Evaluation neuer Methoden zur HIV-Inzidenztestung

Abstract

Hintergrund: Die Kenntnis der HIV-Neuinfektionen und ihrem Anteil in einer Bevölkerung (HIV-Inzidenz) ist für die epidemiologische Überwachung von HIV (HIV-Surveillance) von zentraler Bedeutung. Dadurch kann die Epidemie in einer Population charakterisiert werden, indem die Trends im Infektionsgeschehen aufgezeigt und wichtige Risikogruppen identifiziert werden, um die entsprechenden Präventionsmaßnahmen vorzunehmen. Zur Unterscheidung von kürzlich erworbenen und länger bestehenden HIV-Infektionen gibt es verschiedene Methoden. In Deutschland wird routinemäßig der serologische BED-CEIA verwendet, der jedoch relativ geringe Sensitivität (80%) und Spezifität (86%) für die Detektion rezenter Infektionen aufweist. In dieser Arbeit wurde eine neue Methode zur HIV-Inzidenztestung nach dem Vorbild des von Brookmeyer et al. (2012) beschriebenen „Multiassay Algorithm“ (MAA) (2012) etabliert38. Die Ergebnisse des BED-CEIA, des BioRad Aviditätstestes und die klinischen Daten des Patienten wurden für den MAA verwendet. Material und Methoden: Zur Etablierung und Validierung wurden insgesamt 559 Proben von 449 Patienten der Serokonverter-Studie mit bekanntem Infektionszeitpunkt und bekannten HIV-1 Subtypen untersucht. Zunächst wurde das Protokoll des BioRad Aviditätstest für die Verwendung von filter-getrockneten Plasmaproben (DPS – „Dried Plasma Spots“, 50μl) anhand eines Vortestungspanels (n=117) optimiert. Dafür wurde die Probenpuffermenge zur Elution der Antikörper aus der getrockneten Filterprobe und somit die Vorverdünnung der Probe evaluiert. Daraufhin wurde die Performance von DPS in den beiden Inzidenztesten, BED-CEIA und BioRad Aviditätstest, miteinander verglichen. Schließlich wurde der MAA anhand der Ergebnisse der beiden Inzidenzteste angewendet: a) mit Einbeziehung der klinischen Patientendaten (MAA1) und b) ohne diese (MAA2). Die Assay Cutoffs für den MAA1 und MAA2 wurden so gewählt, dass die höchste Richtigkeit („accuracy“) für das Evaluationspanel erreicht wurde. Ergebnisse: Bei einer Elution der DPS im 10-fachen Volumen des getropften Plasmas für den BioRad Aviditätstest wurde die beste Differenzierbarkeit für „inzidente“ und „prävalente“ Proben erreicht. Anhand eines für Deutschland repräsentativen Probenpanels hinsichtlich der HIV-Subtypenverteilung (85% Subtyp B und 15% Subtyp „non-B“) konnte mit dem MAA1 eine signifikant höhere Richtigkeit (91,5%), Spezifität (95,8%) und geringere FRR (4,2%) im Vergleich zum BED-CEIA (alle p<0,005) erzielt werden. Eine nahezu signifikant höhere Richtigkeit (90,9%) wurde mit dem MAA2 erreicht (p= 0,09). Die ermittelten Test Cutoffs für den MAA1 betrugen: BED-CEIA: 1,7 ODn; BioRad Avidität: 40%; CD4 Zellzahl 50 Zellen/μl und Viruslast: 400 Kopien/ml. Für den MAA 2 betrugen diese: BED-CEIA: 1,6 ODn; BioRad Avidität: 40%. Die mittlere Infektionsdauer (MDR) betrug 59 Tage für den MAA 1 und 68 Tage für den MAA 2. Schlussfolgerung: Die beiden MAAs, MAA1 und MAA2, konnten mit höheren Richtigkeiten als neue Methode zur HIV-Inzidenztestung etabliert werden. Die ermittelten Test Cutoffs waren vergleichbar mit denen von Brookmeyer et al. (2012)38. Die MDRs waren mit 59 Tagen (MAA1) und 68 Tagen (MAA2) jedoch kürzer als die publizierten MDRs. Zur Validierung dieser Daten bedarf es einer Untersuchung einer größeren Studienpopulation.

Background: Information about newly diagnosed HIV-infections and their ratio in a population (HIV-incidence) is crucial for the epidemiological surveillance. Therefor the epidemic in a population can be characterized by recognizing changes over time and identifying risk groups to conduct preventive treatments. Different methods exist to discriminate recent from long-term HIV-infections. In Germany, the serological test BED-CEIA is used for routine, which though showed low rates in sensitivity (80%) and specificity (86%). In this work, the “Multiassay Algorithm” (MAA) which was described by Brookmeyer et al. (2012) was established38. Test results of the BED-CEIA, the BioRad Avidity assay and clinical dates of the patient were used for the MAA. Material and Methods: Altogether, 559 samples of 449 patients from the Seroconverter-study with documented date of infection were examined. In the first instance, the protocol of the BioRad Avidity assay was established for dried plasma spots (DPS) in pre-test panel (n=117). Therefor we evaluated the amount of the dilution buffer for the elution of the antibodies from the dried filter samples and thus the pre-dilution of the samples. Afterwards, the performance of DPS was compared in both incidence assays, the BED-CEIA and the BioRad Avidity assay. Eventually, the MAA was applied for both incidence assays in which two different MAAs: a) including the clinical data of the patient (MAA 1) and b) without any data (MAA 2), were chosen and generated for the highest accuracy in the evaluation panel. Results: A dilution of 1:10 for the BioRad avidity protocol, the best differentiability for “incident” and “prevalent” samples were achieved. In respect of a test panel, which was representative for the German subtype panel (85% subtype B and 15% subtype “non-B”), we achieved significantly better results for the MAA 1 with an accuracy of 91,5%, a sensitivity of 86,2%, a specificity of 95,8% and a false-recent rate of 4,2% in comparison to the BED-CEIA (p<0.005) and nearly significantly higher accuracy (90,9%) for the MAA2 (p=0.09). The generated cutoffs for the MAA 1 are: BED-CEIA: 1.7 ODn; BioRad Avidity: 40%; CD4 cell count 50 cells/μl and viral load: 400 copies/ml. For the MAA 2 the cutoffs are: BED-CEIA: 1.6 ODn; BioRad Avidity: 40%. The mean duration of recency (MDR) was estimated over 59 days for the MAA 1 and 68 days for the MAA 2. Conclusions: Both MAAs, MAA 1 and MAA 2, have been established as a new method for HIV incidence testing with higher accuracies. The generated test cutoffs were comparable with those of Brookmeyer et al. (2012)38. However, the MDRs were much shorter than the publicized MDRs with 59 days (MAA 1) and 68 days (MAA 2). For further validation, the examination of a broader study population is required.