

perempuan dan >30 g/hari untuk pria. Ambang ini didasarkan pada Rekomendasi

WHO. Untuk memungkinkan perbandingan langsung dari temuan kami dengan

hasil yang dilaporkan dalam literature, subjek dengan konsumsi alkohol >60

g/hari untuk pria dan wanita juga diklasifikasikan dan disebut sebagai peminum

berat.

Desain penelitian

Subjek diminta untuk menghadiri tiga kunjungan: pada minggu ke 0, 6, dan 12.

Wawancara pertama terdiri dari memperkenalkan tujuan dan desain penelitian.

Informasi-informasi dikumpulkan, termasuk jenis kelamin, usia, berat badan,

tinggi badan, warna rambut alami, dan rambut perawatan kosmetik. DASM log

dijelaskan dan diberikan kepada masing-masing subjek. Subjek diminta untuk

mengisi dan mengembalikan DASM log setiap minggu selama periode penelitian.

Contoh darah diambil pada semua kunjungan, dan contoh rambut pada kunjungan

pertama dan terakhir. DASM log diperiksa pada minggu ke 6 dan akhir protokol.

6

Sampel darah dan rambut

Sampel darah dikumpulkan dalam Sarstedt S-Monovette serum Gel tabung, yang

segera disentrifugasi. Dua mililiter serum dipisahkan dan disimpan pada -20°C

sampai dilakukan analisis. Sampel rambut dikumpulkan dari simpul regio

posterior, sedekat mungkin dengan kulit. 3 cm segmen proksimal rambut,

mewakili sekitar 3 bulan pertumbuhan [29], digunakan untuk analisis ETG.

Sampel rambut disimpan kering dan dijauhkan dari cahaya pada suhu kamar

sampai dilakukannya analisis.

Analisis serum dan rambut

Biomarker tradisional (ASAT, ALAT, γGT, dan CDT) dianalisis dalam semua

sampel serum. ASAT, ALAT, dan γGT diukur dengan immunoassay pada suatu

Dimensi ® Xpand ® Plus sistem kimia klinis (Siemens). CDT dianalisis dengan

zona kapiler elektroforesis, dilengkapi dengan detektor UV ditetapkan pada 210

nm, menggunakan uji kit komersial (CEofix ™ CDT, Analis). CDT dinyatakan

sebagai persen dari asialo-plus disialo-transferin isoform pada total transferrin.

EtG di rambut dianalisis menggunakan metode gas yang sepenuhnya divalidasi

metode chromatography-tandem mass spectromtry (GC-MS/MS) [30]. Batas

deteksi dan limit of quantification (LOQ) masing-masing adalah 2 dan 4 pg/mg

rambut.

Analisis data

Analisis statistik dilakukan dengan menggunakan Stata ® versi 11 dan versi R

2.9.2 perangkat lunak. Mean, standar deviasi, rentang median, dan interkuartil

(25-75%) digunakan sebagai statistik deskriptif. Variabel kontinyu dibandingkan

menggunakan Kruskal-Wallis test dan U Mann-Whitney tes (satu sisi); variabel

kategori dibandingkan menggunakan χ2 test (dua sisi). Gambaran diagnostik EtG,

ASAT, ALAT, γGT, dan CDT (sensitivitas, spesifisitas, nilai prediktif positif, dan

nilai prediksi negatif) dihitung untuk nilai-nilai cutoff yang optimal yang dipilih

dari kurva receiver operating characteristic (ROC) (yaitu, nilai pada kurva ROC

terjauh dari garis diagonal [kesempatan] mengoptimalkan baik sensitivitas dan

spesifisitas). Gambaran diagnostik dari setiap tes dibandingkan menggunakan

7

kurva area under the ROC (AUROC). AUROC mendekati 1 menunjukkan tes

diagnostik yang lebih baik, sedangkan AUROC 0,5 menunjukkan tidak ada

kemampuan diagnostik. Analisis regresi logistik univariat dilakukan untuk

mengevaluasi efek independen usia, jenis kelamin, dan BMI pada gambaran

diagnostik EtG, dinyatakan sebagai rasio odds (OR). Analisis regresi logistik

multivariat dilakukan untuk menentukan kombinasi antara lima biomarker yang

dapat paling baik memprediksi konsumsi alkohol yang berlebihan. P <0,05

dianggap signifikan secara statistik.

Hasil

Gambaran hasil

Seratus dua puluh lima subyek diklasifikasikan berdasarkan laporan konsumsi

alkohol mereka. Demografi dan karakteristik asupan alkohol dan biomarker

disajikan pada Tabel 1. Empat puluh tiga subyek tidak melaporkan adanya

konsumsi alkohol, 44 subyek melaporkan konsumsi alkohol ≤20/30 g/hari

(perempuan/laki-laki), dan 38 subyek melaporkan konsumsi alkohol >20/30 g/hari

(perempuan/laki-laki). Dua puluh satu subyek memiliki konsumsi alkohol >60

g/hari. Tidak ada perbedaan signifikan pada usia dan BMI, perbedaan yang

signifikan terdapat pada jenis kelamin antara tiga kelompok. Wanita lebih sedikit

sebagai peminum beresiko dibandingkan pria.

Konsentrasi median EtG bervariasi antara kelompok dan secara signifikan lebih

tinggi pada peminum berisiko daripada peminum berisiko rendah (tes Mann-

Whitney U, P <0,001). Nilai-nilai median dari γGT dan CDT juga secara

signifikan lebih tinggi pada peminum berisiko daripada peminum berisiko rendah

(tes Mann-Whitney U, P <0,001). Perbedaan ini, meskipun signifikan, kurang

jelas dengan nilai-nilai median ASAT dan ALAT (tes Mann-Whitney U, P <0,05).

Peminum berat menunjukkan secara signifikan nilai ETG, ASAT, ALAT, γGT,

dan CDT yang lebih tinggi dibandingkan dengan subjek yang mengkonsumsi ≤60

g/hari (tes Mann-Whitney U, P <0,001). Khususnya pada biomarker, secara

signifikan didapatkan nilai yang meningkat pada peminum berat, dibandingkan

dengan peminum berisiko (tes U Mann-Whitney, P <0,01).

8

Tabel 1 Demografi dan karakteristik asupan alkohol dan biomarker ( EtG diukur di rambut, ASAT, ALAT, GGT, dan CDT diukur di plasma) pada 125 subjek penelitian yang di klasifikasikan menurut laporan konsumsi alkohol harian mereka

Penentuan nilai cutoff yang optimal dan gambaran diagnostik EtG

Tabel 2 daftar gambaran diagnostik EtG untuk masing-masing nilai cutoff yang

optimal. Analisis ROC dilakukan untuk menentukan nilai cutoff EtG yang

optimal, untuk memungkinkan membedakan peminum beresiko dari yang lain.

Nilai cutoff optimal ditetapkan pada >9 pg/mg. Berdasarkan cutoff ini, sensitivitas

EtG adalah 0,82 (31 dari 38 pada peminum berisiko yang diklasifikasikan dengan

benar), dan spesifisitas adalah 0,93 (6 dari 87 subjek salah didiagnosis sebagai

peminum berisiko). Nilai prediktif positif dan negatif masing-masing adalah 0,84

dan 0,92, yang berarti bahwa probabilitas untuk subyek dengan konsentrasi EtG

>9 pg/mg untuk menjadi peminum berisiko adalah 84%, dan probabilitas

untuk subyek dengan konsentrasi EtG ≤9 pg/mg untuk menjadi peminum berisiko

rendah adalah 92%. Nilai cutoff demikian diusulkan sebagai indikator yang baik

pada peminum berisiko. Nilai cutoff yang optimal untuk mendeteksi peminum

9

berat ditetapkan pada >25 pg/mg (>60 g/hari dibandingkan yang lain). EtG

memiliki gambaran diagnostik yang lebih baik dalam mendeteksi peminum berat

daripada peminum berisiko, dengan tingkat negatif palsu yaitu 5% dan tingkat

positif palsu yaitu 3%. Peminum berisiko rendah ditunjukkan dalam 58% kasus

dengan EtG konsentrasi lebih rendah dari LOQ dari metode analisis yang

diterapkan dari 4 pg/mg. Perbedaan nyata antara teetotalers (orang yang tidak

mengkonsumsi alkohol) dan peminum berisiko rendah itu tidak mungkin.

Keuntungan dalam sensitivitas dari metode analisis dapat memungkinkan

perbedaan antara kelompok tersebut.

Tabel 2 Gambaran diagnostik EtG untuk mendeteksi bukan peminum, peminum beresiko dan peminum berat

Perbandingan gambaran diagnostik

AUROC dari masing-masing biomarker ditampilkan dalam Gambar 1. EtG,

ASAT, ALAT, γGT, dan CDT memiliki nilai AUROC lebih besar dari 0,5, di

mana 0,5 menunjukkan tes yang tidak efektif. Gambaran diagnostik EtG secara

signifikan lebih tinggi dari biomarker tradisional (P <0,0001). EtG menunjukkan

nilai AUROC terbesar (0,95; 95% CI, 0,92-0,99), diikuti oleh CDT (0,80; 95%

CI, 0,71-0,89), γGT (0,76; 95% CI, 0,66-0,86), ASAT (0,65; 95% CI, 0,54-0,76),

dan ALAT (0,60; 95% CI, 0,49-0,71). Gambaran diagnostik setiap biomarker

untuk mendeteksi peminum berat juga dievaluasi. Semua biomarker adalah

prediktor yang lebih baik pada peminum berat daripada peminum beresiko (EtG,

0,99; 95% CI, 0,98-1,00; CDT, 0,84, 95% CI, 0,75-0,93; γGT, 0,79; 95% CI,

0,65-0,93; ASAT, 0,79, 95% CI, 0,68-0,90; ALAT, 0,73, 95% CI, 0,62-0,85).

10

Nilai AUROC untuk ETG secara signifikan lebih tinggi dari tradisional biomarker

yang lain (P <0,001).

Gambar 1 Perbandingan gambaran diagnostik dari EtG dalam mendeteksi (a) peminum beresiko (>20/30 g/hari; perempuan/laki-laki), (b) peminum berat (>60 g/hari; laki-laki dan perempuan) dengan biomarker tradisional (CDT, γGT, ASAT, and ALAT) menggunakan analisa kurva ROC, AUROC

11

Gambaran diagnostik dari kombinasi biomarker

EtG, sebagai biomarker tunggal, menghasilkan kemampuan diagnostik yang sama

dalam mendeteksi peminum berisiko dengan EtG sebagai biomarker kombinasi

yang terbaik, dimana menggunakan EtG, ALAT, dan γGT. Nilai AUROC dari

kombinasi ini adalah 0,96 (95% CI, 0,93-0,99), sedangkan AUROC dari EtG

sendiri adalah 0,95 (95% CI, 0,91-0,99). Sebagai biomarker tunggal,

EtG menghasilkan gambaran diagnostik kuat dalam mendeteksi peminum berisiko

daripada kombinasi beberapa biomarker tradisional. Secara khusus, EtG lebih

baik dalam mendeteksi peminum berisiko daripada kombinasi biomarker

tradisional yang terbaik, yang mencakup CDT dan γGT (P <0,05). Tidak ada

perbedaan yang signifikan dalam mendeteksi peminum berat yang

diamati ketika membandingkan EtG dengan kombinasi biomarker tradisional yang

terbaik (P = 0,06).

Efek faktor intrinsik pada EtG

Sebuah analisis regresi univariat usia, jenis kelamin, dan BMI

mengungkapkan bahwa tidak ada variabel-variabel yang mempengaruhi gambaran

12

diagnostik EtG dalam mengidentifikasi konsumsi alkohol yang berlebihan dan

kronis (usia [OR, 0,95; 95% CI, 0,89-1,01, P = 0,09], jenis kelamin [OR, 0,86;

95% CI, 0,21-3,45, P = 0,83], atau BMI [OR, 1,04; 95% CI, 0,88-1,23, P = 0,62]).

Berdasarkan hasil ini, tidak ada koreksi yang dianggap perlu.

Diskusi

Gambaran diagnostik dan nilai-nilai cutoff

Temuan utama dari studi ini adalah bahwa EtG pada rambut diandalkan

sebagai indikator konsumsi alkohol kronis dan berlebihan, terlepas dari, jenis

kelamin, usia subyek, atau BMI.

EtG pada rambut menunjukkan gambaran diagnostik yang tinggi dalam

mendiagnosis konsumsi alkohol kronis dan berlebihan. Bahkan kombinasi terbaik

dari biomarker tradisional dan EtG tidak secara signifikan meningkatkan

gambaran diagnostik EtG saja. Meskipun EtG saja lebih baik dalam

mengidentifikasi peminum berisiko daripada kombinasi terbaik biomarker

tradisional, namun keduanya menunjukkan gambaran diagnostik yang sama dalam

mengidentifikasi peminum berat (seperti yang ditunjukkan pada CDT dan γGT

oleh Sillanaukee [7]). Seperti yang diharapkan, semua biomarker lebih baik dalam

mendeteksi peminum berat dari pada peminum berisiko. Gambaran diagnostik

tertinggi biomarker tradisional diperoleh pada deteksi peminum berat (0,73-0,84),

sedangkan gambaran diagnostik terendah diperoleh pada deteksi peminum

berisiko (0,60-0,80), dengan nilai minimum yang dilaporkan tidak lebih tinggi

dari yang diharapkan. Temuan ini mendukung hasil yang dilaporkan sebelumnya

[3] dan telah dikaitkan dengan peningkatan dalam aktivitas biomarker tradisional

pada konsumsi alkohol lebih dari 60-80 g/hari, berkelanjutan untuk jangka waktu

2 minggu [8, 31, 32]. Dengan demikian, jumlah alkohol yang tinggi diperlukan

untuk meningkatkan tingkat biomarker tradisional dan membuat deteksi dini

penyalahgunaan alkohol menjadi sangat sulit. Sebaliknya, EtG hadir bahkan

setelah konsumsi alkohol rendah sampai sedang, dan memungkinkan identifikasi

peminum beresiko dengan gambaran diagnostik yang tinggi (0,95), dibandingkan

dengan biomarker tradisional.

13

Untuk mengidentifikasi peminum berat, nilai cutoff yang bermakna telah

ditentukan: nilai cutoff 25 pg/mg sebagai kombinasi terbaik untuk sensitivitas

(0,95) dan spesifisitas (0,97). Hasil ini mendukung penelitian sebelumnya, yang

menyarankan nilai cutoff 27 pg/mg untuk mengidentifikasi peminum berat;

sensitivitas dan spesifisitasnya masing-masing adalah 0,92 dan 0,96 [24].

Menggunakan nilai cutoff 30 pg/mg yang direkomendasikan oleh SoHT [22], kita

akan memperoleh spesifisitas yang sama (0,97), namun sensitivitas akan menurun

(0,81). Dalam praktek klinis dan forensik, memastikan spesifisitas penting untuk

mengurangi hasil positif palsu. Dalam studi ini, spesifisitas terbaik diperoleh

dengan nilai cutoff 39 pg/mg: tidak ada subyek yang akan salah terkelompokkan

sebagai peminum berat, meskipun hanya 81% akan benar diidentifikasi sebagai

peminum berat. Demikian pula, nilai cutoff yang kuat ditentukan untuk

mendeteksi peminum beresiko. Nilai cutoff optimal yaitu 9 pg/mg dan

menghasilkan sensitivitas 0,82 dan spesifisitas 0,93. Untuk pengetahuan kita, ini

merupakan studi pertama yang menyelidiki kegunaan EtG dalam mendeteksi

peminum beresiko, yang sering sebagai tanda awal konsumsi alkohol berlebihan

dan kronis.

Perbedaan antara peminum beresiko rendah dan bukan peminum di bawah batas

analitis yang diberikan adalah tidak mungkin karena hasil negatif nya memiliki

persentase yang tinggi pada kelompok peminum berisiko rendah. Keterbatasan ini

mungkin sebagian diselesaikan dalam waktu dekat dengan peralatan analitis yang

menawarkan sensitivitas yang lebih baik.. Namun, ketika EtG terdeteksi di

rambut, bukan peminum sudah pasti dapat dieklusikan.

Beberapa penelitian telah melaporkan efek jenis kelamin, usia, atau BMI pada

tingkat biomarker tradisional. Menariknya, dalam studi ini, EtG tidak dipengaruhi

oleh jenis kelamin, usia, atau BMI. Selain itu, studi sebelumnya menunjukkan

bahwa EtG kemungkinan tidak dipengaruhi bahkan oleh warna rambut [18, 33].

Data ini mendukung relevansi EtG sebagai biomarker yang dapat diandalkan

karena tidak memerlukan jenis kelamin, usia, atau penyesuaian BMI. Temuan ini

mengkonfirmasi tren yang dilaporkan sebelumnya [24].

Namun, kekhawatiran tentang hasil positif buatan EtG karena kosmetik atau

makanan tidak dapat diabaikan. Penelitian terakhir yang dilakukan oleh Martins

14

dkk. [34] tidak menunjukkan hasil positif palsu setelah perawatan rambut yang

mengandung ethanol. Namun demikian, kontaminasi oleh produk yang

terkontaminasi EtG tidak dapat dikesampingkan, bahkan jika itu adalah seperti

yang dilaporkan dalam kasus yang disajikan oleh Sporkert et al. [35]. Oleh karena

itu, perawatan rambut harus selalu direkam selama sampling. Kasus EtG positif

pada rambut karena makanan atau bukan kosmetik-rambut seperti obat kumur

atau sanitizer tangan belum dilaporkan, tidak seperti hasil postif EtG di urin [36-

41]. Yang dapat dijelaskan oleh sejumlah kecil etanol yang dicerna atau diserap

terhadap konsentrasi EtG dalam urin tidak cukup tinggi untuk menghasilkan

temuan positif EtG dirambut.

Interpretasi dan pertimbangan praktis

Dalam praktek klinis dan forensik, EtG telah menunjukkan

potensial tinggi pada pemantauan terhadap tidak adanya konsumsi alkohol,

mengidentifikasi adanya kekambuhan dalam konsumsi alkohol, atau dalam

mendiagnosis konsumsi alkohol berlebihan dan kronis. Analisis EtG dirambut (0-

3 cm, segmen proksimal) harus ditafsirkan sesuai dengan kriteria berikut ini: (1)

konsentrasi EtG rambut 0 sampai ≤LOQ yang menunjukkan tidak adanya

konsumsi alkohol (teetotalers), meskipun peminum alkohol resiko rendah tidak

dapat dikesampingkan, (2) konsentrasi EtG >LOQ sampai ≤9 pg/mg menunjukkan

peminum alkohol risiko rendah dan dapat mengecualikan yang bukan peminum

alkohol; (3) konsentrasi EtG >9 hingga ≤25 pg/mg menunjukkan peminum

beresiko; dan (4) konsentrasi EtG >25 pg/mg menunjukkan peminum berat.

Selain itu, perawatan harus diambil dalam interpretasi dari hasil EtG dirambut

untuk menunjukkan pantangan terbaru dari alkohol. Karena pertumbuhan rambut

tidak teratur, dan sekitar 15-20% dari folikel rambut tetap dalam fase siklus

inaktif, sisa EtG masih dapat dideteksi (rata-rata sekitar 15-20%) bahkan setelah

penghentian lengkap dari konsumsi alkohol [42]. Tergantung pada perilaku

konsumsi alkohol sebelumnya, masa tunggu, sesuai dengan fase aktif

pertumbuhan rambut, mungkin dianjurkan pada pemantauan kepantangan

konsumsi alkohol untuk menghindari adanya kesalahan dalam interpretasi. Untuk

kontrol kepantangan konsumsi alkohol tiap harinya atau beberapa minggu setelah

15

penghentian konsumsi alkohol, deteksi EtG dan etil sulfat dalam urin [43, 44] atau

phosphatidylethanol di darah [45-47] merupakan pilihan yang lebih baik.

Kesimpulan, EtG dirambut menunjukkan gambaran diagnostik yang bermakna

dalam mendeteksi baik peminum beresiko maupun peminum berat, dan ini jelas

melebihi gambaran diagnostik pada biomarker tradisional. Berbeda dengan

biomarker tradisional, usia, jenis kelamin, dan BMI tidak mempengaruhi

gambaran diagnostik EtG. Analisis dari EtG dirambut secara pasti merupakan alat

diagnostik klinis yang efisien untuk mendeteksi konsumsi alkohol yang

berlebihan dan kronik. Nilai cutoff telah diketahui dapat berfungsi sebagai

referensi untuk rekomendasi cutoff selanjutnya untuk mengidentifikasi perilaku

konsumsi alkohol.

Ucapan Terima Kasih

Penelitian ini didukung oleh dana dari Swiss Foundation for Alcohol Research.

Para penulis mengucapkan terima kasih kepada Sara Petter untuk bantuannya

serta Annette Jordan dan Magali Dovat-Sabatella atas bantuan mereka dalam

analisis sampel.

Referensi

1.Rehm J, Gmel G, Sempos CT, Trevisan M (2003) Alcohol-related morbidity

and mortality. Alcohol Res Health 27(1):39–51

2.WHO (2011) Global status report on alcohol and health. World Health

Organization, Geneva. Accessed 11 Feb 2011

3.Conigrave KM, Degenhardt LJ, Whitfield JB, Saunders JB, Helander A,

Tabakoff B (2002) CDT, GGT, and AST as markers of alcohol use: the

WHO/ISBRA collaborative project. Alcohol Clin Exp Res 26(3):332–339

4.Arndt T (2001) Carbohydrate-deficient transferrin as a marker of chronic

alcohol abuse: a critical review of preanalysis, analysis, and interpretation. Clin

Chem 47(1):13–27

5.Fleming MF, Anton RF, Spies CD (2004) A review of genetic, biological,

pharmacological, and clinical factors that affect carbohydrate-deficient transferrin

levels. Alcohol Clin Exp Res 28(9):1347–1355

16

6.Sillanaukee P (1996) Laboratory markers of alcohol abuse. Alcohol Alcohol

31(6):613–616

7.Sillanaukee P, Olsson U (2001) Improved diagnostic classification of alcohol

abusers by combining carbohydrate-deficient transferrin and gamma-

glutamyltransferase. Clin Chem 47(4):681–685

8.Anton RF, Lieber C, Tabakoff B (2002) Carbohydrate-deficient transferrin and

gamma-glutamyltransferase for the detection and monitoring of alcohol use:

results from a multisite study. Alcohol Clin Exp Res 26(8):1215–1222

9.Chen J, Conigrave KM, Macaskill P, Whitfield JB, Irwig L (2003) Combining

carbohydrate-deficient transferrin and gammaglutamyltransferase to increase

diagnostic accuracy for problem drinking. Alcohol Alcohol 38(6):574–582

10.Rinck D, Frieling H, Freitag A, Hillemacher T, Bayerlein K, Kornhuber J,

Bleich S (2007) Combinations of carbohydrate-deficient transferrin, mean

corpuscular erythrocyte volume, gammaglutamyltransferase, homocysteine and

folate increase the significance of biological markers in alcohol dependent

patients. Drug Alcohol Depend 89(1):60–65

11.Alt A, Janda I, Seidl S, Wurst FM (2000) Determination of ethyl glucuronide

in hair samples. Alcohol Alcohol 35(3):313–314

12.Janda I, Weinmann W, Kuehnle T, Lahode M, Alt A (2002) Determination of

ethyl glucuronide in human hair by SPE and LC-MS/MS. Forensic Sci Int 128(1–

2):59–65

13.Yegles M, Labarthe A, Auwarter V, Hartwig S, Vater H, Wennig R, Pragst F

(2004) Comparison of ethyl glucuronide and fatty acid ethyl ester concentrations

in hair of alcoholics, social drinkers and teetotallers. Forensic Sci Int 145(2–

3):167–173

14.Politi L, Morini L, Leone F, Polettini A (2006) Ethyl glucuronide in hair: is it a

reliable marker of chronic high levels of alcohol consumption? Addiction

101(10):1408–1412

15.Jurado C, Soriano T, Gimenez MP, Menendez M (2004) Diagnosis of chronic

alcohol consumption. Hair analysis for ethyl-glucuronide. Forensic Sci Int 145(2–

3):161–166

17

16.Skopp G, Schmitt G, Potsch L, Dronner P, Aderjan R, Mattern R (2000) Ethyl

glucuronide in human hair. Alcohol Alcohol 35(3):283–285

17.Appenzeller BM, Agirman R, Neuberg P, Yegles M, Wennig R (2007)

Segmental determination of ethyl glucuronide in hair: a pilot study. Forensic Sci

Int 173(2–3):87–92

18.Kharbouche H, Steiner N, Morelato M, Staub C, Boutrel B, Mangin P,

Sporkert F, Augsburger M (2010) Influence of ethanol dose and pigmentation on

the incorporation of ethyl glucuronide into rat hair. Alcohol 44(6):507–514

19.Pragst F, Yegles M (2008) Determination of fatty acid ethyl esters (FAEE) and

ethyl glucuronide (EtG) in hair: a promising way for retrospective detection of

alcohol abuse during pregnancy? Ther Drug Monit 30(2):255–263

20.Kintz P, Villain M, Vallet E, Etter M, Salquebre G, Cirimele V (2008) Ethyl

glucuronide: unusual distribution between head hair and pubic hair. Forensic Sci

Int 176(1):87–90

21.Bendroth P, Kronstrand R, Helander A, Greby J, Stephanson N, Krantz P

(2008) Comparison of ethyl glucuronide in hair with phosphatidylethanol in

whole blood as post-mortem markers of alcohol abuse. Forensic Sci Int

176(1):76–81

22.Kintz P (2010) Consensus of the Society of Hair Testing on hair testing for

chronic excessive alcohol consumption 2009. Forensic Sci Int 196(1–3):2

23.Liniger B, Nguyen A, Friedrich-Koch A, Yegles M (2010) Abstinence

monitoring of suspected drinking drivers: ethyl glucuronide in hair versus CDT.

Traffic Inj Prev 11(2):123–126

24.Morini L, Politi L, Polettini A (2009) Ethyl glucuronide in hair. A sensitive

and specific marker of chronic heavy drinking. Addiction 104(6):915–920

25.Kronstrand R, Brinkhagen L, Nystrom FH (2011) Ethyl glucuronide in human

hair after daily consumption of 16 or 32 g of ethanol for 3 months. Forensic Sci

Int. doi:10.1016/j.forsciint.2011.01.044

26.Gmel G, Daeppen JB (2007) Recall bias for seven-day recall measurement of

alcohol consumption among emergency department patients: implications for

case-crossover designs. J Stud Alcohol Drugs 68(2):303–310

18

27.Lemmens P, Knibbe RA, Tan F (1988) Weekly recall and dairy estimates of

alcohol consumption in a general population survey. J Stud Alcohol 49(2):131–

135

28.Townshend JM, Duka T (2002) Patterns of alcohol drinking in a population of

young social drinkers: a comparison of questionnaire and diary measures. Alcohol

Alcohol 37(2):187–192

29.Pragst F, Balikova MA (2006) State of the art in hair analysis for detection of

drug and alcohol abuse. Clin ChimActa 370(1–2):17–49

30.Kharbouche H, Sporkert F, Troxler S, Augsburger M, Mangin P, Staub C

(2009) Development and validation of a gas chromatographynegative chemical

ionization tandem mass spectrometry method for the determination of ethyl

glucuronide in hair and its application to forensic toxicology. J Chromatogr B

Analyt Technol Biomed Life Sci 877(23):2337–2343

31.Helander A, Tabakoff B (1997) Biochemical markers of alcohol use and abuse:

experiences from the Pilot Study of the WHO/ISBRA Collaborative Project on

state and trait markers of alcohol. International Society for Biomedical Research

on Alcoholism. Alcohol Alcohol 32(2):133–144

32.Stibler H (1991) Carbohydrate-deficient transferrin in serum: a new marker of

potentially harmful alcohol consumption reviewed. Clin Chem 37(12):2029–2037

33.Appenzeller BM, Schuman M, Yegles M, Wennig R (2007) Ethyl glucuronide

concentration in hair is not influenced by pigmentation. Alcohol Alcohol

42(4):326–327

34.Martins L, Binz T, Yegles M (2011) Influence of ethanol containing cosmetics

on ethyl glucuronide concentration in hair. Ann Toxicol Anal 23:S1–10

35.Sporkert F, Kharbouche H, Augsburger M, Mangin P (2011) Positive EtG

findings in hair as a result of cosmetic treatment—a case report. Ann Toxicol

Anal 23:S1-9–S1-10

36.Musshoff F, Albermann E, Madea B (2010) Ethyl glucuronide and ethyl

sulfate in urine after consumption of various beverages and foods—misleading

results? Int J Legal Med 124(6):623–630

19

37.Thierauf A, Wohlfarth A, Auwarter V, Perdekamp MG, Wurst FM, Weinmann

W (2010) Urine tested positive for ethyl glucuronide and ethyl sulfate after the

consumption of yeast and sugar. Forensic Sci Int 202(1–3):e45–e47

38.Thierauf A, Gnann H, Wohlfarth A, Auwarter V, Perdekamp MG, Buttler KJ,

Wurst FM, Weinmann W (2010) Urine tested positive for ethyl glucuronide and

ethyl sulphate after the consumption of “non-alcoholic” beer. Forensic Sci Int

202(1–3):82–85

39.Hoiseth G, Yttredal B, Karinen R, Gjerde H, Christophersen A (2010) Levels

of ethyl glucuronide and ethyl sulfate in oral fluid, blood, and urine after use of

mouthwash and ingestion of nonalcoholic wine. J Anal Toxicol 34(2):84–88

40.Rosano TG, Lin J (2008) Ethyl glucuronide excretion in humans following oral

administration of and dermal exposure to ethanol. J Anal Toxicol 32(8):594–600

41.Reisfield GM, Goldberger BA, Crews BO, Pesce AJ, Wilson GR, Teitelbaum

SA, Bertholf RL (2011) Ethyl glucuronide, ethyl sulfate, and ethanol in urine after

sustained exposure to an ethanol-based hand sanitizer. J Anal Toxicol 35(2):85–

91

42.Sachs H (1995) Theoretical limits of the evaluation of drug concentrations in

hair due to irregular hair growth. Forensic Sci Int 70(1–3):53–61

43.Helander A, Bottcher M, Fehr C, Dahmen N, Beck O (2009) Detection times

for urinary ethyl glucuronide and ethyl sulfate in heavy drinkers during alcohol

detoxification. Alcohol Alcohol 44 (1):55–61

44.Halter CC, Dresen S, Auwaerter V, Wurst FM, Weinmann W (2008) Kinetics

in serum and urinary excretion of ethyl sulfate and ethyl glucuronide after

medium dose ethanol intake. Int J Legal Med 122(2):123–128

45.Aradottir S, Asanovska G, Gjerss S, Hansson P, Alling C (2006)

Phosphatidylethanol (PEth) concentrations in blood are correlated to reported

alcohol intake in alcohol-dependent patients. Alcohol Alcohol 41(4):431–437

46.Gnann H, Weinmann W, Engelmann C, Wurst FM, Skopp G, Winkler M,

Thierauf A, Auwarter V, Dresen S, Bouzas NF (2009) Selective detection of

phosphatidylethanol homologues in blood as biomarkers for alcohol consumption

by LC-ESI-MS/MS. J Mass Spectrom 44(9):1293–1299

20

47.Wurst FM, Thon N, Aradottir S, Hartmann S, Wiesbeck GA, Lesch O, Skala

K, Wolfersdorf M, Weinmann W, Alling C (2010) Phosphatidylethanol:

normalization during detoxification, gender aspects and correlation with other

biomarkers and self-reports. Addict Biol 15(1):88–95

21