Viruslast

Viral Load - Viruslast: Die Bedeutung der Virusbelastung für den Krankheitsverlauf und die Therapie

von Dr. Thorsten Trapp

Ist man bisher davon ausgegangen, dass sich HI-Viren in der Latenzzeit, bis es zu ersten Symptomen der Erkrankung kommt, relativ ruhig verhalten, so zeigen neuere Befunde, dass von der initialen Infektion an über den ganzen Verlauf hinweg eine enorme virale Replikation stattfindet. Pro Tag werden rund 10 Billionen HI-Viren produziert, die eine Plasma-Halbwertzeit von 6 Stunden aufweisen und für ihren Lebenszyklus von der Infektion eines CD4-positiven Lymphozyten bis zur Freisetzung weiterer Viren 2.6 Tage benötigen.

Diese neuen Erkenntnisse über ständig hohe virale Replikation, Zellzerstörung und Zellproduktion haben dazu geführt, der Menge an HI-Viren im Blut eine neue Bedeutung beizumessen, und mittlerweile belegen zahlreiche klinische Studien, dass die im Blut vorhandene Menge an HI-Viren einen wichtigen prognostischen Marker für die Progression der Erkrankung darstellt.

Was versteht man unter Viral Load?

Die Bezeichnung »Viral Load« gibt an, welche Menge an HI-Viren sich in einem bestimmten Volumen Blut befindet. Gemessen wird die Menge der RNA (Erbsubstanz des Virus), die direkt mit der Anzahl der Viren korreliert. Nicht erfasst wird die provirale Erbsubstanz, die im Lymphozyten in das humane Genom integriert ist. Üblicherweise wird die Viral Load in RNA Kopien pro ml Plasma angegeben. Obwohl nur rund 2% der HI-Viren im Blut zirkulieren und ein weitaus größerer Teil im Lymphsystem vorhanden ist, scheint die Viral Load direkt proportional zur Gesamtmenge an Viren zu sein. Fraglich bleibt z. B., wie sich die Viral Load zur Virusbelastung im Zentralnervensystem verhält.

Wie wird die Viral Load bestimmt?

Zur Zeit stehen im wesentlichen drei Methoden zur Messung der HIV RNA-Menge zur Verfügung:

Branched DNA (bDNA), Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) und Nucleic Acid Sequence-Based Amplification (NASBA), die eine sehr spezifische und sensitive Messung der RNA des HIV erlauben.

Die virale RNA wird im RT-PCR und NASBA Assay über enzymatische Schritte in DNA umgewandelt und vervielfältigt, um so eine gut meßbare Menge viraler Erbsubstanz zu erhalten, wohingegen im bDNA Assay ein enzymatischer Schritt nicht notwendig ist und eine Signalvervielfältigung über die Bindung verzweigter DNA-Fragmente an die virale RNA erfolgt.

Die Intra-Assayvarianz, die ein Maß für die Genauigkeit eines Tests darstellt, ist für die drei Methoden ähnlich gut und verspricht reproduzierbare Werte.

Allerdings erfordern die Methoden, die eine enzymatische Amplifikation der RNA notwendig machen - NASBA und RT-PCR - ein gewisses molekularbiologisches Instrumentarium und Können (z. B. besteht die Gefahr der Kontaminationen) und gehören deshalb ausschließlich in die Hand ausgewiesener Speziallaboratorien.

Der lineare Bereich, über den die RNA gemessen werden kann, beträgt für die drei Methoden 400 - 80 000 Kopien/ml (RT-PCR, Roche Molecular Systems), 10 000 - 1 600 000 Kopien/ml (bDNA, Chiron) und 400 - 40 000 000 Kopien/ml (NASBA, Organon Teknika).

Dies bedeutet, dass selbst mit den sensitiveren Assays (RT-PCR und NASBA) weniger als 400 Kopien/ml Plasma nicht mehr nachzuweisen sind und mit dem bDNA Test sogar weniger als 10 000 Kopien/ml nicht mehr erfasst werden können; allerdings weist eine Weiterentwicklung des bDNA Assays deutlich höhere Sensitivität auf.

Dem zur Folge bedeutet der Vermerk »Viral Load nicht nachweisbar« zwar einen sehr erfreulichen Befund, aber auf keinem Fall, dass in der entsprechenden Probe keine Viren vorhanden sind.

Welcher Zusammenhang besteht zwischen Viral Load und Krankheitsverlauf?

Bislang galt die Anzahl CD4-positiver Lymphozyten als wichtigster Marker, um Aussagen über das Fortschreiten der Erkrankung machen zu können. So ist das Risiko, innerhalb der nächsten zwei Jahre Krankheitssymptome zu entwickeln bei Patienten mit mehr als 500 CD4-positive Zellen/µl geringer als 5%, wohingegen Patienten mit weniger als 50 CD4-positiven Zellen/µl mit mehr als 70%iger Wahrscheinlichkeit erkranken. Bedeutet eine geringe Anzahl CD4-positiver Zellen im allgemeinen eine hohe Viral Load, so gibt es doch Ausnahmen.

Klinische Studien belegen, dass der Menge viraler RNA im Blut eine größere prognostische Bedeutung für die Progression der Erkrankung beizumessen ist. So wurden in einer kürzlich veröffentlichten Studie 181 seropositive Patienten in vier Gruppen (36 271 HIV RNA Kopien/ml Plasma) bezüglich ihrer Viral Load eingeteilt und das Fortschreiten der Erkrankung wurde über einen Zeitraum von 11.2 Jahren verfolgt.

Es zeigte sich, dass Patienten mit mehr als 500 CD4-positiven Zellen/µl mit mehr als 70%iger Wahrscheinlichkeit an AIDS erkrankten, wenn die Viral Load größer als 10 200 war, wohingegen bei einer Viral Load von weniger als 10 200 die Wahrscheinlichkeit unter 30% lag. Abbildung: Viruslast und CD4-positive Lymphozyten (Helferzellen) im Verlauf einer HIV-Infektion.

Somit können bei Patienten mit gleicher Anzahl CD4-positiver Zellen, aber unterschiedlicher Viral Load enorme Unterschiede in der Progression der Erkrankung beobachtet werden. Von Bedeutung ist hier die »Baseline« der Viral Load, also das virale RNA-Level auf das sich Virus und Organismus kurze Zeit nach der akuten Infektion einpendeln.

Niveau ist individuell sehr unterschiedlich und hält sich im wesentlichen bis zum Fortschreiten der Erkrankung. Abweichungen von dieser »Baseline« können kurzfristig auftreten.

So sollte bei einer Erkrankung oder einer Immunisierung gegen Hepatitis, Tetanus, Pneumokokken oder Grippe einen Monat auf eine Bestimmung der Viral Load verzichtet werden, da es in diesen Fällen kurzfristig zu einer signifikanten Erhöhung der viralen RNA kommen kann, die keinen Einfluss auf den weiteren Krankheitsverlauf hat.

Trotz der großen Bedeutung der Viral Load ist auch nach wie vor die Anzahl CD4-positiver Lymphozyten ein wichtiger Parameter, besonders um das Risiko einer opportunistischen Infektion abzuschätzen.

Somit ist die Viral Load ein Parameter, der geeignet ist, längerfristig Aussagen über den klinischen Verlauf einer HIV-Infektion machen zu können, wohingegen die Anzahl der CD4-positiven Zellen als Entscheidungshilfe dient, ob eine präventive Therapie zur Vermeidung einer opportunistischen Infektion in Erwägung gezogen werden sollte.

Welche Bedeutung hat die Viral Load für die antiretrovirale Therapie?

Zum einen kann die Viral Load herangezogen werden, um zu entscheiden, wann mit einer antiretroviralen Medikation begonnen werden sollte, zum anderen hilft sie abzuschätzen, ob eine antiretrovirale Therapie erfolgreich ist. Da antiretrovirale Medikamente direkt auf die Menge der Viren Einfluss nehmen, ist die Bestimmung der Viral Load ausgesprochen nützlich, um bereits nach kurzer Zeit festzustellen, ob eine antiretrovirale Therapie anschlägt.

Darüber hinaus lässt sich mit Hilfe der Viral Load sehr schnell abschätzen, ob sich Resistenzen gegen die verwendete Medikation ergeben. Somit sollte bei keiner antiretroviralen Therapie auf eine regelmäßige Bestimmung der Viral Load verzichtet werden.

Auf keinen Fall kann im Hinblick auf diese Fragestellungen die Aussagekraft der Bestimmung der Viral Load durch die Messung der CD4-positiven Zellen ersetzt werden, da deren Anzahl ein Resultat der viralen Replikation ist und somit Änderungen nur mit Zeitverzögerung registriert werden können.

Quellen: Nature Medicine 2, 625 (1996); Lancet 348, 239 (1996); Ann. Intern. Med. 123, 641 (1995); Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91, 1104 (1994)

Wann sollte eine Bestimmung der Viral Load vorgenommen werden?

Zu Beginn zwei Messungen im Abstand von 2-4 Wochen

Alle 3-4 Monate im weiteren Verlauf

In kürzeren Abständen, wenn Entscheidungen zur Therapie anstehen

3-4 Wochen nach Beginn oder Wechsel einer antiretroviralen Therapie

Viral Load und antiretrovirale Therapie

Wann sollte mit einer antiretroviralen Therapie begonnen werden?


Bei 5000-10000 Kopien/ml in Abhängigkeit von der Anzahl der CD4-positiven Zellen und dem klinischen Bild des Patienten oder bei mehr als 30000-50000 Kopien/ml unabhängig von anderen Laborwerten und dem klinischen Bild.

Welche Viral Load ist nach Therapiebeginn anzustreben?

Die Anzahl viraler Kopien sollte deutlich unter 5000/ml liegen.

Welche Mindestanforderungen sind an eine antiretrovirale Medikation zu stellen?


Die Viral Load sollte mindestens um 0.5 log zurückgehen.

Wann ist von einem Versagen der antiretroviralen Therapie auszugehen?


Wenn die Anzahl viraler RNA auf das Niveau vor der Therapie zurückgeht oder lediglich 0.3-0.5 log unter diesem Niveau liegt.

Was bedeutet log?

Die Änderung der Viral Load um 2 log bedeutet eine 100-fache, um 1 log eine 10-fache und um 0.5 log eine 3-fache Erhöhung oder Verringerung der im Blut vorhandenen viralen Kopien.

Mit freundlicher Genehmigung von Projekt Information entnommen aus

Projekt Information, Jahrgang4, Nr.3, Nov. 1996
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Letzte Änderung am Freitag, 9. Oktober 2015 um 13:17:37 Uhr.

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