Transplant hastalarında BK virüs viral yük ölçümünde laboratuvar tasarımı ve ticari Rt-PZR testlerinin karşılaştırılması
Comparison of a commercial and a laboratory developed BKV polymerase chain reaction tests for measurement of BKV viral load in transplant patients
Yazar: İREM TÜMKAYA KILINÇ
Danışman: PROF. DR. DİLEK ÇOLAK
Akdeniz Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Enfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji = Infectious Diseases and Clinical Microbiology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: BK virüsü = BK virus ; Böbrek hastalıkları = Kidney diseases ; Böbrek nakli = Kidney transplantation ; Böbrek yetmezliği-kronik = Kidney failure-chronic ; Hematopoetik kök hücre transplantasyonu = Hematopoietic stem cell transplantation ; Nefropati = Nephropathy ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction ; Sistit = Cystitis ; Transplantasyon = Transplantation

Özet:
BKV enfeksiyonları tüm dünyada yaygın olarak görülmekte olup prevalansı toplumda %90'nın üzerindedir. Primer enfeksiyondan sonra virüs ürogenital sistemde latent olarak kalmaktadır. İmmün sistemi baskılanmış hastalarda başta BK virüsü ile ilişkili nefropati (BKVİN) ve hemorajik sistit (HS) olmak üzere önemli komplikasyonlara neden olmaktadır. Transplant alıcılarında BKVİN ve allogreft hasarının klinik olarak kontrolünde BKV viral yük takibi çok önemli role sahiptir. 
Bu çalışmada amacımız, transplantasyon yapılan hastalarda plazma örneklerinde BKV DNA viral yük tespitinde laboratuvar tasarımı BKV PZR testiyle ticari bir kit olan Artus BKV PZR testinin sonuçlarını karşılaştırmak ve değerlendirmektir. 
Akdeniz Üniversitesi Tıp Fakültesi Hastanesi'ne 17.05.2021-15.06.2022 tarihleri arasında başvuran; böbrek nakli ve hematopoetik kök hücre nakli yapılmış yetişkin ve çocuk hastalara ait 124 hastadan toplanan 199 plazma örneği farklı gen bölgelerini hedefleyen laboratuvar tasarımı BKV PZR ve ticari bir kit olan Artus BKV PZR testleriyle çalışılmıştır. Viral nükleik asit izolasyonu laboratuvar tasarımı ve ticari kit için sırasıyla EZ1&2ᵀᵐ Virüs Mini Kit (Qiagen, Almanya) ve QIAsymphony DSP Virus/Pathogen Kit (Qiagen,Almanya) ile otomatize sistemlerde elde edilmiştir. Laboratuvar tasarımı BKZ PZR testinde VP1 gen bölgesine yönelik bir primer ve prob ile amplifikasyon kiti olan QuantiNova® Pathogen +IC birlikte kullanılarak, Artus BKZ PZR testinde VP2 ve VP3 gen bölgesine yönelik primer ve prob dizilerini içeren Artus BK Virus RG PZR Kiti kullanılarak Rt-PZR işlemleri Rotor Gene (Qiagen, Almanya) cihazında gerçekleştirilmiştir. 
Her iki testin kalitatif sonuçları arasında orta derecede uyum saptanmıştır (kappa=0.505, p<0.001). BKV DNA; her iki testte 125 (%62.8) örnekte saptanmış, 36 (%18) örnekte saptanmamıştır. Uyumsuzluk saptanan bu 38 örnekten Artus BKV PZR testiyle saptanan 29 örneğin üçünde viral yük Artus BKV PZR testinin alt kantitasyon değerinin altındadır.  Artus BKV PZR ve laboratuvar tasarımı BKV PZR testi ile ölçülen pozitif örneklerin ortanca viral yük değerleri sırası ile 7.329 kopya/mL (aralık: 136-2.731.125) ve 35.543 kopya/mL (aralık: 314-17.905.381) olarak hesaplanmıştır. Bland Altman analizine göre; iki test arasındaki ortalama fark 0.61 log10 kopya/mL (standart sapma: 0.98) olarak bulunmuştur. Bu bulguyu destekler şekilde, korelasyon analizinde her iki testin kantitatif sonuçları arasında orta derecede korelasyon saptanmıştır (r=0.616, p<0.001). Buna ek olarak, her iki testin dinamik ölçüm aralığında sonucu olan 116 örnekten; 108 (%93.1) örnekte ±0.5 log10'dan fazla, 61 (%52.5) örnekte ±1 log10'dan fazla (ortanca: 1.27 log10 kopya/mL (aralık:1.02-2.95)) ölçüm farkı saptanmıştır. İki test arasında %6.9 örnekte sonuçlar arasındaki fark klinik olarak kabul edilebilir aralık olan 0.5 log10'dan daha az çıkmıştır. Artus BKV PZR testi ile laboratuvar tasarımı BKV PZR teste göre daha düşük ölçümler saptanmıştır. 
Sonuç olarak; biri laboratuvar tasarımı, diğeri ticari olarak kullanıma sunulan BKV PZR testlerinin sonuçları arasında önemli ölçüm farkı saptanmıştır. Bu durum hastaların yönetiminde ciddi sonuçlara yol açabilir. DSÖ'nün uluslararası kantitasyon standardının güncellenerek, testlerin bu standartla kalibre edilmesi testler arasındaki anlamlı ölçüm farkını azaltabilir. 
Anahtar kelimeler: BK Virüs, PZR, BKV, Transplantasyon, Laboratuvar tasarımı, Standardizasyon

Abstract:
BKV infections are common all over the world and it's seroprevalence reachs up to 90% of the general population. Typically, BKV remains latent in the urogenital tract after primary infection. BKV is known to be associated with a variety of complications in immunocompromised hosts, including: BK virus-associated nephritis  (BKVAN) and hemorrhagic cystitis (BKV-HC). BKV viral load monitoring has a very important role in the clinical control of BKVAN and allograft damage in transplant recipients.
In this study, it was aimed to compare and evaluate BKV DNA measurement values performed with a commercially available Artus BKV PCR assay and laboratory developed BKV PCR assay in plasma samples of transplant recipients.
Between May 2021 and June 2022, 199 plasma samples were collected from 124 adult and pediatric patients who had kidney transplant and hematopoietic stem cell transplant in Akdeniz University Medical Faculty Hospital. Viral nucleic acid extraction was performed with automatized systems for laboratory developed BKV PCR assay and commercially available Artus BKV PCR assay (EZ1&2ᵀᵐ Virüs Mini Kit (Qiagen, Germany) and QIAsymphony DSP Virus/Pathogen Kit (Qiagen, Germany); respectively). Rt-PCR procedure was carried out laboratory developed test using QuantiNova® Pathogen +IC, an amplification kit with a primer and probe sequences for the VP1 gene region and commercially available Artus BK Virus RG PCR Kit containing the primer and probe sequences for the VP2 and VP3 gene region using Rotor Gene (Qiagen, Germany). 
In both of the assays, 125 (62.8%) of the samples were found as positive, 36 (18.1%) of samples were found as negative and a moderate agreement was found between qualitative results of two real-time PCR methods (kappa= 0.505, p< 0.001). There were 38 qualitatively discrepant samples. Twenty nine samples were Artus BKV PCR positive and laboratory developed BKV PCR negative, and three of them were detected less than the Artus assay's lower limit of quantitation. Median viral load values were detected 7.329 copies/ml (136-2.731.125) by Artus BKV Rt-PCR and 35.543 copies/ml (314 -17.905.381) by laboratory developed BKV PCR for positive samples. Bland-Altman analysis yielded a mean difference of 0.61 log10 (standard deviation: 0.98) copies/mL. Supporting this result, according to the correlation analysis of quantitative results, moderate (r:0.616, p< 0.001) correlation was found. In addition, out of 116 samples, which were the results in the dynamic measurement range of both tests; a measurement difference of more than 0.5 log10 was detected in 108 (93.1%) and a measurement difference of more than 1 log10 was detected in 61 (52.5%) samples. The median viral load value of the samples with a measurement difference of more than 1 log10 in the results of both assays was found to be 1.27 log10 copies/mL (1.02-2.95). Only 6.9% of the reported results fell within the acceptable range of the expected result ±0.5 log10 for quantitative Rt-PCR assays. Artus BKV PCR measurements were lower than laboratory developed BKV PCR measurements.
In conclusion, a significant difference in measurement was detected between the results of two BKV PCR tests, one laboratory developed and the other commercially available. This may have serious consequences in the management of patients. Updating the WHO's international quantitation standard and calibrating the tests with this standard can reduce the significant measurement difference between the tests.
Keywords: BK Virus, PCR, BKV, Transplantation, Laboratory Developed, Standardization