A VESEÁTÜLTETÉST KÖVETİ CYTOMEGALOVÍRUS- FERTİZÉS PROBLÉMÁJA, HLA-TÍPUS ÉS A CMV-FERTİZÉS IRÁNTI FOGÉKONYSÁG Doktori értekezés Dr. VARGA MARINA Semmelweis Egyetem Klinikai Tudományok Doktori Iskola Témavezetı: Hivatalos Bírálók: Dr. Reusz György egyetemi tanár, az orvostudományok doktora Dr. Pusztai Rozália egyetemi tanár, az orvostudományok kandidátusa Dr. Mucsi István egyetemi docens, PhD Szigorlati bizottság elnöke: Szigorlati bizottság tagjai: Dr. Kovalszky Ilona egyetemi tanár, DSc Dr. Szınyi László egyetemi docens, PhD Pécsiné Dr. Barabás Éva laborvezetı, PhD Budapest 2009
TARTALOMJEGYZÉK RÖVIDÍTÉSEK JEGYZÉKE 5 1 BEVEZETÉS 7 2 IRODALMI HÁTTÉR 10 2.1 Történelmi bevezetés - transzplantáció és mikrobiológia 10 2.1.1 Nemzetközi áttekintés 10 2.1.2 Hazai áttekintés 16 2.2 A humán Cytomegalovírus 17 2.2.1 A Cytomegalovírus felfedezésének történelme 17 2.2.2 A Cytomegalovírus felépítése, replikációs ciklus, a célsejt fertızése 19 2.2.3 Epidemiológia 22 2.2.4 A Cytomegalovírus-fertızés tünettana 25 2.2.5 A Cytomegalovírus-fertızés diagnosztikája 26 2.2.6 A Cytomegalovírus-fertızés terápiája 31 2.3 Cytomegalovírus és az immunitás, CMV-fertızés immunszupprimált állapotban 32 2.3.1 Cytomegalovírus-fertızés és az immunítás 32 2.3.2 A CMV immunitás kijátszására, a túlélésre irányuló stratégiái 34 2.3.3 A Cytomegalovírus-fertızés rizikófaktorai 35 2.3.4 A Cytomegalovírus direkt és indirekt hatásai 36 2.3.5 Preventív lehetıségek 40 2.3.6 A Cytomegalovírus-fertızés kezelése 41 2.3.7 Immunszuppresszív szerek hatása a Cytomegalovírusra 43 2.4 HLA és a betegségek 47 3. CÉLKITŐZÉSEK 48 3.1 A magyar lakosság CMV-átfertızöttségének megállapítása, jellegzetességeinek meghatározása kor- és nemi megoszlás és vércsoport szerint 48 3.2 A CMV-fertızés kimutatás optimális módszereinek meghatározása transzplantált betegek részére; a kivizsgálás menetének kidolgozása 49 3.3 A rizikócsoportba tartozó recipiensek CMV-fertızésének megelızését szolgáló profilaktikus protokollok hatékonyságának összehasonlítása 50 2
3.4 A magas rizikójú vesetranszplantált betegek CMV-fertızése, a fertızés iránti fogékonyság vizsgálata, a HLA-típussal való összefüggés és a genetikai prediszpozició megállapítása 51 4. MÓDSZEREK 52 4.1 A CMV-átfertızöttség vizsgálatához használt donorjelentések adatai és a labordiagnosztikai, statisztikai módszerek 52 4.2 A CMV-fertızés transzplantált betegek körében és a fertızés kimutatásának módszerei 53 4.2.1 Vírus-ellenanyag kimutatása 54 4.2.2 CMV-antigén direkt kimutatása fehérvérsejtekbıl (antigenemia teszt) 54 4.2.3 Gyorsított vírusizolálás a beteg mintáiból 55 4.2.4 Vírus-nukleinsav kimutatása (PCR) 56 4.3 A CMV-fertızés kialakulása szeronegatív vesetranszplantált betegekben különbözı megelızési protokollok alkalmazása esetén, a tanulmány betegei és módszerei 57 4.4 A primer CMV-fertızés kialakulása szeronegatív recipiensek körében, a fertızés kimutatásának- és a HLA-típus meghatározásának módszerei 58 5. EREDMÉNYEK 61 5.1 A CMV-átfertızöttség meghatározása során kapott eredmények 61 5.1.1 Meghatározásra került a magyar populációt reprezentáló személyek nem- és kor szerinti CMV-átfertızöttsége 61 5.1.2 A CMV-átfertızöttség és a vércsoportok közötti összefüggés vizsgálata 62 5.2 A CMV-fertızés diagnosztikájában használt laboratóriumi módszerek összehasonlításának eredményei 63 5.2.1 Az antigenemia teszt, a vírusizolálás és a specifikus CMVellenes IgM teszt összehasonlítás érzékenység, specificitás, a pozitív és negatív prediktív értékek 63 5.2.2 A CMV antigenemia teszt és a PCR összehasonlító vizsgálat eredményei 65 5.3 A vesetranszplantációt követı CMV-fertızés megelızési protokollok alkalmazása során kapott eredmények 67 5.4 A HLA-típus és a CMV-fertızés iránti fogékonyság összefüggésének vizsgálata során kapott eredmények 70 3
6. MEGBESZÉLÉS 75 6.1 CMV szeroprevalencia Magyarországon 75 6.2 CMV kimutatási módszerek transzplantációt követıen 77 6.3 CMV-fertızés megelızése magas rizikójú transzplantáltak körében 82 6.4 HLA-DQ3 lehetséges CMV-fogékonysági rizikófaktor vesetranszplantáltak körében 85 7. KÖVETKEZTETÉSEK - TÉZISEK 87 7.1 A donorok és az idıskorú személyek CMV-átfertızöttségének vizsgálatából levonható következtetések 87 7.2 A szervtranszplantáltak CMV-fertızésének laboratóriumi diagnosztikai módszereinek összehasonlító vizsgálatából levonható következtetések 87 7.3 CMV-fertızés kivédésére alkalmazott preventív protokollok összehasonlításából származó eredmények alapján levonható következtetések, megállapítások 88 7.4 A HLA-típus és a CMV-fertızés iránti fogékonyság közti kapcsolat vizsgálatából levonható következtetés, megállapítás 89 8. ÖSSZEFOGLALÁS 90 9. SUMMARY 91 10. IRODALOMJEGYZÉK 92 11. SAJÁT KÖZLEMÉNYEK JEGYZÉKE 111 11.1 A Doktori értekezéshez kapcsolódó közlemények 111 11.2 A Doktori értekezéstıl független közlemények 112 11.3 Könyvfejezetek 114 11.4 Absztraktok 114 12. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS 117 4
RÖVIDÍTÉSEK JEGYZÉKE ADCC Antibody-Dependent Cell-mediated Cytotoxicity Ag Antigén ALG Anti-lymphocyta globulin AMP Adenosin-3',5'-monophosphat ARDS Acute respiratory distress szindróma ATG Anti-thymocyta globulin BKV BK vírus CI Konfidencia intervallum CID Cytomegáliás zárványtest betegség CIITA Komplex II Transaktivárot CMV Cytomegalovírus CsA Cyclosporin A CT Kompjútertomográf CTL Cytotoxicus T-lymphocyta DNS Dezoxiribonukleinsav D Donor EBV Epstein-Barr vírus EDTA Ethylen-diamin-tetraecetsav ELISA Enzimhez kapcsolt immunszorbens teszt ELFA Enzimhez kapcsolt fluoreszcens teszt EM Elektromikroszkóp FVS fehérvérsejt Gp Glikoprotein HAG Haemagglitináció gátlás HBV Hepatitisz B vírus HCV Hepatitisz C vírus HE Haematoxilin Eosin HHV-8 Humán herpeszvírus-8 (KSHV) HIV Human Immunodeficiencia vírus HLA Humán leukocytaantigén HPV Humán papilloma vírus IE Immediate-early IFN Interferon IgG Immunglobulin-G IgM Immunglobulin-M IL Interleukin IMPDH Inosine monophosphate dehydrogenase Jak1 Janus kináz 1 KKR Komplement kötési reakció KSHV Kaposi sarcoma herpeszvírus Mc At Monoklonális ellenanyag MHC Major histocompatibility complex MEIA Microparticle Enzyme Immunoassay MMF Mycophenolate mofetil mtor Mammalian target of rapamycin NASBA Nucleic Acid Sequence Based Amplification NK Natural killer OKI Országos Közegészségügyi Intézet (Országos Epidemiológiai Központ) OKT3 Muromonab-CD3 (egér anti-humán CD3 monoklonális ellenanyag) ORF Open reading frame PBS Foszfát puffer oldat PCR Polymerase chain reaction p.o. per os 5
PMN PTDM PTLD R RIA RNS TAP TBR TK TNF polymorphonuclearis Poszttranszplantációs diabetes mellitus Posttransplant lymphoproliferative disorder/disease Recipiens Radio Immunoassay Ribonukleinsav Transzporter protein Total body radiation Timidinkináz Tumor Necrosis Factor 6
1. BEVEZETÉS A szervátültetés a XX. századi medicina egyik legnagyobb sikertörténete. A közel fél évszázaddal ezelıtt végzett elsı veseátültetés óta a transzplantáció folyamatosan növekvı teret nyer a végstádiumú szervelégtelenségek kezelésében. A várható túlélési arány egyre nı, és mind több szervtípust tudnak már transzplantálni. A kedvezı tendencia számos tényezı együttes hatásának köszönhetı. A szervdonorok kezelésének javulása, a szervkonzerválás és a sebészi technika finomodása, az alkalmas recipiensek kiválasztásának fejlıdı módszertana, a korszerő immunszuppresszív szerek alkalmazása mellett a siker további fontos meghatározói a transzplantációs szövıdmények modern diagnosztikája és hatékony kezelése. Az immunszuppresszió biztosítja az átültetett szerv (graft) tartós védelmét a kilökıdéssel szemben, alkalmazására a szervátültetést követıen folyamatosan szükség van, elhagyása a heveny kilökıdési reakció lehetıségét hordja magában, a graft károsodását eredményezheti. Az immunszuppresszió a szervátültetés olyan szükségszerő velejárója, amely nem kívánt, hátrányos következményekkel is járhat. A gyógyszeresen csökkentett mőködéső immunrendszer nem támadja meg a beültetett szervet, de ugyanakkor nem biztosít kellı védelmet a szervezet részére a fertızésekkel és onkológiai betegségekkel szemben. Már a szervátültetés történetének korai idıszakában észlelték, késıbb pedig egyértelmővé vált, hogy a súlyos és szokatlan formában zajló infekciók és a rosszindulatú daganatok a transzplantált betegek körében gyakoribbak, mint az ép immunitású személyekben. A megnövekedett fertızés- és daganatgyakoriságért alapvetıen a ledált celluláris immunrendszer antivirális és antitumorális szerepének károsodása a felelıs. A szervátültetést követı daganatos kockázat átlagosan 2-4-szeres a nem transzplantált populációhoz képest. A vesetranszplantált betegek mortalitásának okait elemzı vizsgálat adatai szerint a halálozás közvetlen oka 29%-ban infekció: ebbıl 35%-ban szepszis, 22%-ban bakteriális fertızés, 24 %-ban invazív virális infekció és 18%- ban invazív gombainfekció (1). Az utóbbi 10 évben a fertızések - a korszerő antibakteriális, antivirális, gomba és protozoon ellenes gyógyszereknek köszönhetıen - egyre inkább sikerrel kezelhetık. De nem szabad megfeledkezni arról, hogy a gyógyszeripar eredményeit 7
csak abban az esetben tudjuk kihasználni, ha mindig gondolunk arra, hogy az immunszupprimált betegek panaszai mögött fertızés lappang, ha tisztában vagyunk azzal, milyen kórokozók lehetnek a tünetek hátterében még akkor is, ha a szimptómák nem jellegzetesek, ha idıben vesszük igénybe a modern diagnosztika nyújtotta lehetıségeket, és mielıbb megkezdjük az adekvát terápiát. Az immunszupprimált állapotban gyakran elıforduló jellegzetes fertızések kórokozói között kiemelt szerepe van a vírusoknak (2). A vírusokkal szembeni védelemben mind a celluláris, mind a humorális immunitás szerepe fontos. Az immunszuppresszív szerek jelentıs része befolyásolja a sejtes immunitás mőködését: gátolja a T-sejtek aktivációját, proliferációját és funkcióját, akadályozza a limfociták migrációját. A celluláris immunitásnak olyan vírusok elleni védelemben van nagy szerepe, amelyek a primer fertızést követıen nem tőnnek el a szervezetbıl, hanem általában tünetmentesen jelen vannak az egyén élete végéig. Ilyenek a Herpesviridae, Polyomaviridae, Papillomaviridae családba tartozó vírusok. Az immunszuppresszív szerek alkalmazásakor a celluláris immunrendszer nem képes az idınként a gazdasejtekbıl kiszabaduló vírusokat inaktiválni, és tünetekkel járó reaktiválódás (szekunder infekció) következik be. A súlyosabb tünetekkel járó primer infekció esetén a szeronegatív recipiens leggyakrabban szeropozitív donorból származó szervvel fertızıdik. Transzplantációt követıen a humán populációban elterjedt Herpesviridae családba tartozó vírusok közül a Cytomegalovírusnak (CMV) és az Epstein-Barr vírusnak (EBV) van kiemelt szerepe. A CMV-fertızés gyakori szövıdmény immunszupprimált állapotban, kezelés nélkül súlyos generalizált fertızés vagy szervi manifesztációjú betegség alakulhat ki. Az EBV korlátlan szaporodása poszttranszplantációs lymphoproliferatív betegséget okozhat. Az EBV által okozott súlyos kórkép igen ritkán alakul ki, elsısorban gyermekekben fordul elı abban az esetben, amikor a primer infekció már immunszupprimált állapotban éri a szervezetet. Az utóbbi két évtizedben jelentıs elırelépés történt a humán CMV-infekció és betegség pathogenezisének megértésében - különös tekintettel a szervtranszplantált betegekre. Az új antivirális szerek és a modern laboratóriumi diagnosztikai módszerek segítségével hatékony a betegek életkilátásait pozitívan befolyásoló - terápiás és megelızési stratégiákra nyílt lehetıség. Jelenleg ritkán 8
találkozunk súlyos tünetekkel járó CMV-infekcióval, azonban bizonyítást nyert, hogy a hosszantartó vírushatás még tünetmentes reaktiváció során is károsítja a parenchymás szerveket és elsısorban a graft szövetet. Ezért nemcsak az a cél, hogy mielıbb meggyógyítsuk a CMV betegséget, hanem fontos megelızni a primer infekciót vagy a látens vírus reaktivációját. Meg kell határozni azon betegek körét, akinél nélkülözhetetlen a preventív eljárások alkalmazása, és fontos ismerni az eljárások hatékonyságát, és eszerint választani profilaxist. A fertızések legyızéséhez nagy segítséget nyújtanak a gyógyszeripar modern termékei, de az immunitás és a betegségek iránti fogékonyság molekuláris síkon történı kutatása is új lehetıségekkel kecsegtet. A modern genomika módszereivel a humán DNS-en többek között az MHC (terméke a HLA) régióban - olyan területeket keresnek, amelyek befolyásolják az egyes kórokozókkal szembeni fogékonyságot. A további genomikai kísérletek tervezéséhez szükség van klinikai humán adatokra, amelyek a klinikumban dolgozók megfigyeléseibıl származhatnak. Magyarországon a szervátültetést követı CMV-fertızés problemakörével a 80-as évek elejétıl kezdtek érdemben foglalkozni. Abban az idıben fejlesztették ki azokat a diagnosztikai eljárásokat is, amelyekkel már megbízhatóan lehetett bizonyítani a fertızést. A szervátültetést követı CMV-fertızéssel és diagnosztikájával kapcsolatban jelentıs tapasztalatot szereztem a budapesti transzplantációs központban. Az infekcióra jellemzı sajátságok megismerésén és a betegellátást segítı következtetések megfogalmazásán túl, tudományos munkámban célom volt összefüggéseket keresni olyan kérdésben, mint a CMV-fertızés iránti fogékonyság és a genetikai prediszponáltság. A magyarországi populációt reprezentáló nagyszámú donor CMV-átfertızöttségét és annak jellegzetességeit is vizsgáltam. Célom volt még meghatározni a CMV-fertızés kimutatásának optimális módszereit transzplantált betegek részére, és összehasonlítani a preventív stratégiák hatékonyságát. 9
2. IRODALMI HÁTTÉR A szervátültetés több orvosi tudományág fejlıdésének köszönhetıen vált világszerte elterjedt eljárássá. Az immunológia, az intenzív terápia, a sebészet, a belgyógyászat és az infektológia területén dolgozó szakemberek felfedezései és újításai tették sikeressé a transzplantológiát. A szervátültetés mára mindennapi gyakorlattá vált. Hosszú és kudarcoktól sem mentes út vezetett idáig. 2.1 Történelmi bevezetés transzplantáció és mikrobiológia 2.1.1 Nemzetközi áttekintés Az elsı szerv- és szövet-transzplantációról, misztikus történetekrıl szóló feljegyzések a középkorból származnak. Az 1700-as évektıl valódi zömében sikertelen és nemritkán tragikusan végzıdı - kísérletek folytak bır, fogak átültetésével, vértranszfúzióval (3). A siker váratott magára egészen a XX. századig, amikorra tisztázódott az olyan fontos tényezık szerepe, mint az aszepszis, az immunitás; kidolgozásra kerültek különleges sebészi és altatási technikák. A technológia fejlıdése nagy hatással volt a mőtéti eljárások tökéletesítésére, a gyógyszeripar vívmányaként pedig egyre szélesebb az immunszuppresszív és fertızés ellenes szerek palettája. Az elsı sikeres veseátültetésre egypetéjő ikerpár tagjai között 1954-ben, Bostonban került sor (Merrill, Murray, Harrison) (4). Az elsı májátültetést Starzl, az elsı tüdıátültetést Hardy és az elsı csontvelıtranszplantációt Mathé végezte 1963- ban (5, 6). 1966-ban történt az elsı vese és hasnyálmirigy együttes átültetése (Kelly, Lillihei) és az elsı vékonybélátültetés is (7). Az elsı szívtranszplantációt Barnard végezte 1967-ben. Az elsı hasnyálmirigy-szigetsejt átültetés Najarian nevéhez főzıdik (1974) (3, 6, 8). A kezdeti, technikai és immunológiai okokra visszavezethetı nehézségek, sikertelenségek óta eltelt több mint ötven év munkájának eredményeként a szervátültetés életmentı vagy jelentıs állapotjavulást hozó rutineljárássá vált. Mára évente több ezer ilyen beavatkozás történik világszerte. A szervtranszplantáció sikerét és elterjedését a XX. század második felének immunológiai felfedezései alapozták meg. Medawar és Owen munkásságának (9, 10
10) folytatásaként 1952-ben Dausset írta le a 6. számú kromoszóma rövid karján található fı hisztokompatibilitási komplexhez (MHC) tartozó géneket, melyek a szöveti egyezés, illetve különbözıség alapjai (11). A hisztokompatibilitási gének termékei a sejtek felszínén található Humán Leukocita Antigének (HLA), óriási jelentıségük van a fertızésekben, daganatbiológiában és az autoimmun betegségekben. Az immunrendszer a HLA segítségével fejti ki alapvetı képességét: megkülönbözteti a szervezet saját antigénjeit az idegen antigénektıl, pl. a mikrobális fehérjéktıl. A beültetett szerv által kiváltott immunválasz jó példája az idegen antigénre adott reakciónak, amely a graft károsodásához, kilökıdéséhez vezet. Minél jobban különböznek a donor és a recipiens hisztokompatibilitási antigénjei, annál erısebb a kilökıdési reakció. Vesetranszplantáció esetén a HLA-rendszerbıl hat antigén, a HLA-A, -B, -DR antigén párok egyezısége vagy különbözısége határozza meg a donorvese iránti immunválasz erısségét. Ebbıl következik, hogy a rejekció kialakulása úgy kerülhetı el, hogy vesetranszplantáció tervezésénél minél nagyobb HLA egyezést kell elérni a donor és a recipiens között, és a vese- és egyéb szerv átültetéskor gyengíteni kell a recipiens idegensejt felismeréséért és elpusztításáért felelıs immunrendszert. Az elsı immunszuppressziós eljárás az egész test besugárzás volt (TBR). 1959-ben Murray és munkatársai ennek segítségével végeztek veseátültetést immunológiailag nem identikus iker testvérpár tagjai között (12). 1962-1963-ban egy-egy közlemény számol be a TBR eredményeként esetenként javuló betegtúlélésrıl, olykor azonban fatális kimenetelérıl. Az egész test besugárzása és az egyéb, az immunszuppressziót célzó beavatkozások, mint a thymus és a lép mőtéti eltávolítása, a ductus thoracicus drenázsa azonban nem váltották be a hozzájuk főzött reményeket (13, 14). Az immunszuppresszió kérdését végül a hatékony immunszuppresszív gyógyszerek felfedezésével, majd bevezetésével sikerült megoldani (15). Elsıként a 6-mercaptoputinról állatkísérletekben mutatták ki, hogy meghosszabbítja a beültetett vese túlélését, de a szer toxikusnak bizonyult (16). Calne kísérleteiben a kevésbé toxikus purin analóggal (azathioprine) azonos graftvédı hatást tapasztalt (17). A szer klinikai alkalmazása során azonban kiderült, hogy tartós eredményt önmagában nem vált ki (18). Az 1950-es években Küss kortikoszteroidok alkalmazásával ért el immunszuppressziót (19). Az azathioprine és a 11
kortikoszteroidok kombinálásával Starzl a hatvanas évek elején váltott ki hatékony gyógyszeres immunszuppressziót (20). A rákövetkezı 25 évben ez a kombináció az 1967-tıl indukciós- és akut kilökıdés terápiájaként bevezetésre került antilimfocita globulinnal (ALG) együtt (21) - volt a vesetranszplantált betegek konvencionális terápiája. Ez a terápia sajnos nem volt elég hatékony a máj- és szívátültetés esetén. Az 1980-as években bevezetésre került az 1976-ban Borel (Sandoz) által kifejlesztett és Calne vezetésével tesztelt cyclosporine, amely áttörést hozott a máj-, a szív- és a tüdıtranszplantáció terén (15, 22). Ugyanabban az évtizedben az akut rejekció kezelésére bevezették az OKT3-t (muromonab-cd3) (23). A nyolcvanas évek végétıl az immunszuppresszív kezelés palettája bıvült a cyclosporine-nal azonos hatásmechanizmusú tacrolimus-szal (24). A 90-es években több különbözı farmakodinámiás tulajdonsággal rendelkezı gyógyszer jelent meg a piacon: a mycophenolate mofetil, az mtor inhibitorok (sirolimus, everolimus) és a két anti-cd25 monoklonális ellenanyag (daclizumab és basiliximab) (15). A további kutatások és fejlesztések ma is folynak: újabb monoklonális ellenanyagok (alemtuzumab) és a limfociták proliferációját, aktiválódását különbözı mechanizmussal befolyásoló molekulák (FK778, FTY720, LEA29Y). A cél olyan gyógyszer vagy kombináció létrehozása, amely - hatásos graft védelem mellett - minimalizálja a mellékhatásokat és szelektív immunszuppresszív hatásának köszönhetıen nem fokozza a fertızések és malignomák kialakulásának veszélyét. A hatékony immunszuppresszív szerek alkalmazásának köszönhetıen a szervátültetés világszerte elfogadott sikeres eljárássá vált. A világon egyre többen élnek beültetett szervvel, javult a betegek és a graft túlélése, a vesetranszplantáltak egyéves túlélése meghaladja a 90%-ot, az ötéves túlélés pedig a 80%-ot (25). Az esetszámok gyarapodásával egyre több adat győlt össze az immunszuppresszív kezeléssel kapcsolatban. Az immunszuppresszió alkalmazásával ismertté vált számos, nem kívánt mellékhatás is. Egy részük a szerek közvetlen toxicitásából ered: nephrotoxicitás, neurotoxicitás, csontvelı károsító hatás; cukorbetegségre, elhízásra, csontritkulásra, szív- és érrendszer betegségeire való hajlamosítás (15). Az immunhiányos állapot két legfontosabb hátrányos következménye a betegek fertızésekkel szembeni fogékonysága, és a rosszindulatú daganatok kialakulásának növekvı kockázata (1, 26, 27). 12
A transzplantált betegek fertızésekkel szembeni fokozott fogékonysága szükségessé tette a szoros együttmőködést az infektológusokkal és a mikrobiológusokkal. Az utóbbi évtizedek felfedezései a mikrobiológiai diagnosztika és a fertızés-ellenes farmakológia területén hozzájárultak a szervátültetések sikeréhez, megkönnyítették a transzplantált betegek utókezelését. A mikrobiológia - mint tudományág - Európában csak a 17. században indult fejlıdésnek, amikor Leeuwenhoek 1679-ben létrehozta a nagyító lencsék kombinációjából álló kezdeti mikroszkópot. A 18. században Jenner empirikus alapon sikeresen kísérletezett a himlı elleni oltással anélkül, hogy tisztában lett volna az eljárás biológiai alapjával. Feljegyzések szerint a vakcinációt (variolizációt) már a középkorban is alkalmazták Kínában és Egyiptomban (1. ábra). A mikroorganizmusok szerepét a természet egyensúlyának fenntartásában Lister ismerte fel. Az a felismerés pedig, hogy a fertızı betegségeket parányi élılények okozzák, és hogy a mikroorganizmusok sorsa a szervezetben az immunitással függ össze, Koch és Pasteur nevéhez főzıdik. A humorális immunitás kutatásában nagy szerepe volt Fodor Józsefnek, majd Ehrlichnek, a celluláris immunitás felismerıje és kutatója pedig egy orosz zoológus, Metchnikoff volt. A 20. század elején az immunitás szerepét az idegentest felismerésben s eliminálásban már ismerték. 1. ábra: Himlı-ellenes oltás Kínában Kr. elıtt 200 ével A kutatások 2 ágon folytak tovább: védelem a fertızı ágensek ellen és a malignus sejtek ellen. Ekkor kapcsolódtak a kutatásokba a transzplantációval foglalkozó az idegen szövet kilökıdés okait kutató szakemberek: Medawar, Gowan, Hamburger, Murray és Hume. Az antigén és az antitest fogalma és a kölcsönhatásuk felismerése 13
alapozta meg késıbbiekben a fertızések szerológiai kimutatási módszerek kidolgozását is (3). A vírusok felfedezése a XIX. század utolsó évtizedére esik, noha Pasteur már korábban a veszettséggel kapcsolatos megfigyeléseinél sejtette, az orosz Ivanovszkij pedig fertızött dohánypalántákkal végzett növénykórtani vizsgálatokkal bizonyította (1892), hogy kell lennie valami olyan betegséget elıidézı tényezınek, mely méretben kisebb, mint a baktériumok. 1896-ban Insel Riemsen elkészítette az elsı száj és körömfájás elleni védıoltást. A fertızı anyagot logikusan méregnek tartották és ezért adták neki a vírus (magyarul méreg) nevet. A víruskutatással kapcsolatban további fontos elképzelés 1917-ben Felix D'Herelle, francia bakteriológustól ered (28). İ a baktériumok betegségeit tanulmányozva feltételezte, hogy a baktériumoknak saját maguknak is vannak parazitái. Az általa megfigyelt hatás alapján a feltételezett parazitákat bakteriofágnak (magyarul baktériumfaló) nevezte el. Úgy tőnt tehát, hogy a vírushatást még a baktériumoknál is kisebb élılények idézik elı. 1935-ben Stanley angol kutatónak sikerült a dohánylevél foltosodását elıidézı vírust (dohánymozaikvírus) kristályosan elıállítani. Az elektronmikroszkóp megalkotásával (Ardenne 1940-41) nemcsak a víruskristályok finomszerkezetét, hanem az egyedi vírusrészecskéket is sikerült láthatóvá tenni. Jelentıs technológiai újítás volt az 1933-ban Goodpasteur és Burnet felfedezése, amely szerint a fejlıdı csirkeembrió alkalmas a vírusok egy részének tenyésztésére és szaporítására, többek között védıoltások készítésének céljára. Az 1950-1960 közötti idıszakban amit az orvosi virológia aranykorának neveznek számos, emberi szempontból fontos vírust izoláltak. Sok betegség esetén kiderült a vírusok etiológiai szerepe. Ezektıl az évektıl kezdıdıen a virológiai kutatások intenzitása megsokszorozódott. Az antibiotikumok segítségével alkalmazhatóvá váltak a szövettenyésztési módszerek, melyek forradalmasították a vírusizolálási, identifikálási módszereket; a sejt- és szövettenyészetek alkalmazása segítette az oltóanyag-kutatást és termelést; a szövettenyészeteken jól tanulmányozható a vírus és a gazdasejt egymásra hatása. A 60-70-es években ismertté váltak a vírusok szaporodási ciklusának lépései. A 80-as évektıl megkezdıdött a molekuláris virológia térnyerése: a vírusok nemcsak mint speciális kórokozók fontosak, hanem jelentıségre tettek szert, mint genetikai 14
egységek: a sejt-vírus interakció tanulmányozása molekuláris szintre tevıdött át (29). Az I. világháborút követı években nagy lendületet kapott az addig igen szegényes eredményeket felmutató gyógyszeripar fejlesztése, ezen belül pedig a fertızés ellenes szerek kutatása. Elkezdték gyártani a sulfonamid származékokat, az antituberkulotikumokat, a tetanus toxoidot. Az 1929-ben Fleming által felfedezett penicillin csak a II. világháború ideje alatt kezdte meg hódító útját. További antibiotikumok felfedezése segítette az orvosok munkáját: streptomycin, chloramphenicol, tetracycline. Az 1950-es években Abraham által bevezetésre került cephalosporinok különösen hatékonyak voltak az immunszupprimált betegek fertızéseinek gyógyításában (3). A virális infekciók terápiája sokáig megoldatlan volt, a megelızés a vaccinák segítségével történt (Jenner, Pasteur). 1950-es években dolgozták ki a polio vaccinát (Salk, Sabin), késıbb bevezették a többi fertızı gyermekbetegség elleni aktív immunizációt (morbilli, rubeola, mumps). Ma egy sor vírusfertızést megelızı oltóanyaggal rendelkezünk (hepatitis B, kullancs-encephalitis, bárányhimlı, influenza, sárgaláz). A vakcinák stabil vírusok esetében hatékonyak, de sajnos gyorsan mutáló vírusok (HIV, HCV) ellen nem vethetık be. Az elsı terápiásan alkalmazható vírusellenes (immunrendszert stimuláló) - természetes eredető - anyag felfedezése Nagano és Kojima (30) nevéhez főzıdik (1954), Isaac és Lindemann azonos eredményeit 1957-ben publikálta, és az anyagot interferonnak nevezte el (31). Az 1960-as években kezdıdött az a kísérletes munka, amelynek a célja a herpeszellenes szerek fejlesztése volt. Még nem ismerték a vírusszaporodás részleteit, ezért a kutatás tervezése tapasztalati alapon történt: vírussal fertızött szöveteket kezeltek különbözı vegyszerekkel, és megfigyelték a vírusszaporodás esetleges csökkenését. Ezt az idıigényes és nem eléggé hatékony metodikát követték egészen a 80-as évekig, amikor fokozatosan ismertté váltak a legtöbb - emberre pathogén - vírus genomjának nukleotid-szekvenciája és a szaporodási ciklus részletei is. Az új ismereteket felhasználva az antivirális szerek fejlesztését már tudatosan a vírusciklushoz igazodva tervezték meg. A gyógyszerek a következı stádiumokban fejthetik ki vírusellenes hatásukat: 1. a vírus kapcsolódása a sejthez (entry blocker rekombináns CD4 molekula) (32) 15
2. a virális gének kiszabadulása a sejtben, dekapszidáció (amantadine, rimantadine) (33) 3. a sejt szaporodási gépezet felhasználásával a virális komponensek replikációja (virális polimeráz vagy transzkriptáz gátló és lánctermináló nukleozid analógok acyclovir, zidovudin, lamivudin; transzkripciós faktorok és a virális DNS kapcsolódásgátlók; antiszensz molekulák fomivirsen; vírus nukleinsav összeépülését gátló szintetikus ribozidek - maribavir) (33, 34, 35) 4. a virális komponensek összeépülése komplett virionná (proteáz inhibitorok saquinavir, amprenavir, darunavir) (36) 5. az érett virionok kiszabadulása a sejtbıl (neuraminidáz gátlók zanamivir, oseltamivir) (37) Az Elion által felfedezett szelektív hatású és alacsony toxicitású nukleozid analóg (acyclovir) új korszak kezdetét jelentette. Ezért a felfedezésért 1988-ban Eliont Nobel-díjjal jutalmazták (38). Ezután egy sor hatékony nukleozid analógot fejlesztettek ki, közöttük a CMV-ellenes ganciclovirt (Ogilvie), amely különös fontosságú immunszupprimált betegek esetében (39). Nagy jelentıségő volt a vírusellenes gyógyszerek újabb csoportjának (proteáz inhibitorok) felfedezése: az elsı szer forgalmazását 1995-ben engedélyezte az FDA (saquinavir). A legutóbbi kutatások eredménye a vírus nukleinsav összeépülését gátló szintetikus ribozidek (maribavir) (35). 2.1.2 Hazai áttekintés A szervátültetés történelmében említésre méltó a magyar orvosok munkássága is. A pécsi születéső Ulmann Imre (1861-1937) a transzplantáció egyik úttörıje volt. Bécsben 1902-ben elsıként hajtott végre állaton sikeres szervátültetést: egy kutya nyaki ereire ültette át a vesét. Magyarországon az elsı veseátültetést Németh András hajtotta végre 1962-ben. Ekkor Európában ez volt a 30., Közép-Kelet Európában pedig az elsı szervátültetés. Pintér József 1973-ban végzett néhány veseátültetést Miskolcon. A szervezett program keretein belül zajló rendszeres vesetranszplantáció pedig 1973-ban Perner Ferenc vezetésével indult meg a budapesti SOTE I. sz. Sebészeti Klinikán. 1979-ben szegedi, 1991-ben debreceni és 1993-ban pécsi teamek csatlakoztak a programhoz. Az elsı hazai májátültetés 1983-ban (Szécsény Andor), az elsı szívátültetés 1992-ben (Szabó 16
Zoltán), az elsı vese-hasnyálmirigy együttes átültetés 1998-ban (Kalmár Nagy Károly), az elsı hasnyálmirigy-szigetsejt átültetés 2004-ben Budapesten történt. 1995-tıl zajlik rendszeres májtranszplantáció, 2002-tıl pedig vese- és hasnyálmirigy egyidejő átültetése Budapesten. A hazai transzplantáció immár több mint 30 éves múlttal rendelkezik. A beültetett szervvel élı betegek száma megközelíti a 3 ezret, számukra a transzplantáció új életet jelent. A mikrobiológiai területén is büszkélkedhetünk magyar tudósokkal. Takátsy Gyula és Farkas Elek együttmőködve kidolgoztak egy eredeti Rickettsia prowaczeki vaccinát, amely a kiütéses tífusz Magyarországi felszámolását eredményezte. Takátsy Gyula 1949-ben alakította ki a mikrobiológiai vizsgálatokat forradalmasító mikro-titrátort. Ez lehetıvé tette a szerológiai munka megújulását, mely késıbb a laboratóriumi mikromódszerek alapjául szolgált szerte a világon. Valamennyi reagens készlet az általa bevezetett mérető és alakú mikrolemezek (ELISA!) különbözı változatait alkalmazza (40). A magyarországi poliomyelitis vaccináció megszervezése Dömök István nevéhez főzıdik (41). A Cytomegalovírus, amelyrıl régen úgy gondolták, hogy elsısorban a magzatok fertızésében játszik jelentıs szerepet, különös veszélyt jelent az immunszupprimált egyének részére. Ezzel kapcsolatos adatokról és kutatásokról legkorábban az 1970-es években számoltak be, különös hangsúlyt fektetve a diagnosztikai és terápiás lehetıségekre (42). Magyarországon a CMV kutatásával és a kimutatási módszereinek fejlesztésével Koller Miklós foglalkozott. Az általa vezetett csoport fejlesztette ki Magyarországon a direkt immunfluoreszcens izolálási módszerhez (gyorsított IF) szükséges monoklonális ellenanyagokat, és 1992-ben bevezette a ma is alkalmazott CMV-fertızés kimutatására alkalmas módszert: a CMV antigenemia tesztet (43, 44). 2.2 A humán Cytomegalovírus 2.2.1 A Cytomegalovírus felfedezésének történelme A széles körben elterjedt Cytomegalovírus már az ókorban is gyakori fertızı ágens volt. A fertızés jeleit a brazíliai tiriyo indiánok mumifikálódott szöveteibıl is kimutatták, ellentétben a morbilli vagy influenza vírusokkal. A CMV által kiváltott 17
citopátiás hatás a nagy zárványokat tartalmazó sejtek - elsı leírása 1881-ben Ribberttıl származik. Sokáig úgy gondolták, hogy az elváltozás amıbás eredető, és protozoon-szerőnek írták le (45). Goodpasture összehasonlító vizsgálataiban 1921-ben arra következtetett, hogy az említett elváltozások ( cytomegalia ) hasonlítanak a Tyzzer által leírt varicella eredető mikroszkopikus bırelváltozásokhoz, és hogy a kórokozó is hasonló lehet (46). Lipschutz pedig 1921-ben már vírus eredetrıl írt (47). Az 1920-as és 1930-as években a fertızés által okozott elváltozásokat továbbra is patológusok tanulmányozták, de már tünetleírásokat is kapcsoltak a leletekhez. Farber és Wolbach hemorrhágiás diathesis, erythroblastosis és pneumonia tüneteit mutató elhunyt csecsemık boncolásánál észleltek jellegzetes zárványtesteket a nyálmirigy és a viscerális szervek szöveteiben. A két patológus elsıként a tünetegyüttest és a szövettani elváltozást nyálmirigy vírusbetegségének nevezte el (48). 1950-ben Smith és Vellios a betegséget generalizált nyálmirigy vírusfertızésnek, illetve cytomegáliás zárványtest betegségnek - CID nevezték el, és úgy gondolták, hogy a zárványtest tartalmú sejtek pathognomikus jelei a vírus eredető fertızésnek, amely in utero vagy az újszülött korban következik be (49). 1953-ban Minder elektromikroszkóppal vizsgálta egy CID-ben elhunyt újszülött hasnyálmirigysejtjeit, és felvételeket készített a sejtek magjában és cytoplazmájában található vírusszerő képletekrıl. 1954-1957 között több kutató (Smith, Rowe, Weller) a CID-ben szenvedı csecsemık mintáit és szöveteit ráoltotta fogékony humán szövetre. Megfigyelték a citopátiás hatás kialakulását, és izolálták a vírustörzseket: AD-169, Davis, Kerr (50). Weller 1960-ban javasolta a cytomegalovírus név használatát a nyálmirigy vírus helyett (51). A CMV szöveten történı tenyésztésének lehetısége a szerológiai kimutatási módszerek kifejlesztését tette lehetıvé. Ennek köszönhetıen az 1960-as és 70-es években sok klinikai és epidemiológiai következtetésre jutottak (52). Demmler kimutatta, hogy a congenitalis betegség, a perinatális fertızés és a mononucleosis szindróma (a kifejezés Kaariainentıl származik) mellett a CMV elsısorban immunszupprimált állapotú betegekben - egyéb klinikai entitás hátterében is állhat: interstitiális pneumonia, retinitis, hepatitis, gastrointestinális betegségek, pancreatitis, myocarditis (53, 54). Az utóbbi két évtizedben jelentıs elırelépést értek el a CMV molekuláris biológiájával, immunológiájával és a terápiás eljárásokkal kapcsolatban, de még sok 18
megválaszolatlan kérdés van a specifikus virális gének szerepérıl és a pathogenézissel összefüggésben (55). Még várat magára a hatékony vaccina kifejlesztésének megoldása is (56). 2.2.2 A Cytomegalovírus felépítése, a célsejt fertızése és a szaporodás A humán Cytomegalovírus a Herpesviridae családba tartozik. Tagjai duplaszálú DNS-sel rendelkezı core-ból, ikozahedrális szimmetriájú 162 kapszomert tartalmazó kapszidból, egy vékony réteg proteinbıl (mátrix vagy tegument) és glikoproteineket tartalmazó burokból állnak (2. ábra). A Herpesviridae család emberre pathogén tagjai az 1. táblázatban kerültek összefoglalásra (57). A család vírusai fajspecifikusak, a humán pathogén vírusok mellett ismertek a tengeri malac, patkány, marha, ló és egyéb fajra patogén típusok is. 2. ábra: a Cytomegalovírus felépítése A CMV genomja a legnagyobb a herpeszvírusok között: 240 kilobázispárból áll, a potenciális proteinkódoló tartalma több mint 200 open reading frame (ORF) (58). 19
1. sz. táblázat: A Herpesviridae család emberre pathogén vírusai Human Herpesvirus 1 Human Herpesvirus 2 Human Herpesvirus 3 Human Herpesvirus 4 Human Herpesvirus 5 Human Herpesvirus 6 Human Herpesvirus 7 Human Herpesvirus 8 Herpes simplex vírus 1 (labialis) Herpes simplex vírus 2 (genitalis) Varicella-zoster vírus gazdasejt típusa és a replikációs jellemzıi alapján a ciklus Leggyakoribb betegségek alfa Labiális kiütés, keratoconjuctivitis, encephalitis alfa Genitális kiütés, perinatális herpeszbetegség alfa Bárányhimlı, övsömör, magzati károsodás Epstein-Barr vírus gamma Mononucleosis infectiosa, Burkitt lymphoma, nasopharingeális cc Humán cytomegalovírus sarcoma- herpes Kaposi associált vírus Hivatalos név Használt név Alcsalád/- virinae béta béta Mononucleosis, hepatitis, pneumonia, gastroenteritis, retinitis, encephalitis, magzati károsodás Exanthema subitum, pneumonia, magzati károsodás béta Pytiriasis rosea, pneumonia, magzati károsodás gamma Kaposi sarcoma?, Castellman betegség A célsejt fertızése A CMV behatolása a fogékony sejtbe a vírusburok és a sejtmembrán phindependens fúziójával indul. Ezután a vírus tartalma (nukleokapszid, mátrixproteinek) bekerül a citoplazmába, a virális DNS már nukleokapszid nélkül hatol be a sejtmagba, és megkezdıdik a vírus replikációs ciklusa. A behatolás folyamatában a vírus oldaláról a glikoprotein komplex gc-ii tagjai, gb és gh; a sejt oldaláról pedig a legtöbb szövet sejtjein megtalálható heparan-szulfát proteoglikánok és a 30-20
34 kda, 92,5 kda sejtfelszíni fehérjék vesznek részt (59). Grundy kutatásai szerint a CMV kötıdik a majdnem minden sejten megtalálható MHC I molekulához is. A behatoláshoz a fibroblast-, a monocyta-, a granulocyta-, az endothel sejtfelszínén található CD13 molekulára is szükség van (60). Nem elhanyagolható a herpeszvírusoknak az a tulajdonsága sem, hogy képesek közvetlen cell-to-cell transzmisszióra (61). Replikációs ciklus A CMV a fogékony sejtben történı replikációs ciklusa 3 fázisból áll: azonnali korai, korai és késıi (62). Az elsı - transzkripciós azonnali korai (immediate early) fázis közvetlenül a behatolás után következik, és 2-4 óráig tart. Ebben a fázisban történik az immediate early gének transzkripciója, amelyhez nincs szükség elızetes virális proteinek szintéziséhez, csak néhány celluláris faktorra. Az immediate korai gének termékei a szabályzó fehérjék, amelyek nem részei a virusnak (nem strukturális fehérjék). Fontos szerepük van a korai replikációs fázis elindításában a korai gének promotereinek transzaktiválása útján. A másodikban, a korai fázisban történik a vírusgenom 75%-ának a transzkripciója, eredményképpen olyan fehérjék keletkeznek (ORF UL57, ORF UL54, ORF UL44), amelyek jelenléte szükséges a sejtfertızést 24 órával követı virális DNS szintéziséhez. Végül a DNS replikáció után indul a harmadik, a késıi fázis. Ekkor történik a késıi virális proteinek szintézise, amelyek már a strukturális fehérjék közé tartoznak (pl. kapszid-, matrix proteinek és a burok glikoproteinjei [gp]). Néhány strukturális fehérje transzkripciója azonban már a DNS replikációja elıtt elkezdıdik. Ezek az un. késleltetett-korai gének termékei. Közéjük tartozik a mátrix-foszfoprotein pp65 (ORF UL83), amelynek kimutatása a késıbb tárgyalásra kerülı diagnosztikai eljárás a CMV antigenemia alapját képezi (63). A késıi fázisban a CMV genom 90 %-a transzkripcióra kerül. Ezután még a sejtmagban következik be a virionok összeépülése. A virionok a magmembránon áthaladva kapják meg a burkot, és végül az endoplazmatikus retikulum mentén budding mechanizmussal kiszabadulnak a célsejtbıl. A késıi gének mőködése függ a virális DNS replikációjától. A DNS polimeráz blokkolása (pl. ganciclovirral) leállítja az új virionok képzıdését. 21
2.2.3. Epidemiológia A Cytomegalovírus jellemzıi meghatározzák a járványtani jellegzetességeit. A fertızés gyakran fordul elı a humán populációban, de a tünetekkel járó betegség viszonylag ritkán alakul ki. A tünetekkel járó CMV-infekció változatos formában zajlik mind gyermekekben, mind felnıttekben. CMV a többi herpesz vírushoz hasonlóan rendelkezik azzal a tulajdonsággal, hogy az akut fertızést követıen látens formában - episzoma alakban - képes megmaradni a szervezet sejtjeiben. Ugyanakkor eltérıen a többi herpesz vírustól, amelyek affinitása meghatározott szövetekhez kötött (pl. a Varicella-zoster vírus latenciája az idegszöveti ganglionokhoz kötıdik), a CMV megtalálható a test különbözı területein és szövetein belül (epitheliális sejtek, fehérvérsejtek, fibroblastok, simaizomsejtek, endothelsejtek, macrophagok). Ezekbıl a sejtekbıl a vírus kimutatható az aktív fázisban, de a latencia is ezekhez a sejtekhez kötött. A CMV szeroprevalenciája különbözı területeken változó: 30%-100%. Szoros összefüggés található a CMV-átfertızöttség és a populáció szocioekonómiai helyzete között (64). Az áfertızöttség alapján az országok vagy régiók 3 csoportba oszthatók: 1. Alacsony átfertızöttségő területek (szeroprevalencia: 30-60%). A CMVprevalenciája Nyugat-Európában, Ausztráliában és Észak-Amerika egyes területein viszonylag alacsony. Németországban a lakosság 42%-a, Svájcban 45%-a, Írországban 30%-a, Melbourne-ban 54%-a felnıtt korra átesik a fertızésen (65, 66, 67). Franciaországban az ıslakosság körében 42%-os, a bevándorlók között pedig 94,5%-os a szeropozitivitás (68). Az Egyesült Államokban végzett tanulmányban a fehérek, a szinesbırőek és a mexicói bevándorlók CMV-szeroprevalenciáját a végzettség, a családi állapot, a lakhely földrajzi adatai és a család nagysága szerint hasonlították össze (69). A fehérek között 51,2%-os, a szinesbırőek között 75,8%- os és a mexicói bevándorlók között 81,7%-os átfertızöttséget találtak; a déli államok lakói között a prevalencia magasabb volt, mint az északi területeken élıké: 66,2% versus 50,3%. Japánban - a megfelelı oktatásnak és az életszínvonal növekedésnek köszönhetıen - a szülıképes nık átfertızöttsége harmadával csökkent 17 év alatt: 1980-ban 93,2%, 1997-ben pedig 66,7% volt (70). 22
2. Közepes átfertızöttségő területek (szeroprevalencia: 61-80%). Közép- és Dél- Európában az átfertızöttség magasabb, mint Európa északi országaiban: Olaszországban 71,8%-os (71), Spanyolországban pedig 75,6%-os (72). 3. Magas átfertızöttségő területek (szeroprevalencia: 81-100%). Afrika, Dél- Amerika és Dél-Kelet Ázsia fejlıdı országainak lakossága 90-100 %-ban fiatal felnıtt korra már hordozza a CMV-t. Például Manilában és Ugandában 100%-os átfertızöttséget találtak (65). A fejlett országokban a felnıtt lakosság alacsony átfertızöttségének nagy jelentısége van, mivel ezekben az országokban magas a fogékony fiatal nık aránya; ha terhességük alatt primeren fertızıdnek, a magzatuknál nagy a rizikója a súlyos congenitális tünetekkel járó CMV-infekció kialakulásának. A CMV-fertızés klasszikus epidemiológiája. Horizontális terjedési mód A fertızıdés elsısorban fertızött váladékokkal történı érintkezés útján következik be. Az átfertızöttség és a kor összefüggéseire vonatkozó tanulmányok szerint az élet folyamán két olyan idıszak van, amikor gyakrabban fordul elı fertızés. Az elsı a perinatális és a kisgyermekkor: a fertızés bekövetkezhet a fertızött méhnyakon való áthaladás során születéskor, de fertızı forrás lehet az anyatej vagy a többi gyerek a bölcsödében és a családban. Fertızött gyermekekben a vírus sokáig megtalálható a felsı légúti nyálkahártyákon és a vizeletben (az elsı életévben a viruria elıfordulása 36-56%) (73). Szoros kontaktus révén a gyermekek leggyakrabban nyállal fertızik egymást vagy a szeronegatív felnıtteket. Bölcsödében az ellátó személyzet a higiéniai szabályok be nem tartásával (kézmosás mellızése) pl. pelenkázáskor vizelettel fertızheti a gyermekeket. A második korszak a korai felnıttkor, amikor elsısorban azokban az országokban, ahol az átfertızöttség alacsony, és sok a fogékony felnıtt a primer fertızés sexuális úton (hővelyváladékban, spermában kimutatható a vírus) jön létre (74). Egészséges immunitású szeropozitív felnıttek nyállal és vizelettel ritkán ürítenek vírust, ezért mindennapi kapcsolatok útján elıforduló fertızıdés elenyészıen ritka (65). 23
A CMV- fertızés speciális eseteinek epidemiológiája. Az újszülöttek CMV fertızıdése vertikális terjedési mód Általánosan az újszülöttek 1 %-a fertızıdik transplacentárisan. A tünetekkel járó fertızés (CMV betegség) azonban ritkán fordul elı. A legnagyobb rizikójú csoportban, amikor az anya a terhessége alatt kapja meg a primer fertızést, annak a valószínősége, hogy az újszülöttjénél kialakul a CMV betegség, közel 50%. Egyes szerzık szerint azonban csak 20%. Egyértelmő, hogy a tünetes congenitális CMV betegség kialakulásának valószínősége két tényezıtıl függ: 1). az immunrendszer általános fejlettlensége (a CMV betegség majdnem mindig az in utero fertızıdés során és nem a születés alatt bekövetkezett infekció következtében alakul ki); 2). a specifikus immunitás hiánya (a meglévı anyai CMV-ellenes védettség nem feltétlenül védi meg a magzatot a fertızıdéstıl, de a betegség kialakulásától igen) (75). Az elızı két kitétel együttes elıfordulása teszi az amúgy egészséges immunitású egyének részére nem túlzottan veszélyes kórokózónak tartott CMV-t különösen kártékonynak a szeronegatív anyák magzatai és a szervtranszplantáltak részére. A szervtranszplantált egyének CMV-fertızése Transzplantációt követıen a CMV-infekció lényegesen gyakrabban fordul elı és súlyosabb tünetekkel jár, mint az egészséges személyek esetében. A transzplantált betegek 25-92%-ában (attól függıen, fenáll-e valamilyen rizikótényezı) a szervátültetést követıen kialakul az infekció. Ilyenkor a CMV forrása a beültetett szerv, vagy a fertızés a recipiens saját látens vírusának a reaktivációjából származik (64, 76). (Bıvebben a következı fejezetben még lesz errıl szó.) AIDS-ben szenvedı betegek CMV-fertızése A transzplantált betegekhez hasonlóan a csökkent mőködéső celluláris immunrendszer miatt az AIDS kialakulása után gyakrabban fordul elı CMV betegség, mint az egészséges felnıttek esetében. Az AIDS-ben szenvedı betegeknél a CMV betegség kialakulásának mechanizmusa kissé eltér: körükben lényegesen többször alakul ki CMV-retinitis és intestinitis, mint szervátültetés után (65). 24
CMV fertızıdés vértranszfúzió útján CMV-szeronegatív felnıttek esetében az 1 egység vér transzfúziója 2-3%- nyi fertızıdés rizikóval jár. Valószínőleg a polymorphonuclearis fehérvérsejtek a CMV forrásai, ugyanis ezek a sejtek a víruslatencia helyéül szolgálnak. Természetesen az infekció kialakulásának az esélye függ a vérkészítmény elıkezelésétıl, a donor és a recipiens immunrendszerének állapotától is (77, 78). A koraszülöttek, a CMV-szeronegatív terhesek és a szervtranszplantáltak részére transzfúzió alkalmával - a CMV-szeronegatív donortól származó vérkészítmény adását vagy a szőrı alkalmazását javasolják (79). 2.2.4 A CMV-fertızés tünettana A fertızés tünetei vagy tünetmentessége függ attól, hogy járványtanilag milyen kategóriába sorolható a megfertızött személy. 1. Congenitális CMV-fertızés alatt a transzplacentárisan bekövetkezett magzati infekciót értjük. A betegség súlyossága függ az anyai specifikus CMV-ellenes immunitás meglététıl. A védett (szeropozitív) anyák esetében a magzat fertızıdésének valószínősége 1 %. Születéskor nagyon ritkán észlelhetık tünetek. Ritkán - hónapokkal késıbb - a gyermekek fejlıdésben elmaradhatnak az egészséges kortársakhoz képest, esetleg idegrendszeri érintettség észlelhetı (hallászavar) (80). Ha a fertızés fogékony anyánál a terhesség alatt következi be, a transzmisszió rizikója 40 %. A fertızött újszülöttek közel fele mutatja a CMVinfekció tüneteit. A legsúlyosabb forma a Cytomegáliás zárványbetegség (CID), amely a következı tünetekkel jár: intrauterin retardáció, hepatosplenomegália, thrombocytopenia, bırtünetek (petechia, purpura), de a legjelentısebb az idegrendszer érintettsége (microcephalia, chorioretinitis, halláskárosodás) (81). A 3. ábrán egy szimptomás congenitális CMV-fertızéssel született gyermek koponya CT felvételén jól látható a periventricularis calcificatio és a ventriculomegalia. 3. ábra: Szimptomás congenitális CMV-fertızéssel született gyermek koponya CT felvétele (Hervey D.) 25
2. A szerzett CMV-infekció egészséges immunitásúaknál leggyakrabban tünetmentesen zajlik, vagy enyhe mononucleosis infectiosa jellegő tünetekkel jár. - Perinatalis infekció: ritkán - elsısorban koraszülött, fejlettlen újszülöttek esetében a fertızés tünetekkel járhat: lymphadenopathia, hepatitis, pneumonia. - CMV mononucleosis: jellegzetesen a fiatal felnıttek betegsége, ritkán transzfúzió-, de leggyakrabban közvetlen kontaktus útján jön létre a fertızıdés. A mononucleosis lázzal, rossz közérzettel, atípusos limfocitózissal (4. ábra) és májenzim emelkedéssel járhat. Az Epstein-Barr vírus-indukálta mononucleosissal ellentétben nem alakul ki pharingitis és splenomegalia. Szövıdmények egészséges immunitású egyének esetében nagyon ritkán fordulnak elı: jóindulatú pneumonia, hepatitis, Guillain-Barré szindróma, meningoencephalitis, myocarditis, hemolítikus anaemia, maculopapulosus bırjelenségek (82). 4. sz. ábra: Mononucleosis aktivált limfociták (Hoffbrand) - Az immunszupprimált betegek CMV-fertızése változatos tünetekkel jár, és az infekció súlyossága széles skálán mozog. A fertızés befolyásolhatja mind a graft, mind a beteg túlélést (83). (A szervtranszplantált immunszupprimált betegek CMV-fertızés tünettanával részletesen a következı fejezetben foglalkozom.) 2.2.5 A CMV-fertızés laboratóriumi diagnosztikája A CMV-fertızés diagnózisa klinikai tünetek észlelése mellett - laboratóriumi eredményeken alapszik, de nagy szerepe van a biopsziák szövettani vizsgálatának (szervi manifesztáció esetén) és a radiológiai eredményeknek is (CT CID-ben; tüdı RTG és CT CMV pneumoniában) (84). 26
Laboratóriumi diagnózis a következı módszerekkel lehetséges: I. Direkt kimutatási módszerek: 1. Vírus-okozta cytopathiás hatás vizsgálata fogékony szöveten 2. Vírusizolálás 3. Virális antigének kimutatása 4. Vírális nukleotid-szekvenciák kimutatása 5. Elektromikroszkópos vizsgálat II. Indirekt kimutatási módszerek: 1. Humorális immunválasz vizsgálata 2. Celluláris immunválasz vizsgálata I/1. A vírustenyésztés fogékony szöveten - vírushatás kimutatása arany standard módszer: a mintát fogékony szövetre (leggyakrabban human embrionális fibroblastra) oltják, az inkubációs idı lejárta után pedig a vírus-okozta jellegzetes cytopathiás hatást vizsgálják (syncytium képzıdés) (5. ábra). Hátránya: nem specifikus, idıigényes (az inkubáció 2-6 hét), szövetlabor mőködtetése szükséges. Elınyei: a víruskimutatás lehetséges bármely - emberi szervezetbıl származó - mintából (vérbıl, vizeletbıl, bronchoalveoláris lavage-ból, nyálból, liquorból stb.); a vírus izolálható, szaporítható; gyógyszer-rezisztencia vizsgálható. 5. ábra: CMV cytopathiás hatás szöveten saját felvétel I/2. Vírusizolálás mintával fertızött szöveten, gyorsított shell vial módszer a hagyományos vírustenyésztés módszernek továbbfejlesztett formája (85, 86). A hagyományos módszer hátrányait (hosszú inkubációs idı, alacsony specificitás) 27
különbözı technikákkal próbálják elkerülni: a mintát rácentrifugálják a szövetre (a vírus szövet-adszorpciója nı); immunfluorescens módszerrel jelölik a CMV antigéneket (pl. pp72) specifikus monoclonális ellenanyaggal (Mc At) így már 3-4 nap múlva az eredmény leolvasható és a specificitás is nı (6. ábra). 6. ábra: Vírusizolálás ( IF festés) - saját felvétel I/3. Virális antigének kimutatása minden olyan szövet vagy sejt vizsgálatnál lehetséges, amely tartalmazza a CMV antigéneket. - Szövettani vizsgálat klasszikus diagnosztikai módszer. A felfújt 35 µ átmérıjő sejtek magon belüli zárványokkal ( bagolyszem ) jellegzetes jelei a disszeminált aktív CMV-fertızésnek (7. ábra). A módszer nem eléggé érzékeny, de az érzékenységet növelni lehet immunhisztokémiai festés segítségével (specifikus monoclonális ellenanyag - Mc At - felhasználásával), ami egyben a specificitást is növeli (8. ábra) (87). 7. sz. ábra: Klasszikus intranukleáris 8. sz. ábra: Bagolyszem szövettani zárványok, HE festés (Nadel) képe, immunhisztokémiai festés (Marco Tolo) 28