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Lars Antonius Walch

• Die vorliegende Promotionsarbeit fokussiert auf das transfusionsbedingte Infektionsrisiko bezüglich Hepatitis B-Virus Infektionen. Da das Restinfektionsrisiko bezüglich Hepatitis B deutlich höher als das Restinfektionsrisiko bezüglich Hepatitis C oder HIV-Virus Infektionen anzusehen ist, konzentriert sich die vorliegende Arbeit auf den Stellenwert von Anti-HBc Antikörper für das Blutspenderscreening. In der vorliegenden Arbeit wurden zunächst unterschiedliche Anti-HBs Screening Assays synoptisch bezüglich der Sensitivität und Spezifität sowie anderer Test-Parameter miteinander verglichen und die Prävalenz und Infektiosität Anti-HBc-Ak positiver Blutspenden des Blutspendedienstes Hessen / Baden-Württemberg untersucht. Anschließend erfolgte eine Screening an fünf unterschiedlichen Standorten in Deutschland zur Prävalenz von Anti-HBc sowie zum Prozentsatz von chronisch infizierten Hepatitis B positiven Spendern. Anhand von Lookback Untersuchungen von chronisch infizierten Anti-HBc positiven und HBV DNA positiven Spendern konnte untersucht werden, inwieweit die Transfusion dieser niedrig virämischen Spender zu einer Übertragung von Hepatitis B in der Vergangenheit geführt hat. Darüber hinaus wurde eine Fall-Kontroll-Studie durchgeführt, mit der Fragestellung, inwieweit allein das Vorhandensein von Hepatitis B Antikörper (Anti-HBc Antikörper und Anti-HBe Antikörper) ohne Nachweis von HBV DNA, bereits ein erhöhtes Transfusionsrisiko darstellt. Zusätzlich wurden Daten bezüglich der heutigen Relevanz der HBs-Ag Testung im Blutspendewesen erhoben. Anschließend wurden alle drei für die Doktorarbeit relevanten Screeningparameter bezüglich Hepatitis B für das Blutspenderscreening (HBV Minipool PCR, HBs-Ag Test und Anti-HBc Test) bezüglich der Kosten pro gewonnenen QALY (Quality Adjusted Life Years) berechnet und wieder synoptisch miteinander verglichen. In der abschließenden Diskussion wurden unterschiedliche Screening Szenarien auf ihre Wertigkeit bezüglich der Sicherheit der Blutprodukte sowie auf ihre Kosten-Nutzen-Analyse hin betrachtet. Festgestellt wurde, dass durch die Anti-HBc-Ak Diagnostik im Blutspendewesen eine erhöhte Sicherheit bezüglich einer transfusionsbedingten HBV Transmission erzielt werden kann. Unter ca. 1,4 Millionen untersuchten Spendern konnten 21 HBV DNA positive Spender (alle niedrige HBV DNA Konzentrationen) ermittelt werden. Bei keinem der jeweiligen Empfänger konnte eine Infektion bestätigt werden, bei einem wäre sie möglich gewesen. Dabei konnte gezeigt werden, dass sich das PRISM® HBcore™ Testsystem wegen guter Sensitivität aber auch gleichzeitig guter Spezifität (signifikant besser als PRISM® HBc™) am besten zur Anti-HBc-Ak Routinetestung im Blutspendedienst eignet und selbst bei sehr hohem Probenaufkommen bewährt hat. Im Vergleich unterschiedlicher Testsysteme hatte der AxSym® CORE™ die höchste analytische Sensitivität, im weiteren Vergleich schnitten die untersuchten Assays annähernd gleich ab, zwischen dem PRISM® HBcore™ und PRISM® HBc™ konnte kein weiterer signifikanter Unterschied festgestellt werden. Des weiteren konnte gezeigt werden, dass Anti-HBc-Ak einen guten und sinnvollen Parameter zur HBV Diagnostik darstellt, der, in Verbindung mit der Pool-PCR, eventuell sogar die HBs-Ag Testung abzulösen in der Lage ist. Anhand der im Rahmen dieser Studie erhobenen Daten wären alle HBs-Ag positiven Blutprodukte auch mittels der Pool-PCR und Anti-HBc-Ak Diagnostik identifiziert worden. Darüber hinaus wurden einige HBV positive Blutprodukte mit diesen Verfahren erkannt, die mittels der klassischen HBs-Ag Testung übersehen worden wären. Bestätigt Anti-HBc-Ak positive Spender lassen sich anhand zusätzlicher serologischer Parameter (Anti-HBe-Ak und Anti-HBs-Ak) und wiederholter Testung bestimmen und so auch bestätigen; Die gemessenen S/CO-Werte der einzelnen untersuchten Testsysteme sind in der Lage einen Hinweis auf eine mögliche unspezifische Anti-HBc-Ak Reaktivität geben, so dass in Verbindung mit zusätzlichen HBV Parametern (z.B. Anti-HBe-Ak), die Richtigkeit des Ergebnisses besser eingeschätzt werden kann. Mittels Testung auf weitere HBV Marker (Einzelproben-PCR, Anti-HBs-Ak) können, wie es bereits gesetzlich geregelt wurde, Anti-HBc-Ak positive Blutprodukte durch ein „Re-Entry“ Verfahren wieder der Patientenverwendung zugeführt werden, ohne das HBV Transmissionsrisiko zu erhöhen. Die vorliegende Studie bestätigt diese Annnahme: Es konnte keine einzige HBV Transmission durch Anti-HBc-Ak positives Blut bewiesen werden, welches HBV PCR negativ (Sens. < 5,6 IU/ml) war. Die Prävalenz der Anti-HBc-Ak positiven Blutspender betrug vor Einführung der Anti-HBc-Ak Testung ca. 1,61%, im Spenderkollektiv wird sie aber wegen Selektionierung in den nächsten Jahren stark rückläufig sein.
• This doctoral thesis focuses on the transfusion-related risk of hepatitis B virus (HBV) infections. The residual risk of HBV infections through blood components is significantly higher than for HCV or HIV. Therefore this work concentrates on the relevance of anti-HBc antibody tests in blood donor screening. Initially nine different anti-HBc antibody screening assays (PRISM® HBcore™, PRISM® HBc™,AxSym® CORE™ and others) were synoptically compared with regards to their sensitivity, specificity and other test parameters, which have been evaluated in this study. The prevalence and infectivity of anti-HBc antibody positive blood donations from the German Red Cross institute of Hesse / Baden-Wuerttemberg were examined and subsequently determined. A screening at five different institutes of the German Red Cross followed to determine the prevalence of anti-HBc as well as the percentage of blood donors chronically infected by hepatitis B (OBI = occult hepatitis B infected). The residual tranfusion infectious risk of HBV chronic infected donors with low virus concentrations was examined by look back studies. Furthermore, a case-control-study was conducted to investigate the clinical relevance of HBV antibody only reactive blood donors (anti-HBc and anti-HBe reactive and HBV DNA and HbsAg negative donors). Data concerning today’s relevance of HBs-Ag testing in blood screening were also surveyed. Subsequently, all hepatitis B markers relevant for this study and for blood donor screening (HBV minipool PCR, HBs-Ag test and anti-HBc tests), were compared to each other regarding the prior calculated costs of QALY’s gained (Quality Adjusted Life Years). In the concluding discussion various screening-scenarios were compared with respect to the risk of HBV transmission, safety and cost-benefit-analysis. We recorded an increase in blood product safety and a decline in Hepatitis B associated infections through blood products by the use of anti-HBc in blood donation screening. Out of about 1,4 million blood samples examined, 19 HBV DNA positive donors (all with low HBV DNA concentration) were identified. Transmission of HBV was not confirmed in the recipients, however, in one case a HBV transmitted infection could be considered possible. It could be shown that the PRISM® HBcore™ is the most suitable assay for routine blood donor screening, especially in respect to good sensitivity and specificity (significantly better than PRISM® HBc™) and a high quantity run through as applied in large blood donation institutes. Compared to the other (nine) assays tested, the AxSym® CORE™ system had the highest analytical sensitivity, in all additional comparisons the assays tested performed approximately the same, between PRISM® HBcore™ and PRISM® HBc™ no other significant difference could be determined. Additionally, it could be shown that anti-HBc presents a very good and useful screening parameter for HBV diagnostic and could possibly even replace, in association with HBV minipool PCR testing, routine HBs-Ag screening. Based on the data collected in this study, all HBs-Ag positive blood samples would also have been detected by HBV minipool PCR and anti-HBc testing alone. Furthermore some HBV positive samples, that were identified, could not be detected in classic HBs-Ag testing. Anti-HBc positive screening results can be confirmed by repeated testing and determining additional HBV parameters (anti-HBe and anti-HBs). The assessed sample cut-off values (S/CO) yielded by the different samples can give evidence of true specificity or unspecific results. Particularly if you take additional HBV parameters, like for example anti-HBe, in consideration, it is possible to judge more accurately the validity of the results. By examining the other HBV relevant markers (individual donation NAT and anti-HBs antigen) in anti-HBc reactive samples, some donations can be introduced to a re-entry procedure, making them available for patients without increasing the risk of blood associated HBV transmissions. The data at hand confirmes this assumption: No HB virus transmission could be proven or found in recipients of anti-HBc positive blood donors with negative HBV NAT (sensitivity < 5,6IU/ml). The prevalence of anti-HBc positive blood donors averaged at about 1,61% before the introduction of anti-HBc antibody testing. Over the next years though, there will be a considerable decline in prevalence due to the now implemented preselection. This study data contributes to an increase in the security of blood products by establishing and assessing the role of implementing a new screening parameter (anti-HBc) into blood donor screening, thus making blood products a safer pharmaceutical product. Blood products tested positively for anti-HBc and negatively for HBV DNA NAT principally do not present a higher risk of HBV infections.