Resistenstestning af hiv

Antiretroviral kombinationsbehandling er gængs standard ved behandling af hiv-infektion i den industrialiserede verden. Behandling med antiretrovirale præparater påfører hiv et selektionstryk, der ved utilstrækkelig behandling øger risikoen for udviklingen af resistente stammer. Resistensudvikling viser sig ved en stigning i plasma-hiv-RNA (virologisk svigt). I de seneste år er det blevet muligt at foretage geno- og fænotypisk resistenstestning af hiv-isolater. Der foreligger sparsom evidens for den virologiske effekt af genotypisk resistenstestning, men ingen for den kliniske effekt af testningen. Genotypisk resistenstestning bør - indtil der foreligger yderligere evidens - forbeholdes patienter med virologisk svigt af hiv-behandlingen. Desuden kan genotypisk resistenstestning benyttes til epidemiologisk overvågning.

.

I den industrialiserede verden behandles infektion med humant immundefekt virus (hiv) med en kombination af antiretrovirale præparater. Præparaterne kan effektivt undertrykke virusreplikation og har ført til et væsentligt fald i syge- og dødeligheden (1). Behandling med antiretrovirale præparater har ført til udvikling af resistente virusstammer. Der er udviklet flere nye molekylærbiologiske metoder til resistenstestning af hiv. Resistenstestning har potentialet til at vejlede klinikerne til et rationelt valg af præparater. I en række lande er testningen indført i forbindelse med start af kombinationsbehandling (highly active antiretroviral therapy, HAART), ved præparatskift og til patienter med formodet multiresistent hiv. I det følgende vil vi gennemgå evidensen for at anvende resistenstestning.

Antiretroviral kombinationsbehandling (HAART)

Hiv-infektion medfører en vedvarende destruktion af immunforsvaret (depletion af især CD4+ T-hjælper-lymfocytter). Plasma(p)-hiv-RNA og CD4+ T-celletal er surrogatmarkører for progression af hiv-infektion og benyttes til at bestemme tidspunktet for start af behandlingen, til at kontrollere behandlingseffekt og i mindre grad til vurdering af patienternes komplians.

Behandlingen består af tre til fem præparater fra en til tre af præparatgrupperne nukleosidanaloger, non-nukleosidanaloger og proteasehæmmere. Antiretroviral kombinationsbehandling nedsætter hiv's omsætningshastighed væsentligt (2). HAART påfører desuden hiv et selektionstryk, der ved utilstrækkelig behandling (mono- og tostofs behandling, manglende komplians) øger risikoen for udviklingen af resistente hiv-stammer og virologisk svigt af behandlingen. Sandsynligheden for udvikling af resistensmutationer er begrænset hos patienter uden behandling og ved behandlingen, såfremt patienterne er kompliante (Fig. 1) (3, 4).

.

• Anti-hiv-behandling kan medføre mutationer i hiv

• Geno- og fænotypisk testning af hiv er teknisk mulig

• Ingen evidens for positiv effekt af fænotypisk testning

• Sparsom evidens for positiv effekt af genotypisk testning

• Ingen evidens for klinisk effekt af testning

Resistensudvikling

Resistens over for anti-hiv-præparater skyldes primært mutationer i de gener, præparaterne er rettet mod. Der er beskrevet et stort antal mutationer i hiv-genomet (5). Resistens bestemmes in vitro og angives som en stigning i den koncentration af et præparat, der hæmmer replikationen af et givet hiv-isolat med 50% eller 90% (inhibitory concentration, IC50 /IC90 ) i forhold til vildtypen. Den samme mutation kan medføre forskellige grader af resistens in vitro over for forskellige præparater, fx medfører M184V mutationen ca. femfold øget IC50 over for et præparat (abacavir), men >tusindfold over for et andet (lamivudin). Hvorvidt in vitro-fundene umiddelbart kan overføres til forholdene in vivo er ikke afklaret. Det vides således ikke, hvilken stigning i IC50 , der medfører resistens in vivo, og om forskellige præparater og præparatklasser har samme grad af resistens ved en given stigning i IC50 .

Påvisning af resistens

Fænotypisk resistenstestning, der indebærer dyrkning af patient-hiv-isolater eller af modificerede, rekombinante hiv-isolater, giver informationer om tilstedeværende hiv-stammers resistensforhold in vitro. Genotypisk resistenstestning udføres oftest vha. sekventering af de gener i hiv, som anti-hiv-præparaterne er rettet mod. Genotypen viser ikke hvilke(n) hiv-stamme(r), der er (fænotypisk) dominerende i det enkelte individ, kun hvilke der er mulige. Begge analysemetoder er begrænsede af deres følsomhed, idet testene kræver tilstedeværelse af >500-1.000 hiv-kopier/ml plasma, dvs. at de kun kan benyttes hos patienter med en vis grad af behandlingssvigt (behandlingsmålet ved HAART er at opnå P-hiv-RNA <20 (50) kopier/ml). Genotypisk resistenstestning kan kun i ringe grad påvise minoritetspopulationer af hiv, dvs. populationer mindre end 10-50% (6). Analysetiden er 1-2 uger ved genotypisk og 4-6 uger ved fænotypisk resistenstestning.

Kliniske studier

Der er foreløbig rapporteret fra syv kontrollerede, randomiserede, kliniske undersøgelser, der har undersøgt effekten af geno- og/eller fænotypisk resistenstestning over for gældende klinisk praksis (standard of care, SOC) (7-13). I hovedparten af studierne indgik desuden rådgivning i forbindelse med fortolkningen af testningen, dvs. eksperter i behandling af hiv-smittede og virologer med specialviden om hiv fortolkede analysesvaret og angav konsensusanbefaling for valg af præparater. Fælles for alle studierne er, at kun patienter med virologisk svigt af den igangværende anti-hiv-behandling kunne inkluderes, dvs. ved et P-RNA >1.000-20.000 kopier/ ml. Det primære effektmål var i alle tilfælde en sammenligning af P-hiv-RNA otte uger til seks måneder efter randomiseringen. Kun to af studierne er hidtil blevet publiceret efter peer-review og vil blive gennemgået nedenfor. Alle studierne inklusive resultatet af den primære effektanalyse er vist i Tabel 1.

Studiet med den længste opfølgning er VIRADAPT-studiet, der i et åbent, randomiseret design inkluderede patienter med virologisk svigt på igangværende antiretroviral behandling (10). I alt indgik 43 patienter i kontrolgruppen (SOC) og 65 patienter i gruppen, der fik foretaget bestemmelse af hiv-genotype, med samtidig udtalelse fra et ekspertråd om valg af ny antiretroviral behandling. Studiet var planlagt til at vare i 12 måneder, men blev afbrudt efter seks måneder på baggrund af en interimsanalyse, der viste en signifikant større reduktion i hiv-RNA i genotypningsgruppen sammenlignet med SOC-gruppen (p=0,05) baseret på intention-to-treat. Der var ingen forskel i CD4+ celletal eller i sygdomsprogression mellem de to grupper. Studiet var dog ikke designet med statistisk styrke til at påvise en forskel i disse parametre.

GART-studiet (Genotypic Antiretroviral Resistance Testing) havde et sammenligneligt design (11). Femoghalvfjerds patienter fik ændret behandling i henhold til SOC, mens 78 fik ændret behandling efter hiv-genotypebestemmelse og ekspertråd. Genotypegruppen opnåede signifikant lavere P-hiv-RNA-niveauer efter otte uger sammenlignet med SOC-gruppen (p=0,00001).

Resultaterne af det hidtil største studie af hiv-resistenstestning, NARVAL-studiet, er endnu ikke publiceret efter peer-review (12). I dette studie blev 541 patienter med virologisk svigt af behandling randomiseret til fænotypisk resistenstestning, genotypisk resistenstestning eller SOC. Det primære effektmål var andelen af patienter med P-hiv-RNA <200 kopier/ml efter 12 ugers behandling. Studiet kunne ikke påvise nogen signifikant forskel med hensyn til det primære effektmål mellem de tre studiearme. Dette forblev uændret efter 24 og 36 ugers opfølgning (J.M. Molina, personlig meddelelse).

Patientgrupper

Fra et klinisk synspunkt er formålet med hiv-resistenstestning at opnå langvarig effekt af HAART, dvs. undertrykkelse af virusreplikationen til umålelige niveauer i længst mulig tid og derved hindring af (yderligere) resistensudvikling. I Tabel 2 er fordele og ulemper ved resistenstestning af relevante patientgrupper opgjort.

I undersøgelser af resistensmønstre hos ny-hiv-smittede er der påvist stor variation i prævalens (14, 15). I et netop offentliggjort amerikansk studie fandt man genotypiske resistensmutationer hos 14%, 16% og 54 % af ny-hiv-smittede over for de tre forskellige præparatklasser (15). Prævalensen i Danmark er ukendt, men anslås til at være <5% (personlig meddelelse, Claus Nielsen, Statens Serum Institut [SSI]). Systematisk genotypisk resistenstestning af ny-hiv-smittede personer kan benyttes til overvågning af eventuelle ændringer i resistensmønstre over tid.

Behandlingssvigt kan skyldes forhold relateret til præparatet (lav potens, biotilgængelighed og/eller plasmakoncentration), til hiv (mutationer) og til patienten (utilstrækkelig komplians, genetiske faktorer). Ved svigt af behandlingen ændres eller intensiveres denne (større dosis, flere præparater) evt. efter koncentrationsmåling, resistensbestemmelse og sikring af komplians. Resistenstestning tillader teoretisk set, at behandleren skræddersyr en ny behandling evt. med genanvendelse af et eller flere præparater. Herved sikres patienten en effektiv behandling, samtidig med at præparater(ne) »spares« til senere behandlingssvigt. I NARVAL-studiet fik patienter i SOC-gruppen signifikant flere (nye) præparater end patienter i grupperne med resistenstestning, hvilket understreger dette forhold (personlig meddelelse). Som ovenfor beskrevet var der ingen forskel i P-hiv-RNA-niveauet efter 36 uger i studiet. Det er dog forventeligt, at der vil vise sig en virologisk effekt af testningen på længere sigt, fordi SOC-gruppen forventes at »opbruge« de terapeutiske muligheder hurtigere.

Økonomiske aspekter

Ud over den kliniske værdi af resistenstestning nødvendiggør sundhedsvæsenets begrænsede ressourcer, at der foretages en økonomisk vurdering ved indførelse af ny teknik. Dette er ikke ensbetydende med, at økonomiske hensyn skal være bestemmende for en eventuel indførelse, blot at prioriteringen skal være gennemskuelig. Ud over testenes pris er antallet af sygedage, sengedage, ambulante kontrolbesøg og medicinudgifter væsentlige parametre i denne vurdering.

Der foreligger kun én peer-reviewed undersøgelse af de økonomiske konsekvenser af resistenstestning fra en randomiseret klinisk undersøgelse (16). I VIRADAPT-studiet fandt man efter seks måneder, at genotypebestemmelse resulterede i lavere udgifter per patient til især proteasehæmmerbehandling. Denne forskel var dog ikke signifikant (20.412 US$ i SOC-gruppen versus 18.484 US$ i genotypningsgruppen; p=0,35).

Diskussion

Indførelse af antiretroviral kombinationsbehandling af hiv-infektion har medført et dramatisk fald i antallet af sygdomstilfælde og dødsfald i denne patientgruppe. Behandlingen er dog ikke problemfri, hvilket bl.a. afspejles i behandlingsskift hos 10-40% per år pga. bivirkninger og resistensudvikling (17). Ved valg og skift af behandling vurderes en række forhold: komplians, bivirkninger, tidligere eksposition, behandling ved tidligere virologisk svigt, klinisk tilstand, ko-morbiditet mv. Geno- og fænotyperesistensanalyse af hiv kan - teoretisk set - bidrage med yderligere information ved behandlingsstart og -skift. Dokumentationen for effekten af denne testning er dog indtil videre sparsom og vedrører udelukkende patienter med virologisk svigt af behandling (7-13). Effektmålet for de hidtidige undersøgelser har været ændringer i hiv-RNA og CD4-tal, der begge er surrogatmarkører for sygdomsprogression og død ved hiv-infektion. Opfølgningstiden i de udførte undersøgelser har været kort, og undersøgelser med kliniske effektmål (bivirkninger, komplians, (alvorlige) uønskede hændelser, ophør af behandling, sygdomsprogression) mangler. Ikke desto mindre er hiv-resistenstestning taget i brug i en række lande og anbefales af både europæiske og amerikanske eksperter. Anbefalingerne i de internationale retningslinier lægger stor vægt på flere retrospektive undersøgelser af randomiserede studier, der samstemmende har vist gavnlig effekt af resistenstestning (5, 18). I Danmark tilbydes genotypisk resistensanalyse af Retroviruslaboratoriet på Statens Serum Institut (SSI), og undersøgelsen benyttes i tiltagende grad af infektionsmedicinske speciallæger (228 test i perioden 1.5.2000 til 30.4.2001; personlig meddelelse).

Før rutinemæssig indførelse af resistenstestning bør man gøre sig testningens begrænsninger klart. Væsentlige ulemper ved resistenstestning omfatter bl.a. lav følsomhed (6). Virologisk svigt af hiv-behandling med relativt lave hiv-RNA-værdier (<ca. 1.000 kopier/ml) regnes for klinisk betydende nok til at foretage ændringer i behandlingen, men ved disse virusmængder kan resistenstestene ikke detektere mutationer. Desuden kan patienter med højt hiv-RNA og påviste geno- og fænotypiske resistensmutationer over for en given behandling alligevel opnå fuld virologisk effekt af denne (19, 20). Og omvendt ses virologisk svigt af behandlinger hos patienter, hos hvem der ikke kan påvises resistensmutationer (21). En del af forklaringen på dette kan være, at mutationer uden for RT- og proteasegenerne kan medføre resistensudvikling, samt at andre mekanismer kan medføre in vivo-resistens over for behandlingen, bl.a. p-glykoprotein-pumpen i lymfocytter, tarmmucosa, lever og CNS. Et andet vigtigt aspekt er, at den hyppigste årsag til stigende hiv-RNA ikke er resistensudvikling, men nedsat komplians (22); rutinemæssig resistenstestning kan medvirke til at fjerne fokus fra dette. Endelig er resistens et relativt fænomen, og der findes endnu ikke konsensus om præparatkoncentrationer i plasma i forhold til IC50 - og I C90 -niveauer.

Der er efter vores opfattelse ingen evidens for brugen af fænotypisk resistenstestning ved hiv-infektion. Der er sparsom evidens for en positiv effekt af genotypisk resistenstestning ved virologisk svigt af antiretroviral behandling. Der er ikke evidens for effekten af genotypisk resistenstestning på andre indikationer. En central overvågning af hiv-resistens i Danmark er ønskelig fra såvel et behandlingsmæssigt som et forskningsmæssigt perspektiv. Det er muligt at fremtidige analyser af de udførte studier vil være i stand til at demonstrere en økonomisk fordel af indførelse af rutinemæssig resistenstestning, fordi man herved (måske) kan undgå at benytte uvirksomme, kostbare og potentielt toksiske præparater.

Tidspunktet for en samlet dansk prospektiv langtidsundersøgelse af de kliniske og økonomiske effekter af resistenstestning synes forpasset, dels pga. testenes gradvise indførelse i den kliniske hverdag, dels efter publicering af europæiske og amerikanske retningslinier for testning (5, 23). Som konklusion mener vi, at genotypisk hiv-resistenstestning kun bør indføres til epidemiologisk overvågning af resistensudbredelse og ved virologisk svigt af behandling, indtil prospektive, randomiserede undersøgelser har givet yderligere dokumentation for effekten af testningen.

Ulrik Bak Dragsted, Infektionsmedicinsk afdeling (144), H:S Hvidovre Hospital, Kettegård Allé 30, DK-2650 Hvidovre.

E-mail: ubd@cphiv.dk

Antaget den 16. oktober 2001.

H:S Hvidovre Hospital, infektionsmedicinsk afdeling.

1. Mocroft A, Vella S, Benfield TL, Chiesi A, Miller V, Gargalianos P et al. Changing patterns of mortality across Europe in patients infected with HIV-1. Lancet 1998; 352: 1725-30.
2. Ho DD, Neumann AU, Perelson AS, Chen W, Leonard JM, Markowitz M. Rapid turnover of plasma virions and CD4 lymphocytes in HIV-1 infection. Nature 1995; 373: 123-6.
3. Condra JH, Schleif WA, Blahy OM, Gabryelski LJ, Graham DJ, Quintero JC et al. In vivo emergence of HIV-1 variants resistant to multiple protease inhibitors. Nature 1995; 374: 569-71.
4. Paterson DL, Swindells S, Mohr J, Brester M, Vergis EN, Squier C et al. Adherence to protease inhibitor therapy and outcomes in patients with HIV infection. Ann Intern Med 2000; 133: 21-30.
5. Hirsch MS, Brun-Vezinet F, D'Aquila RT, Hammer SM, Johnson VA, Kuritzkes DR et al. Antiretroviral drug resistance testing in adult HIV-1 infection: recommendations of an International AIDS Society-USA Panel. JAMA 2000; 283: 2417.
6. Schuurman R, Demeter L, Reichelderfer P, Tijnagel J, de Groot T, Boucher C. Worldwide evaluation of DNA sequencing approaches for identification of drug resistance mutations in the human immunodeficiency virus type 1 reverse transcriptase. J Clin Microbiol 1999; 37: 2291-6.
7. Melnick D, Rosenthal J, Cameron M, Snyder M, Griffith-Howard S, Hertogs K et al. Impact of phenotypic antiretroviral drug resistance testing on the response to salvage antiretroviral therapy (ART) in heavily experienced patients [abstract]. 7th Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections. San Francisco, januar 2000, cd-rom [786].
8. Cohen C, Hunt S, Sension M, Farthing C, Conant M, Jacobson S et al. Phenotypic resistance testing significantly improves response to therapy: a randomized trial (VIRA3001) [abstract]. XIII International AIDS Conference. Durban, juli 2000, cd-rom [ThPpB1433].
9. Tural C, Ruiz L, Holtzer C, Viciana P, González J, Ferrer E et al. The potential role of resistance decision support software with or without expert advise in a trial of HIV genotyping versus standard of care - the HAVANNA trial [abstract]. 40th ICAAC. Toronto, september 2000, cd-rom [L-10].
10. Durant J, Clevenbergh P, Halfon P, Delgiudice P, Porsin S, Simonet P et al. Drug-resistance genotyping in HIV-1 therapy: the VIRADAPT randomised controlled trial. Lancet 1999; 353: 2195-9.
11. Baxter JD, Mayers DL, Wentworth DN, Neaton JD, Hoover ML, Winters MA et al. A randomized study of antiretroviral management based on plasma genotypic antiretroviral resistance testing in patients failing therapy. AIDS 2000; 14: F83-93.
12. Meynard JL, Vray M, Morand-Joubert l, Matheron S, Peytavin G, Clavel F et al. Adherence to protease inhibitor therapy and outcomes in patients with HIV infection [abstract]. 40th ICAAC. Toronto, september 2000, cd-rom [698].
13. De Luca A, Antinori A, Cingolani A, Rizzo MG, Murri R, Ammassari A et al. A prospective, randomized study on the usefulness of genotypic resistance testning and the assessment of patient-reported adherance in unselected patients failing potetnt HIV therapy (ARGENTA): Final 6-months results [abstract]. 8th Conference on Retroviruses and Opportunistic Infetions. Chicago, februar 2001, cd-rom [433].
14. Puig T, Perez-Olmeda M, Rubio A, Ruiz L, Briones C, Franco JM et al. Prevalence of genotypic resistance to nucleoside analogues and protease inhibitors in Spain. The ERASE-2 Study Group. AIDS 2000; 14: 727-32.
15. Verbiest W, Brown S, Cohen C, Conant M, Henry K, Hunt S et al. Prevalence of HIV-1 drug resistance in antiretroviral-naive patients: a prospective study. AIDS 2001; 15: 647-50.
16. Chaix C, Grenier-Sennelier C, Clevenbergh P, Durant J, Schapiro JM, Dellamonica P et al. Economic evaluation of drug resistance genotyping for the adaptation of treatment in HIV-infected patients in the VIRADAPT study. J Acquir Immune Defic Syndr 2000; 24: 227-31.
17. d'Arminio Monforte A, Lepri AC, Rezza G, Pezzotti P, Antinori A, Phillips AN et al. Insights into the reasons for discontinuation of the first highly active antiretroviral therapy (HAART) regimen in a cohort of antiretroviral naive patients. I.CO.N.A. Study Group. Italian Cohort of Antiretroviral-Naive Patients. AIDS 2000; 14: 499-507.
18. DeGruttola V, Dix L, D'Aquila R, Holder D, Phillips A, Ait-Khaled M et al. The relation between baseline HIV drug resistance and response to antiretroviral therapy: re-analysis of retrospective and prospective studies using a standardized data analysis plan. Antivir Ther 1999; 4 (suppl 1): 41-8.
19. Deeks SG, Wrin T, Liegler T, Hoh R, Hayden M, Barbour JD et al. Virologic and immunologic consequences of discontinuing combination antiretroviral-drug therapy in HIV-infected patients with detectable viremia. N Engl J Med 2001; 344: 472-80.
20. Miller V. Is there a case for continuing therapy despite virological failure? J HIV Ther 2000; 5: 67-72.
21. Cozzi Lepri A, Sabin CA, Staszewski S, Hertogs K, Müller A, Rabenau H et al. Resistance profiles in patients with viral rebound on potent antiretroviral therapy. JID 2000; 181: 1