Es gibt wenige Erkenntnisse über den Zusammenhang zwischen Lamivudin induzierten Resistenzmutationen und Hepatitis B Genotypen. Die vorliegende Studie untersucht das Verhältnis zwischen diesen Mutationen und den Hepatitis B Genotypen A-D. Die Datenbank der US-amerikanischen Kongressbibliothek (Pubmed) wurde nach den Begriffen „HBV OR hepatitis B”, „YMDD”, „genotype”, und „lamivudine” durchsucht. Alle in dieser Suche gefundenen Arbeiten, die bis Juni 2009 veröffentlicht worden waren, wurden in die Studie eingeschlossen. Die Ergebnisse der Literaturanalyse wurden mit den Hepatitis B-Genomdaten zweier Referenzlabore in Tübingen und Melbourne verglichen. Insgesamt konnten 29 Arbeiten aus der Datenbankrecherche in die Literaturanalyse eingeschlossen werden. Diese Studien enthielten Daten zu insgesamt 827 Patienten, deren Hepatitis B Genotyp bekannt war und die eine Lamivudinresistenzmutation aufwiesen. In statistischen Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, dass die rtM204V-Mutation die dominierende Mutation bei Infektionen mit Genotyp A ist. Dieses Ergebnis konnte durch die Analyse der Genomdaten der Referenzlabore bestätigt werden. Ferner konnte gezeigt werden, dass bei den Genotypen A, B, und D die rtL180M-Mutation hochsignifikant mit der rtM204V-Mutation verknüpft ist. Die Dissertationsschrift enthält neben dem Artikel „Mutation pattern of lamivudine resistance in relation to hepatitis B genotypes: hepatitis B genotypes differ in their lamivudine resistance associated mutation pattern“ (Damerow, H, Yuen L et al.; J Med Virol. 2010 Nov; 82(11):1850-8) eine Einführung in die Rationale der Studie, eine Zusammenfassung der Ergebnisse sowie ein Fazit.:1. Einleitung 1.1. Bibliografische Beschreibung und Kurzzusammenfassung, Seite 4 1.2. Inhalt und Aufbau der Arbeit, Seite 5 2. Hintergründe und Rationale 2.1. Therapie der chronischen Hepatitis B-Infektion, Seite 6 2.2. Resistenzen unter Therapie mit Nukleos(t)idanaloga, Seite 7 2.3. Hepatitis B-Genotypen, Seite 9 2.4. Die vorliegende Studie 2.4.1. Rationale der Studie, Seite 10 2.4.2. Arbeitsverteilung, Seite 11 3. Studie “Mutation pattern of lamivudine resistance in relation to hepatitis B genotypes: hepatitis B genotypes differ in their lamivudine resistance associated mutation pattern” 3.1. Abstract, Seite 14 3.2. Introduction, Seite 15 3.3. Methods, Seite 16 3.4. Results, Seite 17 3.5. Discussion, Seite 20 3.6. Reference List, Seite 22 3.7. Appendix, Seite 25 4. Zusammenfassung der vorliegenden Studie 4.1. Mutationsverhalten im YMDD-Motiv 4.1.1. Literaturanalyse, Seite 31 4.1.2. SeqHepB-Datenbank, Seite 32 4.1.3. Tübinger Datenbank, Seite 32 4.2. rtL180M-Mutation in Relation zu HBV-Genotyp und rtM204I/V-Mutation 4.2.1. Literaturanalyse, Seite 34 4.2.2. SeqHepB-Datenbank, Seite 34 4.2.3. Tübinger Datenbank, Seite 35 4.3. Analyse der Polymerase-Mutationen rtL80I/V, rtV173L und rtA181V/T in Abhängigkeit vom HBV-Genotyp, Seite 35 4.4. Analyse der Mutationen im Surface-Antigen, die mit Polymerasemutationen assoziiert sind, Seite 36 5. Fazit 5.1. Literaturübersicht, Seite 37 5.2. Mögliche klinische Relevanz, Seite 38 6. Anhang 6.1. Literaturverzeichnis, Seite 41 6.2. Abbildungs- und Tabellenverzeichnis, Seite 45 6.3.Selbstständigkeitserklärung, Seite 47 6.4. Publikationsverzeichnis, Seite 48 6.5. Danksagungen, Seite 49

Eine Monotherapie mit Tenofovir disoproxil fumarate (TDF) stellt eine hoch effiziente Therapie-option für multipel vorbehandelte Patienten mit chronischer Hepatitis-B-Virusinfektion (HBV) dar. Eine Resistenz gegen TDF wurde bislang nicht beschrieben, jedoch wird ein möglicher negativer Einfluss von Adefovir dipivoxil (ADV)-Resistenzvarianten auf die TDF-Ansprechrate diskutiert. Diese retrospektive Kohortenstudie untersucht die Dynamik von Nukleos(t)id-Analoga (NA)-Resistenzvarianten im HBV-Polymerasegen mit Fokus auf ADV-Resistenzvarianten bei 18 chronisch HBV-infizierten Patienten mit Therapieversagen auf eine vorangegangene Lamivudin (LAM)- und ADV-Therapie, sowie nur partiellem Therapieansprechen auf eine TDF-Monotherapie. Zur Detektion von NA-Resistenzvarianten wird eine HBV-Genomsequenzierung mit Tiefenpyrosequenzierung (Genome Sequencer FLX, Roche Diagnostics, Germany) (UDPS), direkte Sequenzierung (TRUGENETM HBV Genotyping Kit, OpenGeneTM DNA Sequencing Sys-tem, Siemens Healthcare Diagnostic, USA) (TG) und Line Probe Assay (INNO-LiPa DRv2 und v3, Innogenetics, Belgium) (INNO-LiPA) durchgeführt. Unter TDF kommt es zu einer quantitati-ven Shift zugunsten der ADV-Resistenzvarianten mit konstant bleibendem Anteil und deutlich höher persistierender Virämie zu Monat 12 im Vergleich zu Patienten ohne ADV-Resistenzvarianten. Vor allem werden die Varianten rtA181V und rtN236T selektiert, jedoch nicht die Variante rtA181T. Die absolute Anzahl der LAM-Resistenzvarianten hingegen halbiert sich. Varianten mit einem initial per UDPS detektierten Anteil von >20% der patientenspezifi-schen HBV-Population werden meist selektiert und nehmen im Verlauf den Hauptanteil der Quasispezies ein. UDPS stellte ein potentes Medium der Detektion, Identifikation und Quantifi-zierung von HBV-Varianten dar und ist INNO-LiPa und TG überlegen. Es ergibt sich kein Hin-weis auf TDF-Resistenzvarianten, jedoch zeigt das Vorliegen von ADV-Resistenzvarianten ei-nen tendentiell negativen Einfluss auf die virale Kinetik. Weitere größere Langzeitstudien sind zur Bestätigung dieser Beobachtung notwendig.:INHALTSVERZEICHNIS 2 ABBILDUNGSVERZEICHNIS 5 TABELLENVERZEICHNIS 6 1 BIBLIOGRAPHISCHE ZUSAMMENFASSUNG 8 ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS 9 2 EINFÜHRUNG 10 2.1 Epidemiologie der chronischen Hepatitis-B-Virusinfektion 10 2.2 Aufbau, Replikation und Resistenzentwicklung des Hepatitis-B-Virusgenoms 10 2.3 Antivirale Therapie 13 2.4 Sequenziermethoden 14 3 AUFGABENSTELLUNG 15 4 MATERIAL UND METHODE 16 4.1 Studiendesign und Beschreibung der Kohorte 16 4.2 Evaluation der TDF-Monotherapie und Resistenzanalyse 17 4.3 Statistische Auswertung 18 4.4 Verbrauchsmaterialien und Reagenzien 18 4.5 Puffer 22 4.6 Geräte 22 4.7 Durchführung der Laborarbeiten 24 4.8 HBV-DNA Quantifizierung und Bestimmung biochemischer Parameter 24 4.9 Extraktion von Nukleinsäuren aus Serumproben 24 4.10 Tiefenpyrosequenzierung mittels Genome Sequencer FLX System (454 Life Science, Roche Diagnostic, Branford, CT) 25 4.10.1 GS FLX HBV-DNA-Library 25 4.10.2 GS FLX Emulsions-PCR 31 4.10.3 GS FLX Sequenzierung 37 4.10.4 GS FLX Datenauswertung 41 4.11 Direkte Sequenzierung mittels TRUGENETM HBV Genotyping Kit (OpenGeneTM DNA Sequencing System, Siemens Healthcare Diagnostic, USA) 42 4.11.1 PCR-Amplifikation 42 4.11.2 CLIP-Amplifikations-Reaktion 42 4.11.3 Genotyp-und Variantenanalyse 44 4.12 Sequenzierung mittels Line Probe Assay INNO-LiPa HBV DRv2 und v3 (Innogenetics, Belgium) 44 4.12.1 HBV-DNA Amplifikation 45 4.12.2 Denaturierung und Hybridisierung 46 4.12.3 Farbentwicklung 46 5 ERGEBNISSE 47 5.1 Patientencharakteristika zur Baseline 47 5.2 Virologisches Ansprechen 48 5.3 Biochemisches Ansprechen 49 5.4 Serologisches Ansprechen 50 5.5 Therapie-Adhärenz und medikamentöse Verträglichkeit 50 5.6 Ergebnisse der Tiefenpyrosequenzierung mit Genome Sequencer FLX System (454 Life Science, Roche Diagnostic, Branford, CT) 50 5.6.1 Verschiedene Einzelverläufe der NA-Resistenzvarianten 55 5.6.2 Kombiniert oder isoliert auftretenden NA-Resistenzvarianten 57 5.6.3 Entwicklung der ADV-Resistenzvarianten 61 5.6.4 Entwicklung der LAM-Resistenzvarianten 66 5.6.5 Entwicklung der ETV-Resistenzvarianten 68 5.6.6 Shift der NA-Resistenzvarianten und Auswirkung auf die Dynamik der HBV-DNA 70 5.6.7 Entwicklung der potentiellen NA-Resistenzvarianten 72 5.6.8 Entwicklung der HBsAg-Varianten 75 5.6.9 Entwicklung der HBV-Quasispezies 77 5.7 Ergebnisse der direkten Sequenzierung mit TRUGENETM HBV Genotyping Kit (OpenGeneTM DNA Sequencing System, Siemens Healthcare Diagnostic, USA) 80 5.8 Ergebnisse des Line Probe Assays mit INNO-LiPa HBV DRv2 und v3 (Innogenetics, Belgium) 81 5.9 Vergleich der Sequenziermethoden 81 6 DISKUSSION 83 6.1 Patientenkohorte und Ansprechen auf die TDF-Monotherapie 83 6.2 Entwicklung und Einfluss der ADV-Resistenzvarianten unter TDF-Monotherapie 84 6.3 Entwicklung und Einfluss der LAM-Resistenzvarianten unter TDF-Monotherapie 90 6.4 Entwicklung und Einfluss der ETV-Resistenzvarianten unter TDF-Monotherapie 92 6.5 Entwicklung und Einfluss der HBV-Wildtyp-Varianten unter TDF-Monotherapie 93 6.6 Entwicklung und Einfluss der potentiellen NA-Resistenzvarianten 94 6.7 Entwicklung und Einfluss der HBsAg-Varianten 96 6.8 Einfluss von multiplen Vortherapien unter TDF-Monotherapie 98 6.9 Entwicklung und Einfluss der HBV-DNA-Serumkonzentration 98 6.10 Entwicklung und Einfluss von HBV-Quasispezies unter TDF-Monotherapie 100 6.11 Vergleich der Sequenziermethoden 101 7 ZUSAMMENFASSUNG DER ARBEIT 106 8 LITERATURVERZEICHNIS 109 9 EIDESSTATTLICHE VERSICHERUNG 114 10 CURRICULUM VITAE 115 11 ANTEILSERKLÄRUNG AN ERFOLGTEN PUBLIKATIONEN 116 12 DANKSAGUNG 117 / Tenofovir disoproxil fumarate (TDF) is a highly efficient treatment option for nucleos(t)ide analogue (NA) pre-treated patients with chronic hepatitis B virus (HBV) infection. Little is known about the reasons for persistent virus replication in some rare cases. As of today, no TDF resistance variants have been identified, but a possible linkage to Adefovir dipivoxil (ADV) resistance associated variants negatively influencing HBV-DNA suppression by TDF has been suspected, based on the similarity of the chemical structure. In this retrospective cohort study the dynamics of NA resistance variants in the HBV polymerase gene with focus on ADV resistance variants were assessed. For this, we have chosen a cohort including patients with multiple failures to treatment with different NAs. Thus, data of 18 patients with previous treatment failure to LAM and ADV was analysed, showing a persistent viremia (HBV-DNA >35 copies/mL) despite switch to TDF monotherapy (median HBV-DNA at month 12 3,5±0,8 (2,1-4,9) log10 copies/mL). Sequencing analysis was performed with ultra-deep pyrosequencing (UDPS) (Genome Sequencer FLX, 454 Life Science, Roche Diagnostic, Branford, CT), direct sequencing (TG) (TRUGENETM HBV Genotyping Kit, OpenGeneTM DNA Sequencing System, Siemens Healthcare Diagnostic, USA) and line probe assay (INNO-LiPA) (INNO-LiPa DRv2/v3, Innogenetics, Belgium). Using TDF monotherapy, a quantitative shift in favour to ADV resistance variants was observed in this cohort. The percentage of substitutions conferring resistance to ADV at baseline (BL) and at the time of the last sequencing endpoint (EP) of the HBV genome remained constant (BL 35%, 13/37, EP 36%, 9/25). The variants rtA181V and rtN236T were mostly selected, whereas rtA181T was not selected. The total amount of substitutions conferring resistance to Lamivudin (LAM) showed a strong decline, however remained the majority part of all NA resistance variants (BL 51% (19/37), EP 40% (10/25)). The percentage of ETV resistance variants increased slightly (BL 14% (5/37), EP 24% (6/25)). Known ADV, Lam and ETV resistance variants emerged in variable abundance (1,0-99,6%) of quasispecies during TDF therapy. A homogenization of HBV quasispecies took place. Especially mutations occurring in higher abundance (>20% of viral population) were mostly selected (BL 51% (19/37), EP 80% (20/25)). No new HBV variants with possible association to resistance against TDF were identified, but patients with ADV resistance variants showed the highest HBV-DNA level at month 12 of TDF therapy (median HBV-DNA 3,57±0,72 (2,14-3,96) log10 copies/mL, not significant). A negative influence of ADV resistance variants on viral suppression with TDF monotherapy may be assumed, however more long-term studies are needed to confirm the role of ADV resistance variants in TDF therapy. UDPS is a potent medium for detection, identification and quantification of dominant to low level variants in HBV-DNA. It is superior to direct sequencing and line probe assay in the detection of variants.:INHALTSVERZEICHNIS 2 ABBILDUNGSVERZEICHNIS 5 TABELLENVERZEICHNIS 6 1 BIBLIOGRAPHISCHE ZUSAMMENFASSUNG 8 ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS 9 2 EINFÜHRUNG 10 2.1 Epidemiologie der chronischen Hepatitis-B-Virusinfektion 10 2.2 Aufbau, Replikation und Resistenzentwicklung des Hepatitis-B-Virusgenoms 10 2.3 Antivirale Therapie 13 2.4 Sequenziermethoden 14 3 AUFGABENSTELLUNG 15 4 MATERIAL UND METHODE 16 4.1 Studiendesign und Beschreibung der Kohorte 16 4.2 Evaluation der TDF-Monotherapie und Resistenzanalyse 17 4.3 Statistische Auswertung 18 4.4 Verbrauchsmaterialien und Reagenzien 18 4.5 Puffer 22 4.6 Geräte 22 4.7 Durchführung der Laborarbeiten 24 4.8 HBV-DNA Quantifizierung und Bestimmung biochemischer Parameter 24 4.9 Extraktion von Nukleinsäuren aus Serumproben 24 4.10 Tiefenpyrosequenzierung mittels Genome Sequencer FLX System (454 Life Science, Roche Diagnostic, Branford, CT) 25 4.10.1 GS FLX HBV-DNA-Library 25 4.10.2 GS FLX Emulsions-PCR 31 4.10.3 GS FLX Sequenzierung 37 4.10.4 GS FLX Datenauswertung 41 4.11 Direkte Sequenzierung mittels TRUGENETM HBV Genotyping Kit (OpenGeneTM DNA Sequencing System, Siemens Healthcare Diagnostic, USA) 42 4.11.1 PCR-Amplifikation 42 4.11.2 CLIP-Amplifikations-Reaktion 42 4.11.3 Genotyp-und Variantenanalyse 44 4.12 Sequenzierung mittels Line Probe Assay INNO-LiPa HBV DRv2 und v3 (Innogenetics, Belgium) 44 4.12.1 HBV-DNA Amplifikation 45 4.12.2 Denaturierung und Hybridisierung 46 4.12.3 Farbentwicklung 46 5 ERGEBNISSE 47 5.1 Patientencharakteristika zur Baseline 47 5.2 Virologisches Ansprechen 48 5.3 Biochemisches Ansprechen 49 5.4 Serologisches Ansprechen 50 5.5 Therapie-Adhärenz und medikamentöse Verträglichkeit 50 5.6 Ergebnisse der Tiefenpyrosequenzierung mit Genome Sequencer FLX System (454 Life Science, Roche Diagnostic, Branford, CT) 50 5.6.1 Verschiedene Einzelverläufe der NA-Resistenzvarianten 55 5.6.2 Kombiniert oder isoliert auftretenden NA-Resistenzvarianten 57 5.6.3 Entwicklung der ADV-Resistenzvarianten 61 5.6.4 Entwicklung der LAM-Resistenzvarianten 66 5.6.5 Entwicklung der ETV-Resistenzvarianten 68 5.6.6 Shift der NA-Resistenzvarianten und Auswirkung auf die Dynamik der HBV-DNA 70 5.6.7 Entwicklung der potentiellen NA-Resistenzvarianten 72 5.6.8 Entwicklung der HBsAg-Varianten 75 5.6.9 Entwicklung der HBV-Quasispezies 77 5.7 Ergebnisse der direkten Sequenzierung mit TRUGENETM HBV Genotyping Kit (OpenGeneTM DNA Sequencing System, Siemens Healthcare Diagnostic, USA) 80 5.8 Ergebnisse des Line Probe Assays mit INNO-LiPa HBV DRv2 und v3 (Innogenetics, Belgium) 81 5.9 Vergleich der Sequenziermethoden 81 6 DISKUSSION 83 6.1 Patientenkohorte und Ansprechen auf die TDF-Monotherapie 83 6.2 Entwicklung und Einfluss der ADV-Resistenzvarianten unter TDF-Monotherapie 84 6.3 Entwicklung und Einfluss der LAM-Resistenzvarianten unter TDF-Monotherapie 90 6.4 Entwicklung und Einfluss der ETV-Resistenzvarianten unter TDF-Monotherapie 92 6.5 Entwicklung und Einfluss der HBV-Wildtyp-Varianten unter TDF-Monotherapie 93 6.6 Entwicklung und Einfluss der potentiellen NA-Resistenzvarianten 94 6.7 Entwicklung und Einfluss der HBsAg-Varianten 96 6.8 Einfluss von multiplen Vortherapien unter TDF-Monotherapie 98 6.9 Entwicklung und Einfluss der HBV-DNA-Serumkonzentration 98 6.10 Entwicklung und Einfluss von HBV-Quasispezies unter TDF-Monotherapie 100 6.11 Vergleich der Sequenziermethoden 101 7 ZUSAMMENFASSUNG DER ARBEIT 106 8 LITERATURVERZEICHNIS 109 9 EIDESSTATTLICHE VERSICHERUNG 114 10 CURRICULUM VITAE 115 11 ANTEILSERKLÄRUNG AN ERFOLGTEN PUBLIKATIONEN 116 12 DANKSAGUNG 117

BACKGROUND: The needle exchange programme (NEP) started in Sweden in 1986 in Lund and shortly after in Malmo. The first NEP in Stockholm opened in spring 2013. The NEP is a service aimed at intravenous drug users (IDU) from 18 years old, with a goal of preventing the blood borne diseases, such as HIV, Hepatitis B (HBV), and Hepatitis C (HCV). With the on going HIV and Hepatitis epidemics, numerous countries around the world have adopted control strategies, such as the NEP to halt the spread of HIV, HBV, and HCV. The objective of this study was to examine if the needle exchange programme has decreased the incidence of HIV, HBV, and HCV in Sweden over a six-year period.  METHODS: Data for incidence and prevalence was extracted from the yearly reports of the Stockholm’s needle exchange programme from 2013 to 2018 and the yearly reports of the public health agency in Sweden from 2013 to 2018. The data was collected for Stockholm, and compared to Västra Götaland, and the whole of Sweden. RESULTS: The incidence of HIV was zero in 2013 and 2015 in the NEP. The incidence of HBV decreased to zero in 2013 in the NEP. There is an increased incidence of HCV in the NEP. CONCLUSION: The NEP has a protective effect through its combination of needle exchange, opiate substitute therapy, counselling, and vaccinations in reducing and stabilising incidences of the infections, in some instances to zero, as well as providing surveillance and treating infections.

M. Tech. (Department of Biotechnology, Faculty of Applied and Computer Sciences), Vaal University of Technology. / Background: Currently, the South African National Blood Services are not testing for HTLV and HTLV screening is not mandated by the WHO or by regulatory standards in South Africa. Looking at the uniquely high prevalence of HIV and HIV / HBV co-infections in the South African population and taking into account the literature that suggests that most of these infected patients will be receiving blood, exposing these patients to an additional burden like HTLV can result in an increased disease progression of HIV to AIDS and a poor prognosis in these infected patients. Study design and methods: A blinded cross-sectional study was performed. 7015 specimens were collected from all blood transfusion laboratories across South Africa excluding the Western Cape Blood Transfusion Service laboratories. The specimens collected were tested using the ABBOTT Alinity S® Immunochemiluminescent autoanalyser. All test results were confirmed with the Roche Cobas® E801 and E411 auto analyser. Results: Over all prevalence for HIV was 39.39% (N=2763), HBV 7.57% (n=531) and HTLV 0.70% (N=49). Concurrent infection for HIV/HBV 4.92% (N=345), HIV/HTLV 0.36% (N=25), HBV/HTLV 0.09% (N=6) and HIV/HBV/HTLV 0.07% (N=5). Conclusion: This study confirmed an overall high prevalence of HIV and HBV infections among patients receiving blood products from the SANBS. Compared to the general population, the HIV prevalence in blood recipients was two-fold higher. Patients receiving a blood transfusion from the SANBS have high rates of HIV, HBV and HTLV which should be taken into consideration when determining donor screening strategies.