Human papillomavirus genotyping assay comparisons in cervical cancer screening: a pilot study for material congruency

Abstract

Ihmisen papilloomavirukset (HPV) ovat pieniä DNA-viruksia, jotka jaetaan niiden perimän eroavaisuuksien perusteella genotyyppeihin. HPV genotyyppien onkogeeninen potentiaali jakaa genotyypit edelleen korkean- ja matalan riskin genotyyppeihin. Tätä jaottelua hyödynnetään lääketieteessä osana kohdunkaulan syövän seulontaa, sillä kohdunkaulan syöpätapauksista 99.7 % liittyy krooniseen korkean riskin HPV infektioon. Nykyinen seulontaohjelma perustuu ensisijaisesti korkean riskin HPV testiin, joka tunnistaa yksittäin HPV16 ja HPV18 genotyypit sekä yhdistettynä 12 muuta korkean riskin tyyppiä.

Kohdunkaulan syöpää torjutaan seulonnan lisäksi rokotteiden avulla. Rokotteet ovat pääasiallisesti suunniteltu torjumaan HPV genotyyppejä 16 ja 18. Täten HPV genotyyppien 16 ja 18 odotetaan vähenevän merkittävästi populaatiossa rokotekattavuuden noustessa. Tampereen Yliopiston “Improving cervical cancer routine screening” (ICARUS) -tutkimus pyrkii selvittämään, mitkä muut genotyypit kuin HPV16 ja HPV18 esiintyvät kohdunkaulan syövissä, ja voiko laajempi genotyyppien tunnistus olla hyödyllinen seulontaohjelmassa. Tämän kandidaatintutkielman tarkoituksena on tehdä analyysi ICARUS tutkimusaineiston luotettavuudesta.

ICARUS tutkimus hyödyntää Tampereen alueen seulontanäytteitä vuosilta 2017-2021 (n= ~4 500). Näytteet on analysoitu rutiiniseulonnan yhteydessä joko Abbott RealTime High Risk (HR) HPV testillä tai Roche Cobas 8800 HPV testillä. Vuoden 2022–2023 aikana seulontanäytteet on analysoitu uudelleen AnyplexTM II PCR Systemin HPV testillä, joka poiketen rutiiniseulonnan testeistä tunnistaa 28 yksittäistä HPV genotyyppiä. Tässä tutkielmassa seulontanäytteiden joukosta on valittu satunnaisesti 100 näytettä vuodelta 2017, sekä 100 näytettä vuodelta 2021 (N= 200). Tutkielmassa vertaillaan AnyplexTM II PCR Systemin HPV testin genotyyppituloksia alkuperäisiin seulontatuloksiin McNemarin tilastollisen testin avulla.

Tilastollisen analyysin mukaan AnyplexTM II PCR Systemin HPV testin genotyyppitulokset ovat yhteneväisiä alkuperäisten seulontatutkimusten tuloksien kanssa, kun negatiivisen tuloksen antaneet näytteet rajataan tutkimusaineiston ulkopuolelle. Tutkimus osoitti myös, että negatiiviset näytteet olivat painottuneet vuoden 2021 näytteisiin. Vuoden 2021 näytteiden heikompaan laatuun vaikutti todennäköisimmin näytteiden säilytys huoneenlämmössä yli valmistajan ohjeistaman ajan, sekä nestesytologisen näytteen käyttöönotto. Vuoden 2021 näytteistä saatujen tulosten heikkous ei kuitenkaan näy merkittävästi tutkimusaineistossa, sillä negatiivisten näytteiden suhteellinen osuus oli pieni.

Human papillomaviruses (HPV) are small DNA-viruses, which are divided into different HPV genotypes based on their genomic variations. Based on HPV genotype´s oncogenicity, HPV genotypes are further on divided into high- and low-risk genotypes. This division is utilized in cervical cancer screening programs, as persistent high-risk HPV infection is behind the development of the disease in 99.7% of cases. The current screening program is implemented via primary high-risk HPV testing, which recognize HPV16 and HPV18 genotypes separately and other pooled 12 high-risk HPV genotypes.

In addition to screening programs, cervical cancer prevention is complemented by vaccines. These vaccines are mainly directed to act against HPV16 and HPV18 infections. Thus, increasing vaccine coverage is assumed to decrease prevalence of HPV types 16 and 18 among the population. At Tampere University the Improving cervical cancer routine screening (ICARUS) -study aims to explore the use of extended HPV genotype knowledge in the cervical cancer screening program. The aim of this Bachelor`s Thesis is to perform a reliability analysis of the ICARUS-data.

The ICARUS study utilizes routine cervical cancer screening samples from the years 2017-2021 (n=~4 500) from Tampere and its municipalities. During the routine screening, samples are analyzed with Abbott RealTime High Risk (HR) HPV test or with Roche Cobas 8800 HPV test. In the years 2022-2023 samples are reanalyzed with AnyplexTM II PCR Systemin HPV test, which by contrast to primary screening tests, recognize 28 different HPV genotypes separately. In this Bachelor`s Thesis there is randomly selected 100 samples from the year 2017 routine screening and other 100 samples from the year 2021 routine screening (N= 200). Congruency between the AnyplexTM II PCR Systemin genotype results and the cervical cancer screening results is compared with McNemar´s test.

According to this study, AnyplexTM II PCR Systemin genotype results are congruent with original screening results, when negative test results are excluded from the study material. In addition, the study indicates that most of the negative test results originated in samples from the year 2021. Weaker results of the 2021 samples are most likely due to preservation in room temperature against to the manufacturer's instructions and the introduction of liquid-based cytology. Although, when comparing to whole study population, the number of the negative samples is relatively small, and they don’t affect on research material significantly.