Wstęp

Zakażenie wirusem zapalenia wątroby typu B (HBV, hepatitis B virus) może skutkować zapaleniem, wlóknieniem, marskością, a nawet nowotworem wątroby. Typowym objawem infekcji jest żółtaczka, która występuje u około 30% zakażonych. W podobnym odsetku może wystąpić jeden lub kilka z objawów, takich jak: zmęczenie, apatia, objawy grypopodobne, gorączka i bóle brzucha, a u 1/3 zakażenie ma charakter całkowicie bezobjawowy [1]. W diagnostyce zakażeń HBV stosowane są testy wykrywające antygen HBs (HBsAg), DNA HBV, przeciwciała do antygenu rdzeniowego (anty-HBc) klasy IgG i IgM, antygen HBe (HBeAg), przeciwciała do antygenu HBe (anty-HBe). Badanie jak największej liczby znaczników zwiększa prawdopodobieństwo wykrycia infekcji oraz pozwala ustalić jej fazę. Analiza wyników wyżej wymienionych badań ponawianych co 2–4 tygodnie u osoby zakażonej umożliwia określenie wirulencji HBV oraz ustalenie postępowania terapeutycznego [2]. Na rycinie 1 przedstawiono najczęściej obserwowaną sekwencję wykrywania we krwi markerów HBV. Podstawowym markerem diagnostycznym w zakażeniu HBV jest antygen HBs. Antygen ten produkowany jest w nadmiarze – występuje zarówno w otoczce wirusa, jak i w białkowych cząstkach nieinfekcyjnych. Na rycinie zaznaczono okresy newralgiczne w diagnostyce zakażenia, kiedy to, mimo toczącej się infekcji, HBsAg nie jest wykrywalny we krwi. Fazy zakażenia obarczone szczególnym ryzykiem niewykrycia HBsAg to: a) I okienko serologiczne (WP, window period) – okres około 30 dni po zakończonej fazie eklipsy1, w którym z hepatocytów wydzielane są do krwiobiegu wiriony, przy czym poziom antygenu HBs we krwi nie przekracza progu detekcji testów diagnostycznych, b) II okienko serologiczne (II WP, post ramp-up) – trwający około 10 dni okres eliminacji HBsAg, kiedy poziom markera spada poniżej dolnej granicy detekcji testu i c) ukryte zakażenie HBV (OBI, occult hepatitis B infection) – kiedy HBsAg pozostaje niewykrywalny ze względu na zbyt małe stężenie we krwi obwodowej lub/i zmiany konformacyjne antygenu. Markerem pozwalającym na identyfikację zakażenia w każdym z wyżej opisanych okresów jest DNA HBV. Warto zaznaczyć, że na etapach zakażenia z niewykrywalnym HBsAg (HBsAg-) DNA-emia wirusa we krwi jest niska (od pojedynczych do 104 kopii/ml), zatem jego detekcja ściśle zależy od czułości analitycznej stosowanego testu molekularnego [3–5]. W przypadku ukrytych zakażeń, za które obok mutacji w genomie wirusa, odpowiada silna presja immunologiczna gospodarza ograniczająca namnażanie patogenu, poziom DNA HBV we krwi jest niski < 200 IU/ml (najczęściej 5–10 IU/ml). Z tego względu do detekcji OBI konieczne jest stosowanie testów o czułości analitycznej (95% LOD) nie niższej niż 5IU DNA HBV/ml) [4, 6].

Rycina 1. Typowa sekwencja wykrywania swoistych markerów zakażenia HBV (w ramkach zaznaczono okresy [HBsAg(-)/DNA HBV(+)])
Figure 1. Typical course of HBV markers ([HBsAg(-)/DNA HBV(+)] periods in frames)

Badanie wirusowego DNA ma istotne znaczenie dla prawidłowego zdiagnozowania zakażenia, tym bardziej że istnieją formy HBV, których genom zawiera mutacje skutkujące: a) zmniejszoną produkcją i/lub wydzielaniem białek i/lub antygenów wirusa i odpowiadających im przeciwciał, b) zmienioną konformacją antygenów, c) obniżonym poziomem replikacji. Zmiany te mogą powodować, że zarówno wirusowe antygeny (Ag), jak i/lub wytwarzane do nich przeciwciała (Ab) mogą być niewykrywalne przez serologiczne testy diagnostyczne, co prowadzi do wyników fałszywie ujemnych [7, 8]. Przykładem są zakażenia wywołane szczepami z mutacjami zmieniającymi konformacje HBsAg (np. G145R), które charakteryzują się aktywną replikacją wirusa w hepatocytach i wysoką DNA-emią we krwi. Niezaburzona replikacja sprawia, że te formy są łatwe do wykrycia testami NAT (badania kwasów nukleinowych, nucleid, acid testing) [9].

W tabeli 1 przedstawiono przyczyny braku detekcji poszczególnych markerów swoistych dla zakażenia HBV oraz możliwości wykrycia takich jego form. Zebrane w tabeli dane wskazują, że badanie DNA HBV umożliwia wykrycie większości zakażeń również o nietypowej produkcji Ag i Ab. Należy jednak pamiętać, że przy tak niskich wiremiach, jakie występują w trakcie WP oraz OBI, istnieje prawdopodobieństwo otrzymywania rozbieżnych wyników NAT (w jednej lub kolejnych próbkach pacjenta). Potwierdzeniem wykrycia niskowiremicznego I WP jest detekcja HBsAg i/lub anty-HBc w próbce pobranej od pacjenta/dawcy po około 30 dniach. Niemal we wszystkich próbkach z II WP i zakażeniach utajonych obecne są przeciwciała anty-HBc. Wykrycie przeciwciał anty-HBc klasy IgM oraz IgG pozwala potwierdzić odpowiednio II WP i OBI u osób z rozbieżnymi wynikami badań DNA HBV [10]. Należy podkreślić, że w przypadku otrzymania dodatniego wyniku dla anty-HBc konieczne jest powtórzenie badania testem innego producenta. Postępowanie takie podyktowane jest niską swoistością testów, zazwyczaj znacznie poniżej 99% [11].

Wykrycie zakażenia HBV ma szczególnie istotne znaczenie u osób zakażonych innym wirusem (np. HCV, HIV) oraz chorych z immunosupresją. Znane są przypadki zarówno znacznego pogorszenia przebiegu klinicznego zakażenia HIV przewlekłego WZW-C, jak i groźnych powikłań w trakcie choroby nowotworowej, zwłaszcza u pacjentów leczonych immunosupresyjnie, na przykład rituksymabem czy kortykosteroidami. Wielokrotnie wykazano, że w wymienionych wyżej grupach chorych występuje znaczące ryzyko reaktywacji wirusa z formy utajonej, z następstwami obejmującymi nadostre WZW-B [12–14]. Warto podkreślić, że u osób z OBI podczas reaktywacji szybko wzrasta we krwi stężenie materiału genetycznego wirusa, podczas gdy inne swoiste markery mogą być niewykrywalne [14–16].

Zdiagnozowanie HBV między innymi u osób z wyżej wymienionych grup pozwala wprowadzić właściwe postępowanie przeciwdziałające WZW-B i jego następstwom.

Wykonując badania markerów zakażenia HBV należy pamiętać, że są one obarczone nie tylko ryzykiem omówionych wyżej wyników fałszywie ujemnych (niewykrycie infekcji), ale także ryzykiem uzyskania wyników fałszywie reaktywnych, które wynikają stąd, że testy diagnostyczne nigdy nie osiągają swoistości 100%. Dlatego każdy reaktywny wynik badania, zwłaszcza HBsAg oraz DNA HBV wymaga potwierdzenia. Użyteczne jest także wykonywanie oznaczeń w kolejnych pobraniach (próbka kontrolna po kilku dniach, follow up) oraz przeanalizowanie wyników badania pozostałych markerów zakażenia. Jednocześnie należy pamiętać, że wykryty HBsAg, nie zawsze świadczy o zakażeniu; może być spowodowany niedawnym szczepieniem przeciw WZW-B.

Omówione formy zakażenia i problemy związane z ich wykrywaniem pojawiają się również podczas badań przeglądowych dawców krwi. W krwiodawstwie ryzyko wyników fałszywie ujemnych zostaje ograniczone dzięki badaniu u każdego dawcy przy każdym oddaniu krwi i jej składników dwóch markerów zakażenia: DNA HBV i HBsAg. Uzyskany wynik reaktywny w badaniu przeglądowym oznaczany jest jako wstępnie reaktywny (IR, initially reactive) i podlega weryfikacji według algorytmu, obejmującego między innymi powtórzenie badania z tej samej próbki.

Przedstawione poniżej sposoby weryfikacji pozwalają dokonać prawidłowej interpretacji wyników badań przeglądowych i ograniczyć liczbę osób podlegających dyskwalifikacji z powodu wyników biologicznie fałszywych.

Stosowane w krwiodawstwie badania weryfikacyjne donacji z wynikiem HBsAg wstępnie reaktywnym i ich rezultaty

Każda próbka z wynikiem HBsAg IR badana jest nazajutrz od pobrania w dwóch powtórzeniach (tym samym testem, którym otrzymano wynik wstępnie reaktywny). Uzyskanie obu wyników ujemnych daje podstawę do uznania wyniku IR za biologicznie fałszywie reaktywny (BFR, biological false reactive).

Dla próbki z przynajmniej jednym wynikiem reaktywnym w badaniach powtórzeniowych, czyli próbki powtarzalnie reaktywnej (RR, repeatable reactive) wykonywane są testy potwierdzenia – neutralizacja Ag lub badanie DNA HBV. Jeśli wynik testu neutralizacji jest ujemny, zawsze wykonuje się badanie kwasów nukleinowych. Jeśli podstawowym narzędziem weryfikacji jest badanie DNA HBV, a wynik jest ujemny, obligatoryjnie wykonuje się test neutralizacji. Wynik HBsAg RR z dodatnim testem neutralizacji i/lub DNA HBV określany jest jako HBsAg dodatni: HBsAg(+). Wynik badania HBsAg(+) świadczy o zakażeniu, o ile dawca nie byi szczepiony w tygodniach poprzedzających badanie. Osoba z wynikiem HBsAg(+) otrzymanym w próbce indeksowej wzywana jest po odbiór wyniku i pobranie próbki follow up. W pobranej próbce wykonuje się badanie HBsAg z testem potwierdzenia. Przy tej okazji wypełniana jest ankieta epidemiologiczna zawierająca pytania dotyczące prawdopodobnych źródeł zakażenia oraz uzyskiwane są informacje na temat przebytych szczepień, w szczególności przeciw WZW-B w okresie poprzedzającym uzyskanie wyniku reaktywnego badania HBsAg [17]. Przedstawiony algorytm postępowania wśród osób z wynikami HBsAg RR pozwala wydzielić grupy: a) zakażonych (wyniki w próbce indeksowej: HBsAg RR potwierdzone w teście neutralizacji lub w badaniu DNA HBV, w próbce follow up HBsAg(+), otrzymane u osób, które nie były szczepione przeciw WZW-B w czasie kilku tygodni przed badaniem), b) z wynikami: HBsAg RR/neutralizacja(+)/DNA HBV(-) w próbce indeksowej, które są skutkiem odbytej niedawno immunizacji (ulegający neutralizacji antygen HBs może być wykrywany we krwi nawet przez kilkadziesiąt dni po szczepieniu). Wśród donacji HBsAg RR z wynikiem negatywnym badania DNA HBV (czułość testu 95% LOD > 10 IU/ml) sporadycznie uzyskuje się wynik testu neutralizacji dodatni (u osób, które wykluczyły odbycie immunizacji). Wykrycie antygenu HBs przy ujemnych wynikach DNA HBV może być efektem włączenia regionu genomu kodującego HBsAg do ludzkiego DNA. Zintegrowanie DNA pozwala na ekspresję i wydzielanie białka HBs do krwiobiegu pomimo braku replikacji wirusa w hepatocytach [18, 19].

W latach 2005–2013 w grupie osób z wynikiem HBsAg RR odsetek wyników HBsAg potwierdzonych (tj. dodatnich) wynosił średnio 91% u dawców pierwszorazowych i 9% u wielokrotnych. Dla pozostałych wyników HBsAg RR, odpowiednio 9% (dawcy pierwszorazowi) i 91% (dawcy wielokrotni) uzyskano ujemne wyniki obu testów potwierdzenia – najprawdopodobniej są to wyniki biologicznie fałszywie reaktywne (BFR). Badania weryfikacyjne dla grupy próbek – HBsAg RR/neutralizacja(-) – przeprowadzone w Instytucie Hematologii i Transfuzjologii z zastosowaniem bardzo czułego testu (test Confirmatory PCR Kit HBV LOD 95% 3,2 IU/ml) nie wykazały obecności DNA HBV w żadnej ze 190 badanych próbek. W 11% z nich wykryto anty-HBcIgG (Architect, Abbott Laboratories, Rungis, France), co sugeruje, że przynajmniej u pozostałych 89% osób – HBsAgRR/neutralizacja(-) – reaktywność HBsAg jest najprawdopodobniej wynikiem nieswoistym, to jest BFR. Dla bezpieczeństwa przetoczeń zaleca się, aby grupa krwiodawców z wynikami HBsAg RR/testy potwierdzenia(-) pozostawała ze statusem „do wyjaśnienia/dyskwalifikacji czasowej” aż do ustąpienia wyników powtarzalnie reaktywnych HBsAg, które – zgodnie z naszymi przypuszczeniami – w większości przypadków mają charakter nieswoisty (BFR). Od takich dawców próbki kontrolne pobierane są nie wcześniej niż po 6 miesiącach.

Badania weryfikacyjne donacji HBsAg ujemnych/reaktywnych w badaniu przeglądowym DNA HBV

Jeśli dla seroujemnej – HBsAg(-) – donacji otrzymano reaktywny wynik badania przeglądowego w kierunku DNA HBV (testy NAT), wykonywanego w pojedynczej próbce, wynik taki podlega weryfikacji. W próbce z reaktywnym wynikiem NAT (IR) oznaczenie testem przeglądowym powtarzane jest dwukrotnie w Centrum Krwiodawstwa i Krwiolecznictwa (CKiK). Uzyskanie wyników negatywnych obu powtórzeń pozwala uznać pierwotny wynik badania za fałszywie reaktywny, jednak w trosce o bezpieczeństwo krwi donacja nie zostaje dopuszczona do użytku klinicznego. Dawca nie podlega dyskwalifikacji, przy kolejnej wizycie w Centrum Krwiodawstwa ma wykonywany zestaw obowiązkowych badań przeglądowych (HBsAg i DNA HBV) [20]. Jeśli natomiast donacja w CKiK otrzymała wynik reaktywny w przynajmniej jednym powtórzeniu (RR), podlega ona badaniom potwierdzającym w ośrodku referencyjnym (IHiT, Instytut Hematologii i Transfuzjologii). Wówczas w oddzielnej, nieotwieranej wcześniej próbce, wykonywane są badania DNA HBV oraz badania uzupełniające: anty-HBc i anty-HBs [17]. Prowadzenie badań powtórnych w CKiK, a badań potwierdzających w oddzielnej próbce donacji NAT RR pozwala odróżnić wyniki fałszywie reaktywne (nieswoiste i wynikające z kontaminacji) od prawdziwie reaktywnych (swoistych zakażeniu, potwierdzonych w badaniach IHiT). Zwiększa się dzięki temu pewność stawianej diagnozy. Wykrycie w IHiT materiału genetycznego wirusa i/lub wykrycie anty-HBc (w próbce weryfikowanej) skutkuje uznaniem donacji za „DNA HBV yield” (donacja pochodząca z fazy, gdy wykrywalny jest DNA HBV, przy braku detekcji HBsAg [HBsAg-/DNA HBV(+)]), zaś dawcy za zakażonego wirusem HBV. W przypadku rozbieżnych wyników badania NAT między laboratoriami CKiK i IHiT wykrycie anty-HBc kwalifikuje donację do grupy OBI z DNA HBV <5 IU/ml, pod warunkiem wykrycia markerów zakażenia również w kolejnym pobraniu (próbka kontrolna) [21]. Dodatkowo wykrycie każdego DNA HBV yield potwierdza się badaniami próbki kontrolnej pobranej przy zgłoszeniu się dawcy po odbiór wyników, podobnie jak ma to miejsce w przypadku otrzymania dla donacji wyniku HBsAg(+). Badania w próbce follow up obejmujące DNA HBV, HBsAg, anty-HBc i anty-HBs służą również obserwacji kinetyki zakażenia i określeniu fazy zakażenia. Stosując powyższy algorytm, potwierdzono w latach 2005–2013 zakażenie DNA HBV yield w 160 donacjach. Badania próbek weryfikowanych (indeksowych) i kolejnych (follow up) wykazały, że donacje z wynikiem HBsAg(-)/DNA HBV(+) pochodziły z: I WP – 34, II WP – 5, OBI – 121. U 4 osób z zakażeniem wykrytym na etapie I WP obserwowano przełamanie odporności nabytej przez szczepienie (breakthrough infection). Informacja o odbytej w przeszłości immunizacji pochodzi z wywiadu przeprowadzonego z dawcami. U wszystkich 4 osób w próbkach pobranych po 7–63 dniach od donacji, w której DNA wirusa było jedynym markerem świadczącym o zakażeniu, stwierdzono obecność przeciwciał anty-HBs (przed lub równolegle z wykryciem HBsAg i/lub anty-HBc). Jak twierdzą Stramer i wsp., taka kolejność wykrywania znaczników jest cechą charakterystyczną dla zjawiska przełamania odporności poimmunizacyjnej [22].

Podsumowanie

Znaczna liczba czynników zmieniających profil i przebieg zakażenia HBV wskazuje na konieczność zastosowania jak największej liczby badań swoistych znaczników, w co najmniej 2 kolejnych próbkach, w celu potwierdzenia lub wykluczenia również nietypowego przebiegu zakażenia oraz uniknięcia pomyłek diagnostycznych w przypadku objawów sugerujących WZW-B i/lub otrzymania pojedynczego reaktywnego wyniku markera HBV. Przy interpretacji wyników należy pamiętać, że swoistość testów jest < 100%, wobec czego można uzyskać wyniki biologicznie fałszywie reaktywne (BFR). Aby takie wyniki wykluczyć, należy do każdego wyniku IR wykonać badania powtórne tym samym testem oraz badania potwierdzające (odpowiednim testem potwierdzenia/uzupełniającym/itp.).

Konflikt interesów

Praca powstała na podstawie wykładu wygłoszonego podczas seminarium „Postępy w badaniach przeglądowych dawców krwi” (Warszawa, 5–6 października 2015 r.), organizowanego przez Roche Diagnostics Polska Sp. z o.o. pod nadzorem merytorycznym Instytutu Hematologii i Transfuzjologii w Warszawie.

Adres do korespondencji: mgr Aneta Kopacz, Zaklad Wirusologii, Instytut Hematologii i Transfuzjologii, ul. Indiry Gandhi 14, 02–776 Warszawa, e-mail: akopacz@ihit.waw.pl