Hoe zeldzamer het bloed, hoe langer we het op de plank willen houden

Hij lijkt als wiskundige een vreemde eend in de bijt bij Sanquin, maar dat is hij allerminst. Met de algoritmes van Joost van Sambeeck krijgt “BloodMatch” in Nederland een nieuwe dimensie, die de beschikbaarheid van zeldzame bloedgroepen een helpende hand biedt. 

Wat doet een wiskundige bij Sanquin? 

Sanquin voorziet ziekenhuizen in hun vraag naar bloedproduc­ten. Een belangrijke taak van de Bloedbank is om te zorgen voor een stabiele bloedvoorraad. Je hebt bij zo’n grote organisatie ook te maken met afnamelo­caties en donors, maar ook met bestuur, een afdeling human resources, ICT-voorzieningen, logistiek. Al deze logistieke processen kun je in wiskundige modellen gieten, zodat je er vervolgens aan kunt rekenen. Dat is wat ik doe.

Waar draait BloodMatch precies om? 

Donors geven bloed, patiënten ontvangen het. Dat klinkt vrij eenvoudig. Maar bloed moet ook worden bewerkt, worden opgeslagen en naar ziekenhuizen worden getransporteerd. Bloed en bloedproducten zijn bovendien beperkt houdbaar. En niet onbelangrijk: het bloed van de donor en de ontvanger moeten zoveel mogelijk op elkaar lijken. Het moet zo goed mogelijk matchen. Als het bloed van een patiënt te veel verschilt van dat van een donor, bestaat de kans dat de patiënt antistoffen aanmaakt tegen de antigenen (eiwitten en suikers) van een donor. Bij de meeste antigenen is deze kans niet zo groot, maar enkele antigenen, zoals A, B en Rhesus D, stimuleren snel de aanmaak van antistoffen. Iedereen wordt op deze antigenen gematcht. Als je bijvoorbeeld antistoffen tegen B in je lichaam hebt, breek je bloed met bloedgroep B meteen af.

Dat is toch bekend? 

Zeker. Maar in 2011 zijn nieuwe richtlijnen geïntroduceerd, die aangeven hoe uitgebreid je bepaalde patiëntengroepen moet matchen. Naarmate je op meer bloedgroepen wilt matchen, wordt de praktische uitvoering steeds lastiger. Vooral voor patiënten die regelmatig bloedtransfusies krijgen, is het belangrijk om uitgebreid te matchen, zodat deze patiënten geen last krijgen van de minder antigene bloedgroepen. Thalassemie-patiënten (erfelijke bloedziekte waarbij het lichaam onvoldoende en afwijkend hemoglobine aanmaakt, red.) en patiënten met sikkelcelziekte hebben vanwege een genetische mutatie vaak extra rode bloedcellen nodig. De vraag is nu: hoe uitgebreid moet je dan matchen? Ruim twintig van de driehonderd bekende bloedgroepen zijn echt relevant voor de bloedtransfusie. De nieuwe richtlijnen geven precies aan op welke bloedgroepen we moeten matchen voor welke patiëntengroepen. Het is de vraag of we op termijn misschien toch op meer bloedgroepen moeten gaan matchen.

Je beantwoordt de vraag vanuit patiënt-perspectief. Daar staat de aanbodzijde tegenover van het bloed van donors? 

Inderdaad. Aan de ene kant heb je de vraag naar getypeerd bloed, en aan de andere kant het aanbod hiervan. Die twee – vraag en aanbod – moeten op de best mogelijke manier op elkaar worden afgestemd. Dat is eigen-lijk het hart van het wiskundige model dat we hebben ontworpen. Dit heeft tegelijkertijd alles te maken met het voorraadmanagement. In het model krijgt bijvoorbeeld de zeldzaamheid van bloed een plaats. Sommige patiënten hebben een (erg) zeldzame bloedgroep. Als die zeldzame bloed
groep nodig is, hebben we die dan ook in voorraad? Daar kun je bij het oproepen van donors wel enigszins op sturen, maar dat heb je niet helemaal in de hand.

Er doemt nog een andere uitdaging op: bloed is maar beperkt houdbaar. Wat betekent dat voor de uitgifte in jouw wiskundig model? 

We hebben specifiek gekeken naar rode bloedcellen, die zijn 35 dagen houdbaar. Omdat je weet dat het ene bloedtype veel zeldzamer is dan het andere, kun je een afweging maken tussen de leeftijd van een bloedtype en de zeldzaamheid ervan. Hoe zeldzamer het bloed, hoe langer we het op de plank willen houden, omdat je dan meer tijd hebt om het gericht uit te geven. Die afweging wordt deels al wel gemaakt, maar is in de praktijk toch best ingewikkeld. De voorraad bestaat uit duizenden zakken bloed. De oudste liggen vooraan, zodat je ze gemakkelijk kunt selecteren. De hele zeldzame worden apart gelegd, maar de iets minder zeldzame zakken gaan eerder met de bulk mee. We proberen een model te ontwikkelen waarmee dit probleem – de afstemming tussen vraag en aanbod op basis van de zeldzaamheid en beschikbaarheid – nog beter te tackelen is. Het wiskundig model beslist dan welk zakje bloed het best geselecteerd kan worden voor uitgifte.

Hoe ziet dat er in de praktijk uit? 

Als je naar alle combinaties van die ruim twintig bloedgroepen kijkt, krijg je al snel duizenden verschillende bloedtypen. Elk bloedtype krijgt een eigen zeldzaamheidscijfer tussen de nul en één. Daar hangt ook het moment van afname aan. Alle zakken bloed zijn op die manier voorzien van twee cijfers, op basis waarvan de beste bloedzakken geselecteerd kunnen worden om aan de vraag van ziekenhuizen te voldoen. Het grote voordeel is dat de zeldzame bloedzakken op deze manier zo lang mogelijk in voorraad gehouden worden, tot de grens van twintig dagen.

Waar is die grens van twintig dagen op gebaseerd? 

Als Sanquin een zak bloed naar het ziekenhuis vervoert dan wil je dat het daar nog een tijd houdbaar is. Daarom hebben we die twintig dagen gekozen als uiterste uitgiftedatum. Een zak bloed dat niet zo zeldzaam is, wordt misschien al na vijf dagen uitgegeven. Als het erg zeldzaam is, gaat het eerder naar die twintigste dag. Op die manier proberen we de zeldzame bloedgroepen in voorraad te houden. In de buurt van de twintigste dag gaan we ze juist sneller uitgeven.

Zeldzaamheid en tijd, zijn dat de enige factoren waarmee je rekening moet houden? 

Nee, er spelen meer factoren een rol. Sanquin zamelt bloed in op 136 vaste en mobiele locaties, bewerkt het in twee productiecentra en stuurt het dan weer naar een kleine tien regionale uitgiftelocaties voor verdere distribu-tie naar de ziekenhuizen. Voor de verdeling van (zeldzaam) bloed moet Sanquin rekening houden met de kenmerken per regio. In de Randstad wonen bijvoorbeeld veel meer niet-Kaukasische Nederlanders. Zij hebben vaak net wat andere bloedtypes. Sikkelcelziekte komt vaker voor onder deze groep. Daarom willen we juist in de distributiecentra in de Randstad bepaalde zeldzame zakken bloed beschikbaar hebben, vaker dan in de distributiecentra voor Groningen of Limburg. Dit aspect hebben we overigens nog niet meegenomen in ons wiskundige model. Eerst laten we het ontworpen model een tijdje draaien, parallel aan de feitelijke uitgifte van bloed, zodat we daadwerkelijk kunnen beoordelen of het ook echt iets toevoegt. Een wiskundig model is altijd een vereenvoudigde weergave van de werkelijkheid. Daarom testen we onze bevindingen eerst in de praktijk.

Is het project BloodMatch afgerond? 

Nee, het loopt zeker nog een jaar door, maar we hebben nu al veel inzicht gecreëerd in hoe het anders kan. Het zou geweldig zijn als we kunnen laten zien dat het model, dat we overigens met een heel projectteam hebben vormgeven, zo goed werkt dat het inderdaad geïmplementeerd kan worden. Dat zou een bekroning van ons werk zijn.

Joost van Sambeeck studeerde Operationele Research en Management Science aan de Universiteit van Tilburg en is nu verbonden aan de Universiteit Twente, maar werkt inmiddels ook al drie jaar bij Sanquin.