HHV8-virus: infektio ja diagnostiikka

Transkriptio

1 HHV8-virus: infektio ja diagnostiikka (Kaposin sarkooma -herpesvirus, KSHV) Anne Lehtonen, FT Suomen Akatemian tutkijatohtori Genomibiologian tutkimusohjelma Biomedicum Helsinki, HY

2 Esityksen sisältö 1. Yleistä HHV8-viruksesta 2. HHV8-viruksen tarttuminen 3. HHV8-virukseen liittyvät sairaudet 4. HHV8-viruksen aiheuttamien sairauksien hoito 5. HHV8-viruksen diagnostiikkaa

3 HHV8 (Kaposin sarkooma -herpesvirus) ihmisen gamma-2-herpesvirus (Rhadinoviridae) löydetty vuonna 1994 perusterveellä henkilöllä ei yleensä aiheuta vakavaa tautia primaari-infektion yhteydessä on yhteydessä kaikkiin Kaposin sarkooman (KS) epidemiologisiin muotoihin sekä HIV-positiiviset että -negatiiviset potilaat liittyy myös eräisiin harvinaisiin lymfoproliferatiivisiin sairauksiin primaarinen effuusiolymfooma PEL multisentrinen Castlemanin tauti MCD

4 HHV8:n biologiaa HHV8 infektoi B-soluja ja endoteelisoluja myös T-soluja ja monosyyttejä herpesviruksille tyypillisesti infektio voi olla latentti tai lyyttinen latentissa infektiossa vain muutamat virusgeenit ilmentyvät (LANA, vflip, v-cyc, virf3, Kaposin A, viruksen mikro-rna:t) lyyttisen infektion aikana ilmentyvät viruksen DNAsynteesiin liittyvät ja rakenneproteiinit oireettomilla kantajilla pääasiassa latentti infektio harvoin viremiaa KS-, PEL- ja MCD-potilailla virusta voidaan havaita myös verestä virus kantaa genomissaan useita isäntäsolusta varastettuja geenejä

5 HHV8 häiritsee solun perustoimintoja

6 HHV8:n tarttumisreitit elinsiirtojen yhteydessä virus voi siirtyä siirteen mukana seksiteitse tarttuva virus länsimaissa homoseksuaaleilla miehillä korkeampi seroprevalenssi kuin väestössä keskimäärin HHV8 + henkilöiden syljestä on mitattu korkeita virustiittereitä tartuttavuus perheiden sisällä, erityisesti äidiltä lapsille tai sisarusten välillä verensiirron välityksellä tapahtuvia tartuntoja on raportoitu verivalmisteiden testaaminen ongelmallista

7 Kaposin sarkooma Angioproliferatiivinen kasvain voimakasta verisuonten uusiomuodostusta vuotava veri- ja imusuonisto infiltroivia plasmasoluja, lymfosyyttejä ja muita tulehdussoluja tuottavat sytokiineja ja kasvutekijöitä Kasvaimelle tyypillisiä ovat sukkulamaiset solut (spindle cells) HHV8 + endoteeliperäisiä soluja, joissa havaitaan myös makrofagimarkkereita voidaan löytää KS-potilaiden verenkierrosta Kasvaimia esiintyy iholla, mutta ne voivat levitä myös sisäelimiin skin oral liver

8 Kaposin sarkooman alatyypit I histologisesti samanlaisia Klassinen KS Tavataan Välimeren ja Lähi-idän alueella (Italiassa, Kreikassa, Turkissa, Israelissa, Saudi-Arabiassa) Esiintyy lähinnä vanhoilla miehillä Kasvaimet yleensä alaraajojen iholla, eivät ole aggressiivisia Iatrogeeninen KS immunosuppressoiduilla potilailla yleisyys elinsiirron jälkeen vahvasti riippuvainen HHV8- viruksen yleisyydestä väestössä KS:n esiintyvyys X suurempi elinsiirron jälkeen immunosuppression taso vaikuttaa KS-riskiin

9 HHV8/KS ja elinsiirrot siirrettävä elin vaikuttaa KS-riskiin usein munuaisensiirtopotilailla vähän keuhkonsiirron yhteydessä KS häviää useimmiten hyljinnänestolääkityksen lopettamisen jälkeen Elinsiirtopotilaan oman vanhan infektion reaktivaatio TAI siirteen mukana tullut uusi infektio myös esiasteiset KS-solut voivat siirtyä elimen mukana Välttämällä elinsiirtoja HHV8 + luovuttajilta HHV8 - saajille voitaisiin välttää osa KS-tapauksista erityisesti alueilla, jossa HHV8-prevalenssi on korkea Potilaiden seuranta siirron jälkeen mahdollisen HHV8- tartunnan/reaktivaation varalta varhainen hoidon ja lääkityksen aloittaminen

10 HHV8 ja elinsiirrot Avoimia kysymyksiä: Laajoja tutkimuksia HHV8:n levinneisyydestä väestössä ei ole tehty länsimaissa arvioitu kantajuus 1-3% väestöstä Suomessa syyskuusta 2001 lähtien todettu 14 HHV8-tapausta (IgG+) Ei selkeitä arvioita KS-riskistä elinsiirron jälkeen prospektiivinen tutkimus meneillään Ranskassa viremian merkitys ja PBMC-solujen HHV8-määrä KS:n kehittymisen indikaattorina? Käytettävä testimenetelmä? ei standardoitua kaupallista testiä saatavana Testaamisen kannattavuus siis edelleen pohdinnassa Suomessa ei olla ehkä edes vielä tässä vaiheessa?

11 Kaposin sarkooman alatyypit II AIDS-vaiheeseen liittyvä KS KS on AIDS-vaiheelle tunnusomainen kasvain ilmeisesti HIV-infektio edistää HHV8-viruksen leviämistä elimistössä kliinisesti hyvin aggressiivinen muoto, kasvaimia ihon lisäksi tyypillisesti myös sisäelimissä Endeeminen (kotoperäinen) KS esiintyy Afrikassa esiintyy tyypillisesti nuoremmilla henkilöillä kuin klassinen KS, myös lapsilla Järviluoma & Ojala, BBA Reviews, 2006

12 HHV8/KS Afrikassa KS on ollut yleinen kasvain tietyillä alueilla Afrikassa jo ennen HIV-epidemiaa Uganda, Sudan, Kongon demokraattinen tasavalta, Ruanda, Burundi Saharan eteläpuolisessa Afrikassa KS on tällä hetkellä yleisin syöpämuoto HIV-epidemia yhdessä HHV8-viruksen korkean endeemisen esiintyvyden kanssa yleisin syöpä myös lapsilla transmissio äidiltä lapselle ja sisarusten välillä anti-hiv-lääkitys ei laajasti saatavilla kuolleisuus KS:aan korkea

13 Primaarinen effuusiolymfooma ja multisentrinen Castlemanin tauti PEL esiintyy useimmiten AIDS-potilailla ja KS:n yhteydessä lymfoomasolut lähes poikkeuksetta HHV8 + (useimmiten myös EBV + ) klonaalinen B-solulymfooma latentti infektio >95% soluista aggressiivinen ja fataali tauti MCD lymfoomat EBV - kaikki muodot eivät ole HHV8 + oligoklonaalinen (B-solu) lymfoproliferaatio infektoituneista soluista suuressa osassa voidaan havaita lyyttinen infektio

14 HHV8-infektioon liittyvien syöpien hoito - Kaposin sarkooma vain KS:n hoidosta olemassa laajempia hoitotutkimuksia PEL:n ja MCD:n harvinaisuuden vuoksi olemassa vain yksittäisiä tapausselostuksia käytössä olevat herpesviruslääkkeet estävät herpesvirusten DNA-polymeraasin toimintaa gansikloviiri, foskarnaatti, sidofoviiri eivät vaikuta latentisti infektoituneisiin soluihin käytetään KS:n hoidossa vaihtelevin tuloksin paikallinen sädehoito ja kemoterapia (paclitaxel, antrasykliinit) HIV-positiivisille potilaille HAART (highly aggressive antiretroviral therapy)

15 HHV8-infektioon liittyvien syöpien hoito - Kaposin sarkooma IFNα hyväksytty KS:n hoitoon estää viruksen replikaation aiheuttaa paljon sivuvaikutuksia angiogeneesin estäjät mm. talidomidi hoitokokeilu munuaisensiirtopotilailla (Stallone ym. NEJM 2005) hyljinnänestolääkityksenä käytettiin rapamysiiniä (Sirolimus) syklosporiinin sijaan kolmen kuukauden kuluttua KS-iholeesiot olivat hävinneet Tulevaisuuden lääkekehityksessä lääkkeiden kohdentaminen virusproteiinien toimintaa vastaan on tärkeää todennäköisesti saavutetaan matalampi toksisuus hoito kohdentuu paremmin ainoastaan syöpäsoluihin

16 HHV8-infektioon liittyvien syöpien hoito - primaarinen effuusiolymfooma perinteinen kemoterapia harvoin tehokas on yhdistetty antiviraaleihin ja IFNα:aan NF-κB-signaalireitin estäjät NF-κB-reitti jatkuvasti aktiivinen PEL-soluissa ja edellytys niiden kasvulle HHV8:n geeniekspression estäminen RNAitekniikkaa hyväksikäyttäen (Godfrey ym., Blood 2005) tiettyjen latenttien geenien ilmentymisen estäminen aiheutti PEL-solulinjoissa ja PEL-hiirimallissa ohjelmoidun solukuoleman eli apoptoosin ei vielä käytössä potilaiden hoidossa

17 HHV8:n diagnostiikkaa diagnosointi ei ole mahdollista virusviljelyllä virus ei replikoidu tehokkaasti soluviljelyssä ei sytopaattista vaikutusta virus-dna:n määrä voidaan analysoida PCR:llä HHV8-infektion kantajat muodostavat vastaaineita sekä latentteja että lyyttisiä antigeenejä kohtaan latentti: latent nuclear antigen, LANA (ORF73) lyyttiset: ORF65 (kapsidiproteiini) ja K8.1 (glykoproteiini viruksen vaipan pinnalla) serokonversion yhteydessä vasta-aineet lyyttisiä antigeenejä vastaan ilmaantuvat ensin

18 HHV8:n käytössä olevaa diagnostiikkaa HHV8-ELISA/EIA potilasseerumeista rekombinanttiproteiiniantigeeni (LANA, ORF65, K8.1) viruslysaattiantigeeni immunofluoresenssidetektio (IFA) potilasseerumeista antigeenina latentisti infektoidut ja/tai lyyttisesti indusoidut PEL-solut oikea seerumilaimennos tärkeä immunohistokemiallinen detektio kudosnäytteistä, työläs KS-diagnoosin varmistaminen tai poissulkeminen Western blot työläs metodi, käytössä lähinnä varmennustestinä mahdollista määrittää vasta-aineet tiettyjä virusproteiineja vastaan on havaittu, että eri riskiryhmillä ja eri tautivaiheissa on erilainen vasta-aineprofiili

19 HHV8:n diagnostiikkaa - PCR virus-dna:n määrä voidaan analysoida PCR:llä HHV8-spesifiset genomialueet seerumista/plasmasta, PBMC-soluista, siemennesteestä, syljestä, kudosnäytteistä (iho) virus-dna:n määrä näytteessä voi vaihdella huomattavastikin genomisen HHV8-DNA:n määrä latentin infektion aikana hyvin matala PCR-diagnostiikan ongelma on riittävän herkkyyden saavuttaminen PBMC-solujen viljeleminen ja aktivoiminen voi lisätä detektion herkkyyttä RT-PCR? ei yleensä tarpeen DNA-viruksille mrna jo valmiiksi monistettu latenttien ja/tai lyyttisten mrna:iden detektio samoista näytteistä mahdollista

20 HHV8:n diagnostiikkaa - haasteita HHV8-testit eivät ole laajasti käytössä testien tekeminen ei ole standardoitua käytössä olevista testeistä ristiriitaisia tuloksia riippuen kulloinkin testatusta populaatiosta eri potilas- tai riskiryhmien diagnosointiin parhaiten sopivista menetelmistä ei ole tarkkaa tutkimustietoa saatavissa Erityisesti matalan riskin väestössä (esim. verenluovuttajat) HHV8- viruksen kantajien identifiointi vaikeaa Testit toimivat ilmeisesti parhaiten KS-potilaiden diagnostiikassa ja seurannassa Testien kehittämistä vaikeuttaa se, että vain harvat virusproteiinit ovat immunogeenisiä kaikissa HHV8+ henkilöissä eroja eri maantieteellisillä alueilla tavattavissa viruksissa? diagnoosimenetelmien heikkoudet vaikeuttavat myös HHV8- infektioon liittyvien tautien hoitomuotojen tehokkuuden arviointia

21 Viral Tumorigenesis group Päivi Ojala Anne Lehtonen Annika Järviluoma Grzegorz Sarek Fang Cheng Sonja Koopal Liisa Lappalainen Pirita Pekkonen Kirsi Siivola Jenny Bärlund