HHV8-virus: infektio ja diagnostiikka (Kaposin sarkooma -herpesvirus, KSHV) Anne Lehtonen, FT Suomen Akatemian tutkijatohtori Genomibiologian tutkimusohjelma Biomedicum Helsinki, HY
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
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
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
HHV8 häiritsee solun perustoimintoja
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
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
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 500-1000X suurempi elinsiirron jälkeen immunosuppression taso vaikuttaa KS-riskiin
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
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?
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
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
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
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)
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
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
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
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
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
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
Viral Tumorigenesis group Päivi Ojala Anne Lehtonen Annika Järviluoma Grzegorz Sarek Fang Cheng Sonja Koopal Liisa Lappalainen Pirita Pekkonen Kirsi Siivola Jenny Bärlund