Cytomegalovirové infekce v intenzivní péči: léčit, nebo ignorovat?

Souhrn

Reaktivace cytomegaloviru (CMV), případně infekce a orgánové dysfunkce jím způsobené u imunokompetentních kriticky nemocných, se dostávají do popředí zájmu intenzivistů. Kauzální souvislost mezi CMV reaktivací a vyšší mortalitou, protrahovanou potřebou orgánových náhrad a délkou hospitalizace v intenzivní péči nebyla dosud potvrzena. Kromě těchto relativně přímých konsekvencí jsou tito nemocní současně více ohrožení nozokomiálními infekcemi v důsledku komplexní imunomodulace způsobené virovou reaktivací. Aktuální poznatky z epidemiologie, patofyziologie, klinických projevů, léčby a prevence CMV u imunokompetentních nemocných jsou shrnuty v tomto přehledovém článku.

klíčová slova

cytomegalovirus – infekce – imunokompetence – intenzivní péče

ÚVOD

Cytomegalovirová (CMV) infekce je již dlouhou dobu známým a významným problémem imunokompromitovaných nemocných. Je důležitou příčinou morbidity a mortality zejména nemocných po orgánových transplantacích, transplantaci kostní dřeně a jedinců s HIV/AIDS či léčených imunosupresivy/chemoterapeutiky nebo biologickou, resp. cílenou („targeted“) léčbou [1].

Stále častěji je však problematika CMV infekce diskutována také v souvislosti s imunokompetentními kriticky nemocnými bez ohledu na primární příčinu kritického stonání (trauma, infekce, popáleniny aj.) [2, 3]. Několik studií ukázalo možnou asociaci mezi CMV infekcí a vyšší mortalitou, delší dobou hospitalizace, delší potřebou umělé plicní ventilace (UPV) a vyšší incidencí nozokomiálních infekcí v této populaci nemocných [3–5]. Je ovšem potřeba zdůraznit, že tato data nejsou konzistentní a přímá asociace, resp. kauzalita, není zcela zjevná [6, 7].

Cílem této přehledové práce je sumarizovat aktuální poznatky z patofyziologie interakce CMV a hostitele v souvislosti s kritickým onemocněním, komentovat diagnostické postupy a diskutovat vhodnou léčbu, prevenci a indikace k nim včetně jejich důležitého načasování.

ZÁKLADNÍ FAKTA

Cytomegalovirus (CMV) je prototypickým představitelem β-herpetických virů. Se svými 230 kb genomické DNA patří mezi největší a nejkomplexnější známé lidské viry.

CMV primoinfekce je velmi častá; epidemiologická data ukazují séroprevalenci od 30 % do > 90 % v dospělé populaci [8]. Přenos infekce je možný horizontálně i vertikálně, vektorem je člověk. Primoinfekce je nejčastější v dětství či adolescenci a u imunokompetentních jedinců probíhá většinou asymptomaticky či pouze s mírnými a tranzitorními příznaky nespecifického virového onemocnění. Po rezoluci akutní infekce přechází CMV do latentní fáze, která je charakterizována perzistencí jeho genomické DNA v buňkách zejména myeloidní řady hostitele. Virovou DNA lze detekovat v monocytech, dendritických buňkách (dendritic cells, DC), ale také megakaryocytech a myeloidních progenitorových buňkách (CD34+) v kostní dřeni [9]. V této fázi standardně nedochází k replikaci virové DNA a syntéze virových proteinů. Nicméně za určitých okolností dochází přeci jen k replikaci virionů na hranicích detekčních limitů současných diagnostických metod. Tato subklinická produkce („latent replication“, „shedding“) je vázána na konkrétní buněčné typy – permisivními jsou zejména diferencované makrofágy a nezralé DC. Latentní fáze je charakterizována přítomností specifických anti-CMV IgG (séropozitivita). Za určitých okolností – obecně při jakékoliv alteraci imunitního dohledu – dochází k reaktivaci, zahájení intracelulární replikace viru a syntéze virionů. Hovoříme o endogenní reaktivaci CMV; při morfologickém či funkčním postižení orgánů a tkání pak o CMV nemoci. Definice a nomenklatura CMV interakcí s hostitelem jsou shrnuty v tab. 1.

Kritické onemocnění víceméně jakékoliv etiologie (infekce, trauma, popáleniny atd.) může vést k významné imunoalteraci [10, 11]. Prevalence aktivní CMV infekce u imunokompetentních nemocných v intenzivní péči (IP) dosahuje 17–36 % [12]. Vyšší je zejména u séropozitivních jedinců, pacientů se sepsí či septickým šokem, multiorgánovým postižením (vyšším rizikovým skóre) a vyžadujících IP déle než 5 dní [12]. Téměř dvojnásobná incidence CMV infekce u septických nemocných je vysvětlitelná významnou mírou zmíněné imunoalterace/imunosuprese těchto pacientů [10, 11]. Nejvíce reaktivací se odehrává 7–28 dní od začátku kritického stonání [2]. Detekovaná prevalence se bude samozřejmě lišit i dle použité diagnostické metody (viz níže). Rizikové faktory CMV infekce jsou shrnuty v tab. 2.

Klinická manifestace CMV infekce závisí na konkrétní klinické situaci. CMV asociované orgánové či tkáňové postižení (CMV nemoc) je nejčastější u imunokompromitovaných nemocných. U běžné populace premorbidně imunokompetentních kriticky nemocných jsou projevy CMV infekce/nemoci spíše nespecifické [13]. Relativně častou může být i myelosuprese, nejčastěji manifestovaná trombocytopenií, méně často pak neutropenií. Dalšími projevy může být hemolytická anémie, koagulopatie či trombotické komplikace. Relativně málo častá jsou pak orgánová postižení charakteru pneumonitidy, hepatitidy, gastroenteritidy, kolitidy, retinitidy či meningoencefalitidy. Raritní bývá CMV myokarditida [14, 15].

VIRTUÓZ IMUNOMODULACE

Iniciální kontakt hostitele s CMV spouští komplexní imunitní odpověď. Role vrozené imunity je klíčová zejména ve správné aktivaci mechanismů imunity adaptivní. Nicméně časná kontrola a limitace virové expanze je samozřejmě nezbytná, je zajištěna zejména působením interferonů a profesionálních antigen prezentujících buněk (antigen-presenting cells, APC). Pro kontrolu CMV replikace je nezbytná precizní adaptivní T-lymfocytární (vč. NK buněk) odpověď. Až > 10 % všech cirkulujících T-lymfocytů (TC) zajišťuje imunitní dohled nad CMV u séropozitivních jedinců [16]. Tento počet (CMV-specifická frakce TC) se s věkem ještě dále zvyšuje. Existují hypotézy dávající do souvislosti trvalou stimulaci imunitního systému dohledem nad replikací CMV s jeho exhauscí a změnami vedoucími k jeho dysfunkci a stárnutí (imunosenescence) [17, 18].

Miliony let evoluce vedly k vytvoření a selekci celé řady mechanismů, které umožňují udržení delikátního a po většinu času relativně benigního vztahu CMV s hostitelem. Virová DNA kóduje proteiny indukující apoptózu vybraných imunokompetentních buněk, modulaci odpovědi NK buněk, alteraci prezentace CMV epitopů antigen prezentujícími buňkami T-lymfocytům [19–21]. CMV produkuje také celou řadu chemokinů, chemokinových receptorů a cytokinů, které se podílejí na úniku před imunitním systémem hostitele. Příkladem může být cmvIL-10 (CMV interleukin-10), který je pouze z 27 % identický s lidským IL-10, ale i přesto se váže na stejný specifický receptor, a spouští tak signalizační kaskádu vedoucí k potlačení imunitní odpovědi [22]. Inhibuje proliferaci mononukleárů a jejich produkci cytokinů, dále také potlačuje maturaci dendritických buněk a současně stimuluje jejich apoptózu. Selektivně ovlivňuje migraci imunokompetentních buněk – inhibice migrace lymfocytů umožňuje viru uniknout destrukci a současná potenciace migrace myeloidních elementů napomáhá šíření viru v organismu hostitele [23, 24]. Vybrané mechanismy CMV indukované imunomodulace shrnuje tab. 3.

VINÍK, PŘIHLÍŽEJÍCÍ ČI ŠEDÁ EMINENCE?

Asociace mezi CMV infekcí a mortalitou kriticky nemocných je literárně doložena, kauzalita však není zcela jednoznačná. Literatura popisuje vyšší smrtnost těchto nemocných, delší dobu dependence na UPV i delší dobu hospitalizace v IP v porovnání s kohortou bez CMV infekce/reaktivace [2, 5, 12, 25]. Chybí však jednoznačný průkaz příčinné souvislosti [7].

Vzhledem k velmi delikátní rovnováze mezi CMV latencí a replikací vyžadující neustálý a precizní imunitní dohled hostitele lze o CMV reaktivaci uvažovat spíše jako o markeru imunoalterace [6, 26, 27]. Je například dokumentován tranzitorní pokles CMV specifických CD8+ T-lymfocytů i IgG v průběhu sepse, který může stát za ztrátou kontroly nad CMV replikací [27, 28].

Vedle přímých důsledků CMV reaktivace/infekce (orgánové a tkáňové postižení) jsou neméně důležitými i ty nepřímé. CMV navozená imunomodulace, jejíž součástí je i potlačení funkcí DC a NK buněk, může sekundárně vést k vyšší náchylnosti k bakteriálním a mykotickým nozokomiálním infekcím a v důsledku ke všem nepříznivým konsekvencím (prodloužení doby na UPV, prodloužení doby hospitalizace, zvýšení mortality apod.). CMV indukuje produkci potentních proinflamatorních mediátorů, a tak může současně docházet k modifikaci, respektive potenciaci již probíhající zánětlivé odpovědi hostitele, což opět vede k popsaným nepříznivým následkům [29].

DIAGNOSTIKA

Imunitní systém imunokompetentních kriticky nemocných velmi dynamicky interaguje s CMV a minimálně v úvodu hospitalizace je schopen kontrolovat replikaci viru. Pokud není CMV primoinfekce či reaktivace důvodem kritického stavu, a tedy i přijetí do IP, není obecně potřeba podnikat aktivní kroky v detekci CMV. V těchto případech nelze téměř jistě očekávat pozitivní výsledky minimálně v prvních 3–5 dnech [2, 25, 30]. Takto časně lze zvážit pouze potřebu sérologického screeningu – stanovení CMV specifických IgG protilátek – k identifikaci séropozitivní skupiny nemocných, tedy těch v potenciálním riziku pozdější endogenní reaktivace viru.

Sérologické vyšetření je stále nejčastější diagnostickou modalitou. Stanovení CMV specifických IgM protilátek, nejčastěji metodou enzymatické imonoeseje (enzyme-linked immune assay, ELISA), umožňuje identifikovat jedince s akutní CMV infekcí. Pozitivita anti-CMV IgM přetrvává 4–6 měsíců a je dále vystřídána pozitivitou anti-CMV protilátek třídy IgG, která je dlouhodobá. Obecnou nevýhodou sérologických testů je jejich malá senzitivita a specificita. Řídit léčbu na základě jejich výsledků nelze doporučit [31]. Zvláště kriticky nemocní mohou, jak již bylo zmíněno výše, v průběhu svého stonání procházet imunoparalýzou (anergií) s limitací imunitní odpovědi, a tedy i tvorby protilátek. Negativní výsledek sérologie tedy nevylučuje probíhající CMV replikaci, resp. infekci.

Přímá detekce virové DNA v biologických materiálech (plná krev, krevní plazma, tracheální aspirát, bronchoalveolární laváž aj.) pomocí polymerázové řetězové reakce (polymerase chain reaction, PCR) – CMV PCR – je v současné době pro svou vysokou senzitivitu a specificitu považována za zlatý standard v diagnostice CMV reaktivace. Umožňuje kvalitativní i kvantitativní zhodnocení, přičemž přesné stanovení virové nálože (v kopiích virové DNA či mezinárodních jednotkách – IU – v jednotce objemu vzorku) by mělo být jednoznačně preferováno, jelikož nám poskytuje i možnost sledovat dynamiku replikace viru, a rozhodnout se tak k případnému zahájení léčby. Přesné stanovení míry replikace viru může mít i prognostický význam [2]. Přibližně 20 % vyšetřovaných nemocných má virémii > 1 000 kopií/ml. Nejčastěji vyšetřovanými a preferovanými biologickými vzorky jsou plná krev a krevní plazma (DNAémie). Vyšetření z plné krve v porovnání s plazmou umožňuje detekovat i intracelulární virovou nálož [32]. Výsledky získané z těchto dvou odlišných biologických materiálů nejsou tedy porovnatelné; plazmatická viremie je přibližně 5–10krát nižší.

T-lymfocyty a NK buňky hrají klíčovou roli v kontrole CMV reaktivace [33, 34]. V tomto ohledu může být vyšetření funkcí T-lymfocytů přínosné ve smyslu stanovení pravděpodobnosti reaktivace viru zejména u rizikových nemocných [35, 36]. I u imunokompetentních kriticky nemocných byla dokumentována asociace mezi zachovanou funkcí CMV-specifických CD8+ T-lymfocytů hodnocenou mírou stimulované sekrece interferonu γ (INFγ) a ochranou před reaktivací CMV [37]. Tento princip buňkami zprostředkované imunitní odpovědi je podstatou i komerčně dostupného vyšetření QuantiFERON-CMV^® (Qiagen, Melbourne, Austrálie). Při tomto vyšetření jsou in vitro směsí 22 CMV-peptidů nepřímo (cestou antigen prezentujících buněk) stimulovány CMV-specifické CD8+ T-lymfocyty buněk k produkci INFγ. Hladina INFγ je následně stanovena pomocí ELISA. Nedílnou součástí vyšetření je i negativní (voda) a pozitivní (mitogen – fytohemaglutinin) kontrola. Nízká produkce INFγ svědčí pro deficit zmíněné buněčné imunity, a tedy i potenciálně zvýšené riziko ztráty dohledu imunitního systému nad replikací CMV.

Detekce CMV antigenu pp65 (CMV antigenémie) v leukocytech pomocí imunofluorescence specifických protilátek je senzitivitou i specificitou relativně srovnatelná s přímým průkazem virové DNA. Toto vyšetření však selhává v případě leukocytopenie [38].

Kultivační vyšetření má výhodu vysoce specifické detekce viru v nejrůznějších biologických materiálech, je nicméně velmi zdlouhavé a pracné a rovněž jeho senzitivita je v porovnání s výše uvedenými nízká [31].

Histopatologické vyšetření je nejspecifičtějším vyšetřením a konfirmuje přímé postižení tkání (CMV nemoc). Je nezbytné (a diagnostické) například v diagnostice CMV kolitidy, při které nekoreluje DNAémie s tkáňovým poškozením [39, 40]. Toto vyšetření je závislé na kvalitě odběru a přípravy bioptického vzorku, zkušenostech patologa, je invazivní a jeho senzitivita je nižší [31].

Nedílnou součástí v diagnostice CMV je vyšetření krevního obrazu s diferenciálním rozpočtem leukocytů. Toto základní a běžné vyšetření může jednoduše odhalit patologii v počtu základních elementů leukocytární řady a s tím související riziko imunosuprese, a tedy i reaktivace CMV. Elektivní pak může být flowcytometrická analýza lymfocytů, která sofistikovaněji prokazuje možné početní deficity v lymfocytární řadě včetně NK buněk.

Samozřejmě jako v mnoha jiných situacích je vždy výhodou sledování trendu výsledků vyšetření. Navrhovaný diagnostický a rozhodovací algoritmus vedoucí k případnému zahájení CMV specifické léčby je zobrazen na obr. 1.

LÉČBA A PREVENCE

Pro léčbu a prevenci imunokompromitovaných nemocných v riziku CMV infekce existují v současné době respektovaná doporučení [38, 41, 42]. Obdobně lze doporučit zahájení léčby „imunokompetentních“ kriticky nemocných s klinicky konfirmovanou CMV nemocí (signifikantní virová nálož detekovaná CMV PCR či CMV-pp65 antigenémií a současně přítomnost klinických známek orgánového/tkáňového postižení při vyloučení jiné příčiny). V těchto situacích velmi pravděpodobně převažují benefity léčby nad jejími riziky [43].

Otázka preemptivní léčby subklinické CMV replikace/reaktivace bez prokázaného či velmi pravděpodobného přímého orgánového/tkáňového postižení „imunokompetentních“ kriticky nemocných či preventivní léčby vybrané skupiny jedinců v riziku rozvoje CMV nemoci je však velmi kontroverzní. Informace o prospěchu (ve smyslu lepšího výstupu pro nemocné) plynoucí z dosavadních studií nejsou jednoznačné [44, 45]. Například recentní randomizovaná a placebem kontrolovaná studie neprokázala pozitivní efekt profylaktické léčby ganciklovirem (hladiny IL-6, mortalita, délka UPV, délka hospitalizace v IP, sekundární bakteriemie či fungemie), a to i přes signifikantní redukci CMV reaktivací (plazmatická DNAémie) [46]. I další recentní studie neprokázala jednoznačný benefit profylaktické léčby, v tomto případě nízké dávky gancikloviru, resp. valgancikloviru. Profylaxe valaciklovirem byla pak spojena s vyšší mortalitou, byť kauzalita není jasná [47].

Moderní diagnostické metody (CMV PCR a CMV antigenémie) jsou velmi cenné v detekci virové reaktivace. Díky své vysoké citlivosti však nedokážou v některých situacích odlišit klinicky nevýznamnou „latentní replikaci“ virové DNA či produkci virových antigenů („shedding“).

Z výše diskutovaných poznatků z patofyziologie interakce CMV a hostitele plyne logická úvaha o snaze primárně zabránit reaktivaci CMV u séropozitivních kriticky nemocných. Lze mluvit o oprávněné obavě z nepříznivé imunomodulace následně vedoucí k nozokomiálním infekcím a protrahované intenzivní péči. Na druhou stranu je potřeba mít také na paměti významnou toxicitu (nefrotoxicitu, myelotoxicitu) virostatické léčby, zejména v populaci kriticky nemocných s orgánovými dysfunkcemi (tab. 4). Dalším důvodem k určité zdrženlivosti v léčbě je možnost vzniku rezistence CMV k virostatikům [45]. Recentní souhrnná práce Papaziana et al. doporučuje zahájení kurativní virostatické léčby pouze v případech pozitivní detekce virové replikace (CMV-PCR/CMV-antigenémie) a současně jasných klinických projevů virové infekce (primární plicní infiltráty) a nejméně dvou rizikových faktorů (leukocytopenie, hemofagocytóza, absence detekce bakteriálního/mykotického agens, UPV > 2 týdny, horečka, průjem, významná elevace bilirubinu, významná elevace jaterních enzymů) [7]. V současné době neexistují jasná doporučení k rozlišení, u kterých kriticky nemocných provádět screening CMV reaktivace. Dle dostupné literatury jsou určité populace těchto nemocných ve vysokém riziku reaktivace CMV a rozvoje CMV nemoci. Mezi tyto jedince patří zejména pacienti se sepsí, resp. septickým šokem, popáleninami, traumaty, nozokomiálními infekcemi, dlouhodobě ventilovaní, s jinak nevysvětlitelným poškozením jater, horečkou či dysfunkcí trávicího traktu [7, 48, 49]. U těchto nemocných lze doporučit vyšetření CMV-PCR či CMV-antigenémie, ne však dříve než pátý den hospitalizace v IP (viz výše; obr. 1). Samozřejmě je mnohem lepší tento screening opakovat (např. s jednotýdenním odstupem) k posouzení dynamiky výsledků. Významná progrese CMV DNAémie či CMV-antigenémie či jednotlivý výsledek prokazující extrémní virovou nálož (DNAémie > cca 10 000 kopií/ml) je pak vodítkem k zahájení preemptivní virostatické léčby i bez průkazu
CMV-asociovaného orgánového postižení. Pomocným vyšetřením v rozhodovacím algoritmu může být také QuantiFERON-CMV^® (viz výše; obr. 1).

Kontrolní vyšetření DNAémie (při/po léčbě či při sledování dynamiky před rozhodnutím o zahájení léčby) lze doporučit v 5–7denních intervalech, jelikož poločas CMV DNA v plazmě/krvi je přibližně 3–8 dní [50]. Vyšetření v kratším intervalu nemusí být validní. Virová nálož může být totiž stejná, či dokonce vyšší než při vstupním stanovení (probíhající replikace viru > clearance viru), a výsledek tak může být chybně interpretován jako selhání léčby. Nicméně kontrola DNAémie v adekvátních intervalech je nezbytná ke sledování úspěšnosti léčby – perzistující či stoupající virová nálož může vypovídat o případné rezistenci viru ke zvolenému virostatiku.

Tab. 4 sumarizuje aktuální doporučenou dostupnou léčbu CMV včetně doporučeného dávkování, přičemž ganciklovir je v současnosti považován za lék první volby, samozřejmě při respektování jeho kontraindikací či znalosti rezistence.

Na základě dostupných informací a empirických zkušeností s léčbou rizikových skupin nemocných je obecná strategie pracoviště autorů následující (viz též obr. 1):

1. U neprospívajících rizikových kriticky nemocných je vyšetřena DNAémie, případně i virová nálož z bronchoalveolární laváže (BAL).
2. Při detekci signifikantní virové nálože (přibližně 2 000–3 000 kopií, resp. IU/ml) a perzistenci či progresi klinického stavu je provedeno kontrolní vyšetření CMV-PCR s odstupem 5–7 dnů.
3. Další vzestup virové nálože dokumentovaný tímto kontrolním vyšetřením je pak indikací k zahájení virostatické léčby (ganciklovir), samozřejmě při respektování kontraindikací.

Tato strategie je vždy přizpůsobena konkrétnímu nemocnému a průběhu stonání. U nemocných s významným podezřením na orgánové poškození způsobené virem (a v dané chvíli nevysvětlitelné jinou příčinou) je virostatická léčba zahájena v řadě případů již po první detekci signifikantní virové nálože.

ZÁVĚR

Cytomegalovirové infekce imunokompetentních kriticky nemocných nejsou ve světle současných diagnostických možností již ničím vzácným. Endogenní reaktivaci CMV, resp. CMV infekci lze na podkladě aktuálních poznatků považovat u této skupiny nemocných za rizikový faktor možného nepříznivého průběhu stonání a známku imunoalterace, imunosuprese. Přestože není možné na otázku v názvu tohoto článku odpovědět zcela jednoznačně, nelze jistě problematiku CMV infekcí u kriticky nemocných ignorovat. S ohledem na vše výše uvedené je vhodné po případné CMV reaktivaci/infekci aktivně pátrat u (CMV séropozitivních) nemocných, kteří vyžadují déletrvající intenzivní péči (> 5–7 dní) a jejich stav se navzdory adekvátní léčbě nelepší. Indikace k léčbě CMV infekce by měla být vždy přísně individuální, respektovat její tíži (CMV infekce vs. CMV nemoc), stav nemocného a rizika nežádoucích účinků léčby.

Práce je původní a nebyla publikována ani není zaslána k recenznímu řízení do jiného média.

Autoři prohlašují, že nemají střet zájmů v souvislosti s tématem práce.

Všichni autoři rukopis četli a souhlasí s jeho zněním a zasláním do redakce časopisu Anesteziologie a intenzivní medicína.

Podíl autorů na vytvoření článku:

KT: 70 %

RT: 10 %

MM: 20 %

Financování: 1. Program rozvoje vědních oborů Univerzity Karlovy (PROGRES – projekt Q39), 2. Projekt CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_019/0000787, Centrum výzkumu infekčních onemocnění, udělený MŠMT, financovaný EFRR, 3. Projekt institucionálního výzkumu MZČR – FNPl 00669806.

Do redakce došlo dne 31. 5. 2018.

Do tisku přijato dne 4. 9. 2018.

Adresa pro korespondenci:

MUDr. Thomas Karvunidis, Ph. D.

karvunidist@fnplzen.cz