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Die kongenitale Zytomegalievirus Infektion (cCMV-Infektion) ist die häufigste kongenitale Infektionskrankheit weltweit und ist der häufigste Grund für angeborene nicht-genetische Hörstörungen und eine häufige Ursache neurologische Entwicklungsstörungen. Die Inzidenz der cCMV-Infektion liegt in Deutschland zwischen 0,2 % – 0,5 %. Bei retroviral-exponierten Neugeborenen wird die Inzidenz mit 2,7 % – 11,4 % angegeben. Mit der erhöhten Inzidenz der cCMV-Infektion bei retroviral-exponierten Neugeborenen ergibt sich für diese Kinder ebenfalls ein erhöhtes Risiko für Langzeitfolgen. Die genaue Inzidenz der cCMV-Infektion variiert je nach untersuchter Population. Für Deutschland existiert eine retrospektive Studie, welche eine Inzidenz von 2,7 % für cCMV-Infektionen bei retroviral-exponierten Neugeborenen ermittelte. In der vorliegenden Studie wurde diese Inzidenz in einem prospektiven multizentrischem Studiendesign in Deutschland ermittelt.
Zur Ermittlung der Inzidenz der cCMV-Infektion bei retroviral-exponierten Neugeborenen und Beurteilung der Umsetzbarkeit eines cCMV-Neugeborenen-Screenings wurde ein selektives cCMV-Neugeborenen-Screening für retroviral-exponierte Neugeborene mittels PCR-Untersuchung auf CMV aus einem Mundschleimhautabstrich innerhalb der ersten 21 Lebenstage an drei Studienstandorten innerhalb Deutschlands, Mannheim, München und Frankfurt am Main, durchgeführt. Bei positivem Ergebnis der PCR auf CMV-DNA erfolgte eine Bestätigungsdiagnostik mittels erweiterter Urin- und Blutuntersuchung auf CMV. Zur Diagnostik von cCMV-assoziierten Symptomen erfolgte eine Sonographie des Abdomens und des Schädels sowie eine ausführliche körperliche Untersuchung, eine augenärztliche Evaluation und erweiterte Testungen der Gehörfunktion. Nachuntersuchungen und Therapien wurden den betroffenen Familien außerhalb der Studie angeboten.
122 / 184 (66,3 %) HIV-exponierte Neugeborene von 111 Müttern wurden im Studienzeitraum zwischen dem 24.11.2017 und dem 31.03.2021 eingeschlossen. Eine cCMV-Infektion wurde bei einem Neugeborenen nachgewiesen, sodass die Inzidenz der cCMV-Infektion bei retroviral-exponierten Neugeborenen in dieser Studie 0,8 % beträgt. Eine HIV-Mutter-Kind-Transmission wurde nicht detektiert. Die Seroprävalenz für CMV bei den HIV-positiven Frauen lag in diesem Kollektiv bei 96,1 %.
Das Neugeborene mit nachgewiesener cCMV-Infektion zeigte eine zerebrale Beteiligung mit ependymalen Zysten und einer thalamostriatalen Vaskulopathie und erhielt außerhalb der Studie eine zeitgerechte antivirale Therapie mit Beginn in der Neonatalper-ode. Im Verlauf zeigten sich trotz der antiviralen Therapie Entwicklungsstörungen mit autistischen Verhaltensweisen. Die cCMV-Infektion wäre ohne ein routinemäßiges Screening mit großer Wahrscheinlichkeit nicht nachgewiesen worden.
Die frühzeitige Untersuchung der Probanden auf eine cCMV-Infektion hat sich in dieser Studie als vorteilhaft gezeigt, da bei Nachweis einer cCMV-Infektion zeitnah weiterführende Diagnostik und Therapien angeboten werden konnten. Auch die relativ große Anzahl an rekrutierten retroviral-exponierten Neugeborenen im prospektiven Studiendesign in Zusammenarbeit mit mehreren Studienzentren in Deutschland spricht für die Validität dieser Studie. Als Limitation ist zu nennen, dass ein statistisch signifikantes Ergebnis nicht erzielt werden konnte. Aufgrund der Corona-Pandemie kam es organisationbedingt zu einer relativ hohen Anzahl an nicht eingeschlossenen Patienten. Auch die geplante Rekrutierung einer Vergleichsgruppe in Südafrika konnte aufgrund der Pandemie nicht umgesetzt werden. Falsch negative Befunde wurden im Sinne der Familie nicht mittels Goldstandardmethode überprüft, sodass eine Unterschätzung der Rate an cCMV-Infektionen möglich ist.
Insgesamt konnte diese Studie neben der Ermittlung der cCMV-Inzidenz bei retroviral-exponierten Neugeborenen in Deutschland von 0,8 % aufgezeigt werden, dass selbst symptomatische cCMV-Infektionen ohne ein systematisches cCMV-Neugeborenen-Screening nicht sicher nachgewiesen werden konnte. Zudem konnte gezeigt werden, dass ein systematisches cCMV-Neugeborenen-Screening mittels Mundschleimhautabstrich in Deutschland praktikabel ist und bei den Sorgeberechtigten Akzeptanz findet. Den erhobenen Daten zur Folge könnte ein Screening aller Neugeborener oder zumindest ein risikoadaptiertes Screening auf das Vorliegen einer cCMV-Infektion dazu beitragen, dass mehr Kinder mit asymptomatischer oder unentdeckter symptomatischer cCMV-Infektion diagnostiziert werden und so eine entsprechende Behandlung ermöglicht sowie ggf. Langzeitfolgen möglichst verringert werden.
Weitere Studien zum Effekt der verfügbaren antiviralen Therapie bei cCMV-Infektionen und regelmäßiger Kontrolluntersuchungen nach stattgehabter cCMV-Infektion sind zu empfehlen, um die Auswirkungen dieser Maßnahmen auf den Krankheitsverlauf zu evaluieren.
Untersuchungen zum HIV-assoziierten Immun-Rekonstitutions-Inflammationssyndrom bei Tuberkulose
(2021)
HIV- und Tuberkulose (TB)-koinfizierte Patienten können nach Beginn einer antiretroviralen Therapie (ART) als Komplikation ein Immunrekonstitutionssyndrom (IRIS) entwickeln. Dabei kommt es zu einem Neuauftreten oder einer Verschlechterung von klinischen Symptomen oder radiologischen Befunden im Zusammenhang mit der TB. Präsentieren kann sich ein IRIS entweder als eine plötzliche Verschlechterung der Infektion nach ART-Beginn („paradoxical/paradoxes IRIS“) oder durch ein Demaskieren einer vorher klinisch inapparenten und unbehandelten Infektion („unmasking/demaskierendes IRIS“). Aufgrund nicht einheitlich definierter Diagnosekritierien kann die Diagnosestellung im klinischen Alltag eine Herausforderung darstellen.
Ziel dieser Dissertation war es deshalb, klinische Charakteristika, Risikofaktoren und ggf. protektive Faktoren für die Entwicklung eines IRIS bei TB zu identifizieren. Diese Ergebnisse sollten zu besseren Verständnis und Vorhersagen von IRIS im Zusammenhang mit TB beitragen.
Dazu wurden retrospektiv Daten von 52 Patienten, die im Zeitraum 01.01.2010 - 30.06.2016 mit einer HIV-Infektion und zur Behandlung einer aktiven Tuberkulose stationär in der Infektiologie des Uniklinikums Frankfurts aufgenommen wurden, pseudonymisiert erfasst. Es wurden u. a. Arztbriefe, Laborbefunde, Fieberkurven und Visitenberichte aus dem Patientenmanagementprogramm „ORBIS“, der Datenbank „epidem“ und des Laborinformationsprogramms „Nexus swisslab“ des Uniklinikums Frankfurt genutzt. Zu den Parametern gehörten neben patientenspezifischen Daten wie Alter und Geschlecht unter anderem auch Routinelaborparameter, Serologien, Art der TB, genaue ART und TB-Therapien und Laborparameter, die zur Beurteilung einer Entwicklung der Immunrekonstitution und der virologischen Suppression hinweisend sind. Dazu zählen insbesondere HI-Viruslastwerte, CD4- und CD8-Zellzahlen für einen Zeitraum von 48 Wochen ab ART-Beginn.
Zur Untersuchung der unterschiedlichen IRIS-Arten wurden die Patienten in zwei Gruppen aufgeteilt: bereits mit einer ART vorbehandelte Patienten, bei denen somit die Entwicklung eines demaskierendem IRIS möglich war, und ART-naive Patienten, die theoretisch ein paradoxes IRIS entwickeln konnten. Durch Beurteilung des Krankheitsverlaufes und unter spezieller Berücksichtigung der HI-Viruslast im Verlaufe der ART wurde nach der IRIS-Definition von French et al. (2004) festgelegt, ob ein IRIS vorlag. Bei unklaren Fällen erfolgte eine gemeinsame Besprechung und definitive Einteilung im kliniksinternen Kolloquium. Schließlich wurde die statistische Auswertung mithilfe des Statistikprogramms „bias“ durchgeführt und dabei jeweils die „IRIS“ mit der „Nicht-IRIS“-Gruppe verglichen. Angewandt wurden der Exakte Fisher-Test für kategorische und der Wilcoxon-Mann-Whitney-Test für numerische Variablen.
Die paradoxe IRIS-Inzidenz betrug 29,7 %, die demaskierende IRIS-Inzidenz 46,7 %. Am häufigsten präsentierte sich das IRIS in der Frankfurter Kohorte mit Fieber, am zweithäufigsten als Lymphadenopathie oder mit respiratorischen Beschwerden. Für sowohl Patienten mit paradoxem als auch demaskierendem IRIS zeigte sich ein signifikant längerer Krankenhausaufenthalt als für Patienten, die kein IRIS entwickelten. Sonst wurden für das demaskierende IRIS keine weiteren statistisch signifikanten Parameter gefunden, u. a. aufgrund Limitationen wie der sehr kleinen Studienpopulation (15 Patienten).
Patienten mit paradoxem IRIS hatten zudem eine signifikant höhere Rehospitalisierungsrate (63,3 % vs. 15,4 %; p= 0,006), was die klinische Relevanz aufzeigt. Außerdem korrelierten extrathorakale TB-Manifestationen (p= 0,025), niedrige CD4+-Lymphozyten-Zellzahl (p= 0,006) und hohe Viruslast (p= 0,017) vor ART-Beginn mit einer paradoxen TB-IRIS-Entwicklung. Diese Patienten sollten folglich nach ART-Beginn besonders engmaschig klinisch kontrolliert werden, da bei ihnen ein IRIS wahrscheinlicher ist. Ebenfalls statistisch signifikant zeigte sich erhöhte Laktatdehydrogenase (LDH) und erniedrigtes Albumin im Serum. In Kombination mit den davorgenannten Parametern könnten die Werte dabei behilflich sein, das individuelle paradoxe IRIS-Risiko bei Tuberkulose einzuschätzen. ART-Bestandteile oder Zeit zwischen dem Beginn der TB-Therapie und ART hatten in der Studie keinen Einfluss.
Introduction Disseminated infection due to non-tuberculous mycobacteria has been a major factor of mortality and comorbidity in HIV patients. Until 2018, U.S. American guidelines have recommended antimycobacterial prophylaxis in patients with low CD4 cell counts, a practice that has not been adopted in Europe. This study aimed at examining the impact of disseminated NTM disease on clinical outcome in German HIV patients with a severe immunodeficiency. Materials and methods In this retrospective case control study, HIV patients with disseminated NTM disease were identified by retrospective chart review and matched by their CD4 cell counts to HIV patients without NTM infection in a 1:1 alocation. Primary endpoints were mortality and time to first rehospitalisation. In addition, other opportunistic diseases, as well as antimycobacterial and antiretroviral treatments were examined. Results Between 2006 and 2016, we identified 37 HIV patients with disseminated NTM disease. Most of them were suffering from infections due to M. avium complex (n = 31, 77.5%). Time to event analysis showed a non-significant trend to higher mortality in patients with disseminated NTM disease (p = 0.24). Rehospitalisation took place significantly earlier in patients with disseminated NTM infections (median 40.5 days vs. 109 days, p<0.0001). Conclusion In this retrospective case control study, we could demonstrate that mortality is not significantly higher in HIV patients with disseminated NTM disease in the ART era, but that they require specialised medical attention in the first months following discharge.
This article addresses the continuing resilience of two post-Soviet governments – Azerbaijan and Lithuania – against community-based engagement and social protection of HIV-positive people by exploring the challenges of two social activists. The analysis shows how basic social and medical needs of people living with HIV/AIDS remain unmet, while stigmatisation informs the local health policies and manifests as a protective mechanism against contrary promotion effects. The findings call for urgent policy changes to prevent the further suffering of these people because of poor state strategies. The aim is to help further intervention practices and improve social care services for HIV-positive people in the two countries.
Objective: Combination antiretroviral therapy (cART) has markedly increased survival and quality of life in people living with HIV. With the advent of new treatment options, including single-tablet regimens, durability and efficacy of first-line cART regimens are evolving.
Methods: We analyzed data from the prospective multicenter German Clinical Surveillance of HIV Disease (ClinSurv) cohort of the Robert-Koch Institute. Kaplan–Meier and Cox proportional hazards models were run to examine the factors associated with treatment modification. Recovery after treatment initiation was analyzed comparing pre-cART viral load and CD4+ T-cell counts with follow-up data.
Results: We included 8788 patients who initiated cART between 2005 and 2017. The sample population was predominantly male (n = 7040; 80.1%), of whom 4470 (63.5%) were reporting sex with men as the transmission risk factor. Overall, 4210 (47.9%) patients modified their first-line cART after a median time of 63 months (IQR 59–66). Regimens containing integrase strand transfer inhibitors (INSTI) were associated with significantly lower rates of treatment modification (adjusted hazard ratio 0.44; 95% CI 0.39–0.50) compared to protease inhibitor (PI)-based regimens. We found a decreased durability of first-line cART significantly associated with being female, a low CD4+ T-cell count, cART initiation in the later period (2011–2017), being on a multi-tablet regimen (MTR).
Conclusions: Drug class and MTRs are significantly associated with treatment modification. INSTI-based regimens showed to be superior compared to PI-based regimens in terms of durability.
Background: Radiotherapy dose and target volume prescriptions for anal squamous cell carcinoma (ASCC) vary considerably in daily practice and guidelines, including those from NCCN, UK, Australasian, and ESMO. We conducted a pattern-of-care survey to assess the patient management in German speaking countries.
Methods: We developed an anonymous questionnaire comprising 18 questions on diagnosis and treatment of ASCC. The survey was sent to 361 DEGRO-associated institutions, including 41 university hospitals, 118 non-university institutions, and 202 private practices.
Results: We received a total of 101 (28%) surveys, including 20 (19.8%) from university, 36 (35.6%) from non-university clinics, and 45 (44.6%) from private practices. A total of 28 (27.8%) institutions reported to treat more than 5 patients with early-stage ASCC and 42 (41.6%) institutions treat more than 5 patients with locoregionally-advanced ASCC per year. Biopsy of suspicious inguinal nodes was advocated in only 12 (11.8%) centers. Screening for human immunodeficiency virus (HIV) is done in 28 (27.7%). Intensity modulated radiotherapy or similar techniques are used in 97%. The elective lymph node dose ranged from 30.6 Gy to 52.8 Gy, whereas 87% prescribed 50.4–55. 8 Gy (range: 30.6 to 59.4 Gy) to the involved lymph nodes. The dose to gross disease of cT1 or cT2 ASCC ranged from 50 to ≥60 Gy. For cT3 or cT4 tumors the target dose ranged from 54 Gy to more than 60 Gy, with 76 (75.2%) institutions prescribing 59.4 Gy. The preferred concurrent chemotherapy regimen was 5-FU/Mitomycin C, whereas 6 (6%) prescribed Capecitabine/Mitomycin C. HIV-positive patients are treated with full-dose CRT in 87 (86.1%) institutions. First assessment for clinical response is reported to be performed at 4–6 weeks after completion of CRT in 2 (2%) institutions, at 6–8 weeks in 20 (19.8%), and 79 (78%) institutions wait up to 5 months.
Conclusions: We observed marked differences in radiotherapy doses and treatment technique in patients with ASCC, and also variable approaches for patients with HIV. These data underline the need for an consensus treatment guideline for ASCC.
Background: Re-treatment in patients with a chronic hepatitis C virus (HCV) infection and a previous failure to direct-acting antiviral (DAA) treatment remains a challenge. Therefore, we investigated the success rate of treatment and re-treatment regimens used at our center from October 2011 to March 2018.
Methods: A retrospective analysis of DAA-based HCV therapies of 1096 patients was conducted. Factors associated with a virological relapse were identified by univariable and multivariable logistic regression, treatment success of the re-treatment regimens was evaluated by an analysis of sustained virological response (SVR) rates in patients with a documented follow-up 12 weeks after the end of treatment.
Results: Of 1096 patients treated with DAA-based regimens, 91 patients (8%) were lost to follow-up, 892 of the remaining 1005 patients (89%) achieved an SVR12. Most patients (65/113, 58%) who experienced a virological relapse received an interferon-based DAA regimen. SVR rates were comparable in special cohorts like liver transplant recipients (53/61, 87%) and people with a human immunodeficiency virus (HIV) coinfection (41/45, 91%). On multivariable analysis, interferon-based DAA therapy was associated with treatment failure (odds ratio 0.111, 95%-confidence interval 0.054–0.218) among others. One hundred seventeen patients with multiple DAA treatment courses were identified, of which 97 patients (83%) experienced a single relapse, but further relapses after two (18/117, 15%) or even three (2/117, 2%) treatment courses were also observed. Eighty-two of 96 (85%) re-treatment attempts with all-oral DAA regimens were successful after an initial treatment failure.
Conclusion: Overall, DAA re-treatments were highly effective in this real-world cohort and only a minority of patients failed more than two treatment courses. Switching to–or addition of–a new drug class seem to be valid options for the re-treatment of patients especially after failure of an interferon-based regimen.
In resource-limited or point-of-care settings, rapid diagnostic tests (RDTs), that aim to simultaneously detect HIV antibodies and p24 capsid (p24CA) antigen with high sensitivity, can pose important alternatives to screen for early infections. We evaluated the performance of the antibody and antigen components of the old and novel version of the Determine™ HIV-1/2 Ag/Ab Combo RDTs in parallel to quantifications in a fourth-generation antigen/antibody immunoassay (4G-EIA), p24CA antigen immunoassay (p24CA-EIA), immunoblots, and nucleic acid quantification. We included plasma samples of acute, treatment-naïve HIV-1 infections (Fiebig stages I–VI, subtypes A1, B, C, F, CRF02_AG, CRF02_AE, URF) or chronic HIV-1 and HIV-2 infections. The tests’ antigen component was evaluated also for a panel of subtype B HIV-1 transmitted/founder (T/F) viruses, HIV-2 strains and HIV-2 primary isolates. Furthermore, we assessed the analytical sensitivity of the RDTs to detect p24CA using a highly purified HIV-1NL4-3 p24CA standard. We found that 77% of plasma samples from acutely infected, immunoblot-negative HIV-1 patients in Fiebig stages II–III were identified by the new RDT, while only 25% scored positive in the old RDT. Both RDTs reacted to all samples from chronically HIV-1-infected and acutely HIV-1-infected patients with positive immunoblots. All specimens from chronically infected HIV-2 patients scored positive in the new RDT. Of note, the sensitivity of the RDTs to detect recombinant p24CA from a subtype B virus ranged between 50 and 200 pg/mL, mirrored also by the detection of HIV-1 T/F viruses only at antigen concentrations tenfold higher than suggested by the manufacturer. The RTD failed to recognize any of the HIV-2 viruses tested. Our results indicate that the new version of the Determine™ HIV-1/2 Ag/Ab Combo displays an increased sensitivity to detect HIV-1 p24CA-positive, immunoblot-negative plasma samples compared to the precursor version. The sensitivity of 4G-EIA and p24CA-EIA to detect the major structural HIV antigen, and thus to diagnose acute infections prior to seroconversion, is still superior.
Background and aims: Although combined antiretroviral treatment (cART) has improved overall survival of HIV infected patients, liver fibrosis and liver related-mortality still constitute major challenges in HIV positive patients. Collagen accumulates in the liver during fibrogenesis. Recent studies showed that circulating levels of extracellular matrix (ECM) fragments might reflect degree of portal hypertension and fibrosis stage in liver disease. In this study, we analyzed the correlation between liver fibrosis assessed by Fibroscan and levels of the formation and degradation markers of type III and IV collagen in HIV positive patients receiving cART.
Methods: 116 HIV positive patients (82.7% male, median age 47 years) were enrolled into the study. Liver stiffness and liver fat content were determined using a Fibroscan with integrated CAP function. We quantified ECM formation and degradation fragments of collagen III and IV: PRO-C3, PRO-C4, C3M and C4M. These fragments were measured in peripheral serum by using specific ELISAs.
Results: Fifteen (12.9%) out of the 116 HIV positive patients had relevant fibrosis with a liver stiffness ≥ 7.1 kPa, and 79 patients had relevant steatosis with a CAP value > 248 dB/m. Circulating PRO-C3 levels significantly correlated with increasing degree of liver fibrosis assessed by Fibroscan (p = 0.0005), as well as with APRI score (p = 0.015). Interestingly, circulating PRO-C3 levels were significantly correlated with bilirubin (p = 0.022), reduced platelet count (p = 0.0008) and low albumin levels (p = 0.001), suggesting the association of type III collagen deposition with impaired liver function. None of the other measured ECM components significantly correlated with fibrosis or steatosis.
Conclusion: The formation marker of type III collagen, PRO-C3 not only reflects liver fibrosis, but might also mirror liver dysfunction in HIV positive patients receiving cART. Therefore, the circulating levels of PRO-C3 might be suitable to monitor progression of liver fibrosis and deterioration of liver function in HIV positive patients receiving cART.
Introduction: Migrants are overrepresented in the European HIV epidemic. We aimed to understand the barriers and facilitators to HIV testing and current treatment and healthcare needs of migrants living with HIV in Europe.
Methods: A cross‐sectional study was conducted in 57 HIV clinics in nine countries (Belgium, Germany, Greece, Italy, The Netherlands, Portugal, Spain, Switzerland and United Kingdom), July 2013 to July 2015. HIV‐positive patients were eligible for inclusion if they were as follows: 18 years or older; foreign‐born residents and diagnosed within five years of recruitment. Questionnaires were completed electronically in one of 15 languages and linked to clinical records. Primary outcomes were access to primary care and previous negative HIV test. Data were analysed using random effects logistic regression. Outcomes of interest are presented for women, heterosexual men and gay/bisexual men.
Results: A total of 2093 respondents (658 women, 446 heterosexual men and 989 gay/bisexual men) were included. The prevalence of a previous negative HIV test was 46.7%, 43.4% and 82.0% for women, heterosexual and gay/bisexual men respectively. In multivariable analysis previous testing was positively associated with: receipt of post‐migration antenatal care among women, permanent residency among heterosexual men and identifying as gay rather than bisexual among gay/bisexual men. Access to primary care was found to be high (>83%) in all groups and was strongly associated with country of residence. Late diagnosis was common for women and heterosexual men (60.8% and 67.1%, respectively) despite utilization of health services prior to diagnosis. Across all groups almost three‐quarters of people on antiretrovirals had an HIV viral load <50 copies/mL.
Conclusions: Migrants access healthcare in Europe and while many migrants had previously tested for HIV, that they went on to test positive at a later date suggests that opportunities for HIV prevention are being missed. Expansion of testing beyond sexual health and antenatal settings is still required and testing opportunities should be linked with combination prevention measures such as access to PrEP and treatment as prevention.
Objectives: The aim of this multicenter retrospective study was to investigate safety and efficacy of direct acting antiviral (DAA) treatment in the rare subgroup of patients with HCV/HIV-coinfection and advanced liver cirrhosis on the liver transplant waiting list or after liver transplantation, respectively.
Methods: When contacting 54 German liver centers (including all 23 German liver transplant centers), 12 HCV/HIV-coinfected patients on antiretroviral combination therapy were reported having received additional DAA therapy while being on the waiting list for liver transplantation (patient characteristics: Child-Pugh A (n = 6), B (n = 5), C (n = 1); MELD range 7–21; HCC (n = 2); HCV genotype 1a (n = 8), 1b (n = 2), 4 (n = 2)). Furthermore, 2 HCV/HIV-coinfected patients were denoted having received DAA therapy after liver transplantation (characteristics: HCV genotype 1a (n = 1), 4 (n = 1)).
Results: Applied DAA regimens were SOF/DAC (n = 7), SOF/LDV/RBV (n = 3), SOF/RBV (n = 3), PTV/r/OBV/DSV (n = 1), or PTV/r/OBV/DSV/RBV (n = 1), respectively. All patients achieved SVR 12, in the end. In one patient, HCV relapse occurred after 24 weeks of SOF/DAC therapy; subsequent treatment with 12 weeks PTV/r/OBV/DSV achieved SVR 12. One patient underwent liver transplantation while on DAA treatment. Analysis of liver function revealed either stable parameters or even significant improvement during DAA therapy and in follow-up. MELD scores were found to improve in 9/13 therapies in patients on the waiting list for liver transplantation; in only 2 patients a moderate increase of MELD scores persisted at the end of follow-up.
Conclusion: DAA treatment was safe and highly effective in this nation-wide cohort of patients with HCV/HIV-coinfection awaiting liver transplantation or being transplanted.
Background: Few studies have evaluated the impact of pre-treatment drug resistance (PDR) on response to combination antiretroviral treatment (cART) in children. The objective of this joint EuroCoord-CHAIN-EPPICC/PENTA project was to assess the prevalence of PDR mutations and their association with virological outcome in the first year of cART in children.
Methods: HIV-infected children <18 years initiating cART between 1998 and 2008 were included if having at least one genotypic resistance test prior to cART initiation. We used the World Health Organization 2009 resistance mutation list and Stanford algorithm to infer resistance to prescribed drugs. Time to virological failure (VF) was defined as the first of two consecutive HIV-RNA > 500 copies/mL after 6 months cART and was assessed by Cox proportional hazards models. All models were adjusted for baseline demographic, clinical, immunology and virology characteristics and calendar period of cART start and initial cART regimen.
Results: Of 476 children, 88 % were vertically infected. At cART initiation, median (interquartile range) age was 6.6 years (2.1–10.1), CD4 cell count 297 cells/mm3 (98–639), and HIV-RNA 5.2 log10copies/mL (4.7–5.7). Of 37 children (7.8 %, 95 % confidence interval (CI), 5.5–10.6) harboring a virus with ≥1 PDR mutations, 30 children had a virus resistant to ≥1 of the prescribed drugs. Overall, the cumulative Kaplan-Meier estimate for virological failure was 19.8 % (95 %CI, 16.4–23.9). Cumulative risk for VF tended to be higher among children harboring a virus with PDR and resistant to ≥1 drug prescribed than among those receiving fully active cART: 32.1 % (17.2–54.8) versus 19.4 % (15.9–23.6) (P = 0.095). In multivariable analysis, age was associated with a higher risk of VF with a 12 % reduced risk per additional year (HR 0.88; 95 %CI, 0.82–0.95; P < 0.001).
Conclusions: PDR was not significantly associated with a higher risk of VF in children in the first year of cART. The risk of VF decreased by 12 % per additional year at treatment initiation which may be due to fading of PDR mutations over time. Lack of appropriate formulations, in particular for the younger age group, may be an important determinant of virological failure.
Background: Published estimates of mortality and progression to AIDS as children with HIV approach adulthood are limited. We describe rates and risk factors for death and AIDS-defining events in children and adolescents after initiation of combination antiretroviral therapy (cART) in 17 middle- and high-income countries, including some in Western and Central Europe (W&CE), Eastern Europe (Russia and Ukraine), and Thailand.
Methods and findings: Children with perinatal HIV aged <18 years initiating cART were followed until their 21st birthday, transfer to adult care, death, loss to follow-up, or last visit up until 31 December 2013. Rates of death and first AIDS-defining events were calculated. Baseline and time-updated risk factors for early/late (≤/>6 months of cART) death and progression to AIDS were assessed. Of 3,526 children included, 32% were from the United Kingdom or Ireland, 30% from elsewhere in W&CE, 18% from Russia or Ukraine, and 20% from Thailand. At cART initiation, median age was 5.2 (IQR 1.4–9.3) years; 35% of children aged <5 years had a CD4 lymphocyte percentage <15% in 1997–2003, which fell to 15% of children in 2011 onwards (p < 0.001). Similarly, 53% and 18% of children ≥5 years had a CD4 count <200 cells/mm3 in 1997–2003 and in 2011 onwards, respectively (p < 0.001). Median follow-up was 5.6 (2.9–8.7) years. Of 94 deaths and 237 first AIDS-defining events, 43 (46%) and 100 (42%) were within 6 months of initiating cART, respectively. Multivariable predictors of early death were: being in the first year of life; residence in Russia, Ukraine, or Thailand; AIDS at cART start; initiating cART on a nonnucleoside reverse transcriptase inhibitor (NNRTI)-based regimen; severe immune suppression; and low BMI-for-age z-score. Current severe immune suppression, low current BMI-for-age z-score, and current viral load >400 c/mL predicted late death. Predictors of early and late progression to AIDS were similar. Study limitations include incomplete recording of US Centers for Disease Control (CDC) disease stage B events and serious adverse events in some countries; events that were distributed over a long time period, and that we lacked power to analyse trends in patterns and causes of death over time.
Conclusions: In our study, 3,526 children and adolescents with perinatal HIV infection initiated antiretroviral therapy (ART) in countries in Europe and Thailand. We observed that over 40% of deaths occurred ≤6 months after cART initiation. Greater early mortality risk in infants, as compared to older children, and in Russia, Ukraine, or Thailand as compared to W&CE, raises concern. Current severe immune suppression, being underweight, and unsuppressed viral load were associated with a higher risk of death at >6 months after initiation of cART.
Da HRS-Zellen im cHL nur eine Minderheit und CD4+ T-Zellen die Mehrheit im Begleitinfiltrat ausmachen, wurde innerhalb der vorliegenden Dissertation das Begleitinfiltrat und der Tumorzellgehalt von 24 HIV-assoziierten cHL-Fällen mit 15 HIV-negativen cHL-Fällen immunhistochemisch verglichen. Das reaktive Begleitinfiltrat im HIV-assoziierten cHL zeigte eine deutlich geringere Anzahl an CD4+ T-Zellen und einen höheren Gehalt an CD163+ Makrophagen als das HIV-negative cHL. Es konnte kein Unterschied in der Anzahl der CD30+ HRS-Zellen und S100+ dendritischen Zellen zwischen beiden Gruppen festgestellt werden. Mit Kokultur-Versuchen im Labor und darauf folgenden Zellausstrichen dieser Kokulturen konnte bestätigt werden, dass sich CD14+ Monozyten ebenso gut wie CD4+ T-Zellen als Rosetten um HRS-Zellen anordnen können. Im immunkomprimierten HIV-Patienten ersetzen die langlebigen CD163+ Makrophagen die CD4+ T-Zellen. Die Makrophagen werden vermutlich ebenso wie CD4+ T-Zellen mittels Zytokine/Chemokine (z. B. CCL5) zum Tumorgewebe rekrutiert, bilden Rosetten um die Tumorzellen und unterstützen diese in ihrer Proliferation.
Aufgrund der besonderen Zusammensetzung des Begleitinfiltrats sollte das HIV-assoziierte cHL von Pathologen als eigenständiger Subtyp des cHL betrachtet werden.
Des Weiteren wurde das Begleitinfiltrat der typisch knotigen NLPHL Typen A und C mit dem des diffusen NLPHL Typen E (THRLBCL-like NLPHL) und dem THRLBCL immunhistochemisch verglichen. Aufgrund histologischer und klinischer Ähnlichkeiten zwischen dem diffusen NLPHL und dem THRLBCL fällt eine Differenzierung dieser Entitäten schwer. Es konnte festgestellt werden, dass das Begleitinfiltrat im THRLBCL-like NLPHL dem Begleitinfiltrat im THRLBCL mehr ähnelt als dem typischen NLPHL und zwar in Bezug auf Makrophagengehalt und Anzahl der follikulären TFH-Zellen. Es konnten Rosetten im Begleitinfiltrat von THRLBCL nachgewiesen werden, obwohl Rosettenformationen um Tumorzellen im THRLBCL in der Literatur kein charakteristisches Merkmal darstellen. Es ist naheliegend, dass das THRLBCL-like NLPHL und das THRLBCL ein und dieselbe Krankheit ist und möglicherweise eine aggressivere Variante des NLPHL darstellt.
Im Anbetracht aller Ergebnisse kommt dem Immunstatus eines Patienten eine ausschlaggebende Rolle auf das Begleitinfiltrat im Tumorgewebe zu und dieser beeinflusst so auch den klinischen Verlauf der Lymphomerkrankung.
Hepatitis C virus (HCV) substantially affects lipid metabolism, and remodeling of sphingolipids appears to be essential for HCV persistence in vitro. The aim of the current study is the evaluation of serum sphingolipid variations during acute HCV infection. We enrolled prospectively 60 consecutive patients with acute HCV infection, most of them already infected with human immunodeficiency virus (HIV), and serum was collected at the time of diagnosis and longitudinally over a six-month period until initiation of antiviral therapy or confirmed spontaneous clearance. Quantification of serum sphingolipids was performed by liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). Spontaneous clearance was observed in 11 out of 60 patients (18.3%), a sustained viral response (SVR) in 43 out of 45 patients (95.5%) receiving an antiviral treatment after follow-up, whereas persistence of HCV occurred in six out of 60 patients (10%). C24-ceramide (C24-Cer)-levels increased at follow-up in patients with spontaneous HCV eradication (p < 0.01), as compared to baseline. Sphingosine and sphinganine values were significantly upregulated in patients unable to clear HCV over time compared to patients with spontaneous clearance of HCV infection on follow-up (p = 0.013 and 0.006, respectively). In summary, the persistence of HCV after acute infection induces a downregulation of C24Cer and a simultaneous elevation of serum sphingosine and sphinganine concentrations.
Die randomisierte, dreiarmig kontrollierte Studie zu täglicher, peroraler Zusatzkost (ONS) bei Hämodialysepatienten (CHD) im Endstadium der Niereninsuffizienz (ESRD) über 6 Monate zeigte keine signifikanten Verbesserungen hinsichtlich folgender Nutritions-/Retentions- und Inflammationsparameter: Subjective Global Assessment (SGA); Body Mass Index (BMI); Querschnitt des Muskulus Iliopsoas,Oberarmumfang und Dicke des Unterhautfettgewebes (MRT); örperzellmasse und Phasenwinkel (Bioimpedanzanalyse BIA); Tumornekrosefaktor α (TNFα); Interleukin 1β und 6 (IL-1β und IL-6); C-Reaktives Protein (CRP). Der Querschnitt des Muskulus biceps brachii blieb in der Kontrollgruppe anfangs und zum Ende höher wie in den Interventionsgruppen. Der Serumkreatininwert der Interventionsgruppe mit HIV war anfangs geringer als in den übrigen Gruppen, die glomeruläre Filtrationsrate entsprechend besser, zum Ende waren diese Unterschiede nivelliert. Der Hauptbefund liegt in der hohen Mortalitätsrate der HIV-positiven Hämodialysepatienten (2 von 7 Pat., 28,6%), von denen beide im SGA als schwer mangel-/fehlernährt eingestuft wurden. Die Therapie eines Malnutritions-Infalmmations-Komplexes ist nicht allein durch orale Zusatzkost möglich. Weitere Studien müssen multimodale Konzepte zur Diagnose und zur Therapie erforschen. Hierzu kann perorale Zusatzkost ein einfach durchzuführendes Mittel als Teil der Behandlungsstrategie sein, zur erweiterten Diagnose kann die Bioimpedanzanalyse eine Möglichkeit sein, um den Teilaspekt der Nutritionskontrolle zu erfüllen.
The human immunodeficiency virus (HIV) had spread unrecognized in the human population as sexually transmitted disease and was finally identified by its disease AIDS in 1981. Even after the isolation of the causative agent in 1983, the burden and death rate of AIDS accelerated worldwide especially in young people despite the confection of new drugs capable to inhibit virus replication since 1997. However, at least in industrialised countries, this trend could be reversed by the introduction of combination therapy strategies. The design of new drugs is on going; besides the inhibition of the three enzymes of HIV for replication and maturation (reverse transcriptase, integrase and protease), further drugs inhibits fusion of viral and cellular membranes and virus maturation. On the other hand, viral diagnostics had been considerably improved since the emergence of HIV. There was a need to identify infected people correctly, to follow up the course of immune reconstitution of patients by measuring viral load and CD4 cells, and to analyse drug escape mutations leading to drug resistance. Both the development of drugs and the refined diagnostics have been transferred to the treatment of patients infected with hepatitis B virus (HBV) and hepatitis C virus (HCV). This progress is not completed; there are beneficial aspects in the response of the scientific community to the HIV burden for the management of other viral diseases. These aspects are described in this contribution. Further aspects as handling a stigmatising disease, education of self-responsiveness within sexual relationships, and ways for confection of a protective vaccine are not covered.
Background: Chronic renal disease is a serious complication of long-term intravenous drug use (IVDU). Recent reports have postulated a changing pattern of underlying nephropathy over the last decades.
Methods: Retrospective investigation including all patients with prior or present IVDU that underwent renal biopsy because of chronic kidney disease between 01.04.2002 and 31.03.2012 in the city of Frankfurt/Main, Germany.
Results: Twenty four patients with IVDU underwent renal biopsy because of progressive chronic kidney disease or proteinuria. Renal AA-amyloidosis was the predominant cause of renal failure in 50% of patients. Membranoproliferative glomerulonephritis (GN) was the second most common cause found in 21%. Patients with AA-amyloidosis were more likely to be HIV infected (67 vs.17%; p=0.036) and tended to have a higher rate of repeated systemic infections (92 vs. 50%; p=0.069). Patients with AA-amyloidosis presented with progressive renal disease and nephrotic-range proteinuria but most patients had no peripheral edema or systemic hypertension. Development of proteinuria preceded the decline of GFR for approximately 1--2 years.
Conclusions: AA-amyloidosis was the predominant cause of progressive renal disease in the last 10 years in patients with IVDU. The highest rate of AA-amyloidosis observed was seen in HIV infected patients with IVDU. We speculate that chronic HIV-infection as well as the associated immunosuppression might promote development of AA-amyloidosis by increasing frequency and duration of infections acquired by IVDU.
Background: Liver fibrosis in human immunodeficiency virus (HIV)-infected individuals is mostly attributable to co-infection with hepatitis B or C. The impact of other risk factors, including prolonged exposure to combined antiretroviral therapy (cART) is poorly understood. Our aim was to determine the prevalence of liver fibrosis and associated risk factors in HIV-infected individuals based on non-invasive fibrosis assessment using transient elastography (TE) and serum biomarkers (Fibrotest [FT]).
Methods: In 202 consecutive HIV-infected individuals (159 men; mean age 47 ± 9 years; 35 with hepatitis-C-virus [HCV] co-infection), TE and FT were performed. Repeat TE examinations were conducted 1 and 2 years after study inclusion.
Results: Significant liver fibrosis was present in 16% and 29% of patients, respectively, when assessed by TE (≥ 7.1 kPa) and FT (> 0.48). A combination of TE and FT predicted significant fibrosis in 8% of all patients (31% in HIV/HCV co-infected and 3% in HIV mono-infected individuals). Chronic ALT, AST and γ-GT elevation was present in 29%, 20% and 51% of all cART-exposed patients and in 19%, 8% and 45.5% of HIV mono-infected individuals. Overall, factors independently associated with significant fibrosis as assessed by TE (OR, 95% CI) were co-infection with HCV (7.29, 1.95-27.34), chronic AST (6.58, 1.30-33.25) and γ-GT (5.17, 1.56-17.08) elevation and time on dideoxynucleoside therapy (1.01, 1.00-1.02). In 68 HIV mono-infected individuals who had repeat TE examinations, TE values did not differ significantly during a median follow-up time of 24 months (median intra-patient changes at last TE examination relative to baseline: -0.2 kPa, p = 0.20).
Conclusions: Chronic elevation of liver enzymes was observed in up to 45.5% of HIV mono-infected patients on cART. However, only a small subset had significant fibrosis as predicted by TE and FT. There was no evidence for fibrosis progression during follow-up TE examinations.
Die vorliegende Arbeit analysierte die Behandlung von Patienten mit Infektionserkrankungen am Zentrum der Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde des Klinikums der Johann Wolfgang Goethe-Universität, Frankfurt am Main (Carolinum). Dabei wurde vor allem untersucht, welche Auswirkungen die Reduzierung von Personalressourcen speziell für die Behandlung dieser Patienten ab dem Jahr 2000 hinsichtlich der Betreuung und Versorgung hatte. Die Studie war retrospektiv angelegt und wertete Daten aus den Jahren 1998 bis 2002 aus. Hierfür wurden alle im Archiv lagernden Karteikarten herangezogen und die Daten in eine dafür entwickelte FilemakerPro©-Datenbank übertragen. Im Untersuchungszeitraum nahmen 940 Patienten mit Infektionskrankheiten etwa 3700 Besuche wahr. Regelmäßig erschienen 25% der Patienten, auf sie entfielen 60% aller Besuche. Diese Gruppe wurde einer näheren Betrachtung unterzogen: Die Auswertung der erhobenen Daten zeigte, dass das Ziel der Absenkung der Patientenzahlen und die Anzahl der Behandlungstermine erreicht werden konnte, die systematische Betreuung der Patienten sich jedoch verschlechterte. Der Anteil der sanierten Patienten sank von 34% auf 18% ab, die Zahl der unsystematisch behandelten Patienten verdreifachte sich dagegen von 1999 auf 2000 und blieb bei diesem hohen Wert. Vorsorgebehandlungen nahmen maximal ein fünftel aller Behandlungen ein, mit abnehmender Systematik sank dieser Anteil gegen null. Begünstigender Faktor für eine Sanierung waren ein erstelltes OPG (ersatzweise ein Zahnfilmstatus) und die Erstellung einer Behandlungsplanung. Das Vorhandensein eines OPGs erhöhte aber nicht die Wahrscheinlichkeit für eine folgende Behandlungsplanung. Patienten die an das Carolinum von außerhalb überwiesen wurden, hatten eine größere Chance auf eine Sanierung. Letztlich wurden nur 4% aller regelmäßig erschienenen Patienten systematisch mit Recall betreut, zahnärztlich saniert wurden insgesamt jedoch 30% der behandelten Patienten. Entgegen allgemeiner Annahmen waren kurzfristig abgesagte oder nicht eingehaltene Termine die Ausnahme.
Die Gentherapie bietet eine interessante alternative Behandlungsoption bei der Therapie der HIV-Infektion und könnte langfristig die Standardmedikation mit antiretroviralen Substanzen ergänzen oder ersetzen. Antivirale Genprodukte, die frühe Schritte im HIV-Replikationszyklus hemmen, bevor sich das Virus in das Genom der Zielzelle integriert hat, sind dabei besonders vielversprechend. Hierzu zählen insbesondere die von der C-terminalen heptad repeat Region des HIV-Hüllglykoproteins gp41 abgeleiteten C-Peptide, die hochwirksame Inhibitoren des Viruseintritts sind. Während des HIV-Eintrittsprozesses interagieren sie mit den viralen gp41 N-Helices und verhindern somit die Ausbildung des zur Fusion von viraler und zellulärer Membran erforderlichen Sechs-Helix-Bündels. Die Sekretion antiretroviraler C-Peptide durch genmodifizierte T-Lymphozyten in vivo birgt großes therapeutisches Potential: Nach Freisetzung in den extrazellulären Raum können die Peptide nicht nur genmodifizierte sondern auch unbehandelte Nachbarzellen vor HIV-Infektion schützen (Bystander-Effekt). Somit könnte selbst mit den heute zur Verfügung stehenden Methoden, mit denen lediglich ein Teil aller potentiellen HIV-Zielzellen modifiziert werden kann, die Virusreplikation effektiv unterdrückt werden. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden daher C-Peptid-basierte in vivo sezernierte antivirale Eintrittsinhibitoren (iSAVE) für die HIV-Gentherapie entwickelt. Kurze Peptide, wie die antiviralen C-Peptide, werden von eukaryotischen Zellen aufgrund von Größenbeschränkungen beim Eintritt in den Sekretionsweg jedoch nur schlecht sezerniert. Um die effiziente Sekretion von iSAVE-Peptiden durch genmodifizierte humane Zellen zu erreichen, wurde das C-Peptid daher verlängert. Hierbei wurde das therapeutische Peptid einerseits um nicht antiviral aktive Gerüstelemente ergänzt. Andererseits wurden Concatemer-Konstrukte generiert, in denen zwei C-Peptide jeweils über einen flexiblen oder proteolytisch spaltbaren Linker verbunden sind. Die unterschiedlichen iSAVE-Peptid-Varianten wurden in vitro in transfizierten und transduzierten Zelllinien und in primären humanen T-Lymphozyten charakterisiert. Hierbei wurden Sekretionseffizienz und Prozessierung sowie antivirale Aktivität und Bystander-Inhibition der sezernierten Peptide untersucht. Dabei zeigte sich, dass die Effizienz der C-Peptidsekretion stark mit der Peptidlänge korreliert, so dass durch Sequenzverlängerungen die Sekretion deutlich gesteigert werden konnte. Darüber hinaus waren N-Glykane für die effiziente Sekretion der C-Peptide unerlässlich. Die antiretrovirale Aktivität hingegen reduzierte sich mit zunehmender Peptidlänge dramatisch und wurde auch durch N-Glykane leicht beeinträchtigt, so dass weder die durch Gerüstelemente verlängerten C-Peptide, noch die ungespaltenen C-Peptid-Concatemere antiretrovirale Wirkung zeigten. Durch die Generierung proteolytisch spaltbarer C-Peptid-Concatemere konnten die strukturellen Erfordernisse für effiziente Sekretion mit hoher inhibitorischer Aktivität vereinbart werden. Die Prozessierung der Concatemere durch die Proprotein-Convertase Furin war allerdings nicht einfach zu erreichen. Nur das Einfügen eines flexiblen Linkers mit optimierter Furinerkennungssequenz zwischen den beiden C-Peptiden erlaubte die effiziente Spaltung in monomere Peptide mit hoher antiretroviraler Aktivität. Therapeutisch wirksame Peptidkonzentrationen dieser optimierten iSAVE-Peptide wurden sowohl von transfizierten und transduzierten Zelllinien als auch von primären humanen T-Zellen sezerniert. Nach Freisetzung in den extrazellulären Raum konnten die Peptide nicht nur genmodifizierte sondern auch unbehandelte Nachbarzellen in vitro vor HIV-1 Eintritt und Infektion schützen. Die generierten iSAVE-Peptide bilden damit eine hervorragende Grundlage für die weitere präklinische und klinische Entwicklung eines neuen Gentherapieansatzes zur Behandlung der HIV-Infektion.
In jüngster Zeit werden vom humanen Immundefizienzvirus-1-abgeleitete lentivirale Vektoren auch in der Gentherapie eingesetzt. Obwohl diese Vektoren nicht-mitotische Zellen transduzieren können, sind sie für einen Gentransfer in primäre ruhende Zellen oft nicht geeignet. In der Abteilung „Medizinische Biotechnologie“ des Paul-Ehrlich-Insituts wurde ein vom simianen Immundefizienzvirus SIVsmmPBj-abgeleiteter lentiviraler Vektor entwickelt, welcher im Gegensatz zu HIV-1-abgeleiteten Vektoren effizient in der G0-Phase des Zellzyklus arretierte humane Fibroblasten und humane primäre Monozyten transduzieren kann (Mühlebach et al., 2005). Im dieser Arbeit wurde das Potenzial dieses neuen Vektors für mögliche Anwendungen in der Gentherapie untersucht, indem seine Transduktionsfähigkeit für weitere primäre Zellen bestimmt wurde. Dabei waren humane hämatopoetische Stammzellen von besonderem Interesse, da sie die Vorläuferzellen aller Zellen des Blutes sind und die Eigenschaft zur Selbsterneuerung besitzen. Die Effizienz des Gentransfers in unstimulierten Stammzellen mit dem SIVsmmPBj-Vektor war jedoch nicht höher als mit anderen lentiviralen Vektoren. Interessanterweise konnte aber ein Einfluss der lentiviralen Vektoren auf das in vitro-Differenzierungspotenzial der transduzierten Stammzellen in die verschiedenen Vorläuferzellen beobachtet werden: Nach Transduktion mit dem SIVsmmPBj- und einem HIV-2-abgeleiteten Vektor differenzierten die Stammzellen bevorzugt in granulozytäre Vorläuferzellen, während die Transduktion mit einem HIV-1-abgeleiteten Vektor die Anzahl aller Vorläuferzellen deutlich reduzierte und insbesonders die Differenzierung in Makrophagenvorläuferzellen verminderte. Zur Untersuchung ihres Differenzierungs-potenzials in vivo wurden transduzierte hämatopoetische Stammzellen zur Repopulierung des Knochenmarks von NOD/SCID-Mäusen eingesetzt. Hierbei wurde jedoch kein Einfluss der verschiedenen lentiviralen Vektoren auf die Differenzierung der Stammzellen beobachtet. Allerdings konnte nur in einem sehr geringen Anteil der transplantierten Zellen eine Expression des übertragenen Gens nachgewiesen werden, so dass nicht ausgeschlossen werden kann, dass die transduzierten Zellen die Fähigkeit zur Repopulierung verloren hatten. Insgesamt ist jedoch zu sagen, dass entgegen der Erwartungen der neue Vektor keinen Vorteil gegenüber HIV-1-Vektoren zur Transduktion von hämatopoetischen Stammzellen aufweist. Weiter wurde die Transduktionsfähigkeit des SIVsmmPBj-Vekors für humanen B-Lymphozyten, Makrophagen und dendritische Zellen untersucht. Auf ruhenden B-Lymphozyten besaß der SIVsmmPBj-Vektor keinen Transduktionsvorteil gegenüber einem HIV-1-abgeleiteten Vektor, während Makrophagen und dendritische Zellen mit signifikant höherer Effizienz transduziert werden konnten. Die hohe Transduktionseffizienz des SIVsmmPBj-Vektors für Monozyten und dendritische Zellen eröffnet die Möglichkeit einer Anwendung in der Immuntherapie, da dendritische Zellen die professionellsten und effektivsten Antigen-präsentierenden Zellen sind. Daher wurde die generelle Eignung des SIVsmmPBj-Vektors für immuntherapeutische Anwendungen untersucht. Ein Tumor-assoziiertes Antigen (Mart-1) wurde in Monozyten übertragen und die transduzierten Zellen zu reifen dendritischen Zellen maturiert. Diese Zellen besaßen die Fähigkeit, Antigen-spezifische zytotoxische T-Zellen zu generieren, deren Funktion durch Sekretion von Zytokinen, in Einzelfällen auch durch spezifische Lyse von Mart-exprimierenden Tumorzellen nachgewiesen wurde. Weiterhin wurde gezeigt, dass nach Transduktion von Monozyten und deren Differenzierung zu Makrophagen auch diese prinzipiell in der Lage sind, Antigen-spezifische zytotoxische T-Zellen zu generieren. Obwohl hier keine vergleichenden Untersuchungen zur Effizienz des T-Zell-Primings durchgeführt werden konnten, ist die prinzipielle Eignung des SIVsmmPBj-abgeleiteten Vektors für eine Immuntherapie damit nachgewiesen. Schließlich wurde untersucht, ob die Maus oder nicht-menschliche Primaten als Tiermodelle für eine mögliche Weiterentwicklung des Vektors in Frage kommen. Murine Monozyten konnten jedoch nicht effizient transduziert werden. Hingegen erwies sich der SIVsmmPBj-Vektor als gut geeignet zur Transduktion von simianen Monozyten, so dass ein Affenmodell für Anwendungen des SIVsmmPBj-Vektors, wie beispielsweise zur Tumor-Immuntherapie oder für Vakzinierungsstudien, in Frage kommt.
Das Ziel des adaptiven Entwurfs von Substanzbibliotheken ist es, die vollständige biologische Testung einer molekularen Screeningbibliothek zu vermeiden. Stattdessen erfolgt, geleitet durch Optimierungsalgorithmen, eine "intelligente" Navigation durch den chemischen Raum, um so bevorzugt Substanzen mit gewünschten Eigenschaften auszuwählen. In einer retrospektiven Studie wurden die Optimierungsalgorithmen "Zufallssuche", "Simulated Annealing", "Evolutionsstrategie" und "Partikelschwarmoptimierung" im Hinblick auf den Entwurf von Bibliotheken von Serinproteaseinhibitoren systematischen verglichen. Die Gesamtzahl verfügbarer Substanztestungen wurde auf 300 beschränkt, um Laborbedingungen zu simulieren. Als Ergebnis zeigten sich besonders die Evolutionsstrategien für einen Einsatz in einer Niedrigdurchsatzscreening-Kampagne geeignet, da diese effizient mit großen Populationen und wenigen Iterationen arbeiteten. Der zweite Teil dieser Arbeit beschreibt den erfolgreichen Entwurf einer fokussierten Bibliothek von RNA-Liganden. In einer hybriden, prospektiven Optimierungsstudie wurden nach dem Vorbild einer iterativen Niedrigdurchsatzscreening-Kampagne vom Computer vorgeschlagene Moleküle im Labor getestet. Die Substanzen wurden auf Inhibition einer spezifischen molekularen Wechselwirkung im Replikationszyklus von HIV getestet (Tat-TAR-Interaktion). In vier Generationen wurden 9 von 170 untersuchten Verbindungen positiv auf Inhibition der Tat-TAR-Interaktion getestet (Trefferquote: 5,3%), wobei lediglich 0,089% der Verbindungen der Screeningbibliothek untersucht wurden. Die zwei potentesten Kandidaten wiesen einen IC50 von 51 uM bzw. 116 uM auf.
The function of APOBEC3G in the innate immune response against the HIV infection of primary cells
(2008)
In the past few years the regulation of HIV-1 replication by cellular cofactors has been a major topic of ongoing research. These factors potentially represent new targets for antiviral therapy as resistance will be minimized. However this requires a better understanding of the interaction of HIV-1 with these cellular factors and the immune system. The virus infects the cells of the immune system, beginning with macrophages and dendritic cells as primary target cells during transmission. The cellular cofactor, APOBEC3G was found to be an antiviral factor in macrophages, dendritic cells and primary T cells. APOBEC3G is a cytidindeaminase which causes G->A hypermutations in the HIV-Genome. Another protein which has a strong inhibitory effect on the HIV infection is Interferon alpha (IFN-alpha), however the exact reason for this has not yet been elucidated. The bacterial protein, Lipopolysaccharide (LPS) also induces a strong antiviral state in macrophages. In micro-array analysis it was shown that APOBEC3G was upregulated after the stimulation with both IFN-alpha and LPS in macrophages. The goal of this work was to investigate the role of APOBEC3G in the innate immune response to APOBEC3G. For this, the expression of APOBEC3G was examined in HIV-1 target cells after stimulation with IFN-alpha or LPS and the effect of the protein on the viral infection was examined. In the first experiments it could be shown through real time quantitative PCR that APOBEC3G was overexpressed after the stimulation with IFN-alpha or LPS. This result could be shown in monocytes derived macrophages from different blood donors. It was also shown that the overexpression of APOBEC3G correlated directly with the concentration of IFN-alpha. Through mutational analysis it could be then shown that the overexpressed APOBEC3G protein was also functional in the cells. In order to show that this was the result of APOBEC3G, the protein was the regulated through lentiviral vectors. After transduction of cell lines with lentiviral vectors containing APOBEC3G, the infection was inhibited by up to 70%. The infection was restored after the addition of shRNAs against APOBEC3G. For the further experiments, CD34+ stem cells were used. The cells were transduced the day after thawing with lentiviral vectors containing an eGFP marker gene and either APOBEC3G or shRNAs against APOBEC3G. The CD34+ cells were then cultivated and differentiated to macrophages. The cells transduced with Lentiviral vectors containing APOBEC3G had a very high expression of APOBEC3G in the cells, however the cells transduced with shRNA against APOBEC3G did not show a reduction in the protein expression. The infectivity of the transduced CD34+ and CD34 derived macrophages was then examined. It was expected that the cells transduced with APOBEC3G would show a reduced HIV-1 infection, and the cells transduced with shRNA against APOBEC3G would show an increase in infection. After the transduction and differentiation the CD34+ cells from the 3 donors were stimulated and infected with wild type HIV-1 and Vif defective HIV-1 virus. Vif is a viral protein that can bind to APOBEC3G leading it to the proteasome for degradation. The cells from the first donor transduced with APOBEC3G, were very difficult to infect. In general the shRNA against APOBEC3G had little effect on the course of infection; presumably, the shRNA against APOBEC3G was not active in most of these cells. Only the cells from the first donor showed an increase in HIV infection after the transduction with the shRNAs against APOBEC3G, this was most notably the case in the cells stimulated with IFN-alpha, which usually show very little infection. This work showed that APOBEC3G plays an important role in the innate immune response to HIV-1. The effect of APOBEC3G is both cell type as well as donor dependent. Recently, an interesting study also showed that there is a correlation between the expression of APOBEC3G in HIV infected individuals and their progression to AIDS. A better understanding of the role that APOBEC3G plays in the innate immune response would help in the search of new therapeutic possibilities. This could be done by inhibiting the Vif-APOBEC3G interaction in order to increase the amount of active APOBEC3G in the cells or increasing the APOBEC3G concentration in the cells in some manner.
Präklinische Untersuchungen zur Gentherapie der HIV-Infektion mit dem retroviralen Vektor M87o
(2007)
Mit der Einführung der hochaktiven antiretroviralen Therapie (HAART) 1995 wandelte sich die HIV-Infektion in den Industrieländern von einer akut lebensbedrohlichen zu einer chronisch verlaufenden und scheinbar gut kontrollierten Erkrankung. Das Virus wird allerdings nie vollständig aus dem Körper eliminiert, sodass die Betroffenen zeitlebens Medikamente einnehmen müssen. Die Langzeit-Medikation wird häufig von schweren Nebenwirkungen begleitet, führt zur Selektion resistenter Viren und muss häufig umgestellt werden. Gentherapeutische Verfahren, die die CD4+ Zielzellen durch die Expression antiviraler Gene vor der Infektion durch HIV schützen („intrazelluläre Immunisierung“), stellen viel versprechende Therapiealternativen dar. Der in der Arbeitsgruppe von Laer entwickelte retrovirale Vektor M87o (EGELHOFER et al. 2004, EGELHOFER 2004) exprimiert das 46 Aminosäuren lange membran-verankerte Peptid C46, das in der Lage ist, die gp41-vermittelte Fusion von Virus- und Zellmembran zu inhibieren. In Zelllinien und primären Lymphozyten konnte gezeigt werden, dass M87o die Infektion durch unterschiedliche HIV-Isolate sehr effektiv verhindert. Im Rahmen vorklinischer Untersuchungen konnte in vitro gezeigt werden, dass die retrovirale Transduktion mit M87o das Transformationsrisiko und damit das Risiko der Entstehung von Neoplasien nicht steigert. An primären peripheren T-Zellen konnte zeigt werden, dass M87o die Zielzellen weder phänotypische noch funktionelle verändert. Für die Untersuchung der retroviralen Gentherapie im Rhesusaffenmodell wurde zunächst ein Gentransferprotokoll für periphere Affenlymphozyten entwickelt, mit dem in Vorversuchen Gentransferraten von ca. 50% erreicht werden konnten. Das Transduktionsprotokoll wurde anschließend im Rahmen einer präklinischen Studie zur Toxizität und Immunogenität der M87o-Gentherapie, bei der Herstellung zweier Studientransplantate angewandt. Beide Zellpräparate wurden den Versuchstieren transplantiert. Während des Eingriffs traten keine akuttoxischen Reaktionen auf. M87o+-Zellen konnten bis 140 Tage nach der Transplantation mittels PCR nachgewiesen werden. Immunologische Untersuchungen (Cytokinfärbung, Proliferationsassay, ELISPOT) ergaben keine Hinweise auf zelluläre oder humorale Immunreaktionen. M87o-spezifische Antikörper waren im Serum nicht nachweisbar. Für die Durchführung einer klinischen Studie zur Toxizität und Wirksamkeit (Phase I/II) an HIV-infizierten Probanden wurde ein Protokoll zur Produktion M87o-modifizierter T-Zellen (mindestens 5 × 108 M87o+ CD4-T-Zellen pro Spender) entwickelt. In die klinische Prüfung wurden Patienten aufgenommen, die nach multiplem Therapieversagen durch das Auftreten multiresistenter HIV eine CD4-Zellzahl von 50 bis 200 µl-1 Blut, sowie eine Viruslast von >5.000 Kopien ml-1 Blut aufwiesen. Im Versuchsmaßstab konnte ein Transduktionsprotokoll erarbeitet werden, mit dem im Mittel 46% der CD4+ T-Zellen mit M87o transduziert werden konnten. Innerhalb von 10 Tagen expandierte die Zellzahl im Mittel um den Faktor 153, wobei die HIV-Replikation vollständig inhibiert wurde. Das Protokoll wurde erfolgreich vom Versuchsmaßstab in den klinisch relevanten Produktionsmaßstab übersetzt. In drei Versuchsläufen wurde im Mittel eine Transduktionsrate von 29% erreicht und die Zellzahl um den Faktor 44 vermehrt. Der Anteil an CD3+/CD4+ Zellen an der Gesamtpopulation lag im Mittel bei 91%. Insgesamt konnten mit dem etablierten Protokoll durchschnittlich 2,3 × 109 CD3+/CD4+/M87o+ Zellen, bei gleichzeitig vollständiger Inhibition der HIV-Replikation, generiert werden. Im Rahmen einer klinischen Studie zur Toxizität und Wirksamkeit der M87o-Gentherapie wurden 10 Studientransplantate gemäß dem im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Protokoll hergestellt. Alle Transplantate wurden am Universitäts-Krankenhaus Eppendorf in Hamburg transfundiert und von den Patienten sehr gut vertragen.
Zur Zeit basiert die Behandlung der Infektion mit dem Humanen-Immunschwäche-Virus (HIV) ausschließlich auf einer Chemotherapie, die das Virus nicht eradiziert, sondern in seiner Vermehrung hemmt. Diese Therapie muß lebenslang erfolgen. Die Wirksamkeit der Medikamente ist, auch in einer Kombinationstherapie, durch die Entwicklung von Resistenzen limitiert. Diese begründet sich zum einen in der Selektion resistenter Virusmutanten. Zum anderen weisen experimentell und in Studien gewonnene Ergebnisse auf die Beteiligung zellulärer Faktoren am Therapieversagen hin. Über die Rolle zellulärer Prozesse bei der Resistenzentwicklung gegen die in der HIV-1 Therapie eingesetzten Nukleosidalen-Reverse-Transkriptase-Inhibitoren ist jedoch noch wenig bekannt. NRTIs sind Prodrugs und werden durch zelleigene Kinasen aktiviert. Eine verminderte Expression oder Aktivität dieser Kinasen kann zu subtherapeutischen intrazellulären Wirkspiegeln führen. In der vorliegenden Arbeit wurden anhand einer T-lymphoiden Zellkultur (H9) die zellulären Mechanismen, die nach einer langdauernden Zidovudin (AZT) Exposition eine zelluläre AZT-Resistenz bewirken, und Methoden diese Resistenz zu umgehen bzw. zu verhindern, untersucht. Es zeigte sich, daß die kontinuierliche AZT-Exposition eine verminderte Expression der Thymidinkinase 1 (TK1) bewirkt. Dies führt zu einer verminderten AZT-Phosphorylierung und letztendlich zu geringeren Wirkstoffspiegeln des antiretroviral wirksamen Metaboliten AZT-Triphosphat (AZT-TP). In AZT resistenten H9 Zellen zeigte AZT eine verminderte Zytotoxizität, und eine um mehr als den Faktor 1000 verminderte antiretrovirale Aktivität. Als mögliche Ursachen für die verminderte Expression der TK1 wurden die DNA-Methylierung und die Histon-Deacetylierung, zwei Faktoren, die Hand in Hand die Genexpression auf transkriptioneller Ebene beinflussen, untersucht. AZT resistente Zellen zeigten in immunzytochemischen Färbungen eine starke Histon-Deacetylierung. Die Behandlung resistenter Zellen mit Trichostatin A (TSA), einem Hemmstoff der Histon-Deacetylierung führte jedoch nicht zu einer Erhöhung der TK1 mRNA-Spiegel. Die Behandlung resistenter Zellen mit 5-AZA-C, einem Inhibitor der Methyltransferase 1 (DNMT1) erhöhte sowohl die Expression der TK1 als auch die Zytotoxizität und die antiretrovirale Aktivität von AZT. Darüber hinaus verminderte die gleichzeitige Behandlung von H9 Zellen mit AZT und 5-AZA-C die Resistenzentwicklung gegen AZT erheblich. Weiterhin konnte gezeigt werden, daß in den AZT resistenten Zellen die Expression der „de novo“ Methyltransferasen 3a und 3b (DNMT3a / 3b) erhöht ist. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, daß eine „de novo“ Methylierung des TK1-Gens durch die DNMT3a und DNMT3b die Ursache für die verminderte TK1 Expression in AZT resistenten H9 Zellen ist. Zusätzlich wurde in dieser Arbeit gezeigt, daß einige amphiphile Heterodinukleosidphosphate, die nach intrazellulärer Spaltung monophosphorylierte Nukleosidanaloga freisetzen, die AZT Resistenz überwinden können. Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen vermuten, daß eine spezifische Hemmung der „de novo“ Methyltransferasen oder der Einsatz monophosphorylierter Substanzen die Wirksamkeit einer antiretroviralen Therapie erheblich verbessern können, indem sie zelluläre Faktoren, die eine Phosphorylierung von AZT vermindern und dadurch zum Versagen von AZT als antiretroviralem Therapeutikum führen, unterdrücken bzw. umgehen.
Ein gentherapeutischer Ansatz für die Behandlung der HIV-Infektion ist die "intrazelluläre Immunisierung" von CD4+-Zellen die den Hauptangriffspunkt des HI-Virus darstellen. Potentiell therapeutische Gene zur Hemmung der HIV-Replikation sind in großer Zahl und für praktisch jeden schritt des Replikationszyklus des Virus publiziert. Ein Problem war allerdings bisher das Fehlen eines einheitlichen und reproduzierbaren Vergleichssystems zur Identifizierung erfolgversprechender Gene für Studien im Tiermodell und in der Klinik. In dieser Arbeit wurde ein solches auf die Gentherapie abgestimmtes Zellkultursystem entwickelt, das auf stabilem Transfer von HIV-inhibitorischen Genen durch retrovirale Transduktion von T-Zellen und Belastungsversuchen mit replikationsfähigen Viren beruht. Dazu wurden auf Basis der humanen T-Zellinie PM1 Zellinien etabliert, die das Markergen egfp sowie ein therapeutisches Gen stabil exprimieren. Für den Gentransfer wurden [MLV(GaLV)]-Vektoren verwendet, die sich für die Transduktion von hämatopoetischen Zellen besonders eignen. Mit Hilfe der etablierten HIV-inhibitorischen Gene RevM10 und STHM (membrangebundenes T20) wurden Methoden zur Generierung dieser stabilen Zellinien optimiert. Um eine höchstmögliche Vergleichbarkeit zu erreichen, müssen die Voraussetzungen für eine HIV-Replikation in allen Zellinien in gleicher Weise gegeben sein. Deshalb wurden Zellinien bei mit praktisch gleicher Zellteilungsrate und HIV-Rezeptorexpression etabliert. Die untrschiedliche Hemmwirkung der Kontrollgene konnte so in Belastungsexperimenten mit drei verschiedenen, repräsentativen HIV-1-Laborstämmen reproduzierbar gezeigt werden. Das erarbeitete Zellkultursystem wurde dann zur Evaluierung verschiedener Gene eingesetzt. Zunächst wurden zwei neue Ansätze für die HIV-Gentherapie getestet. Die hohe Wirksamkeit von APOBEC3Gagm gegen HIV-1, die zuvor in einem "single-round"-Infektionssystem gezeigt worden war, konnte bestätigt werden. Der Versuch, das als natürlicher HIV-Inhibitor in humanem Hämofiltrat gefundene Peptild VIRIP auf der Zelloberfläche zu exprimieren, bewirkte hingegen keine HIV-Hemmung. Zusätzlich wurden mehrere potentiell therapeutische Gene getestet, die von Kooperationspartnern im Rahmen eines HIV-Netzwerkes entwickelt worden waren. Für die humanisierte transdominant-negative Gag-Mutante TDsg Delta 2 konnte eine HIV-Hemmwirkung nachgewiesen werden, während weder die Wildtyp-Mutante TDwt Delta 2 noch das minimale GAG-Fragment L2GAL2-V3 eine signifikante Wirkung zeigten. Für die beiden HIV-1 p6-Konstrukte L4 und L6 war eine HIV-Hemmung ebensowenig wie für die gp41 c-tail-Konstrukte 9/1 und 9/2 feststellbar. In weiteren Versuchen konnte gezeigt werden, daß sich die Hemmwirkung der unterschiedlichen Gene gegen HIV-1-Primärisolate im wesentlichen der gegen die Laborstämme entspricht. Nach Infektion der Zellinien mit HIV-2 wurde wie erwartet die Virusreplikation nur durch STHM und TDsg Delta 2 gehemmt. Schließlich wurde getestet, ob sich die Hemmeffekte auch in primären humanen Lymphozyten nachvollziehen lassen. Obwohl aufgrund der in diesen Zellen niedrigen erreichbaren Transduktionseffizienzen und einer starken Donorabhängigkeit keine Standardisierung möglich war, konnte gezeigt werden, daß es prinzipiell möglich ist, Hemmeffekte sichtbar zu machen.
Auxiliar-vermittelte Synthese von nicht-natürlichen Aminosäuren als Bausteine für RNA-Liganden
(2005)
In den letzten Jahren wurde deutlich, daß mRNAs regulatorische Elemente aufweisen.Ein Beispiel hierfür ist z. B. die Transkription des Human Immunodeficiency Virus Typ1 (HIV-1). Die Arginin-reiche Domäne des Tat-Proteins interagiert hierbei mit einer Bindungstelle innerhalb der Bulge-Region der TAR-RNA. Das Vorliegen des hochkonservierten Tat-TAR-Komplexes ist die Voraussetzung für die effiziente Transkription viraler Gene. Eine kompetitive Bindung synthetischer Liganden an die Bulge-Region sollte daher den viralen Vermehrungszyklus unterbrechen. Hochspezifische Liganden mit inhibitorischem Potential sind somit von größtem Interesse. Für eine hohe Liganden-Affinität sind neben ionischen Wechselwirkungen und HBrücken-Interaktionen vor allem auch Stapelwechselwirkungen (stacking) von entscheidender Bedeutung. Die Ligandensuche wurde auf Tripeptide fokussiert. Da die Anzahl natürlich vorkommender aromatischer Aminosäuren sehr limitiert ist,erfolgte im Rahmen dieser Arbeit zunächst eine stereoselektive Synthese von neuen,nicht-natürlichen Aminosäuren mit heteroaromatischen Seitenketten. Um den generellen Einsatz dieser Bausteine in kombinatorischen Bibliotheken zu demonstrieren,wurden zunächst Tripeptide des Musters Arg-X-Arg hergestellt. Bereits diese Tripeptide zeigten in einem Fluoreszenz-Assay inhibierende Effekte auf den Tat- TAR-Komplex von HIV-1 mit IC50-Werten von 2 - 80 µM. Diese vielversprechenden Liganden wiesen auch in einem Tat-TAR kontrollierten Reportergen-Assay stark inhibierende Wirkung in den Zellkulturen auf. Am Beispiel eines Peptides ließ sich mittels NMR-Spektroskopie eine Komplexkonformation bestimmen, die der des bekannten TAR-Argininamid-Komplexes entspricht. Durch den Einsatz von nichtnatürlichen und Standard-Aminosäuren in kombinatorischen Tripeptidbibliotheken (split and combine-Methode) konnte die Suche von potentiellen Peptid-Liganden um ein Vielfaches erweitert werden. Über ein on-bead-Screening ließen sich weitere vielversprechende TAR-bindende Tripeptide identifizieren. Die RNA-Ligandensuche wurde desweiteren auf die psi-RNA (HIV-1) und auf die mRNA des onkogenen bcr-abl Proteins ausgeweitet. Auch hier konnten einige RNA-bindende Tripeptide isoliert werden.