A new rapid computer assisted micro-titer plate interferon assay system was developed and characterized for use in high capacity clinical and research applications. The biological aspect of the assay was a modification of the assay methods of Finter, Armstrong and McManus. It was an application of spectrophotometric quantification of the reduction of viral cytopathic effect (CPE) as reflected by neutral red dye uptake by viable cells. A computer program was developed for the extrapolation of raw data to reference interferon units.

Ebola virus (EBOV) infection causes a severe disease in humans and leads to widespread liver necrosis, a dysregulated cytokine response, and coagulopathy. However, little is known about the specific liver response to EBOV infection in humans. Here we present the utilization of an induced pluripotent stem cell (iPSC)-derived hepatocyte platform to define the host response to EBOV infection. We demonstrate that iPSC-derived hepatocytes are a suitable platform for investigating innate immune responses to viral infections. We compared the host response to EBOV infection in iPSC-derived hepatocytes, immortalized hepatocytes, and primary human hepatocytes and identified minimal transcriptomic changes 1 day post infection (dpi). Between 2-3 dpi, EBOV infection led to a significant upregulation of interferon-beta (IFN-β) and select interferon-stimulated genes (ISGs) in iPSC-derived hepatocytes. In addition, the acute phase response and coagulation cascade was downregulated in these hepatocytes, mimicking known liver dysfunction in EBOV disease. Using fluorescent in situ hybridization (RNA-FISH), we showed at single cell resolution that EBOV-infected iPSC-derived hepatocytes express IFN-β, indicating that infected cells mount an antiviral response to EBOV infection. This platform can be utilized to investigate therapeutic targets in human hepatocytes that may attenuate EBOV infection in patients. In addition, we present in this dissertation the development of a minigenome system for the filovirus Lloviu virus (LLOV). LLOV is closely related to EBOV and is known to circulate in bats throughout Europe. The complete sequence of LLOV has yet to be resolved, and therefore investigation of LLOV biology is limited. As part of this work, we established a functional LLOV minigenome system based on sequence complementation of other filoviruses. We demonstrate that the LLOV replication and transcription strategy is generally more similar to ebolaviruses than marburgviruses. We show that a single nucleotide at the 3ꞌ end of the LLOV genome determines specificity of the LLOV polymerase complex. This minigenome system can now be used to elucidate replication and transcription mechanisms employed by this novel filovirus. / 2023-02-19T00:00:00Z

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(生命科学) / 甲第22135号 / 生博第422号 / 新制||生||55(附属図書館) / 京都大学大学院生命科学研究科統合生命科学専攻 / (主査)教授 藤田 尚志, 教授 朝長 啓造, 教授 永尾 雅哉 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy in Life Sciences / Kyoto University / DFAM

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第23094号 / 医博第4721号 / 新制||医||1050(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 髙橋 良輔, 教授 井上 治久, 教授 伊佐 正 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

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Introduction: Addition of a second drug used to be a strategy to achieve clinical stabilization of multiple sclerosis in many patients with on-going activity despite monotherapy. Modern immunosuppressive drugs used in monotherapy exert more specific mode of action. Methods: This retrospective observational study evaluated 5-year data from 85 patients with active multiple sclerosis despite monotherapy with either interferon beta or azathioprine, who received add-on azathioprine or interferon beta, respectively. In a subgroup of 23 patients 10- year data were analysed. In a second part of the study, a group of 126 patients switched either from interferon beta or glatiramer acetate to fingolimod was followed-up for one after the change of their treatment and a in a subgroup of 53 patients the 2-year data were assessed. Clinical (relapse frequency, disability) parameters were compared preceding and following the addition of second drug or the switch of treatment. Laboratory results and potential serious adverse events were evaluated in a group of patients with combination therapy. Results: The add-on treatment triggered a drop in annualised relapse rate by approximately 1.5 points sustained over 5 and 10 years. No effect on disability was observed. Simultaneously, white blood cell and lymphocyte counts...

Diabetes mellitus Typ 1 ist eine chronische Autoimmunerkrankung, die über eine Zerstörung pankreatischer Beta-Zellen der Langerhans-Inseln zu einem absoluten Insulinmangel führt. Ursächlich für die Zerstörung des Pankreasgewebes sind autoreaktive T-Zellen, die eine Entzündungsreaktion (Insulitis) im Pankreas bewirken. Zentrales Thema der Promotionsarbeit ist die Erforschung grundlegender quantitativer und qualitativer Eigenschaften von T-Zellen von Diabetikern im Vergleich zu gesunden, alters-gleichen Kontrollpersonen. Der Fokus der Arbeit liegt dabei auf der Analyse von naiven T-Zellen und ihrer Polarisierbarkeit in proinflammatorische Th17 (Interleukin-17-produzierende) Zellen und regulatorische T-Zellen (Tregs), die die Inflammation unterdrücken können. Voruntersuchungen der Arbeitsgruppe zeigten tendenziell eine proportionale Vermehrung von proinflammatorischen T-Zellen (Th17 Zellen) im peripheren Blut von Typ1 Diabetikern. Aus dem Vollblut wurden mittels Ficoll-Dichtezentrifugation periphere mononukleäre Zellen des Blutes (PBMC) gewonnen. Über magnetisch aktivierte Zell-Separation (MACS) wurden naive T-Zellen (CD4+CD45RA+CD27+) aus den PBMCs isoliert. Diese naiven Zellen wurden angeregt sich zu adulten, immunkompetenten Zellen zu differenzieren. Die Antigenstimulation der T-Zellen wurde imitiert durch Aktivierung mit Antikörpern gegen die Moleküle CD3 und CD28 oder einem C. albicans-Antigen. Die Stimulation wurde unter Co-Kultivierung mit autologen antigenpräsentierenden Zellen durchgeführt. Die Richtung der Differenzierung wurde durch Zugabe verschiedener Zytokin-Cocktails beeinflusst. Nach Abschluss der Kultivierung wurde sowohl der Phänotyp der Zellen als auch deren Fähigkeit bestimmte Zytokine zu produzieren mittels Durchflusszytometrie (FACS) bestimmt. Weiterhin wurden Suppressionsassays durchgeführt, bei denen die Suppressionsfähigkeit von aus naiven T-Zellen induzierten Tregs auf autologe PBMCs von Typ 1 Diabetes Patienten überprüft wurde. In dem zunächst durchgeführten Vergleich von Kindern mit einer Erstmanifestation mit gesunden Kontrollen konnte eine stärkere IFN-Produktion gezeigt werden mit signifikanten Unterschieden innerhalb der Ki67+ Zellen. Interessanterweise zeigte sich diese stärkere IFN Sekretion der T-Zellen der Diabetiker unter Bedingungen, die die Expression von TH17-Zellen fördern sollten. Zusätzlich konnten T-Zellen nachgewiesen werden, die für IFN und IL17 doppelt positiv waren. In weiteren Versuchen wurden auch Vergleiche zwischen längere Zeit an Diabetes erkrankten Kindern und erwachsenen Diabetikern mit gesunden Kontrollen durchgeführt. Bei den erwachsenen Diabetikern konnten dabei mehr IFN+/IL17+ T Zellen innerhalb der Ki67+ T-Zellen nachgewiesen werden als bei den Kontrollen. Die Zellkulturexperimente wurden im Weiteren mit C. albicans-Antigen als einem spezifischen Stimulus des Immunsystems durchgeführt. Die Untersuchung zeigte zunächst einmal, dass das C. albicans-Antigen bezüglich Proliferation und T-Zell-Differenzierung ein deutlich schwächerer Stimulus im Vergleich zur Stimulation mit aCD3/aCD28 war. Beobachtet werden konnte allerdings, dass es durch Stimulation mit dem C. albicans-Antigen insgesamt zu einer stärkeren Aktivierung des TH17-Zell-Systems kam mit Ausnahme der längere Zeit an einem Diabetes erkrankten Kinder, die eine geringere IL17-Produktion im Vergleich zu den Kontrollen aufwiesen. Insgesamt zeigten sich teils deutliche Unterschiede zwischen den Gruppen der Diabetiker, so dass von einer Beeinflussung der Ergebnisse durch Krankheitsdauer, Krankheitsaktivität, Alter der Probanden und Therapiedauer ausgegangen werden muss. Die Untersuchung des Proliferationsverhaltens ergab sowohl bei den proinflammatorischen T-Zellen als auch bei den Tregs keine Unterschiede zwischen den Diabetikern und den Kontrollpatienten, ebenso wie die quantitative Untersuchung der Ausbildung von CD25+FOXP3+ Tregs aus den naiven T-Zellen unter unspezifischer Stimulation. Unter spezifischer Stimulation hingegen zeigten sich mehr Tregs bei den Kindern mit einer Erstmanifestation und den erwachsenen Diabetikern. Ebenfalls unter Stimulation mit dem C. albicans-Antigen zeigten sich unter proinflammatorischen Bedingungen bei den Kindern mit einer Erstmanifestation und unter antiinflammatorischen Bedingungen bei den erwachsenen Diabetikern ein signifikant höherer Anteil CD127- Tregs (CD25+FOXP3+) im Vergleich zu den Kontrollprobanden. Interessanterweise zeigte sich bei den erwachsenen Diabetikern sowohl bei spezifischer als auch bei unspezifischer Stimulation eine stärkere Produktion von IL17 durch die Tregs. Die Untersuchung der Expression des Homing-Rezeptors CD62L auf den Tregs ergab keine signifikanten Unterschiede, aber eine höhere Expression bei allen Diabetikern im Vergleich zu den jeweiligen Kontrollgruppen und die Untersuchung des IFN-Rezeptors erbrachte keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen, allerdings zeigten sich die Mediane und Mittelwerte bei den Kindern mit einer Erstmanifestation im Vergleich zu den Kontrollen bei unspezifischer Stimulation erhöht. Zur Ergänzung der Zellkulturexperimente wurden im Weiteren Suppressionsversuche mit aus naiven T-Zellen induzierten Tregs durchgeführt. Die Suppressionsversuche konnten eine geringere Hemmung der Proliferation durch die induzierten Tregs der Diabetiker zeigen und damit auf eine mögliche Dysfunktion der Tregs deuten. Um Möglichkeiten der Beeinflussung des Immunsystems zu untersuchen wurden die Zellkulturen erneut unter Blockade von IFNy und Zugabe von TGFb durchgeführt. Die Blockade von IFNy führte zu einer geringer ausgeprägten Differenzierung und Proliferation der T-Zellen. Weiterhin konnten in der intrazellulären Färbung weniger IFN positive T-Zellen gefunden werden und es zeigte sich eine stärkere Expression des IFN-Rezeptors. Bei den Kindern mit einer Erstmanifestation zeigte sich zusätzlich auch eine geringere Ausprägung der IL17+ T-Zellen. Hier ergaben sich keine Unterschiede in der Quantität der Tregs. Die erwachsenen Diabetiker zeigten hier weniger Tregs, dafür aber eine stärkere Proliferation innerhalb der Tregs. Bei den Kindern mit einem längere Zeit bestehenden Diabetes hingegen zeigten sich keine quantitativen Unterschiede. Die Beeinflussung durch Zugabe von TGFb bei den erwachsenen Diabetikern und den Kindern mit einer Erstmanifestation führte zu einer geringeren T-Zell Differenzierung mit mehr naiven T-Zellen und weniger Memory-T-Zellen sowie zu einer geringeren IFNy Expression. Bei den Erwachsenen zeigte sich ebenso eine geringere Proliferation, geringe Anzahlen für Tregs sowie eine geringe Ausprägung der Expression von CD62L und der Produktion von IL17 durch Tregs. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass es Unterschiede zwischen den proinflammatorischen T-Zellen sowie den induzierten Tregs der Diabetiker im Vergleich zu den gesunden Kontrollen gibt. Insbesondere die Bedeutung von IFNy bei den Erstmanifestation konnte gezeigt werden. Aber auch die Sekretion von IL17 oder die Expression von CD62L auf den Tregs stellen interessante Ansatzpunkte zur weiteren Erforschung des Diabetes dar. Weiterhin zeigten die Suppressionsversuche eine gestörte Regulation durch die induzierten Tregs bei den Diabetikern. Sowohl die Blockade von IFNy als auch die Zugabe von TGFb zeigten inflammationshemmende Wirkung bei den Lymphozyten der Diabetiker in vitro und stellen interessante Ansatzpunkt für eine mögliche Therapie dar. / Type 1 diabetes mellitus is a chronic autoimmune disease which causes a destruction of pancreatic beta cells and results in an absolute lack of insulin. Autoreactive T-cells cause an inflammation in the pancreas (insulitis) and are responsible for the destruction of the beta cells. Main topic of this thesis is the investigation of fundamental quantitatively and qualitatively features of T-cells in humans with type 1 diabetes mellitus in comparison to healthy, age-matched controls. The main point of view is directed on the analysis of naive T-cells and their ability to polarize in proinflammatory TH17-cells (Interleukin 17 producing T-cells) and regulatory T-cells (Tregs) which are able to suppress an inflammatory reaction. Earlier studies in our work group suggested a proportional increase of proinflammatory T-cells in the peripheral blood of patients with type 1 diabetes mellitus. A density centrifugation with Ficoll was performed to isolate peripheral blood mononuclear cells (PBMC). Magnetic activated cell sorting (MACS) was used to extract naive T-cells (CD4+CD45RA+CD27+) out of the PBMC-group. These isolated naive T-cells were stimulated to differentiate into mature, immunocompetent T-cells. The stimulation was imitated by T-cell activation with antibodies against CD3 and CD28 or with a C. albicans-antigen. The activated T-cells were co-cultured with autologous, antigen presenting cells (APC). The direction of differentiation was influenced by supplementation of various cytokine-cocktails. After finishing the cultivation, the phenotype of the T-cells as well as their ability to produce distinct cytokines was determined by fluorescent activated cell sorting (FACS). Furthermore, suppression assays were performed in which the ability of (out of naive T-cells induced) Tregs to suppress autologous PBMC of humans with type 1 diabetes mellitus was investigated. First there was a comparison between children with a new-onset of type 1 diabetes mellitus (T1DM) and healthy controls. This investigation showed a stronger production of interferon gamma (IFN) with significant differences in the Ki67 positive subgroup in T1DM children. Interestingly this was found under culture conditions which should promote the expression of an TH17-phenotype. Additionally, T-cells were discovered which were double positive for IFN and IL17. In further experiments the T-cells of children and adults with a long-standing diabetes mellitus were compared to healthy donors. In the adult group it was possible to show more IFN/IL17 positive T-cells in the Ki67 positive subgroup in comparison to the controls. For further experiments an C. albicans-antigen was used as a T-cell activator. Primarily it was obvious that the C. albicans-antigen was a much weaker stimulus concerning proliferation and T-cell differentiation. But overall there was a stronger activation of the TH17-cell system except for the children with long-standing diabetes mellitus who had a lower amount of IL17 in comparison to the healthy controls. All together there were clear differences between the different groups of humans with type 1 diabetes mellitus so that the results are probably influenced by activity und duration of disease as well as patients age and duration of therapy. The research concerning the proliferation as well as the quantity of CD25+FOXP3+ Tregs showed neither differences for the proinflammatory Tcells nor the Tregs under unspecific stimulation. When specific stimulation was performed, the children with a new-onset of diabetes mellitus and the adults with diabetes mellitus showed an increased number of Tregs. Additionally, under stimulation with C. albicans under proinflammatory culture conditions there was a higher proportion of CD127 negative Tregs (CD25+FOXP3+CD127-) in the children with a new-onset diabetes and the adult diabetics in comparison to the healthy controls. Surprisingly there was a stronger IL17-production among the Tregs in the adult diabetics under specific as well as under unspecific stimulation. Although investigations on expression of the homing receptor CD62L on the surface of Tregs yield no significant differences, there was a non significant higher expression in every diabetic group in comparison to the controls. Similar the expression of the IFN-receptor shows no significant differences but the consideration of the values for median and average showed higher values in the children with newly onset diabetes than in the healthy controls under unspecific stimulation. Furthermore, suppression assays were performed with induced Tregs which were induced out of naive T-cells. In this investigation a weaker ability to inhibit the proliferation of T-cells by the induced Tregs of the diabetics were found. This is a possible hint for a dysfunction of Tregs in humans with type 1 diabetes mellitus. To investigate possibilities for influencing the immune system the earlier performed cell cultures were repeated now with blocking IFN or supplement TGFb. The blocking of IFNy leads to a weaker differentiation and proliferation of Tcells. Furthermore, the intracellular staining showed decreased numbers of IFNy positive T-cells but a higher expression rate of the IFNy-receptor. The children with a new-onset of diabetes mellitus showed additionally lower values for IL17 positive T-cells but therefore a greater proliferation rate among the Tregs. On the other hand there were no quantitative differences noted in the children with long-standing diabetes. Supplementation of TGFb leads to a weaker T-cell differentiation with greater numbers of naive T-cells und lower numbers of memory T-cells as well as a lower IFNy-expression rate in the T-cells of the children with a new-onset diabetes and the adult diabetics. The adult diabetics showed furthermore a weaker T-cell proliferation, decreased Treg numbers and a lower expression of CD62L as well as a lower production of IL17 by Tregs. All together it was possible to show differences between the proinflammatory T-cells and the induced Tregs of humans with diabetes mellitus in comparison to healthy controls. Especially the meaning of IFNy for the disease in children with new-onset diabetes mellitus was shown. Furthermore, the secretion of IL17 or the expression of CD62L on Tregs are interesting starting points for further investigations. Additionally, it was possible to show that the ability to inhibit the proliferation of inflammatory T-cells by the induced Tregs of the diabetics is disturbed. The blocking of IFNy as well as the supplementation of TGFb showed inflammation inhibiting effects in the T-cells of the diabetics in vitro and is an interesting starting point as a potential future therapy.

Genetically engineered oncolytic viruses (OVs) have been proven to be effective anti-cancer agents. However, the heterogeneity of tumours and obligate attenuation of OVs to achieve safety can limit their efficacy. Our lab has previously shown that diverse small molecules, which we have termed “Viral Sensitizers”, used in combination with OVs can potentiate the infection of cancer cells by OVs over 1000-fold in some cases, resulting in cancer-specific killing in both in vitro and in vivo tumour models. We observed that a subset of viral sensitizer compounds ultimately acts by reducing the expression of IFNb, thereby inhibiting antiviral signaling. Here, we aimed to further refine the mechanism of action of this class of compounds. Our results suggest that VSe1 and more stable analogs such as VSe1-28 inhibit nuclear accumulation of NF-kB p65 and expression of various antiviral cytokines including, TNFa, IL-6, IFITM1, and MX2 in multiple oncolytic VSV-resistant cancer cell lines but not in normal cells. This was also observed in vivo in CT26wt immune-competent mouse tumour models, where our group has already demonstrated the therapeutic benefit of combining VSe1-28 with oncolytic VSV. Using various biochemical methods, we have determined that VSe1 and its analog VSe1-28 lead to these effects at least in part through covalent modification of NF-kB p65. In sum, this study provides a new understanding of how these novel viral sensitizers work at the molecular level. This new understanding will not only aid in the discovery and development of improved molecules but also their clinical translation in combination with oncolytic viruses.

Gegenstand dieser Arbeit ist die Untersuchung zellulärer Testsysteme bei Patienten mit Verdacht auf latente Infektion mit M. tuberculosis. Eine latente Tuberkulose kann unter Immunsuppression zu einer aktiven Tuberkulose werden. Deshalb wird bei immunsuppressiven Therapien insbesondere mit TNF-alpha-Blockern eine Chemoprävention empfohlen. Daher ist es sehr wichtig, latente Infektionen zu erkennen. Ist ein Patient mit M. tuberculosis infiziert, reagieren seine T-Zellen auf Stimulation mit Antigenen wie ESAT-6 und CFP-10. Diese Immunantwort ist die Grundlage der modernen IFN-γ release Assays (IGRA). ESAT-6 und CFP-10 fehlen bei allen BCG-Stämmen und bei den meisten nicht-tuberkulösen Mykobakterien mit Ausnahme von M. kansasii, M. szulgai und M. marinum (Andersen et al. 2000; Behr et al, 1999; Lalvani 2003). Im Gegensatz dazu haben Personen, die mit M. tuberculosis-Komplex-Organismen infiziert sind, in der Regel T-Zellen im Blut, die diese und andere mykobakterielle Antigene erkennen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Nutzung von IGRA in der medizinischen Labordiagnostik dahingehend zu analysieren, ob es Unterschiede zwischen ELISPOT-basierten Tests und Röhrchen-Tests als Testformat gibt, inwieweit diese Tests im klinischen Alltag verlässlich sind und ob sich mit einem anderen Auswertealgorithmus eine sicherere Aussage zum Vorliegen einer latenten Tuberkulose treffen lässt. Im Einzelnen wurden dabei drei Ansätze verfolgt: 1. In einer retrospektiven Studie wurden die Ergebnisse von 2686 Patienten ausgewertet, die im Labor des Instituts für Klinische Immunologie des Universitätsklinikums Leipzig von 2013 bis 2016 als Routineuntersuchungen erhoben wurden. Bei klinisch unplausiblen Ergebnissen wurden bei einem Teil der Patienten eine Wiederholungsuntersuchungen durchgeführt. Die analytische Sensitivität und Spezifität sowie den positiven und negativen prädiktiven Wert konnten wir nur unter der Annahme abschätzen, dass der Ausfall in der Wiederholungsuntersuchung einen Hinweis auf falsch- oder richtig-positive oder -negative Werte zulässt. Wir kommen damit zu einer Sensitivität von nur 28 %, einer Spezifität von immerhin 91 %, einem positiven prädiktiven Wert von 32 % und einem negativen prädiktiven Wert von 90 %. Damit sind 68 % der positiven Werte falsch positiv und 10 % der negativen Werte falsch negativ. Unsere Untersuchungen zur Wiederholbarkeit der ELISPOT-Tests im eigenen Labor bestätigen, dass negative Ergebnisse meist wiederholbar sind, positive Werte jedoch skeptisch betrachtet werden müssen. 2. Seit 2012 sendet Instand e.V. zweimal jährlich Ringversuchsproben für den IGRA aus (Ringversuch 650, https://www.instand-ev.de/). Wir analysierten, wie viele Labors bei Teilnahme an der externen Qualitätssicherung (sogenannten Ringversuchen) für IGRA ein korrektes Ergebnis erzielt hatten und ob Unterschiede zwischen ELISPOT-Assay und Röhrchen-Test bestehen. Im Ringversuch waren die Ergebnisse von ELISPOT (z.B. TB-Spot, Oxford Immunotec) und Röhrchentest (Quantiferon Gold bzw. Gold-Plus, Qiagen oder Diasorin) bis auf den 2. Ringversuch 2019 vergleichbar und unterschieden sich nicht. 3. Obwohl die meisten Labore an den Ringversuchen erfolgreich teilnehmen, ist die recht häufige Anzahl vor allem falsch positiver Ergebnisse im diagnostischen Alltag problematisch. Wir haben daher in einem dritten Untersuchungsschritt die Validierungsdaten eines Labors detailliert untersucht, um ein definiertes Verfahren zur Ermittlung positiver Testergebnisse vorzuschlagen. Zwischen 2011 und 2013 erfolgte im Labor Ettlingen eine umfangreiche Qualitätssicherung des ELISPOT unter Nutzung von 70 Proben in Doppelbestimmung. Dabei wurden jeweils die Messungen für die Positiv- und die Negativkontrolle sowie die Werte nach Stimulation mit ESAT-6 und CFP-10 analysiert. Um relevante Unterschiede zwischen Negativkontrolle und der eigentlichen Messung zu bewerten, wurden die Unterschiede mit der Wiederholpräzision in Beziehung gesetzt: Die Unterschiede sollten größer sein als die daraus abgeleitete Ungenauigkeit (Impräzision) der Messungen. Daraus wurde ein Cut-off-Wert kalkuliert, der unmittelbar auf den Daten des Labors beruht. Hierzu ist die Homogenität der Standardabweichungen über alle Proben erforderlich. Sie wird durch die Wurzeltransformation aller Daten erreicht. Für die verwendeten Daten ist sie anwendbar (Altman 1991, Bland 2000). Dies bedeutete bei den untersuchten Daten, dass bei Doppelbestimmungen die Unterschiede zwischen dem Testergebnis immer um den Faktor 0,76 größer sein muss als die Negativkontrolle. Dazu sind allerdings zwei Voraussetzungen zu erfüllen: 1. die Werte müssen vor Analyse wurzeltransformiert werden. 2. benötigt werden mindestens Doppelbestimmungen. Da keine Doppelbestimmungen vorliegen, konnte das Verfahren nicht an einem eigenen Datensatz verifiziert werden. Wir schlussfolgern daraus zusammenfassend: 1. in der Praxis gibt es keine wesentlichen Unterschiede zwischen ELISPOT und Röhrchen-Test als Testformat, was Sensitivität und Spezifität anbelangt 2. IGRAs sind ein verlässliches Werkzeug im klinischen Alltag, insbesondere wenn es um den Ausschluss einer latenten Tuberkulose geht 3. die Auswertung von ELISPOT-Daten lässt sich über Mehrfachbestimmung und quadratwurzeltransformierte Auswertung optimieren (wobei das noch in einer Folgearbeit zu beweisen ist).:Inhalt Abkürzungsverzeichnis 3 1 EINFÜHRUNG 5 1.1 Epidemiologie der Tuberkulose 5 1.2 Pathogenese der Tuberkulose 8 1.3 Prävention der Tuberkulose 10 1.4 Diagnostik der Tuberkulose 11 1.4.1 Radiologische Untersuchungen 12 1.4.2 Mikrobiologische Untersuchungen 12 1.4.3 Molekularbiologischer Nachweis 13 1.5 Nachweis der Immunreaktion gegenüber M. tuberculosis 14 1.5.1 Tuberkulin-Hauttest 14 1.5.2 Serologische Tests auf M. tuberculosis-Infektion 16 1.5.3 Zelluläre Labortests auf M. tuberculosis-Reaktivität 18 2 AUFGABENSTELLUNG 22 3 MATERIAL UND METHODEN 23 3.1 Patienten 23 3.2 Blutentnahme und Zellpräparation 23 3.3 ELISPOT 25 3.4 Ringversuch zur externen Qualitätssicherung 26 3.5 Retrospektive Analyse der Daten des eigenen Labors und der Ringversuchsdaten 26 3.6 Analyse der Validierungsdaten aus Ettlingen 27 4 ERGEBNISSE 29 4.1 Analyse der ELISPOT-Daten des eigenen Labors 29 4.2 Ergebnisse des Instand-Ringversuchs 33 4.3 Analyse der ELISPOT-Wiederholungsmessungen 35 5 DISKUSSION 41 6 Zusammenfassung 48 Literaturverzeichnis 52 Lebenslauf 63 Danksagung 64 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 65

Hintergrund: Von circa 240-260 Millionen Hepatitis-B-Virus-(HBV)-Infizierten sind schätzungsweise circa 15-20 Millionen Menschen mit dem Hepatitis-D-Virus (HDV) koinfiziert. Das HDV benötigt für seine Replikation zwingend das Oberflächenprotein des HBV (HBsAg) und ist damit als sogenannter Satellitenvirus ohne HBV nicht überlebensfähig. Als mögliche Therapieoptionen steht derzeit das Interferon-alpha (IFNα) zur Verfügung. Zum Therapiemonitoring werden HBV-spezifische Marker (HBsAg, anti-HBs, anit-HBe, anti-HBc-IgM, HBV-DNA), HDV-spezifische Marker (HDV-RNA, anti-HDAg) als auch Marker für die Leberfunktion (ALT, AST, AP, gGT, Bilirubin, Quick) bestimmt. Jedoch fehlen aktuell für die HDV-Infektion noch aussagekräftige Marker, um frühzeitig einen Therapieerfolg bzw. –misserfolg abzuschätzen und darauf reagieren zu können. Fragestellung: In dieser Studie wurden erstmalig aktuelle experimentelle Marker der HBV-Replikation hinsichtlich einer Assoziation mit dem Therapieverlauf bei HBV/HDV-Infektion untersucht: die HBVfl-RNA mittels RT-qPCR und die Komposition des HBsAg (SHBs, MHBs und LHBs) mittels Sandwich-ELISA. Methodik: Es konnten insgesamt 50 Patienten aus Deutschland, Italien und Spanien mit nachgewiesener HBV/HDV-Koinfektion rekrutiert werden. Diese wurden nach der Therapieform, die der Patient erhalten hat, in eine Gruppe unter IFN-Therapie, eine Gruppe unter NA-Therapie und eine therapienaive Kontrollgruppe unterteilt. Desweiteren wurden die Gruppen an Hand des Verlaufes der HDV-RNA in Responder, partielle Responder und Non-Responder eingeteilt. Desweiteren wurden Patienten nach HBsAg-Verlust analysiert, welcher als funktionelle Ausheilung der HBV-Infektion und somit auch der HBV/HDV-Koinfektion angesehen wird. Es erfolgte eine retrospektive Beurteilung der neuen HBV-Serummarker im Vergleich zu etablierten Serummarkern im Verlauf der IFN- bzw. NA-Therapie, wenn möglich bis sechs Monate nach Therapieende. Die therapienaiven Patienten wurden an Hand der zur Verfügung stehenden Proben ebenfalls in ihrem Verlauf beurteilt. Resultate: Die Komposition des HBsAg zeigte in der Gruppe der Responder unter IFN-Therapie nach ausführlicher Betrachtung der Einzelverläufe einen Verlust des MHBs, welcher zum Teil deutlich vor dem Verlust des Gesamt-HBsAg lag. Dies konnte auch bei Respondern unter NA-Therapie beobachtet werden, fehlte jedoch bei den therapienaiven Patienten. Insbesondere bei Patienten, die nicht nur eine Suppression der HDV-RNA sondern auch einen HBsAg-Verlust erreichten, kam es zu einer frühzeitigen Suppression von LHBs und MHBs unter die Nachweisgrenze. In der untersuchten Kohorte stellten sich außerdem die ALT-Spiegel bei den Respondern mit IFN-Therapie mit einem signifikanten Abfall zu mehreren Zeitpunkten im Verlauf dar, der bei den anderen Gruppen fehlte. Die HBVfl-RNA erwies sich nicht als geeignet zum Therapiemonitoring, da sie in fast allen gemessenen Serumproben negativ war. Dies könnte an der Suppression der HBV-Replikation durch das HDV liegen, weshalb auch die HBV-DNA bei Patienten mit einer HBV/HDV-Koinfektion oft nicht nachweisbar ist. Schlussfolgerung: MHBs könnte ein neuer Serummarker für einen HBsAg-Verlust sowie für ein Therapieansprechens auf eine IFN-Therapie bei HBV/HDV-Koinfizierten darstellen und somit zur Personalisierung und zur Steigerung der Effektivität der Therapie bei Patienten mit HBV/HDV-Koinfektion beitragen. Zur Bestätigung dieser Ergebnisse sind daher weiterführende Untersuchungen in größeren Patientenkollektiven notwendig.:I Inhaltsverzeichnis II Abkürzungsverzeichnis III Abbildungsverzeichnis IV Tabellenverzeichnis 1. Einführung 1.1. HBV/HDV 1.1.1. Epidemiologie und Genotypen 1.1.2. Aufbau 1.1.3. Replikation 1.1.4. Infektionsverlauf 1.1.5. Etablierte Diagnostik/ Biomarker 1.1.6. Neue potentielle HBV/HDV-Biomarker 1.1.7. Therapie 1.1.8. Prävention 2. Aufgabenstellung 3. Materialien und Methoden 3.1. Materialien 3.1.1. Kits 3.1.2. Chemikalien 3.1.3. Reagenzien zur Bestimmung des Gesamt-HBsAg, LHBs, MHBs 3.1.4. Geräte 3.1.5. Labormaterialien 3.1.6. Primer, Standardplasmid, In-vitro-Transkript und Sonden 3.1.7. Datenanalyse 3.2. Methoden und Datenanalyse 3.2.1. Nukleinsäure-Isolierung 3.2.2. Quantifizierung der HBVfl-RNA mittels RT-qPCR 3.2.3. Quantifizierung des Vox-Referenzplasmids 3.2.4. Datenanalyse RT-qPCR 3.2.5. Prinzip der Quantifizierung der HBsAg-Komposition mittels nicht-kompetetivem Sandwich-ELISA 3.2.6. Durchführung der Quantifizierung der HBsAg-Komposition 3.2.7. Testauswertung 3.2.8. Untersuchte Patientenkohorte 3.2.9. Statistische Auswertung 4. Ergebnisse 4.1. Untersuchungskohorte zu Studienbeginn 4.2. Evaluierung der untersuchten Biomarker während einer IFN-Therapie 4.2.1. Statistische Auswertung der analysierten Parameter unter IFN-Therapie 4.2.1.1. HDV-RNA als Grundlage der Kohorteneinteilung 4.2.1.2. Analyse der Blutbildparameter im Verlauf der IFN-Therapie 4.2.1.3. Analyse der Leber- und Nierenparameter im Verlauf der IFN-Therapie 4.2.1.4. Analyse der Transaminasen und Cholestaseparameter im Verlauf der IFN-Therapie…………… 4.2.1.5. Analyse der HBV-DNA und der HBVfl-RNA unter IFN-Therapie 4.2.1.6. Analyse des Gesamt-HBsAg, LHBs und MHBs unter IFN-Therapie 4.3. Einzelverlaufdarstellung ausgewählter Patienten unter IFN-Therapie 4.3.1. Exemplarischer Einzelverlauf eines Patienten mit partiellem Therapieansprechen auf IFN im ersten Therapiezyklus 4.3.2. Exemplarischer Einzelverlauf eines Patienten mit Therapieansprechen auf IFN 4.3.3. Exemplarischer Einzelverlauf eines zweiten Patienten mit Therapieansprechen auf IFN……….. 4.3.4. Exemplarischer Einzelverlauf eines dritten Patienten mit Therapieansprechen auf IFN…….. 4.4. Evaluierung der untersuchten Biomarker während einer NA-Therapie 4.4.1. Statistische Auswertung der analysierten Parameter unter NA-Therapie 4.5. Zusammenfassende Darstellung der Patienten mit HBsAg-Verlust unter IFN- bzw. NA-Therapie 4.6. Evaluierung der untersuchten Biomarker im therapienaiven Verlauf 4.6.1. Statistische Auswertung der analysierten Parameter der therapienaiven Patienten 5. Diskussion 5.1. Untersuchungskohorte 5.2. Methoden 5.2.1. RT-qPCR der HBVfl-RNA 5.2.2. Nicht-kompetetiver Sandwich-ELISA des Gesamt-HBsAg, MHBs und LHBs 5.3. Ergebnisse der Biomarkeranalyse 5.3.1. MHBs bzw. LHBs als mögliche neue Serummarker eines Therapieansprechens unter IFN- und NA-Therapie bei HBV/HDV-Koinfizierten 5.3.2. Gesamt-HBsAg als möglicher Marker eines Therapieansprechens unter IFN- und NA-Therapie bei HBV/HDV-Koinfizierten 5.3.3. HBVfl-RNA und HBV-DNA zum Therapiemonitoring bei HBV/HDV-Koinfizierten ungeeignet 5.3.4. ALT bzw. AST als möglicher Prädiktor einer Response auf eine IFN-Therapie bei HBV/HDV-Koinfizierten 5.3.5. Hämoglobin mit fraglicher Relevanz für das Therapiemonitoring bei HBV/HDV-Koinfizierten 5.4. Ergebnisse jenseits der Biomarkeranalyse 5.4.1. Wiederholte IFN-Therapie bei HBV/HDV-Koinfizierten potentiell sinnvoll 6. Zusammenfassung der Arbeit 7. Literaturverzeichnis 8. Anlagen 9. Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 10. Lebenslauf 11. Danksagung