Quantification of serum hepatitis B virus RNA levels as an early predictor of hepatitis B envelope antigen seroconversion during treatment with polymerase inhibitors

Während der Behandlung der chronischen Hepatitis-B-Virus(HBV)-Infektion mit Nukleos(t)id-Analoga, welche durch Hemmung der reversen Transkription die HBV- Replikation inhibieren, kann bei den meisten Patienten eine Suppression der HBV-DNA im Serum unter die Nachweisgrenze und damit eine Verringerung der Folgeschäden der HBV-Infektion erreicht werden. Nach Beendigung der Behandlung kommt es jedoch meist zu einem Wiederanstieg der HBV-Replikation, weshalb die Dauer der Behandlung undefiniert und für die meisten Patienten wahrscheinlich lebenslang ist. Bei einigen Patienten stellt sich allerdings während der Langzeitbehandlung mit Nukleos(t)id-Analoga eine immunologische Kontrolle ein, die eine Beendigung der Behandlung erlaubt. So tritt bei etwa 50% der HBeAg- positiven Patienten unter Langzeittherapie mit Nukleos(t)id-Analoga eine HBeAg-Serokonversion auf. Bei etwa 11% der HBeAg-positiven und bei sehr wenigen HBeAg-negativen Patienten kommt es zum Verlust der Nachweisbarkeit des HBsAg. Eine Vorhersage des HBsAg-Verlusts kann anhand der Kinetik des HBsAg unter Therapie getroffen werden. Die Vorhersage der HBeAg-Serokonversionen wurde bislang anhand der Serummarker HBV-DNA und HBsAg untersucht, ist bislang allerdings nicht zuverlässig möglich. Die Vorhersage einer HBeAg- Serokonversion würde aber eine individuelle Planung der Behandlung ermöglichen und wäre auch für zukünftige Therapieformen wichtig. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Zusammenhang zwischen HBV-RNA im Serum mit HBeAg- Serokonversion während einer Therapie mit Nukleos(t)id-Analoga zu untersuchen. Dazu wurde eine RACE-basierte quantitative Real-Time-PCR zur Quantifizierung polyadenylierter HBV-RNA (trunkierte, trRNA und Gesamtlängen-HBV-RNA, flRNA) mit hoher Sensitivität, Spezifität und Reproduzierbarkeit etabliert. Anschließend wurden die Konzentrationen der HBV-RNA im Serum von 79 Patienten mit chronischer HBV-Infektion vor sowie während der antiviralen Behandlung mit Tenofovir (245 mg / Tag) oder Lamivudin (100 mg / Tag) bezüglich ihrer Assoziation mit HBeAg-Serokonversion untersucht. Die Kinetiken von HBV-RNA, HBV-DNA und HBsAg unter Therapie sowie der Einfluss weiter Marker wurden in einem multivariaten Modell bezüglich Ihrer Assoziation mit einer HBeAg- Serokonversion verglichen. Vor Therapiebeginn lagen die mittleren Serumkonzentrationen der HBV-trRNA: bzw.-flRNA bei 5,31 ± 2,18 [0 – 8,48] bzw. 4,80 ± 2,18 [0 – 8,01] log10 Kopien / ml. Bereits nach 3-monatiger Therapie zeigte sich eine starke Assoziation der Suppression der HBV-RNA und anschließender serologischer Response (p<0,001). In der multivariaten Analyse war die Prädiktion der serologischen Response durch die Kinetik der HBV-RNA stärker als durch die Kinetik der übrigen Parameter. Die Receiver Operating Characteristic (ROC) – Kurve zeigte für den Abfall der HBV-RNA von 1,0 log10 Kopien / ml nach 3-monatiger Therapie eine hohe Trennschärfe (trRNA AUC = 0,85 und flRNA: AUC = 0,73). Die vorliegende Arbeit belegt somit als erste Studie den Wert der HBV-RNA im Serum für die Vorhersage der HBeAg-Serokonversion unter Therapie mit Nukleo(s)tid-Analoga.During antiviral treatment of chronic hepatitis B virus (HBV) infections with nucleo(s)tide analogues, which inhibit the reverse transcription of HBV RNA, suppression of HBV DNA in serum and a decrease of late sequel of the HBV infection can be achieved in the majority of patients. After cessation of treatment most patients suffer a relapse in viral replication. Therefore, the optimal treatment duration is undefined and will be lifelong for most patients. However, some patients can achieve immunologic control over the HBV infection during long-term treatment with nucleos(t)ide analogues, allowing a termination of treatment. Thus, 50% of patients were described to achieve HBeAg seroconversion. HBsAg loss was observed in 11% of HBeAg positive and in very few HBeAg negative patients. HBsAg loss can be predicted by kinetics of HBsAg during treatment. Prediction of HBeAg seroconversion has been assessed using the markers HBV DNA and HBsAg, however to date a reliable prediction is not available. However, prediction of HBeAg seroconversion would be desirable for individualization of antiviral treatment and also for the monitoring of future treatment approaches. Aim of this study was to examine the association between serum levels of HBV RNA and the appearance of HBeAg seroconversion during antiviral treatment with nucleos(t)ide analogues. For this, we established a new RACE-based real-time PCR for the quantitative analysis of polyadenylated HBV-RNA, truncated (trRNA) and full length (flRNA) RNA with a high sensitivity, specificity and reproducibility. Then, levels of circulating HBV-RNA (trRNA and flRNA) in serial serum samples from patients (n = 79) with chronic HBV infection who received antiviral treatment with tenofovir (245mg/day) or lamivudine (100mg/day) were assessed for their association with HBeAg seroconversion. Multivariate analyses of factors associated with HBeAg seroconversion were carried out examining the kinetics of HBV RNA, HBV DNA and HBsAg as well as other parameters. At baseline, high concentrations of HBV trRNA and flRNA were measured (5,31 ± 2,18 [0 – 8,48] log10 copies / ml and 4,80 ± 2,18 [0 – 8,01] log10 copies / ml). A significant decline in mean HBV- RNA levels after 3 months of treatment was demonstrated among patients who achieved HBeAg seroconversion (p