Hintergrund: Für viele klinische Fragestellungen ist es wichtig, zwischen einer frischen Primärinfektion und einer lange zurückliegenden oder einer reaktivierten Infektion mit dem Cytomegalievirus (CMV) zu unterscheiden. Ziel: Ziel der Studie war die Evaluierung des LTA-Aviditätsreagenz in Kombination mit Enzygnost Anti-CMV/IgG. Material und Methoden: Die CMV-IgG-Antikörperavidität wurde bestimmt von 115 Serumproben von 37 immunkompetenten Erwachsenen mit gesicherter CMV-Primärinfektion und bekanntem Krankheitsbeginn sowie von 120 Seren von gesunden Blutspendern, welche mindestens zwei Jahre vorher bereits als CMV-Antikörper positiv getestet wurden. Zusätzlich wurden aus diesen Proben auch CMV-IgM-Antikörper mittels Enzygnost Anti-CMV/IgM untersucht. Ergebnisse: Die Ergebnisse des Aviditätsindex für die Bestätigung bzw. den Ausschluss einer CMV-Primärinfektion innerhalb der letzten 100 Tage wurden in die Kategorien niedrig avid (< 20 %), intermediär (20 – 35 %) und hoch avid (> 35 %) eingeteilt. Wenn Proben mit intermediären Aviditätswerten aus der Bewertung ausgeschlossen wurden, errechneten sich eine Sensitivität von 100 % und eine Spezifität von 98,4 %. Alle untersuchten Infektionsstadien zusammengenommen lagen insgesamt 21,3 % der getesteten Proben im Bereich intermediärer Avidität (20 - 35%). Schlussfolgerung: Der Enzygnost Anti-CMV/IgG Test in Kombination mit dem LTA-Aviditätsreagenz eignet sich zur genaueren Eingrenzung des Zeitpunktes einer CMV-Primärinfektion. Für ca. 20% der Proben ermöglicht die Aviditätsbestimmung keine zusätzliche Aussage über den Infektionszeitpunkt. / Background: Avidity determination is a useful tool for the serological differentiation of primary from non-primary cytomegalovirus (CMV) infections. Objective: To evaluate and optimise a commercial CMV IgG avidity assay based on the Enzygnost Anti-CMV/IgG test kit in combination with the LTA avidity reagent. Study design: CMV avidity was determined of 115 samples from 37 immunocompetent adults with acute or recent CMV primary infection and of 120 samples from 120 healthy blood donors with CMV primary infection in the distant past. Additionally, the clinical usefulness of the Enzygnost Anti-CMV/IgM test kit was assessed with the study samples. Results: Cut-offs of the avidity index for confirmation and exclusion of primary CMV infection within the last 100 days were defined at 20 % and 35 %, respectively. With these cut-offs, the sensitivity was 100 % and the specificity was 98.4 %. For 21.3 % of the samples, the avidity index fell into the indeterminate zone between 20 and 35 %. Conclusion: Distinction between primary and non-primary CMV infections was achieved with high sensitivity and specificity by avidity determination using the combination of the Enzygnost Anti-CMV/IgG and the LTA avidity reagent. However, the results of about one fifth of the samples tested were indeterminate.

Der Thymus ist das zentrale Organ der T-Zell-Reifung. T-Vorläuferzellen aus dem Knochenmark wandern in den Thymus ein und entwickeln sich dort zu naiven, nicht-autoreaktiven T-Zellen unterschiedlicher Spezifitäten, wie beispielsweise T-Helfer-Zellen oder T-Effektor-Zellen. Ab der Pubertät wird das Thymusgewebe zunehmend mit Fettgewebe durchsetzt, wodurch der funktionelle Anteil des Thymusgewebes ab-nimmt. Beim alternden Menschen wurde eine Zunahme an Infektionen, Autoimmun-krankheiten und Neoplasien festgestellt. Dies wird mit dem Begriff der Immunalte-rung beschrieben. Die Rolle der verminderten Thymusfunktion bei der Immunalte-rung ist aktuell Gegenstand vielfältiger Forschungen. In dieser Arbeit wurde mittels eines systematischen Reviews die Frage beleuchtet, ob nach Thymektomie die Rate an Infektionen, Autoimmunerkrankungen und Neoplasien steigt und folglich, ob die Thymektomie ein Modell für vorzeitige Immunalterung darstellt. Zudem wurde unter-sucht, ob die Thymektomie einen Einfluss auf die zellulären Kompartimente des Im-munsystems hat. Es wurden sowohl Tierstudien als auch Humanstudien berücksich-tigt. Bei der Erstellung des Reviews wurde nach dem PRISMA-Statement vorgegangen. Die wissenschaftlichen Datenbanken PubMed und Cochrane Library wurden mittels einer zuvor festgelegten Suchstrategie nach Publikationen in deutscher und engli-scher Sprache ab dem Jahr 1975 systematisch durchsucht. Diese Suche lieferte ins-gesamt 6304 Ergebnisse. Nach weiter Selektion durch Beurteilung von Abstracts und Volltexten wurden schließlich 97 Studien in den Ergebnissteil dieser Arbeit aufge-nommen. Diese Studien wurden in Form von Datenextraktionstabellen katalogisiert und ihre interne Studienqualität anhand zuvor festgelegter Kriterien bewertet. Aufgrund der großen Heterogenität der Studiendesigns und der inhaltlichen Schwer-punkte der Studien erfolgte eine qualitative Synthese der Ergebnisse. Einzelne Stu-dien berichteten vom Auftreten opportunistischer Infektionen nach Thymektomie. Andere wiederum konnten keinen Anstieg der Infektionsrate feststellen. Die Immun-antwort auf Neoantigene bei Impfung scheint bei thymektomierten Individuen beein-flusst. Das Auftreten von diversen Autoimmunkrankheiten wurde nach Durchführung einer Thymektomie beschrieben. Einzelne Studien kommen zu dem Schluss, dass die Rate an Neoplasien nach Thymektomie nicht erhöht ist. Um wissenschaftlich hin-reichend fundierte Aussagen über diese Themenschwerpunkte treffen zu können, bedarf es jedoch zukünftig Langzeitbeobachtungsstudien an thymektomierten Indivi-duen mit nicht-thymektomierten Kontrollgruppen. Eine mathematisch-statistische Analyse wurde für den Einfluss der Thymektomie auf das zelluläre Immunsystem durchgeführt. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Zahl der CD3+ CD4+ und CD8+ Zellen im Anteil der Gesamtlymphozyten bei thy-mektomierten Individuen im Vergleich zur nicht-thymektomierten Kontrollgruppe sta-tistisch signifikant vermindert ist. Die Ergebnisse dieses Reviews unterstützen daher die These, dass Thymektomie eine vorzeitige Immunalterung induziert. Jedoch ist weitere experimentelle Grundla-genforschung, sowie klinische Forschung an thymektomierten Individuen notwendig, um dies weiter zu untermauern. Die Antikörperavidität beschreibt die Summe der Bindungsstärke eines polyvalenten Antikörpers zu einem multivalenten Antigen. Beim ersten Kontakt des Immunsys-tems mit einem fremden Antigen ist die Avidität der Antikörper zunächst gering. Es folgt ein Vorgang, der als Reifung der Immunantwort beschrieben wird und in dessen Verlauf Antikörper mit höherer Bindungsstärke selektioniert werden. Der Stellenwert der Bestimmung der Antikörperavidität ergibt sich aus Schwachstel-len der konventionellen Serodiagnostik. So kann die Bestimmung von IgM- und IgG-Antikörpern bei Vorliegen einer Infektion Rückschlüsse zulassen, ob es sich um eine primäre oder sekundäre Infektion handelt oder ob die Infektion akut oder chronisch ist. Allerdings kann es beispielweise durch polyklonale B-Zell-Reaktivierung oder per-sistierende IgM-Antikörper auch zu unklaren Ergebnissen kommen. / The thymus is known as the central place of T-cell development. Precursor T-cells are migrating out of the bone marrow into the thymus. There, they develop to naïve, non-autoreactive T-cells of different specificities like T-helper-cells or T-effector-cells. Since puberty the functional stroma of the thymus has been replaced by fat tissue and resulting in diminished functional outcome of the thymus. An increase of infec-tious diseases, autoimmune disorders as well as neoplasms is observed in elderly individuals. This phenomenon may be attributed to immunosenescence (aging of the immune system). The matter of current investigations is the role of a diminished thymic function in immunosenescence. In this work, the question arises whether the number of infectious diseases, the rate of autoimmune disorders or the incidence of neoplasms is elevated after thymectomy and if thymectomy could serve as a model of premature immune aging. Moreover, it was investigated if thymectomy has any influence on the homeostasis of cellular compartments of the immune system. Ani-mal studies were considered as well as studies on humans. The review was proceeded by using the criteria of the PRISMA statement. The sci-entific databases PubMed and Cochrane library were systematically searched with a defined search strategy. Publications in English and German which were published since 1975 were processed. The search led to 6304 results. Results were screened by title and abstract and the full texts were read if appropriate. As a final point, 97 studies were included into the work. Studies were summarized in data extraction files. The internal quality of the studies was investigated by criteria which were de-fined previously. Due to a great heterogeneity in study design and study outcome, the findings of this review were reported qualitatively. Some studies reported the appearance of oppor-tunistic infections after thymectomy, while other authors could not find any increase of infectious diseases in thymectomiezed individuals. The immune response to neo-antigens in vaccination studies seemed to be affected by thymectomy. The occur-rence of several different autoimmune disorders was documented after thymectomy. Some authors conclude that the incidence of neoplasms is not affected by thymec-tomy. To draw scientifically highly established conclusions on the above mentioned emphases, there is a need of future long-term follow-up studies on thymectomized individuals compared to non-thymectomized control groups. A statistical analysis was performed on the impact of thymectomy on the T-cellular-composition of the immune system. It could be shown that the CD3+ CD4+ and CD8+ proportions of the T-lymphocytes were significantly diminished in thymecto-mized individuals compared to control groups with an intact thymus. The findings of this review support the hypothesis that thymectomy may induce premature immune aging with increased risk of autoimmunity and infectious diseases but no increased risk of cancer. Nevertheless, more basic research and longitudinal clinical investigations are needed to prove this hypothesis. Antibody avidity describes the total amount of the binding strength of a polyvalent antibody to a multivalent antigen. There are low-avidity antibodies when the immune system gets in touch with a new antigen for the first time. Then, a process takes place which is known as maturation of the humoral immune response: during this process antibodies which are strongly binding are selected by clonal hypermutation in memory B-cells. The significance of the determination of antibody avidity comes clear by looking at the weak spots of conventional serodiagnosis of infectious diseases and vaccine re-sponses. The determination of IgM and IgG antibodies can allow to draw conclusions if the patient suffers from an acute or chronic infection or if a primary or secondary infection takes place. However, it is possible that the results of these investigations are misleading due to polyclonal B-cell reactivation or long-term persistance of IgM antibodies.

Die vorliegende Arbeit hatte das Ziel, die Korrelation zwischen der Avidität der Anti-Masern-IgG-Antikörper und deren In-Vitro-Neutralisationsfähigkeit zu untersuchen, sowie mittels Datenbankanalyse die Seroprävalenz von schützenden Antikörpern gegen Masern und den Impfstatus der Kinder- und Jugendlichen festzustellen. Die lineare Korrelation zwischen Neutralisationsfähigkeit und Avidität war in dieser Stichprobe schwach (ρ=0,240, p=0,006). Für hohe IgG Konzentrationen über 1000 mIU/ml fand sich eine mittlere Korrelation zwischen Avidität und Neutralisationstiter (ρ=0,612; p<0,001). Bei den untersuchten Jahren von 1997 bis 2013 zur Seroprävalenz (n=8611) wiesen im Durchschnitt 93,4 % der Patienten IgG-Konzentrationen im positiven Bereich (>200 mIU/ml) auf. In allen Jahrgängen lag der Anteil über 90 %. Zur Ermittlung des Impfstatus wurde eine Stichprobe 2- bis 18-Jähriger aus dem Jahr 2012 untersucht. Insgesamt hatten 81,1 % die erste Masernimpfung erhalten. Die zweite Masernimpfung erhielten noch 59,7 % der Kinder und Jugendlichen.

Die vorliegende Arbeit hatte das Ziel, die Korrelation zwischen der Avidität der Anti-Masern-IgG-Antikörper und deren In-Vitro-Neutralisationsfähigkeit zu untersuchen, sowie mittels Datenbankanalyse die Seroprävalenz von schützenden Antikörpern gegen Masern und den Impfstatus der Kinder- und Jugendlichen festzustellen. Die lineare Korrelation zwischen Neutralisationsfähigkeit und Avidität war in dieser Stichprobe schwach (ρ=0,240, p=0,006). Für hohe IgG Konzentrationen über 1000 mIU/ml fand sich eine mittlere Korrelation zwischen Avidität und Neutralisationstiter (ρ=0,612; p<0,001). Bei den untersuchten Jahren von 1997 bis 2013 zur Seroprävalenz (n=8611) wiesen im Durchschnitt 93,4 % der Patienten IgG-Konzentrationen im positiven Bereich (>200 mIU/ml) auf. In allen Jahrgängen lag der Anteil über 90 %. Zur Ermittlung des Impfstatus wurde eine Stichprobe 2- bis 18-Jähriger aus dem Jahr 2012 untersucht. Insgesamt hatten 81,1 % die erste Masernimpfung erhalten. Die zweite Masernimpfung erhielten noch 59,7 % der Kinder und Jugendlichen.

In dieser Arbeit wurden zwei serologische Teste zur Unterscheidung inzidenter und prävalenter Proben etabliert und validiert, welche auf der Reifung des Immunsystems in der frühen HIV-Infektion basieren. Im BED-ELISA werden anhand von anti-HIV-gp41-spezifischen IgG-Antikörperspiegeln die Proben klassifiziert. Die Aviditäts-Methode (AI) unterscheidet die Bindungsfähigkeit der Antikörper an spezifische Antigene. Das Probenpanel wurde in einem weiteren Inzidenztest, dem IDE-V3-ELISA (Kooperation F. Barin), gemessen welcher den Anstieg der Antikörperreaktivität gegen zwei verschiedene immundominante Epitope nutzt. Wirtsspezifische Marker und virale Eigenschaften wurden untersucht, um Merkmale zu identifizieren, welche die Sensitivität und Spezifität der Teste verbessern könnten. Mit dem BED-ELISA wurde eine Pilotstudie unter Berliner HIV-Patienten durchgeführt. Zur Vereinfachung des Probentransports in Studien wurde der Einfluss einer Filtertrocknung der Plasmaproben auf die Infektiosität von HIV, Stabilität der HIV-RNA und die Antikörperreaktivität im BED-ELISA untersucht. In den Testen wurden inzidente Plasmaproben mit folgenden Sensitivitäten und Spezifitäten richtig klassifiziert: 80% und 86% (BED-ELISA); 74% und 82% (AI); 73% und 84% (IDE-V3). Von allen untersuchten wirtsspezifischen Faktoren korrelierte nur der Gehalt an Antikörpern der IgG3-Subklasse mit der Fehlklassifikation der Proben. Für die Pilotstudie wurden zwischen Feb. 2005 und Nov. 2007 von 132 erstmalig HIV-1 positiv diagnostizierten Patienten Proben genommen und im BED-ELISA analysiert (51% Anteil inzidente Infektionen). Die Antikörperreaktivitäten blieben nach der Filtertrocknung erhalten, so das auf der Grundlage der Ergebnisse eine deutschlandweite Inzidenzstudie mit Filter-getrockneten Plasmaproben geplant wurde, die seit Januar 2008 im Auftrag des BMG zur Verbesserung der Datenlage zur HIV-Inzidenz in Deutschland durchgeführt wird. / In this PhD thesis two methods that can differentiate between incident and prevalent infections were established and validated. Both tests are based on the maturation of the immune system during early HIV-infection. The BED-ELISA uses anti-HIV-gp41 specific IgG-antibody levels for differentiation. The avidity method (AI) is based on the binding-capacity of the antibodies to specific antigens in the presence of a chaotropic agent. The sample panel was also evaluated using an additional incidence ELISA, the IDE-V3-ELISA (cooperation with F. Barin). This test is also based on the antibody''s reactivity to two different immune dominant epitopes, allowing incident and prevalent infections to be differentiated. Host specific factors and viral determinants were analysed to provide information that could lead to improvements in the sensitivity and specificity of the incidence tests. With the BED-ELISA a pilot study with HIV-infected patients in Berlin was carried out. The inactivation of HIV-1 after filter-drying of samples, the stability of viral RNA and reactivity of antibodies in the BED-ELISA were analysed to simplify the transport of samples in future studies. Incident plasma samples were identified correctly with following sensitivities and specificity’s: 80% and 86% (BED-ELISA); 74% and 82% (AI); 73% and 84% (IDE-V3). Of all host factors analysed, only the titre of IgG3-antibodies correlated with the incorrect classification of samples. In the pilot study samples from 132 newly diagnosed HIV-positive patients were obtained between February 2005 and November 2007 and analysed in the BED-ELISA (51% proportion of incident infections). It could be shown that filter-drying of plasma samples rendered HIV non-infectious but did not influence antibody reactivity. Based on these results, a German HIV incidence study using filter-dried plasma samples, designed to improve knowledge of HIV-incidence in Germany, was sponsored by the BMG and has been ongoing since January 2008.