University of Groningen Importance of molecular diagnostic of viral infections in renal transplant recipients Rurenga-Gard, Lilli

(1)

Importance of molecular diagnostic of viral infections in renal transplant recipients

Rurenga-Gard, Lilli

DOI:

10.33612/diss.92267443

IMPORTANT NOTE: You are advised to consult the publisher's version (publisher's PDF) if you wish to cite from

it. Please check the document version below.

Document Version

Publisher's PDF, also known as Version of record

Publication date:

2019

Link to publication in University of Groningen/UMCG research database

Citation for published version (APA):

Rurenga-Gard, L. (2019). Importance of molecular diagnostic of viral infections in renal transplant

recipients. Rijksuniversiteit Groningen. https://doi.org/10.33612/diss.92267443

Copyright

Other than for strictly personal use, it is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of the author(s) and/or copyright holder(s), unless the work is under an open content license (like Creative Commons).

Take-down policy

If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim.

Downloaded from the University of Groningen/UMCG research database (Pure): http://www.rug.nl/research/portal. For technical reasons the number of authors shown on this cover page is limited to 10 maximum.

(2)

532839-L-sub01-bw-Gard 532839-L-sub01-bw-Gard 532839-L-sub01-bw-Gard 532839-L-sub01-bw-Gard Processed on: 10-7-2019 Processed on: 10-7-2019 Processed on: 10-7-2019

Processed on: 10-7-2019 PDF page: 159PDF page: 159PDF page: 159PDF page: 159

CHAPTER 9

(3)

160 INTRODUCTIE

Voor patiënten met een terminale nierziekte biedt een niertransplantatie significante overlevingskansen en een betere kwaliteit van leven ten opzichte van dialyse. Een van de belangrijkste complicaties na een niertransplantatie is de afstoting van de nier, ook wel rejectie genoemd. Om rejectie te voorkomen worden patiënten na niertransplantatie behandeld met middelen die het afweersysteem onderdrukken, de zogenaamde immunosuppressiva. In de afgelopen decennia zijn deze immunosuppressiva en de behandeling hiermee, sterk verbeterd. In het eerste jaar na transplantatie heeft dit geleid tot een overlevingspercentage van het transplantaat van 90 tot 95%. In het eerste jaar wordt met name minder acute afstoting (<15%) waargenomen, terwijl op de lange termijn het aantal rejectie periodes en de overlevingspercentages onveranderd zijn gebleven. De onveranderde overlevingspercentages op de lange termijn is hoofdzakelijk het gevolg van de toxische bijwerkingen van de immunosuppressiva, de toegenomen acceptatie van meer marginale donororganen, en oudere ontvangers

Patiënten hebben nog steeds te maken met de keerzijde van deze immunosuppressiva, waarbij een van de belangrijkste complicatie de virale infecties zijn, die een hogere ziektelast en sterfte kunnen geven.

Het grootste risico op virale infectie is in de eerste zes maanden na een transplantatie omdat er een hoge dosering immunosuppressiva wordt gebruikt en dus de afweer meer wordt onderdrukt in deze periode. De virale infecties kunnen worden veroorzaakt door enerzijds reactivatie van een latent aanwezig virus bij de ontvanger en anderzijds vanuit een virus dat aanwezig is in het donororgaan. Dit laatste kan leiden tot een primaire infectie bij de ontvanger. De meest voorkomende virale infecties na een niertransplantatie worden veroorzaakt door het BK Polyomavirus (BKPyV), het cytomegalovirus (CMV) en het Epstein-Barr virus (EBV) en kunnen meerdere complicaties veroorzaken.

EBV behoort tot de gammaherpesvirussen en is het vierde lid van de Herpesviridae familie. Het is een veelvoorkomend DNA-virus dat tot 90% van de bevolking infecteert, meestal tijdens de kindertijd of in de vroege adolescentie. Na een infectie blijft het virus latent aanwezig in geïnfecteerde B-cellen. Na een transplantatie kan EBV een zogenaamd “posttransplant lympho-proliferative disorder” of PTLD veroorzaken. Dit is een maligne ontaarding veroorzaakt door een virale reactivatie en kan een potentiële dodelijke complicatie veroorzaken.

CMV is het vijfde lid van de Herpesvirusviridae familie en behoort tot de beta-herpesvirussen. De seroprevalentie van CMV in de volwassen populatie is ongeveer 50% en neemt toe met de

(4)

161

Nederlandse samenvatting

leeftijd. Meestal wordt CMV verworven tijdens de kindertijd tot in de vroege volwassenheid. Een CMV-infectie is de meest voorkomende opportunistische infectie na een niertransplantatie. Het kan een weefsel-invasieve ziekte veroorzaken; dit kan leiden tot een transplantaatafstoting of een disfunctie van het getransplanteerde orgaan.

BKPyV is een niet-omhuld dubbelstrengs DNA-virus dat behoort tot de Polyomavirus familie. BKPyV is alomtegenwoordig en wijdverspreid in de volwassen menselijke populatie, waarbij een infectie resulteert in een levenslange persistentie van het virus. De seropositiviteit is ongeveer 80%. Na een niertransplantatie komt een BKPyV-reactivatie regelmatig voor en kan resulteren in een zogenaamde BKPyV-nefropathie (BKPyVAN), met als gevolg mogelijk verlies van het niertransplantaat.

DIT PROEFSCHRIFT

De studies in dit proefschrift richten zich op de impact van een BKPyV-, CMV- en EBV-infecties na een niertransplantatie, waarbij de focus ligt op de noodzaak van het diagnostisch screenen en de opvolging van deze virussen om de behandeling en de transplantatieresultaten bij deze patiënten te verbeteren.

De verschillende genotypen van BKPyV hebben verschillende cellulaire tropismen en pathogeniciteit. Dat betekent dat niet alle BKPyV genotypen en subgroepen een gelijke bijdrage leveren aan het ziektebeeld. In hoofdstuk 2 hebben we eerst een real-time genotypering-PCR-assay voor BKPyV ontwikkeld. Met deze test konden de verschillende genotypen van BKPyV snel en gemakkelijk worden gedetecteerd, zeker in vergelijking met een sequentie analyse. In onze studie was de verdeling van de verschillende genotypen vergelijkbaar met de literatuur. Het genotype I was het meest voorkomende virustype, gevolgd door het genotype IV en vervolgens het genotype II. Het genotype III werd helemaal niet aangetroffen in ons cohort. Deze test kan van toegevoegde waarde zijn om meer inzicht te krijgen in de rol van deze verschillende genotypen van BKPyV.

De getransplanteerde patiënten met een BKPyV-viremie op het moment van de transplantatie, kunnen vatbaarder zijn voor het ontwikkelen van een BKPyVAN na de transplantatie. Momenteel is er nog geen goede prognostische marker om de patiënten met een verhoogd risico op de ontwikkeling van een BKPyVAN te voorspellen. MicroRNA’s zouden hier een rol in kunnen spelen, omdat ze het virus helpen te ontsnappen aan de eliminatie of vernietiging door het immuunsysteem door een downregulatie van het gen dat codeert voor het zogenaamde virus specifieke groot T-eiwit en deze zijn gericht op gastheerfactoren.

(5)

162

De BKPyV miRNA’s circuleren in het bloed, de urine en het hersenvocht, maar er is weinig bekend over de expressie van de BKPyV miRNA’s in een vroege latente of potentiele infectie resulterend in een BKPyVAN.

In hoofdstuk 3 hebben we, retrospectief, longitudinaal het BKPyV genomisch DNA en het miRNA gemeten en dit vergeleken bij de patiënten met een BKPyV viruria (BKPyV DNA in urine), een viremie (BKPyV DNA in bloed) of een BKPyVAN. We hebben aangetoond dat de PCR-curven van het BKPyV 5p en het 3p miRNA vergelijkbaar zijn met die van het BKPyV-DNA in de verschillende patiëntengroepen (viruria, viremie en BKPyVAN), met uitzondering van de patiënten met een aanhoudende viremie. Wij hebben aangetoond dat terwijl het BKPyV-DNA in EDTA-plasma/bloed afneemt, de 3p- en de 5p-BKPyV-miRNA-waarden stijgen. Er zijn meer studies nodig om te onderzoeken of deze stijgende miRNA-waarden als een biomarker gebruikt kunnen worden voor de patiënten met een hoog risico op het ontwikkelen van een BKPyVAN. Momenteel wordt de meting van de hoeveelheid viraal BKPyV-DNA gebruikt om de patiënten te identificeren die een verhoogd risico lopen op een BKPyVAN. Het gebruik van immunosuppressiva speelt hierbij een cruciale rol bij de ontwikkeling van een BKPyVAN, omdat het voorkomen van BKPyVAN is toegenomen sinds de introductie van deze nieuwe en verbeterde immunosuppressiva.

Hoofdstuk 4 en 5 beschrijven de studies die het gebruik van verschillende

immunosuppressieve behandelingsschema’s onderzoeken en het voorkomen van BKPyV en BKPyVAN in niertransplantatie ontvangers.

In hoofdstuk 4 is gekeken naar de frequentie van BKPyV-complicaties tussen een groep behandeld met tacrolimus en mycofenolaatzuur (MPA) (TacM) versus een behandeling met cyclosporine A en MPA (CsAM). In dit onderzoek hebben we aangetoond dat het voorkomen van BKPyV-viremie tussen de TacM en de CsAM-groep vergelijkbaar was, waarbij een significant verschil in de hoogte van de BKPyV virale lading werd gezien na zes en twaalf maanden. De groep die behandeld werd met TacM had een hogere BKPyV virale lading vergeleken de CsAM-groep. Deze hogere BKPyV virale lading resulteerde vervolgens in meer BKPyVAN in de TacM-groep. Echter de incidentie van een biopsie bewezen acute rejectie (BPAR) was hoger bij de ontvangers die met CsAM werden behandeld. De diagnose BKPyVAN en BPAR was meestal voordat de behandeling werd aangepast. Deze bevindingen komen overeen met de literatuur, waarin wordt beschreven dat een behandeling met CsA verband houdt met een hogere incidentie van BPAR.

(6)

163

Bovendien is in de literatuur beschreven dat een sterkere immuno-suppressie een risicofactor is voor de ontwikkeling van BKPyVAN. Dit deed de vraag rijzen of één immunosuppressivum of de combinatie verantwoordelijk is voor het verhoogde risico op een BKPyVAN. Retrospectief hebben we dit aspect onderzocht in een gerandomiseerde gecontroleerde, prospectieve multicenter-studie met de novo niertransplantatiepatiënten (hoofdstuk 5). In deze studie bestond de onderhoudstherapie na 6 maanden uit prednisolon met ofwel CsA, mycofenolaatnatrium (MPS) of everolimus. We hebben aangetoond dat de incidentie van een BKPyV viruria en een BKPyVAN significant hoger was in de groep behandeld met prednisolon en MPS. Verder waren de ontvangers met een actieve BKPyV-replicatie en die behandeld werden met prednisolon en CsA in staat om de BKPyV-replicatie sneller te klaren. In vitro lieten sommige studies een suppressief effect van CsA op de BKPyV replicatie zien in de BKPyV geïnfecteerde cellen. Dit zou een verklaring kunnen zijn voor de eerdere klaring van een BKPyV-viremie die we hebben aangetoond bij ontvangers behandeld met CsA (hoofdstuk

4 en 5). Concluderend uit de studies die zijn uitgevoerd in hoofdstuk 4 en 5, kunnen de

ontvangers met een verhoogd risico op het ontwikkelen van een BKPyVAN baat hebben bij een immunosuppressieve behandeling bestaande uit CsA. Hoewel dit alleen kan worden gedaan bij de ontvangers met een laag risico op een BPAR en transplantaatverlies.

Behalve BKPyV, is CMV na een niertransplantatie een veel voorkomende opportunistische infectie en geassocieerd met CMV-ziekte en een verminderde transplantaatoverleving. De meeste studies richten zich op het risico van een primaire CMV-infectie en het effect ervan op de overleving van het transplantaat en BPAR. Er is aangetoond dat nierfunctieverlies voorspellend is voor transplantaat falen. Om meer inzicht te krijgen in de virale lading van CMV en het effect op de nierfunctie na een transplantatie, onderzochten we retrospectief in hoofdstuk

6 de invloed van een piek virale lading van CMV (PVL), in de eerste drie maanden na een

niertransplantatie, op het effect in de nierfunctie. Deze populatie werd pre-emptief behandeld voor CMV en ontving daarom geen CMV-profylaxebehandeling na een transplantatie. Bij de pre-emptieve behandeling wordt antivirale therapie gestart zodra het virus voor de eerste keer wordt gedetecteerd in het bloed

De ontvangers van een niertransplantaat werden in drie groepen verdeeld op basis van de mediaan PVL (6310 IU / ml) in de eerste drie maanden na de transplantatie. We hebben aangetoond dat een CMV-PVL> 6310 IU / ml in de eerste drie maanden geassocieerd is met een lagere en irreversibele nierfunctie tot 36 maanden na de transplantatie. Omdat momenteel de meeste transplantatiecentra beginnen met CMV-profylaxe na een niertransplantatie, zal het interessant zijn om het effect van deze CMV-profylaxe op de uitkomst van de PVL te bestuderen. Dit is vooral interessant in de groep waarin de donor reeds CMV-antilichamen heeft (D +) en de ontvanger negatief is voor CMV-antilichamen (R-) vóór transplantatie, omdat

(7)

164

deze ontvangers vatbaar zijn om een primaire CMV-infectie te ontwikkelen. Na een primaire infectie wordt normaliter de immuunrespons geactiveerd om de infectie te klaren. Echter deze niertransplantaat ontvangers ontvangen een immunosuppressieve therapie die de start van de immuunrespons negatief beïnvloedt, die kan leiden tot een ernstigere infectie. Intensieve screening middels het vervolgen van de CMV virale lading in de eerste maanden na de transplantatie of na het staken van de profylaxe kan helpen om de patiënten te identificeren die een verhoogd risico lopen op het ontwikkelen van CMV gerelateerde complicaties (hoofdstuk

6).

Tenslotte hebben we de rol van EBV virale load monitoring bestudeerd, een ander virus dat mogelijk een klinische impact heeft na een niertransplantatie. Tot nu toe werd de virale lading van EBV-DNA na een transplantatie gebruikt om de ontwikkeling van de lymfoproliferatieve aandoening (PTLD) na een transplantatie te voorspellen. De incidentie in niertransplantaat ontvangers, is in vergelijking met andere solide orgaantransplantatie ontvangers, laag (1-5%) en de voorspellende waarde van de hoogte van de EBV virale lading voor andere complicaties dan een PTLD-ontwikkeling, is onduidelijk. We hebben retrospectief in onze studie aangetoond dat de incidentie van een viremie veelvoorkomend was bij een populatie van 384 niertransplantaat ontvangers (67,5%), met slechts één bewezen geval van PTLD. Ontvangers met een EBV-viremie hadden na 48 maanden echter een significant lagere eGFR (nierfunctie), maar een viremie resulteerde niet in een toename van transplantaatverlies, BPAR of mortaliteit (hoofdstuk 7). De patiënten met een primaire EBV-infectie lopen meer risico op het ontwikkelen van een PTLD in het eerste jaar na de transplantatie. Voor deze populatie zou de EBV-DNA-monitoring een toegevoegde waarde kunnen hebben om PTLD te voorspellen. Hoewel, in deze groep is niet alleen de hoogte van de EBV virale lading belangrijk, maar ook naar de klinische symptomen. In onze studie had 25% van de ontvangers een detecteerbare hoeveelheid EBV, hoger dan 1,0x104

cp / ml. In deze groep ontwikkelde echter slechts één ontvanger (zonder EBV IgG-antilichamen vóór transplantatie) een, door histopathologie bewezen, PTLD. Tien andere ontvangers met een hoge en een stijgende EBV virale lading en specifieke klinische symptomen (waarvan drie zonder EBV-IgG-antilichamen vóór transplantatie) kregen geen PTLD. Ons onderzoek (hoofdstuk 7) toonde aan dat monitoring van de EBV virale lading een toegevoegde waarde had voor ontvangers die vóór transplantatie EBV-seronegatief waren. Daarentegen kan bij de andere niertransplantatie patiënten worden volstaan met screening middels de EBV virale lading bij specifieke klinische symptomen en/of afwijkingen bij klinisch onderzoek.

(8)

165 CONCLUSIE EN TOEKOMSTPERSPECTIEVEN

Veel verbeteringen, zoals nieuwe immunosuppressiva, nieuwe chirurgische technieken en de identificatie van risicofactoren (kenmerken van de ontvanger en donorkenmerken), hebben de overleving van het transplantaat en de patiënt na een niertransplantatie verhoogd. Complicaties blijven een uitdaging en kunnen worden onderverdeeld in niet-infectieuze (afstoting, allogene disfunctie, bijwerkingen immunosuppressiva) en infectieuze (virale, bacteriële, parasitaire) complicaties.

In dit proefschrift hebben wij ons gericht op de virale infecties met BKPyV, CMV en EBV. Inzicht werd verkregen in de ontwikkelingen van verbeterde diagnostische testen, het effect van immunosuppressieve behandeling en de frequentie van het monitoren van de hoeveelheid aanwezig virus.

Samenvattend, de implementatie van de diagnostische testen voor CMV, EBV en BKPyV dragen zeker bij om de patiënten met een hoog risico op post-transplantatiecomplicaties te identificeren. Hierbij is het de uitdaging voor de behandeld arts om een goede balans te vinden tussen het risico op onder-immuunsuppressie en mogelijk afstoting en de risico’s op over-immuunsuppressie en daarmee samenhangende infecties .

Zoals eerder beschreven zijn inzichten verkregen met betrekking tot het klinisch belang van de moleculaire monitoring (uitvoeren van de PCR en vervolgen van de hoeveelheid aanwezig virus) voor BKPyV, CMV en EBV. Onafhankelijk van de initiële immunosuppressieve behandeling, is het belangrijk en noodzakelijk om de juiste diagnostische test op het juiste moment uit te voeren, zodat tijdig de behandeling aangepast kan worden waardoor dit meer op de individuele patiënt afgestemd kan worden om zo de toxische of virale complicaties te voorkomen. De grootste uitdaging na een transplantatie blijft op lange termijn de transplantaatoverleving, en de preventie van infecties en de daaraan gerelateerde complicaties. Specifieke diagnostiek en therapie is noodzakelijk om de beste zorg voor de patiënten te bieden na hun niertransplantatie. Diagnostisch stewardship is de sleutel voor de patiëntgerichte transplantatie. Het risicoprofiel van elke patiënt kan vóór de transplantatie in kaart worden gebracht, zodat individueel, op het juiste moment, op de juiste materialen, state-of-the-art diagnostiek wordt uitgevoerd. De behandelend artsen zullen hulp krijgen bij het aanvragen en het interpreteren van de diagnostiek zodat hiermee de juiste behandeling kan worden ingesteld.

Om stappen te nemen in de richting van een meer op maat, voor de patiënt, gemaakte diagnostiek, kunnen testen worden gebruikt met betrekking tot het meten van de T-cel

(9)

166

gemedieerde immuniteit. Deze hebben de eigenschap om als een marker te kunnen worden gebruikt bij het verminderen van de immunosuppressiva of zelfs het stoppen van de antivirale middelen. Verder is onderzoek nodig om meer inzicht te krijgen in de rol van de donornier en de gerelateerde complicaties.

Tot op heden ontbreken de specifieke markers om te bepalen wanneer er sprake is van over-immunosuppressie. Voor de calcineurin inhibitoren (tacrolimus, cyclosporine A) worden nu streefwaarden gebruikt o.b.v. dal spiegels, maar het is niet duidelijk of dit nu meer correleert met het risico op de geneesmiddel gerelateerde toxiciteit of de immunosuppressieve werkzaamheid. Een specifieke marker zou het mogelijk maken, de juiste balans te vinden om het risico op infecties te verminderen en tegelijkertijd de afweer-onderdrukkende werkzaamheid niet te veel te verminderen, om afstoting te voorkomen.

Kortom, de ontwikkelingen in de diagnostiek en de behandeling zijn van groot belang om de patiënten met een terminale nierziekte een betere en langere kwaliteit van leven te bieden. Maar nog belangrijker is het verkorten van de wachtlijst door de beschikbaarheid van nierdonoren. Hiervoor is het noodzakelijk om de bevolking meer te informeren over het belang van een transplantatie. De nieuwe donorwet is hierbij al een middel in de goede richting.

(10)

167

(11)