Probensammelverfahren und Probensarameleinrichtung

Die Erfindung betrifft ein Probensammelverfahren, insbesondere zur Gewinnung von Blutproben von frisch HIV-Infizierten während der diagnostischen Lücke eines Antikörper-basierten HIV-Tests.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine entsprechende Probensammeleinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Probensammelverfahrens .

In der Aids-Forschung sind sogenannte "Early-Infection"- Blutproben von HIV-Infizierten von besonderem wissenschaftlichem Interesse. Dabei handelt es sich um Blutproben von HIV- Infizierten, deren Infektion erst vor sehr kurzer Zeit er- folgt ist. Bisher wurden zur Bereitstellung von Blutproben von HIV-Infizierten Antikörper-basierte Tests durchgeführt, wobei den getesteten Personen bei einem positiven Testergebnis Blutproben für eine wissenschaftliche Untersuchung abgenommen wurden .

Nachteilig an diesem bekannten Verfahren zur Bereitstellung von Blutproben von HIV-Infizierten ist die zeitliche diagnostische Lücke der verwendeten Antikörper-basierten HIV-Tests, die beispielsweise zwölf Wochen betragen kann. Bei den posi- tiv getesteten Probanden liegt zwischen der HIV-Infektion und dem positiven Test also zumindest die diagnostische Lücke des verwendeten HIV-Tests, so dass die auf diese Weise bereitgestellten Proben keine "Early-Infection"-Proben sind.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, "Early- Infection"-Proben von HIV-Infizierten zum frühestmöglichen Zeitpunkt nach der HIV-Infektion bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Probensammelverfahren und eine entsprechende Probensammeleinrichtung gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Probensammelverfahrens er- folgt zunächst eine erste Probenentnahme von biologischen Proben von einer Vielzahl von Lebewesen einer Stichprobe.

Anschließend werden die entnommenen Proben mit einem ersten Diagnosetest auf einen bestimmten interessierenden Stoff hin untersucht, wobei es sich beispielsweise um das HIV-Virus handeln kann. Diese erste Untersuchung der entnommenen Proben hat den Zweck, diejenigen untersuchten Lebewesen aus der Stichprobe auszuschließen, die bereits seit längerem von dem interessierenden Stoff (z.B. dem HIV-Virus) befallen sind und deshalb keine "Early-Infection"-Proben liefern können. Diejenigen Lebewesen, die zu den positiv getesteten Proben gehören, werden deshalb aus der Stichprobe ausgeschlossen, da nur "Early-Infection"-Proben gesucht werden.

Die negativ-getesteten Proben werden dagegen konserviert, da es sich bei diesen Proben potentiell um "Early-Infection"- Proben handeln kann, die nur deshalb nicht zu einem positiven Testergebnis geführt haben, da der Befall mit dem interessierenden Stoff (z.B. dem HIV-Virus) innerhalb der diagnosti- sehen Lücke des verwendeten Diagnosetest erfolgt ist.

Nach der ersten Probenentnahme wird dann für eine bestimmte Wartezeit abgewartet, um anschließend weitere Untersuchungen zu ermöglichen.

Nach Ablauf der Wartezeit erfolgt dann eine zweite Probenentnahme von biologischen Proben von den in der Stichprobe verbliebenen Lebewesen und eine zweite Untersuchung der entnom- menen Proben mit einem zweiten Diagnosetest.

Schließlich werden dann die konservierten Proben derjenigen Lebewesen selektiert, die bei dem ersten Diagnosetest negativ und bei dem zweiten Diagnosetest positiv getestet wurden. Das negative Testergebnis bei den ersten Diagnosetests schließt hierbei die bereits seit längerem von dem interessierenden Stoff befallenen Lebewesen aus, während das positive Testergebnis bei dem zweiten Diagnosetest diejenigen Proben auswählt, die bei der ersten Probenentnahme bereits von dem in- teressierenden Stoff befallen waren, obwohl dieser Befall aufgrund der diagnostischen Lücke des ersten Diagnosetests nicht zu einem positiven Testergebnis geführt hat. Bei den auf diese Weise selektierten Proben handelt es sich deshalb mit sehr großer Wahrscheinlichkeit um die gesuchten "Early- Infection"-Proben.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich bei dem interessierenden Stoff um einen Krankheitserreger, wie beispielsweise um ein Virus, ein Bakterium, einen Pilz, ein Prion, einen Parasiten oder einen Protisten. Weiterhin ist zu erwähnen, dass der interessierende Krankheitserreger ein behülltes oder unbehülltes Virus, ein Einzelstrang-Virus oder ein Doppelstrang-Virus, ein RNA-Virus oder ein DNA-Virus sein kann. Beispielsweise kann der inte- ressierende Krankheitserreger ein HIV-Virus oder ein Hepatitis-Virus, insbesondere des Typs A, B, C, D, I, F, G oder GB, sein. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich des interessie ^¬ renden Stoffes nicht auf Krankheitserreger beschränkt, sondern auch zur Untersuchung auf andere Stoffe geeignet, wie

beispielsweise auf Doping-Mittel, die beim Sport zur Leistungssteigerung eingesetzt werden.

Bei den entnommenen Proben kann es sich beispielsweise um Blutproben, Gewebeproben, Liquorproben, Speichelproben, Haarproben, Samenproben, Stuhlproben oder Urinproben handeln, jedoch ist die Erfindung hinsichtlich der jeweiligen Proben nicht auf die vorstehend genannten Typen von Proben beschränkt, sondern grundsätzlich auch mit anderen Arten von Proben realisierbar.

Ferner ist die Erfindung hinsichtlich der zu beprobenden Lebewesen nicht auf Menschen beschränkt, sondern grundsätzlich auch bei Tieren oder Pflanzen anwendbar.

Die Konservierung der entnommenen Proben zwischen den einzelnen Probenentnahmen erfolgt vorzugsweise durch eine Kryokonservierung, wobei die Kryokonservierung vorzugsweise vitali- tätserhaltend erfolgt, was an sich bekannt ist.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Wartezeit zwischen der ersten Probenentnahme und der zweiten Probenentnahme kürzer sein sollte als die zeitliche diagnostische Lücke des zweiten Diagnosetests. Auf diese Weise wird die Wahrscheinlichkeit dafür erhöht, dass ein positives Testergebnis bei der zweiten Probenentnahme auf einer Infektion beruht, die bereits vor der ersten Probenentnahme erfolgt ist, so dass die bei der ersten Probenentnahme entnommenen Proben bereits von dem interessierenden Stoff befallen sind. Falls dagegen ein Befall mit dem interessierenden Stoff in dem Zeitintervall zwischen der ersten Probenentnahme und der zweiten Probenentnahme erfolgt ist, führt der zweite Diagnosetest bei der zweiten Probenentnahme aufgrund der diagnostischen Lücke in der Regel

nicht zu einem positiven Testergebnis, da die diagnostische Lücke zu diesem Zeitpunkt noch nicht abgelaufen ist.

Es ist jedoch zu erwähnen, dass die diagnostische Lücke Ie- diglich eine statistische Kenngröße des verwendeten Diagnosetests ist. Es besteht deshalb eine statistische Möglichkeit, dass der zweite Diagnosetest bei der zweiten Probenentnahme auch dann positiv anspricht, wenn die diagnostische Lücke seit der vorangegangenen Infektion noch nicht abgelaufen ist. Beispielsweise kann auch eine HIV-Infektion in dem Zeitintervall zwischen der ersten Probenentnahme und der zweiten Probenentnahme aufgrund statistischer Schwankungen der diagnostischen Lücke zu einem positiven Testergebnis bei der zweiten Probenentnahme führen. Dies hätte die Folge, dass die bei der ersten Probenentnahme entnommenen Proben fälschlicherweise als "Early-Infection"-Proben klassifiziert würden. Die Wahrscheinlichkeit derartiger Fehlklassifikationen von Proben als "Early-Infection"-Proben lässt sich durch eine Verkürzung der Wartezeit zwischen der ersten Probeentnahme und der zweiten Probenentnahme verringern. Andererseits führt eine Verkürzung der Wartezeit zwischen der ersten Probenentnahme und der zweiten Probenentnahme zu einer Verringerung der Ausbeute von "Early-Infection"-Proben, d.h. tatsächliche "Early- Infection"-Proben werden fälschlicherweise nicht als solche erkannt. Zur Optimierung dieser gegenläufigen Ziele lässt sich die Wartezeit zwischen der ersten Probenentnahme und der zweiten Probenentnahme entsprechend einstellen, wobei die Wartezeit beispielsweise 10-90%, 20-80%, 30-70% oder 40-60% der diagnostischen Lücke des zweiten Diagnosetests betragen kann .

Zur Vermeidung der Fehlklassifikation von Proben als "Early- Infection"-Proben kann jedoch zusätzlich eine dritte Untersuchung der Proben mit einem dritten Diagnosetest erfolgen, wo-

bei der dritte Diagnosetest vorzugsweise eine kürzere diagnostische Lücke aufweist als der erste Diagnosetest und/oder der zweite Diagnosetest. Beispielsweise kann es sich bei dem dritten Diagnosetest um einen Antigen-Test, insbesondere ei- nen HIV-Antigen-Test , handeln, der eine kürzere diagnostische Lücke aufweist als die kostengünstigeren Antikörper-basierten Virustests, wie beispielsweise der bekannte HIV-Elisa-Test . Durch den dritten Diagnosetest können dann diejenigen Proben ausgeschlossen werden, die aufgrund der statistischen Schwan- kung der diagnostischen Lücke des zweiten Diagnosetest fälschlicherweise als "Early-Infection"-Proben erkannt wurden, obwohl die Infektion tatsächlich nach der jeweiligen Probenentnahme erfolgt ist. Beispielsweise kann bei der dritten Untersuchung ein RT-PCR-Test durchgeführt werden.

Die kryokonservierten Proben werden nach der Selektion der mit dem interessierenden Stoff befallenen Proben vorzugsweise aufgetaut, um eine weitere wissenschaftliche Untersuchung zu ermöglichen. Es besteht jedoch im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, dass die selektierten Proben lediglich als "Early-Infection"-Proben markiert werden, um eine spätere Auswertung zu erlauben. Die Markierung der "Early-Infection"- Proben erfolgt vorzugsweise durch eine Identifikationsmarkierung, die an dem jeweiligen Probenbehälter angebracht wird, wobei es sich beispielsweise um einen optischen Code, insbesondere einen Strichcode, einen RFID-Transponder oder einen Mikrochip handeln kann. Die Identifikationsmarkierung der einzelnen Probenbehälter mit den darin befindlichen "Early- Infection"-Proben ist aus logistischen Gründen insbesondere dann wichtig, wenn eine Vielzahl von Lebewesen beprobt werden soll.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Probensammelverfahrens werden die bei dem ersten und/oder zweiten Diagnosetest positiv ge-

testeten Proben vorzugsweise vernichtet, da es sich bei diesen Proben aufgrund der unvermeidbaren diagnostischen Lücke der jeweiligen Diagnosetests nicht um "Early-Infection"- Proben handelt.

Dies bezieht sich jedoch nur auf die beiden ersten Diagnosetests, die eine relativ lange diagnostische Lücke aufweisen. Falls dagegen zur Vermeidung von Fehlklassifikationen von Proben als "Early-Infection"-Proben zusätzlich die vorstehend erwähnte dritte Untersuchung durchgeführt wird, werden vorzugsweise die Proben vernichtet, die bei der dritten Untersuchung negativ getestet wurden und deshalb keine "Early- Infection"-Proben sind.

In einer anderen Variante der Erfindung erfolgt jedoch keine Vernichtung der positiv getesteten Proben, sondern eine korrelierte Auswertung der "Early-Infection"-Proben mit den später entnommenen positiv getesteten Proben.

Wichtig ist ferner, dass die Kryokonservierung der Proben jeweils innerhalb einer vorgegebenen Konservierungsfrist nach der jeweiligen Probenentnahme erfolgt, um eine Veränderung der Proben in der Zwischenzeit zu vermeiden. Die Konservierungsfrist ist deshalb vorzugsweise kürzer als eine Stunde, dreißig Minuten, zehn Minuten oder fünf Minuten.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Probenentnahme vorzugsweise jeweils dezentral am Aufenthaltsort der zu beprobenden Lebewesen erfolgt, um eine Vielzahl von Lebewesen beproben zu können.

Darüber hinaus umfasst die Erfindung auch eine neuartige Pro- bensammeleinrichtung, die zur Durchführung des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Probensammelverfahrens geeignet

ist. Hierzu weist die erfindungsgemäße Probensammeleinrich- tung mehrere Probenbehälter zur vorübergehenden Aufnahme jeweils einer biologischen Probe auf. Im einfachsten Fall kann es sich bei den Probenbehältern um herkömmliche Blutentnahme- beutel handeln, wie sie für Blutspenden verwendet werden.

Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Probensammelein- richtung einen thermisch isolierten Kryobehälter zur Aufnahme der Probenbehälter und zur Kryokonservierung der entnommenen Proben auf. Die Kryokonservierung der entnommenen Proben in der erfindungsgemäßen Probensammeleinrichtung ermöglicht vorteilhaft eine dezentrale Probenentnahme.

Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Probensammeleinrichtung deshalb mobil. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Probensammeleinrichtung hierzu auf einem Kraftfahrzeug, wie beispielsweise einem Lastkraftwagen (LKW) , angeordnet sein. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Probensammeleinrichtung tragbar ist, wodurch die Probenentnahme weiter vereinfacht wird.

Ferner weist die erfindungsgemäße Probensammeleinrichtung vorzugsweise eine stationäre Kryobank auf, in der die entnommenen Proben nach der vorübergehenden Lagerung in dem Kryo- behälter dauerhaft eingelagert werden.

Ferner weist die erfindungsgemäße Probensammeleinrichtung vorzugsweise einen Einfrierautomaten auf, der vorzugsweise ebenfalls mobil ist und bei der Kryokonservierung beim Ein- frieren und Auftauen jeweils einen vorgegebenen zeitlichen

Temperaturverlauf sicher stellt, der eine Schädigung der Proben verhindert .

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den ünteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Figuren Ia, Ib ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Probensammelverfahrens zur Gewinnung von "Early-Infection"-Blutproben von HIV- Infizierten in Form eines Flussdiagramms,

Figur 2a-2c verschiedene Zeitdiagramme zur Verdeutlichung des Probensammelverfahrens gemäß den Figuren Ia und Ib,

Figur 3 eine grob vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen Probensammeleinrichtung sowie

Figuren 4a-4c ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Probensammelverfahrens, bei dem mehrere Beprobungszyklen zeitlich aufeinander folgen.

Das in den Figuren 1 und Ia und Ib in Form eines Flussdiagramms dargestellte erfindungsgemäße Probensammelverfahren dient zur Bereitstellung von "Early-Infection"-Blutproben von frisch HIV-Infizierten, damit die "Early-Infection"-Blut- proben anschließend wissenschaftlich untersucht werden können.

Das Probensammelverfahren besteht im Wesentlichen aus zwei

Abschnitten 1, 2, die in Figur Ia dargestellt sind, und einem weiteren Abschnitt, der in Figur Ib dargestellt ist.

In dem ersten Abschnitt 1 sollen zunächst diejenigen Blutproben ausgeschlossen werden, die von Probanden stammen, die bereits seit längerem HIV-infiziert sind und deshalb zur Gewinnung von "Early-Infection"-Blutproben ungeeignet sind, wie in Figur 2a dargestellt ist.

In dem Abschnitt 1 des erfindungsgemäßen Probensammelverfah- rens erfolgt deshalb zunächst eine Entnahme von Blutproben von einer Vielzahl von Menschen aus einer vorgegebenen Stich- probe. Die Stichprobe besteht hierbei vorzugsweise aus Hochrisikogruppen, die eine hohe Infektionsrate erwarten lassen, wodurch mit einer hohen Ausbeute von "Early-Infection"-Blut- proben zu rechnen ist.

Die entnommenen Blutproben werden dann mit einem HIV-Antikörper-Test auf eine HIV-Infektion hin untersucht, wozu beispielsweise der bekannte HIV-Elisa-Test verwendet werden kann.

Die positiv getesteten Blutproben werden dann vernichtet, da diese Blutproben zumindest bereits seit einem Zeitraum infiziert sind, der größer ist als die diagnostische Lücke des verwendeten HIV-Antikörper-Tests, so dass die positiv getesteten Blutproben keine "Early-Infection"-Blutproben sind.

Darüber hinaus werden diejenigen Menschen, deren Blutproben positiv getestet wurden, aus der Stichprobe ausgeschlossen, da diese Menschen aufgrund ihrer bereits bestehenden HIV- Infektion auch künftig keine "Early-Infection"-Blutproben liefern können.

Die negativ getesteten Blutproben werden dagegen in herkömmlicher Weise kryokonserviert, wodurch ihr Zustand als "Early- Infection"-Blutproben auch über einen längeren Lagerungszeit-

räum erhalten werden kann. Bei den kryokonservierten Blutproben handelt es sich jedoch nicht nur um "Early-Infection"- Blutproben, sondern auch um nicht-infizierte Blutproben, die somit keine "Early-Infection"-Blutproben sind und deshalb noch ausselektiert werden müssen.

Zum Ausselektieren der nicht-infizierten kryokonservierten Blutproben dient der Abschnitt 2 des erfindungsgemäßen Pro- bensamiτielverfahrens, wobei zwischen den beiden Abschnitten 1 und 2 eine Wartezeit abgewartet wird, die kürzer ist als die diagnostische Lücke des verwendeten HIV-Antikörper-Tests.

Nach dem Ablauf der Wartezeit erfolgt dann erneut eine Entnahme von Blutproben von den bereits zuvor getesteten und in der Stichprobe verbliebenen Menschen.

Die nun neu entnommenen Proben werden dann wieder mit einem HIV-Antikörper-Test auf eine HIV-Infektion hin getestet.

Die neu getesteten Blutproben werden dann in diesem Ausführungsbeispiel vernichtet, da diese Blutproben nicht weiter benötigt werden. Es besteht jedoch alternativ die Möglichkeit, auch die neu getesteten Blutproben auszuwerten, was eine korrelierte Auswertung von "Early-Infection"-Blutproben mit den anschließend entnommenen Blutproben ermöglicht.

Darüber hinaus werden auch diejenigen zuvor kryokonservierten Blutproben vernichtet, die nun bei dem zweiten HIV-Antikörper-Test negativ getestet wurden. Bei diesen Blutproben han- delt es sich nämlich mit größter Wahrscheinlichkeit um Blutproben, die zum Zeitpunkt der ersten Probenentnahme noch nicht HIV-infiziert waren, was in Figur 2b dargestellt ist.

Die verbliebenen kryokonservierten Proben führten also bei der ersten Probenentnahme zu einem negativen Testergebnis und bei der zweiten Probe zu einem positiven Testergebnis, was in Figur 2c dargestellt ist. Diese kryokonservierten Proben sind also mit sehr großer Wahrscheinlichkeit "Early-Infection"- Blutproben.

Aufgrund der statistischen Schwankung der Zeitdauer der diagnostischen Lücke besteht jedoch auch bei diesen Blutproben die Möglichkeit, dass die HIV-Infektion eigentlich erst in den Zeitintervall zwischen den beiden Probenentnahmen erfolgt ist, wobei das positive Testergebnis bei der zweiten Probenentnahme durch eine statistische Verkürzung der diagnostischen Lücke verursacht wurde. Eine derartige statistische Schwankung der diagnostischen Lücke kann zu einer Fehlklassifikation von nicht-infizierten Blutproben als "Early-Infec- tion"-Blutproben führen.

Zur weiteren Minimierung dieser statistischen Möglichkeit ei- ner Fehlklassifikation von Blutproben werden die kryokonservierten Blutproben in dem Abschnitt in Figur Ib aufgetaut und anschließend mit einem HIV-Antigentest getestet, der eine wesentlich kürzere diagnostische Lücke aufweist als der HIV- Antikörpertest .

Die dabei negativ getesteten Blutproben werden dann vernichtet, da es sich hierbei mit großer Wahrscheinlichkeit um Blutproben handelt, die bei der ersten Probenentnahme noch nicht infiziert waren.

Die auf diese Weise selektierten übrig gebliebenen Blutproben werden dann als "Early-Infection"-Blutproben wissenschaftlich untersucht, um weitere Erkenntnisse im Rahmen der AIDS- Forschung zu gewinnen.

Figur 3 zeigt in grob vereinfachter schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Probensammeleinrichtung, die zur Massenuntersuchung von Menschen 3, 4, 5, 6, 7 zur Gewinnung von "Early-Infection"-Blutproben geeignet ist.

Die erfindungsgemäße Probensammeleinrichtung weist einen Lastkraftwagen 8 auf, auf dessen Ladefläche ein Kryobehälter 9 und ein Einfrierautomat 10 angeordnet sind. Eine Kranken- schwester 11 kann den zu untersuchenden Menschen 3-7 dann jeweils eine Blutprobe abnehmen und diese in dem Kryobehälter 9 vitalitätserhaltend Zwischenlagern .

Der Lastkraftwagen 8 mit den auf diese Weise dezentral aufge- nommenen Blutproben der Menschen 3-7 wird dann zu einer Kryo- bank 12 gefahren, wo die weitere Auswertung und Lagerung der entnommenen Blutproben erfolgt.

Die Figuren 4a bis 4c zeigen ein alternatives Ausführungsbei- spiel eines erfindungsgemäßen Probensammelverfahrens .

Figur 4a zeigt hierbei im Wesentlichen den Abschnitt 1 des Probensammelverfahrens gemäß den Figuren Ia und Ib, so dass diesbezüglich auf die vorangehende Beschreibung verwiesen wird. Der Abschnitt gemäß Figur 4a dient dazu, diejenigen

Blutproben auszuschließen, die von Personen stammen, die bereits seit längerem HIV-infiziert sind und deshalb keine "Early-Infection"-Blutprobe liefern können.

Der Abschnitt in Figur 4b entspricht dagegen im Wesentlichen dem Abschnitt 2 des Ausführungsbeispiels gemäß den Figuren Ia und Ib. Dieser Abschnitt hat die Aufgabe, die Blutproben zu ermitteln, die im Zeitpunkt der ersten Probenentnahme bereits HIV-infiziert waren. Eine Besonderheit dieses Ausführungsbei-

spiels besteht darin, dass eine Vielzahl von Beprobungszyklen hintereinander durchgeführt werden können, um die Ausbeute an ^π Early-Infection"-Blutproben zu erhöhen.

Der Abschnitt gemäß Figur 4c entspricht dann wiederum dem Abschnitt in Figur Ib, so dass diesbezüglich auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.