Determinants of Clinical Course and Outcome of Puumala Hantavirus-induced Nephropathia Epidemica

Abstract

Myyräkuume on hantavirusten ryhmään kuuluvan Puumala-viruksen aiheuttama akuutti infektiotauti. Puumala-virus tarttuu ihmiseen metsämyyrän eritteistä ilmeisesti hengitysteiden kautta. Myyräkuumeen tavallisimmat oireet ovat äkillinen kuume, päänsärky, pahoinvointi, vatsa- ja selkäkivut sekä ohimenevät näköhäiriöt. Sairaala-aineistoissa useimmilla potilailla todetaan ohimenevä, vaikeusasteeltaan vaihteleva munuaisten vajaatoiminta ja joskus joudutaan turvautumaan keinomunuaishoitoon. Poikkeavina laboratoriolöydöksinä havaitaan valkuais- ja verivirtsaisuutta, veren kreatiniinipitoisuuden nousua sekä verihiutaleiden vähyyttä. Taudinkuva vaihtelee oireettomasta vaikeaan ja kuolemantapauksiakin on kuvattu. Aikaisemmin on havaittu, että kudossopeutuvuusjärjestelmän alleelit HLA-B8 ja HLA-DRB1*0301(DR3) assosioituvat vaikeaan myyräkuumeeseen, joten geneettisillä tekijöillä ajatellaan olevan vaikutusta taudin kulkuun.

Sytokiinigeeneissä on polymorfiaa (DNA:ssa esiintyvää perinnöllistä rakennevaihtelua), joka saattaa vaikuttaa kyseisen sytokiinin tuotantoon, ja sitä kautta taudin vaikeusasteeseen. Sytokiinit ovat solujen tuottamia liukoisia välittäjäaineita, ja niillä on merkitystä tulehdusreaktioissa. Tutkimuksessa määritettiin 87 myyräkuumepotilaan sytokiinigeenien (tuumori nekroosi tekijä alpha (TNF), interleukiini(IL)-1-alpha, IL-1-beta ja IL-1 reseptori antagonisti) genotyypit PCR-tekniikalla verinäytteistä. Kontrolleina käytettiin terveiltä verenluovuttajilta saatuja näytteitä. Osoittautui, että TNF:n (polymorfismi paikassa ­308) 2-alleelin kantajilla oli vaikeampi tauti kuin niillä henkilöillä, joilla tätä alleelia ei ollut. Kuitenkin tiedetään, että yksilö perii usein laajentuneen haplotyypin, joka sisältää sekä TNF:n 2-alleelin että HLA-B8 ja -DR3 alleelit. Niinpä jatkotutkimuksessa selvitettiin myyräkuumeen kliinisen kuvan yhteyttä HLA-B, HLA-DRB1 ja TNF(-308) alleeleihin 116 potilaalla, jotka olivat joutuneet hakeutumaan sairaalahoitoon myyräkuumeen vuoksi. HLA-B8-DR3 haplotyypin todettiin liittyvän vaikeaan tautiin ja TNF:n 2-alleelin vaikutus tuli näkyviin vain em. laajentuneen haplotyypin kautta.

Lisäksi selvitettiin sytokiinien osuutta myyräkuumeen akuutin vaiheen munuaislöydöksissä. Tutkimuksessa määritettiin sytokiinipitoisuuksia (TNF, IL-6, IL-1-beta, IL-1 reseptori antagonisti) 70 potilaan veri- ja virtsanäytteistä ELISA-menetelmällä. Havaittiin, että erityisesti IL-6:n ilmeneminen lisääntyi sekä veressä että virtsassa akuutin infektion aikana. Virtsan IL-6 eritys korreloi voimakkaasti virtsan albumiinin eritykseen.

Tutkimuksessa selvitettiin myös myyräkuumeen sairastaneiden henkilöiden pitkäaikaisennustetta. Tutkimukseen osallistui 46 myyräkuumeen keskimäärin 5 vuotta aikaisemmin sairastanutta henkilöä ja 38 tervettä verrokkia. Myyräkuumeen sairastaneilla havaittiin korkeampi systolinen verenpaine ja syketaso verenpaineen vuorokausirekisteröinnissä, suurempi glomerulussuodos (määritettynä 51CrEDTA-menetelmällä) ja enemmän proteiinin erittymistä virtsaan vuorokausikeräyksessä kuin terveillä verrokeilla. Lisäksi kuvattiin viisi potilasta, joille ilmaantui histologisesti varmistettu mesangiokapillaarinen glomerulonefriitti myyräkuumeen toipumisvaiheessa.

Tutkimuksessa vahvistui aikaisempi havainto perintötekijöiden merkityksestä myyräkuumeen taudinkulkuun. Erityisesti HLA-B8-DRB1*0301-yhdistelmä liittyi vaikeaan tautiin. Sytokiini IL-6:n eritys virtsaan oli lisääntynyt akuutin infektion aikana viitaten sytokiinin lisääntyneeseen paikallistuotantoon munuaisissa. Löydöksen patogeneettinen merkitys vaatii jatkotutkimuksia. Myyräkuumeen ennuste on hyvä, mutta joillekin taudin sairastaneille henkilöille saattaa kehittyä lieviä munuaisten toiminnanhäiriöitä ja kohonnut verenpaine.

Nephropathia epidemica (NE) is a mild type of hemorrhagic fever with renal syndrome caused by Puumala hantavirus. NE presents with fever, headache, gastrointestinal symptoms, and impaired renal function. The course of NE varies from asymptomatic to fatal.

The tumor necrosis factor alpha (TNF)(-308) allele 2 (TNF2) is known to be in linkage disequilibrium with the HLA-B8-DRB1*0301(DR3) haplotype. Both factors have previously been associated with severe NE. To examine which part of this extended haplotype might show the strongest association with the outcome of NE, the HLA-B, -DRB1 and TNF(-308) alleles were analyzed in 116 hospital-treated patients. The findings pointing to clinically severe disease were strongly associated with HLA-B8-DR3 haplotype. There was also a trend towards a severe disease in TNF2-carriers. This was probably due to linkage disequilibrium with B8-DR3, since there were no differences in the clinical severity when TNF2-positive/B8-DR3-negatives were compared to TNF2-negative/B8-DR3-negatives. The genotypes of the genes of TNF, interleukin-1alpha (IL-1-alpha), IL-1-beta and IL-1 receptor antagonist (IL-1Ra) were analyzed by PCR in 87 hospital-treated patients with NE to establish whether gene polymorphisms are associated with susceptibility to NE. The frequency of non-carriers of IL-1Ra allele 2/IL-1-beta(-511) allele 2 was shown to be increased in patients compared to seronegative controls. Further, the plasma levels and overnight urinary excretions of IL-1-beta, IL-1Ra, IL-6 and TNF were observed to be markedly increased in 70 hospitalized NE patients. Urinary IL-6 showed a positive correlation with urinary albumin, but none with plasma IL-6.

46 previously healthy subjects who had suffered NE 3-7 years previously were studied to establish the long-term prognosis of NE. The patients evinced higher mean ambulatory systolic blood pressure, higher GFR (determined by 51CrEDTA clearance), and more proteinuria than the seronegative controls. Five patients who developed mesangiocapillary glomerulonephritis during the convalescent phase of NE were also described.

In conclusion, the HLA-B8-DR3 haplotype is associated with a severe clinical course of NE. The urinary cytokines, notably IL-6, might be locally produced in the kidneys during acute infection. The prognosis of NE is favorable. Nevertheless, the infection may cause mild tubular lesions and hypertension in some patients.