Vaatamata kõikidele jõupingutustele on inimese immuunpuudulikkuse viiruse (HIV) poolt põhjustatud haigus endiselt oluline meditsiiniline probleem kogu maailmas just tänu immuunsüsteemi olulisele kahjustamisele. Tänaseks on temast saanud krooniline haigus, mille vastu puudub nii viirust täielikult hävitav ravi kui vaktsiin. Vaatamata ravile ei ole viirusest vabanemine võimalik ja suureks probleemiks on ravimresistentsuse teke ning ebapiisav immuunsüsteemi taastumine. Seega on siiani lahendamata küsimused, mis aitaksid välja töötada ravimeid viirusest täielikuks vabanemiseks või vaktsiini infektsiooni vältimiseks.
2005. aastal alustas TÜ mikrobioloogia instituudi (praegune TÜ bio-ja siirdemeditsiini instituudi mikrobioloogia osakond) juures tööd HIV uurimisrühm (prof Irja Lutsari juhtimisel). Sellest ajast alustati ka HIV infektsiooniga seotud bioproovide oportunistlikku kogumist erinevate teadusprojektide raames ja nende säilitamist edasiste uuringute tarvis. 2009. aastal asutas Eesti Infektsioonhaiguste Selts koostöös TÜ mikrobioloogia osakonnaga Eesti HIV-positiivsete patsientide andmekogu (E-HIV; www.hiv.ut.ee). E-HIVi sisestatakse andmed HIV-positiivsete täiskasvanud patsientide kohta informeeritud nõusoleku alusel. Haigetelt kogutakse demograafilisi ja HIV-infektsiooniga seotud kliinilisi andmeid nagu kirjeldatud Soodla ja kaasautorite (2015 Infect Dis) poolt. Andmekogu oluline ülesanne on ka bioproovide kogumine, korrastamine ja säilitamine nii teadustöö kui ka kliinilistel eesmärkidel. Bioproove (täisveri) koguvad kõik Eesti HIV-positiivsete patsientidega tegelevad asutused (haiglad ja vanglad) igalt haigelt vähemalt üks kord aastas. Täisverest eraldatakse vereplasma ja perifeerse vere mononukleaarsed rakud (ing. k. peripheral mononuclear cells, PBMC) ja säilitatakse TÜ mikrobioloogia osakonnas. 1.09.2016 seisuga on E-HIV-s 4667 patsienti (u 80% Eestis nakkushaigustearsti külastavatest HIV-positiivsetest) ja bioproov kogutud 1653 haigelt kokku 3005 korral.
Seega olemasoleva teaduskollektsiooni (E-HIV BIO) raames kogutakse ja säilitatakse E-HIV-s osalevate isikute biomaterjali, mida on võimalik linkida kliiniliste andmetega. Neid bioproove kasutades on võimalik (i) kirjeldada inimese ja viiruse vahelisi interaktsioone ning hinnata nende mõju HIV-i ravi tulemuslikkusele; (ii) leida nii viiruse- kui inimesepoolseid faktoreid, mis mõjutavad HIV ravimresistentsuse teket; (iii) leida inimesepoolseid faktoreid (geneetilisi, immunoloogilisi), mis mõjutavad HIV-i nakatumist ja haiguse kulgu; (iv) leida markereid profülaktikameetmete (k.a. vaktsiini) välja töötamiseks, ja (v) rakendada kliinilises praktikas (nt patsiendi haiguskulu jälgimine elektroonsel graafilisel ravikaardil (E-kaart), eelnevate proovide uuesti analüüsimine jne). Sellise biopanga olemasolu on vajalik järgnevatel põhjustel:
1. Eestis ei ole teist sellist biopanka, kuhu oleks kogutud või võimalik koguda hästi kirjeldatud (nii demograafiliste näitajatega kui ka labori analüüsidega) kogu rahvastikupõhist HIV-positiivsete isikute bioproove. Sarnaseid HIV-biopanku on ka maailmas vähe ja enamik neist on spetsiifilised (nt koguvad teatud riskirühma kuuluvaid isikuid) ega hõlma nii suurt osa arsti juures käivatest HIV-positiivsetest (E-HIV hõlmab 80%), mistõttu E-HIV annab väga olulise panuse HIV-infektsiooni probleemide lahendamisse nii Eestis kui maailmas. Andmete pikaajaline kogumine ja säilitamine on eriti oluline just seetõttu, et HI-viirused on mutatsioonivõimelised ja seega ajas muutuvad.
Meie arusaamise alusel on E-HIV BIO ainulaadne Eestis. Tartu Ülikoolis asuv Meditsiiniteaduste valdkonna Inimese Mikrobioota ja Molekulaar- ja Rakubioloogia Instituudi looduslike ja laboratoorsete mikroobitüvede teaduskollektsioonid kollektsioneerivad bakteritüvesid mitte aga inimese biomaterjali (sh viiruseid). TÜ Eesti geenivaramu kogub küll inimese materjali, kuid verd võetakse ühekordselt ja meile teadolevalt ei hõlma see enamust Eesti HIV-positiivsetest isikutest. Lisaks ei kogu TÜ Eesti geenivaramu laboratoorseid andmeid sellises ulatuses nagu teeb seda E-HIV (dünaamiline verenäitajate kogumine haiglate laboritest).
2. E-HIV BIO-s toimub järjepidev bioproovide kogumine. HIV-positiivsete vered kogutakse vähemalt üks kord (ideaalis 2 korda) aastas. Korduv kogumine on vajalik jälgimaks viiruse muutumist (nt ravimresistentsusmutatsioonide jm mutatsioonide teke) ja patsiendi reageerimist ravile.
3. Patsiendi tervise seisukohast võib hiljem tekkida vajadus varasemalt kogutud proove analüüsida (HIV iseärasused, uued diagnostilised markerid ja algoritmid jne).
4. Kuna tegemist on hästi kirjeldatud isikute bioproovidega ja meil levib mujal Lääne maailmas haruldane HI-viiruse tüvi CRF06_cpx, siis on kogutud biomaterjal nii Eesti kui rahvusvahelise teaduse seisukohalt unikaalse väärtusega.
E-HIV BIOs on kaks moodulit (tarkvara Qure Data Management Platvormi baasil). Esiteks, biopanga moodul on elektrooniline biopank, kus hallatakse jooksvalt informatsiooni biomaterjali kohta, alustades andmekogusse jõudvast verest lõpetades pikaajaliselt hoiustatud vere komponentideni (vereplasma, PBMC jt). Selle abil toimub materjali sisestamine ja automaatne unikaalsete säilituskoodide andmine kogutud proovidele, mis määrab bioproovi tüübi (vereplasma ja PBMC) ja asukoha hoidlas. Selle tegevusega liidetakse andmekogus igale patsiendile vastavad bioproovid ning tagatakse korrektne kataloogimine ja edasine väljastus. Teiseks, universaalne väljastusmoodul, mis abistab kasutajaid väljastamise töövoos (arhiveerib elektrooniliselt kõik ühe taotlusega seotud dokumendid: taotlus, taotluse otsus, väljastatavad andmed), genereerib ja registreerib biomaterjaliga läbi viidud toimingud (nt bioproovide ümberkodeeringud, väljastuseks vajalikud labori protokollid, proovide asukohad hoidlas ja vastav asetus väljastamiseks jne). Lisaks uuendab bioproovide väljastusmoodul automaatselt laoseisu – arvutab allesjääva biomaterjali koguse ja salvestab konkreetse säiliku (tuubi) ülessulatamiste arvu. Kolmandaks, resistentsusmoodul, mille abil sisestatakse E-HIV-i HIV geeni järjestused, mille järel moodul võtab ühendust HIV ravimresistentsuse andmebaasiga ning väljastab ja salvestab ravimresistentsusmutatsioonid ja vastava interpretatsiooni (resistenstsuse HIV ravimite suhtes). Raviarst, sisenedes E-HIV-i, näeb seda informatsiooni patsiendi raviandmete juures ning see kajastub ka graafilisel ravikaardil. Seega moodul on kasutuses raviarsti igapäeva tööd ja lisaks võimaldab kvaliteetselt säilitada bioproovidest saadud informatsiooni.
Despite efforts human immune deficiency virus (HIV) is still the major medical problem in the world and mainly because of the damaging effect of HIV on immune system. Today, HIV is a chronic disease lacking of virus eliminating treatment and vaccine. Despite of HIV treatment the viral clearance is impossible and the major problem is development of drug resistance and inefficient immune recovery. Thus, there are still unsolved issues that could help develop agents for virus elimination or vaccine against the infection.
In 2005 the HIV-research group (lead by prof Irja Lutsar) in Department of Microbiology (now Department of Microbiology in Institute of Biomedicine and Translational Medicine), University of Tartu was established. Since that time the group has collected HIV related biosamples for different research projects and stored it for future studies. In 2009, the Estonian Society of Infection Diseases in collaboration with Department of Microbiology established Estonian HIV-positive persons’ database (E-HIV; hiv.ut.ee). The data of adult HIV-positive patients is entered to E-HIV based on written informed consent. E-HIV is collecting demographic and HIV-related clinical data as described by Soodla et al (2015 Infect Dis). In addition, the essential task of E-HIV is also the collection, arrangement and the storage of biosamples for future research and clinical purpose. Biosamples (whole blood) are collected at least once a year in all Estonian institutions that are serving HIV-positive patients (hospitals and prisons). Blood plasma and peripheral mononuclear cells are extracted from whole blood and stored in Department of Microbiology, University of Tartu. As of 1st of September 2016 4667 patients were listed on E-HIV (approximately 80% of HIV positives who are visiting infection disease physician in Estonia) and samples from 1653 patients were collected on 3005 occasions.
Therefore, existing scientific collection (E-HIV BIO) collects and stores biomaterial linked with clinical data of patients participating in E-HIV. These biosamples can be used to (i) describe interactions between HIV and the host and evaluate their influence on the outcome of antiretroviral therapy; (ii) determine viral and host factors that influence the development of HIV drug resistance; (iii) determine host factors (genetic, immunologic) that influence the susceptibility to HIV and disease progression; (iv) determine markers for developing prophylaxis (incl. vaccine), and (v) implement into clinical practice (for example observe patients disease on patient’s electronical graphical chart (E-chart), reanalysing previous samples) etc. The existence of such HIV biobank is essential for following reasons:
1. In Estonia there is no such biopank which has collected or would be able to collect well described (demographical data as well as laboratory analyses) population based HIV positive persons’ biosamples. There is also limited number of such HIV biobanks in the world and the majority of them are specific (e.g. collecting subjects with specific risk behaviour) and do not consist of so large part HIV-positives who visit infectious disease physicians (E-HIV consists 80% of HIV-positives in Estonia) which gives significant contribution to solving HIV related issues in Estonia as well as in the world. The prolonged collection and storing of data and biosamples is especially important because of HIV ability to mutate and thus change in time.
To our best knowledge E-HIV BIO is unique in Estonia. Human Microbiota’s and non-medical laboratory and environmental bacterial strain’s scientific collection EEMB that is situated in University of Tartu collects bacterial strains but not viral or human biomaterial. University of Tartu Estonian Genome Center collects human material but the blood is collected once and as known to us does not cover majority of HIV-positive persons. In addition, Estonian Genome Center does not collect laboratory data as E-HIV (dynamic collection of blood analyses from hospitals laboratories).
2. E-HIV BIO is collecting biosamples continuously. Blood samples from HIV-positive persons are collected at least once (preferably twice) a year. Such repeated collection is essential for determining viral changes (e.g. development of drug resistance and other mutations) and evaluating the treatment.
3. There might be need to reanalyse previously collected samples in order to ensure the best treatment for patients (new HIV mutations, diagnostic markers and algorithms etc.).
4. As E-HIV BIO samples are well described and Estonian HIV epidemic is caused by rare HIV strain CRF06_cpx then collected biomaterial is unique in the context of Estonian as well as international research.
There are two modules (based on software Qure Data Management platform) in E-HIV BIO. First, biobank module which is an electronical biobank where information of biomaterial is administered starting with blood sent to biobank and ending with long-term stored blood components (blood plasma and peripheral blood mononuclear cells etc.). Material entry to E-HIV BIO and unique coding (referring type of biomaterial and position in collection) is done by using biobank module. This enables to link biosample to corresponding person and provide correct storing and future of data and biosamples extraction. Second, universal biosamples extraction module which helps users with actions related to dissension (archived all documents related to one application: application, decision, data extraction ), generates and registries all operations with biomaterial (e.g. recoding the samples, biomaterial extraction related laboratory protocols, positions of biosamples and corresponding position in the collection). In addition, biosample extraction module automatically does inventory update – calculates the remaining volume of samples and saves the melting times of specific tubes.
2005. aastal alustas TÜ mikrobioloogia instituudi (praegune TÜ bio-ja siirdemeditsiini instituudi mikrobioloogia osakond) juures tööd HIV uurimisrühm (prof Irja Lutsari juhtimisel). Sellest ajast alustati ka HIV infektsiooniga seotud bioproovide oportunistlikku kogumist erinevate teadusprojektide raames ja nende säilitamist edasiste uuringute tarvis. 2009. aastal asutas Eesti Infektsioonhaiguste Selts koostöös TÜ mikrobioloogia osakonnaga Eesti HIV-positiivsete patsientide andmekogu (E-HIV; www.hiv.ut.ee). E-HIVi sisestatakse andmed HIV-positiivsete täiskasvanud patsientide kohta informeeritud nõusoleku alusel. Haigetelt kogutakse demograafilisi ja HIV-infektsiooniga seotud kliinilisi andmeid nagu kirjeldatud Soodla ja kaasautorite (2015 Infect Dis) poolt. Andmekogu oluline ülesanne on ka bioproovide kogumine, korrastamine ja säilitamine nii teadustöö kui ka kliinilistel eesmärkidel. Bioproove (täisveri) koguvad kõik Eesti HIV-positiivsete patsientidega tegelevad asutused (haiglad ja vanglad) igalt haigelt vähemalt üks kord aastas. Täisverest eraldatakse vereplasma ja perifeerse vere mononukleaarsed rakud (ing. k. peripheral mononuclear cells, PBMC) ja säilitatakse TÜ mikrobioloogia osakonnas.
Teaduskollektsiooni kasutamiseks esitab asjast huvitatud isik taotluse E-HIV nõukogule koos töö eesmärkide ja lühikirjeldusega. Nõukogul on õigus küsida lisaküsimusi enne kui ta loa väljastab. Siiani on teaduskollektsiooni kasutatud valdavalt erinevates teadusprojektides. Kasutades E-HIV BIO materjali on siiani publitseeritud 24 artiklit eelretsenseeritavates rahvusvahelistes ajakirjades, kaitstud kaks doktoritööd (Kristi Huik ja Radko Avi), kuus magistritööd (Radko Avi, Kristi Huik, Maarja Sadam, Helen Uibopuu, Merit Pauskar, Ene-Ly Jõgeda). Praegu kasutavad E-HIV BIO andmebaasi oma doktoritöös 5 doktoranti (Eveli Kallas, Ene-Ly Jõgeda, Pilleriin Soodla, Kerstin Kase, Kaja-Triin Laisaar). Kollektsioon on täienenud erinevate asutuste koostöös, milleks on Eestis TÜ Arstiteaduskonna tervishoiuinstituut ja Tervise Arengu Instituut, Ameerika Ühendriikides Beth Isreal Medical Centre ja Texase Ülikool ning Euroopas EuroCoord. E-HIV biopank täieneb koostöös kõigi Eesti asutustega (haiglad ja vanglad), kus tegeletakse HIV-positiivsete patsientidega.
Person/institution who is interested in using E-HIV BIO will submit an application (overview of theme and aims) to E-HIV board. The board may ask specific questions before giving a permit and the extraction of samples and data. So far E-HIV BIO has mainly been used in variable research projects. Based on E-HIV BIO 24 articles have been published in international peer-reviewed journals, and two doctoral theses (Kristi Huik and Radko Avi) and six master theses have been defended (Radko Avi, Kristi Huik, Maarja Sadam, Helen Uibopuu, Merit Pauskar, Ene-Ly Jõgeda). At the moment five PhD students (Eveli Kallas, Ene-Ly Jõgeda, Pilleriin Soodla, Kerstin Kase, Kaja-Triin Laisaar) are using E-HIV BIO for their doctoral theses. Collection has upgraded in collaboration with various institutions - from Estonia University of Tartu, Medicine Faculty, Department of Public Health and National Institute for Health Development, from United States of America Beth Isreal Medical Centre and Texas University and from Europe EuroCoord. In addition, E-HIV is updated in collaboration with all Estonian institutions (hospitals and prisons) which serve/manage HIV-positive patients.
Toodud lisatud failis
Fail attached
Andmete (s.h. bioproovide) kasutajateks on teised teadlased/teadusasutused nii Eestis kui välismaal, Eesti Sotsiaalministeerium, ravimitööstus ja raviarstid. E-HIV-i põhikirja, reeglite, kogutavate andmete ja tulemustega saab tutvuda kodulehel (www.hiv.ut.ee). Andmete kasutamiseks tuleb esitada taotlus (vt fail) E-HIV nõukogule (heli.rajasaar@ut.ee), mis menetleb taotlust, suhtleb taotlejaga ja langetab taotluse kohta. E-HIV on siiani rahastatud erinevatest Eesti-sisestest kui ka -välistest teadusprojektidest. Eesti Infektsioonhaiguste Seltsi liikmetele ja teaduritele, kes on otseselt seotud andmete kogumisega, on andmete väljastus tasuta ja teistele asutustele/ettevõtetele tasuline, vastavalt töö hulgale. E-HIV andmekogu määrab väljastuse hinna arvestades igat konkreetset taotlust, võttes aluseks küsitud andmete käitlemist ja väljastusformaati. Biomaterjalid ei ole tasulised. E-HIV andmete ja bioproovide pealt publitseeritud artiklitel on kaasautoriteks vähemalt kaks E-HIV nõukogu poolt nimetatud teadlast, kes on antud projektiga seotud.
The users of E-HIV data (incl. biosamples) are researchers/research institutions in Estonia as well as abroad, Estonian Ministry of Social Affairs, pharmaceutical companies and HIV treating physicians. E-HIV statute, the information about collected data, rules for application and results are presented on webpage (www.hiv.ut.ee). The application for data use (see in fail) needs to be submitted to E-HIV board (heli.rajasaar@ut.ee) which process the application, is in contact with applicant and make a decision. So far, E-HIV has been financed by different Estonian and foreign research projects. Data dispensing is free of charge for the members of Estonian Society of Infectious Diseases and persons directly related with collection of the data. Other institutions/companies will be charged according to work load. The price of the data will be determined by E-HIV board considering every application separately and based on the amount of required data, handling process and the format of data extraction. Biosamples are free of charge. Publications based on E-HIV and E-HIV BIO will be required to have at least two researchers designated by E-HIV board as co-authors of the paper/publication.
Teaduskollektsioon on tihedalt seotud HI-viiruse ravimresistentsuse testimisega, mida teostab TÜ bio- ja siirdemeditsiini instituudi mikrobioloogia osakond. Vastavalt ravivajadusele testitakse E-HIV bioproove ja kõik saadud informatsioon säilitatakse E-HIV andmekogus. E-HIV platvormile on loodud resistentsuse moodul, mille abil geeni järjestused sisestatakse (TÜ mikrobioloogia HIV-labori töötajate poolt), mille järel moodul võtab ühendust HIV ravimresistentsuse andmebaasiga ning väljastab ning salvestab ravimresistentsusmutatsioonid ja vastava interpretatsiooni (resistentsuse HIV ravimite suhtes). Raviarst, sisenedes E-HIV-i, näeb seda informatsiooni patsiendi raviandmete juures ning see kajastub ka graafilisel ravikaardil.
Scientific collection is related to HIV drug resistance testing carried out in Department of Microbiology in Institute of Biomedicine and Translational Medicine, University of Tartu. E-HIV biosamples are tested for HIV drug resistance as appropriate and all gathered information is stored in E-HIV. For E-HIV platform, resistance module was developed. With this module gene sequences are entered, then connected to HIV drug resistance database and resistance mutations and interpretation (resistance to HIV drugs) are extracted and stored. When physician enters to E-HIV he/she will see resistance information among patient’s treatment data and it will be carried on patient’s graphical treatment chart.