Ebola - ja muut verenvuotokuumeet Olli Vapalahti Helsingin yliopisto Virologian osasto, Medicum, lääket. tdk Eläinlääket. biotieteiden osasto, eläinlääket tdk. HUSLAB Virologian ja immunologian osasto, kiitokset: Hannimari Kallio-Kokko HUSLAB/ Ilkka Julkunen UTU/THL Vapalahti, Kallio-Kokko, Anttila, Lyytikäinen Ebola - virus, tauti, leviäminen - ja varautuminen Suomessa. Duodecim 130(21):2163-77 (marraskuu) 2014 06.02.2015
Verenvuotokuumeet/-virukset FLAVIVIRUKSET Keltakuume* (WHO: 200 000 tapausta, 30 000 vuosittain) ** Dengue* (100 milj. kl. tautia vuosittain) --> vakavia dengueja 0,5 milj. ** Alkhurma-virus / Kyasanur Forest Disease* virus *** ARENAVIRUKSET Lassa-kuume (n. 300 000 infektiota 5000 ) ja eteläamerikkalaiset verenvuotokuumeet ; Lujo-virus (***) BUNYAVIRUKSET Rift Valley -kuume* (phlebovirus; laajoja epidemioita Afrikassa/ Lähi-idässä) Krimin-Kongon -verenvuotokuume* (nairovirus, 30% ) ** Hantavirusinfektiot: munuaisoireiset verenvuotokuumeet (Hemorrhagic fevers with renal syndrome = HFRS) (**) Ngari-virus* (orthobunyavirus, Bunyamwera- Batai reassortantti) *** RHABDOVIURKSET Bas-Congo virus (vesiculovirus) FILOVIRUKSET Marburgvirus ** Ebolavirukset (Zaire, Sudan, Taï Forest, Bundybugyo) ** *) arbovirusinfektioita (muitakin erittäin vaarallisia viruksia. rabies, herpes B, Henipav., SARS & MERS -CoV, hanta (HPS)) **) reaaliaikainen RT-PCR HUSLAB/HY ***) muu diagnostiikka HY
FLAVIVIRUKSET Flavivirusten sukupuu Flavivirusten rakenne: Kyasanyr Forest Disease/ Alkhurma virus n. 10 kb RNA -genomi
Historia Keltakuume (1/2) Kuvauksia 1600-luvulta alkaen 1900 Walter Reed totesi keltakuumeen tarttuvan hyttysten välityksellä vapaaehtoisista toisiin Aiheuttaja todettiin suodattuvaksi agenssiksi, virukseksi 1927 Ghanasta eristety virus > rhesusapinaan > kanan sikiöihin > rokote 17D (Max Theiler, Nobel 1951) Epidemiologia WHO: vuosittain 200 000 tapausta (30 000 ), pääosin Saharan eteläpuol. Afrikassa, myös Etelä-Amerikassa Viidakkokeltakuume (muut kädelliset/hyttyset)--> kaupunkikeltakuume (ihmiset/hyttyset) epidemioita viime vuosina myös Etelä-Amerikassa: Paraguay (myös kaupungeissa), Brasilia, Argentiina infektio: kliininen tauti 7:1 riski saada keltakuume epidemia-aikaan Afrikassa 1:280/vko
KELTAKUUME-ALUEET
Taudinkuva Keltakuume (2/2) Itämisaika 3-6 vrk 1. vaihe: kuumetauti. lihaskivut, pänsärky, pahoinvointi (virusta veressä --> hyttysiin) remissio 1 vrk 2. vaihe (osalle, n 15-25%:lle): (vasta-aineita) kuume, oksennus, vatsakivut, kuivuminen, keltaisuus, verenvuodot (musta oksennus), munuaisten vajaatoiminta, verenpaine laskee, kooma, 10-50%:ssa AST îî, ALT î; proteinuria, S -Krea î; - hepatiitti Diagnoosi Serologia (vasta-ainenousu tai IgM) RT-PCR (pos. myös äskettäin rokotetuilla virtsasta) Erotusdiagn. malaria, leptospiroosi, B. recurrentis, hep E, dengue, CCHF Torjunta Hyönteistorjunta (mm. Aedes aegyptii, A. albopictus) Rokote 99%:n teho 1 pistoksella (suoja pysyvä) risti-immuniteettia muista flavivirusinfektioista?
Dengue Globaalisti tärkein arbovirus: 100 milj. tapausta /v Dengue/ denguekuume --> komplikaatiot: verenvuodot, shokki (vakva dengue) Esiintyy laajalti trooppisilla ja subtroopisella vyöhykkeellä sylvaattinen ja urbaani dengue-kierto Ei rokotetta (mutta lupaavaa: Villar NEJM 15), ei lääkettä Diagnostiikka NS1-antigeeni, IgM, IgG seerumista! (HUSLAB) RT-PCR, NS1 antigeenin detektio taudin alkuvaiheessa IgM: positiivinen (4-6 vrk taudin alusta) IgG alkuun matala primäärissa dengue-infektiossa, korkea sekundääri-infektiossa toisella serotyypillä - virtsa ja sylki mahdollisia näytemateriaaleja (RNA; NS1-ag) Korhonen J Clin Virol 2014 4 eri dengue-virusta (serotyyppiä) DENV-1-4 - Ei suojaavaa risti-immuniteettia - Aiempi heterologinen immuniteetti altistaa vakavammille tautimoudoille (Vakava dengue; DHF, DSS); Eili Huhtamo 2010, väitöskirja
Vakava dengue Kuume Verenvuoto-oireet Matalat trombosyytit (<100,000/mm 3 ) Kapillaaripermeabiliteetin lisääntymisen merkkejä Kohonnut hematokriitti (>20) Matala albumiini Pleura- tai muita nestekeräymiä + shokki/alkavan shokin oireet
Dengue- kasvava ongelma myös suomalaismatkalijoilla Leviää uusille alueille: 2.5 mrd riskialueilla Urbanisaatio, slummit, väestönkasvu Hyönteistorjunnan vähentyminen Globalisaatio: Hyttyset/toukat ja viruskannat leviävät kaupan ja matkustelun lisääntymisen myötä --> enemmän sekundääri-infektioita --> enemmän komplikaatioita (esim Amerikoissa 50 x enemmän DHF 88-93 vs 84-88) Tapaukset Suomessa
Krimin-Kongon verenvuotokuume Taudinkuva Itää 1-10 vrk, useimmiten oireinen, 30%:lle Äkisti kuume, päänsärky, lihaskivut, niskajäykyys, sekavuus, mielialavaihtelut, selkä- ja raajakivut, verenpaine laskee, verenvuodot (4.-5. pnä), maksanekroosi, hengitysvaje, 5.-14. pnä sairastumisesta. Trombosytopenia, hyytymisajat pidentyneet, maksaentsyymit koholla Hoito: verta, trombosyyttejä, hyytymistekijöitä, immuuniplasmaa, Ribavirin, ei kunnon rokotetta Diagnostiikka: vasta-aineet ja RNA (RT-PCR). HUSLAB/HY: reaaliaikainen in-house RT-PCR
Hyalomma marginatum (source: vbornet,ecdc) Krimin-Kongon verenvuotokuume (1/2) Historia Tauti 1944 Krimillä; virusviljely 1967 Kongosta Aiheuttaja kuuluu Bunyaviridae-heimon nairoviruksiin Epidemiologia Laajalle levinnyt: Afrikka, Aasia, Lähi-Itä, Balkan, Turkki Tarttuu ihmiseen pehmeiden Hyalomma-punkkien (erit. H. marginatum) puremasta tai karjan elimistä/eritteistä, potilaista H. marginatum levinneisyys (CCHF alleviivattu) Albania, Bulgaria (N= 1568 ad 2008), Kypros, Ranska, Kreikka, 1. tapaus 2008, 1% seropr. 1%, Italia, Kosovo, Moldavia, Portugali, Romania, Venäjä 2000-2007 2, Serbia, Espanja, Turkki todettu 2002; 2.5 % seropr.; 2008 ja 2009: 1300 tapausta, n. 62 kuollutta), Ukraina, Hollanti, Saksa.
Historia Lassa-kuume 1969 amer. sair.hoitaja A sairastuu Länsi-Afrikassa ja, A.ta hoitanut B sairastuu ja, A:n obduktiossa avustanut ja B:tä hoitanut C sairastuu ja matkustaa USA:an, jossa hänestä viljellään Lassa -virus. Virologi sairastuu ja 5 kk myöhemmin hänen laboranttinsa sairastuu ja. Epidemiologia Länsi-Afrikassa noin 300 000 tapausta vuosittain (n. 5000 ), vain osa verenvuotokuumeita --> kroonisia ongelmia, kuuroutta Leviää kroonisesti infektoituneista monirintarotista* ja niiden eritteistä. Yleinen alueilla, joila jyrsijöitä käytetään ruokana. Tarttuu myös ihmisestä toiseen. Arenavirustautien diagnostiikka Verestä virusantigeeni, vasta-aineet ja virus-rna *) monirintarotta= Mastomys natalensis = natalhiiri, lemmikkijyrsijänä
-Ebola - Marburg Ebolavirus Family Filoviridae Genus: Marburvirus Marburgvirus Genus: Ebolavirus Zaire ebolavirus : Ebola virus Sudan ebolavirus Reston ebolavirus Bundibugyo ebolavirus Taï Forest ebolavirus Genus: Cuevavirus Lloviu virus genome: -strand RNA 19kb OV.09.10.14 Kuhl and Pöhlmann, Zoonoses Public Health, 2012
Ebola cases per country Liberia Sierra Leone 18.01.2015 N= 21724 8641 Guinea
Filovirustapaukset ja epidemiat
Ebolaviruksen reservoaari: hedelmälepakot Leroy et al, Nature. 2005;438 4/17 4/21 Hypsignathus monstrosus Epomops franqueti 8/117 5/117 Myonycteris torquata 4/58 4/141 Ebola IgG+ RNA + (maksa, perna)
Marburg virus reservoir host: Rousettus aegypticus (Egyptinkoirankuonolepakko) Towner, PLOS Pathog 2009 OV.09.10.14
ebolaviruksen luonnonkierto OV.09.10.14
Science 345, 1369 (2014);
Fig. 3 Molecular dating of the 2014 outbreak.(a) BEAST dating of the separation of the 2014 lineage from Middle African lineages (SL = Sierra Leone; GN = Guinea; DRC = Democratic Republic of Congo; tmrca: Sep 2004, 95% HPD: Oct 2002 - May 2006). - NYKYISEN EPIDEMIAN JA EDELLISEN KONGON EPIDEMIAN YHTEINEN KANTA ÄITI AJOITTUU VUOTEEN 2004 (JONKA JÄLKEEN VIRUS MAHD: SIIRTYNYT LÄNSI-AFRIKKAAN). -VIRUS ON SIRTYNYT HELMIKUUSSA GUINEASTA SIERRA LEONEEN JA PERÄISIN GUINEAN EPIDEMIASTA. S K Gire et al. Science 2014;science.1259657 - GUINEAN EPIDEMIA JA KOKO LÄNSi-AFRIKAN EPIDEMIA ON PERÄISIN YHDESTÄ LAJISIIRTYMÄSTÄ IHMISEEN Published by AAAS
Meliandou and the burnt tree that housed a bat colony AThe village of Meliandou. Marí Saéz A et al. EMBO Mol Med. 2015;7:17-23 2015 by European Molecular Biology Organization
Johtopäätöksiä ebolavirusten molekyyliepidemiologiasta Ebolaviruksen reservoaari on hedelmälepakoissa - lepakot kuljettavat viruskantoja tuhansia kilometrejä yhdyskuntien välillä Virus muuntunut tasaisehkosti viime vuosikymmeninä ja kantoja siirtynyt luultavasti Keski-Afrikasta Länsi- Afrikkaan - filovirusten kantaisä luultavasti miljoonia vuosia sitten - jyraijöiden esiäidit jo infektoituneet esi-ebolalla, koska nykyjyrsijöidengenomista löytyy ebolavirusten kantamuotoa integroituneena genomiin Koko Länsi-Afrikan epidemia on peräisin yhdestä zoonoottisesta transmissiosta (hedelmälepakosta) ja virus on sen jälkeen tarttunut ihmisestä toiseen Viruksessa on tapahtunut mutaatioita, jotka jääneet pysyviksi - mahd. vaikutus tarttuvuuteen??
Tarttuminen Suora kontakti infektoituneeseen ihmiseen/eläimeen (elävä tai kuollut) veri, uloste, oksennus rintamaito, virtsa, siemenneste (-90vrk) kyynelneste, sylki, (hiki) Limakalvokontakti Ihorikot Ympäristö Ei näyttöä ilmateitse tarttumisesta ihmisillä Pisarakontakti iholle/limakalvoille? Oireeton ei tartuta HKK.09.10.14
Ebola-viruksen aiheuttamat oireet Inkubaatioaika 2-21 vrk Toisen viikon aikana joko täydellinen parantuminen tai kuolemaan johtava systeeminen monielinvaurio / hypovoleminen shokki 6-16 vrk (50-90%) 5-9 vrk Heikkous päänsärky kuume vilunväristykset 10 vrk Korkea kuume verioksennukset ihottuma passiivisuus 11 vrk Osalla verenvuotoa nenästä, suusta, silmistä ja peräaukosta 12 vrk Osalla kouristuksia, sisäistä verenvuotoa, tajunnan menetys, kuolema HKK.09.10.14 Kuva: 2.10.14 USATODAY
MSF Staff Members Lead a Young Patient with Suspected Ebola into the Case-Management Center HKK.09.10.14 Wolz A. N Engl J Med 2014
Ebola-diagnostiikka Antigen BSL-4 agenssi!
Timeline of Viral RNA Load in Plasma, Sweat, and Urine and Antibody Titers in Plasma. Kreuels B et al. N Engl J Med 2014
Näyttenkäsittely (BSL-3/Meilahti) Spesifi mikrobiologinen diagnostiikka Inaktivaatio BSL3:ssa (glovebox), TRIsure-ekstraktio 2 persons Inaktivoitu näyte siirrettään (pinta dekontaminoitu etanolilla) BSL2+ -labraan > RNA:n/DNA:n-ekstraktiot > Ebola RT- PCR ja malaria-pcr (+veriviljely odottaa) rajoitettu sisäänpääsy, suojaus pos näytteet (vielä myös neg) tutkitaan Tukholmaan BSL4- laboratoriossa Cat A-lähetys / THL/HUSLAB Kliinisen kemian analyysit Verikaasuanalyysit potilaan lähellä eirsitysyksikössä Muut tarvittavat lab. tutkimukset BSL-3-laboratoriossa erillisillä laitteilla HKK.09.10.14
Ebola Virus Vaccine Candidates IJ.31.10.14 Hoenen et al., Expert Opin Biol Ther. 2012;12: 859 872
Availability of Ebola Virus Vaccines (WHO) GSK: cad3-zebov-gp vaccine - 24 000 --> 230 000 doses/month by April 2015 - phase 1 in Sept. 2014, phase 2 Dec.2014 NeWLink/Merck: rvsvdg-zebov-gp vaccine - 52 000 --> 5.2 M doses/month by April 2015 - phase 1 in Nov./Dec. 2014, phase 2 2014 Johnson&Johnson, human r-ad prime, MVA(vaccinia) boost specifc therapies include: anti-gp Mabs/ convalescent plasma; sirna; polymerase inhibitors)
Situation, Jan 2015 (Science editorial) rad rvsv M Enserink Science 2015;347:219-220 Published by AAAS
Ebola-infektion hoito Oireenmukainen ja elintoimintoja tukeva hoito Kivunlievitys ja ahdistuksen hoitaminen henkinen tuki Testataan: Kehitteillä kombinaatiohoito: monoklonaaliset vasta-aineet sirna (BCX4430) Avigan [Favipiravir] virus RNA-polymeraasi-inhibiittori (InfA) Kokeiltu myös: parantuneen potilaan kokoveri tai plasma (neutraloivat vasta-aineet), WHO suosittelee! rekombinantti human protein C HKK.09.10.14 Useita rokotekokeiluja käynnissä (2 rokotetta kliinisessä testausvaiheessa) cad3-zebov (GlaxoSmithCline) simpanssiperäinen adenovirus-vektori, johon liitetty EBOV-geeni rvsv-zebov (Public Health Agency, Canada) elävä/heikennetty VSV, johon liitetty EBOV-geeni