BK病毒感染与肾移植研究

来源:用户上传      作者:

　　摘要：BK病毒是肾移植术后常见致病源，以一种环状双链DNA病毒的形式普遍存在于人群中。当移植患者自身免疫力下降时，肾小管上皮细胞的病毒可大量激活复制，导致肾功能异常，甚至是移植肾功能丧失。定期监测BK病毒对肾移植患者术后恢复及预后具有重要意义，为此，本文对肾移植术后BK病毒感染的预防、检测、诊断及治疗进行综述。
　　关键词：BK病毒;肾移植;肾功能
　　中图分类号：R699.2                                 文献标识码：A                                 DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.05.015
　　文章编号：1006-1959（2020）05-0049-04
　　Abstract：BK virus is a common pathogen after renal transplantation and is widely distributed in humans in the form of a circular double-stranded DNA virus. When the transplant patient's own immunity declines， the virus of the renal tubular epithelial cells can activate a large number of replication， leading to abnormal renal function and even loss of renal function. Regular monitoring of BK virus is important for postoperative recovery and prognosis of renal transplant patients. To this end， this article reviews the prevention， detection， diagnosis and treatment of BK virus infection after renal transplantation.
　　Key words：BK virus;Kidney transplantation;Renal function
　　BK病毒（BK virus）属于多瘤巨细胞病毒家族，定植于肾小管及尿路移行上皮细胞内。BK病毒再激活常见于免疫受损患者，包括移植受体、感染人体免疫缺陷病毒（HIV）的患者以及接受免疫抑制治疗者。对于肾移植术后常规应用免疫抑制剂的群体，病毒激活无有效控制措施，最终会导致患者移植肾功能不可逆性丧失[1]。研究证实[2]，BK病毒也与肾移植术后膀胱癌的发生有关。本文就近年肾移植术后感染BK病毒的相关文献进行综述，旨在为临床医生在BK病毒监测、诊断及治疗提供合理参考。
　　1 BK病毒基因分型
　　BK病毒是一种双链DNA病毒，成环状，无包膜，可于免疫抑制情况下在宿主的细胞核中复制，且病毒具有一定的抵抗能力。根据核苷酸的多态性，可以用VP1编码区域将BK病毒分为4个亚型（Ⅰ～Ⅳ），其中Ⅰ亚型普遍流行，Ⅳ亚型仅在亚洲和欧洲部分地区内流行，亚型Ⅱ和Ⅲ较少见。研究表明[3]，BK分型属Ⅰb2和Ⅳ型感染最为常见，且也最容易发展导致BK病毒相关肾病。BK病毒序列非沉默突变的区域位于编码病毒主要衣壳蛋白的表面环，这些突变暂时出现和消失，被认为BK病毒在患者体内的变化。这些突变在BK病毒进入细胞的过程中改变了受体聚糖结合的光谱[4，5]。HIV感染者VP1蛋白BC环突变频率较高，最常见的突变位点是E82D。免疫抑制可能是BK病毒再激活的一个非常重要的因素，它可以提高病毒复制率，导致VP1的BC环突变频率升高[6]。
　　2传播途径与移植易感人群
　　人群对BK病毒普遍易感，多在年少时感染，免疫功能正常时多半不致病[7]。目前认为BK病毒主要的传播途径是呼吸道、消化道，其余传播途径包括通过胎盘、血液及血液制品[8]。BK病毒可以导致出血性膀胱炎，输尿管狭窄及BK相关性腎病，在肾移植患者中可以导致移植肾功能异常，甚至是移植肾脏功能的丧失[9]。BK病毒在肾移植术后可导致相关肾病，感染致病因素主要与因长期服用免疫抑制剂有关。患者免疫功能长期受到抑制，病毒在宿主体内可再激活。目前有针对供体和受体风险变量和免疫情况测试的研究，将肾移植患者术前的供受体情况归纳为4组：供体阳性受体阳性组、供体阳性受体阴性组、供体阴性受体阴性组、供体阴性受体阳性组。其中供体阳性受体阴性组的移植患者最为易感，且该组的病毒血症患者数量明显高于其他三组，而供体阴性受体阴性组BK病毒血症患者数量最少。另外，该结论在儿童也被证实[10]。
　　3致病机制及组织学
　　BK病毒DNA经由细胞核核孔蛋白进入宿主细胞核内，在宿主的细胞核内进行组装、表达及复制，最终引起感染细胞坏死溶解，造成组织炎症性浸润[11，13]。当肾小管上皮细胞脱落或局部基底膜暴露时，BK病毒会释放大量的表达产物，侵犯临近组织细胞，在破坏肾小管毛细血管基底膜后，病毒进入血液，引起血液病毒载量过高，进一步破坏并加重肾小管的损伤，致使肾小管萎缩及间质纤维化[12，14]。BK病毒可导致相关性肾病（BKVN），随机的感染肾脏皮质和髓质多处，形成多个病灶，病灶区域可与正常薄壁组织共存，活检可观察到超过1/3的组织与正常组织学不同。患多瘤病毒相关肾病的患者，尿液中普遍存在诱饵细胞（decoy cells），同时伴有显著的病毒尿症和病毒血症。另外，组织学研究也表明病毒尿症和病毒血症与肾移植后BK病毒感染息息相关[15]。BK病毒是否也与移植后肿瘤的发生有关，还有待考证，但目前已知BK病毒是以一个潜在的肿瘤病毒，其普遍存在于肾移植后膀胱癌患者中[16]。 　　4实验室检测技术
　　实验技术：①通过实时荧光定量PCR进行BK病毒核酸测定，该方法快速有效，可测量血液、尿液的BK病毒载量，了解患者感染情况，从而进行载量监控[17]。②通过ELISA的方法测定循环干扰素诱导蛋白10（IP-10）和BKV特异性IgG。对IP-10测量可以进行BK病毒既往感染分析。IP-10水平在BK病毒复制时，会显著高于BK病毒复制前，在恢复后的随访中，随着血清病毒水平的下降，IP-10也明显降低且低于诊断病毒复制前水平。值得注意的是，无论是BK病毒复制的移植患者，还是复制后恢复的患者，任何时间点IP-10的水平都要高于BK病毒从未复制的肾移植患者，这一点可以应用在对移植期间隐匿感染情况分析[18]。测量IgG水平可以了解激活初期个体免疫反应情况，在诊断BK病毒激活时。BK病毒特异性抗体IgG会升高，且在术后6～9个月内达到峰值。特异性抗体IgG的增加在病毒激活初期就可以检测到，它比BK病毒特异性细胞免疫反应更早[20]。③通过ELISPOT方法分析BK病毒特异性干扰素-γ（IFNg）水平，可以了解个体免疫应答情况。在移植早期30 d内IFNγ有下降趋势，增加了移植早期的病毒激活风险，给病毒复制创造有利条件[18]。血清IFNγ来源于BK病毒特异性T细胞，研究发现具有稳定或上升趋势的BK病毒特异性T细胞，不易发生BK病毒的复制与激活，在肾移植患者中起到保护作用[18，21]。④通过流式细胞学方法量化宿主的免疫应答，计数淋巴细胞亚群来了解免疫抑制和炎症活动的程度，可选取CD3+、CD4+和CD8+的淋巴细胞进行分析[19]。当发生病毒血症时，CD3+、CD4+和CD8+有明显降低。移植30 d内，血样的淋巴细胞与术前相比有降低，在移植术后1～3个月，BK病毒复制的移植患者白细胞水平要高于未曾复制的移植患者，大约40%的病毒复制患者白细胞计数高于11/nl[22]。通过这一特性对淋巴细胞亚群进行分析，可以确定移植早期的炎症活化程度。
　　5诊断方法
　　目前，关于BK病毒的诊断方法众多，应用率较高，且操作简单便捷有以下几种方法：①尿液细胞学检测：尿液中Decoy细胞是BK病毒侵袭尿道上皮细胞后坏死脱落产生的。在移植术后早期，检测尿液中Decoy细胞对BK病毒尿症具有筛查意义。该方法敏感性、阴性预测值为大于99%，但阳性预测值小于30%[23]。②实时PCR技术可检测尿液和血液中病毒水平，当前认为的临界值是103拷贝/ml，当血液或尿液PCR结果大于此数值时，定义为病毒激活。当PCR结果为尿液中大于107拷贝/ml或血液中大于104拷贝/ml时，对预测BKVN的发生有较高的临床意义。实时PCR技术可监测移植后BK病毒情况，敏感性100%，特异性大于90%，可作为肾移植术后常规检测[17，24]。③组织学活检是诊断BKVN金标准。BK病毒一般存在于肾皮质和髓质中，具有局灶性分布特点，因此穿刺部位应至少达到肾髓质处。取下的活检组织可采用小鼠抗 SV40 BK病毒T抗原行免疫组织化学染色法明确诊断 BKVN。需注意的是穿刺结果阴性时，也不可以排除BKVN，因早期出现的病理改变并不典型。病毒的早期激活可引起BK病毒尿症，但临床症状不明显，血清肌酐一般处于正常水平。中期BK病毒复制到一定的数量，侵入血液，则发展为BK病毒血症。晚期则可出现不同程度的移植肾功能减退，引起急性肾小管上皮细胞坏死和出血性膀胱炎，进展为BKVN，并且可伴随发热、蛋白尿、输尿管狭窄等症状[25]。
　　6治疗
　　目前国内外治疗上选用减少免疫抑制剂用量方案，这种方案是治疗持续性BK病毒血症和BKVN的有效干预措施，该方案的有效性已被组织学活检证实。感染BKV的肾移植受者在执行减少免疫抑制剂方案后，5年内存活率较未感染者没有显著差异[26]。通过每两周一次的血清病毒载量和肌酐水平监测，了解患者病毒复制情况与对肾功能的影响。权衡测评后，谨慎的缩减免疫抑制剂，直至停止使用或出现病毒水平下降趋势为止。关于考虑哪种免疫抑制剂首先被减量以及每次减少剂量值的问题，可针对患者个人情况进行灵活决断[27]。另外当BK病毒血症持续性的超过10000拷贝/ml的高水平时，仅单一停用钙调磷酸酶抑制剂类药物是远远不够的，往往还需要在此基础上停用抗代谢增殖药物。随着免疫抑制剂逐步减少过程中，可能有急性排斥反应的发生。发生排斥反应时，部分国外机构会考虑将药物他克莫司换成环孢素或直接停用抗代谢增殖类免疫抑制剂[28]。来氟米特作为抗病毒的免疫抑制剂，其活性代谢产物A77 1726可抑制BK病毒复制途径中的关键酶二氢乳酸脱氢酶，这种酶的缺失会直接减少病毒大T抗原的表达及DNA的复制，但最近的研究表明該药在清除BK病毒血症方面没有明显的收益。来氟米特活性产物的浓度与BKV载量间没有明显的关联，且药物在短时间若没有达到负荷剂量，则至少要2个月才能达到目标水平，在对病毒的清除上，它不会产生快速影响。同时这种药物疗效有限又伴有多种严重副作用，在多国家已逐渐失宠[29]。其他抗病毒药物如西多福韦与布里西多福韦，目前，正应用于部分国内外肾移植中心，报告表明，在免疫抑制剂减量的同时，辅助性应用西多福韦治疗BK病毒血症和BKVN是有效的，不仅能清除血清BKV-DNA，还能提高移植肾存活率。西多福韦副作用包括肾毒性和眼葡萄膜炎。因此仍有很多移植中心不会考虑应用西多福韦。布里西多福韦是西多福韦脂酯配方的药物前体，一些报道称应用在儿童肾移植方面，除偶有腹泻发生外，其余均耐受性良好，但缺乏随机对照试验数据证明，因此应用也不广泛[26，30]。目前静脉应用免疫球蛋白被认为是有前景的治疗手段，应用剂量可参考1～2 g/kg，分2～5 d执行。虽然治疗BK病毒的机制认识是不明确的，但是在减量使用免疫抑制剂和来氟米特等治疗方案均失败时，该方案被认为是有效的[31]。针对喹诺酮类药物，曾有回顾性研究显示预防性应用环丙沙星在降低早期BKV感染中的可潜在获益[32]，但近几年多文献报道发现无论是3个月还是6个月应用环丙沙星在预防BK感染的发生率上无显著性差异，与BK病毒载量间也无统计学意义存在，应用后反而会出现耐药菌群的增加，严重影响喹诺酮类药物在治疗肠道杆菌和铜绿假单胞菌引起的泌尿系疾病中的作用[33]。二次肾移植方案作为选项之一也适用于肾移植术后BKVN导致的移植肾功能丧失上，需要格外注意的是应先尽可能的清除BK病毒血症后再行移植术，以预防BKVN的再次发生。 　　7预防
　　BK病毒感染激活的问题，可以参考以下4点：①供体和受体各自承载病毒的情况分析，针对供体病毒阳性，受体阴性的移植组，需格外注意移植后定期对受体病毒的监测。特别是当受体出现持续性不明原因血清肌酐水平上升时，应建议受体行肾组织活检[10]。②免疫抑制剂剂量掌控，根据国外长期随访实验表明：无论是否患有BK病毒感染的肾移植患者，选择优先降钙调磷酸酶抑制剂方案后，中长期预后结果是类似的，对于清除BK病毒感染的患者患抗体介导排斥反应仅低风险相关。因此尿液中出現BK病毒时，应开始逐渐降低血药浓度FK506（他克莫司）至7 ng/ml，CsA（环孢素）可降至220～240 ng/ml;出现BK病毒尿症时，可分别降至5 ng/ml或150～180 ng/ml;出现病毒血症时则可考虑以CsA替换药物FK506，MMF（霉酚酸酯）或EC-MPS（霉酚酸钠肠溶）换为布累迪宁[34]。③适时应用免疫球蛋白。针对免疫抑制减少后仍持续性BK病毒血症的患者，当感染症状较重时，静脉滴注免疫球蛋白，大于90%的患者会出现血液中病毒载量下降[26]。④患者病毒载量情况进行定期监测分析，特别是移植术后短期内的2～6个月，是病毒复制高峰期[18]。KDIGO临床实践指南建议：肾脏移植患者定期测血清中BK病毒载量，监测时间是移植术后3～6个月，每月应监测1次，随后每3个月应监测1次直至移植满一年[35]。
　　8总结
　　目前BK病毒所致的相关肾病，是同种异体移植物丢失的重要原因之一。由于有效的监测和早期减少免疫抑制药物等治疗手段，BKVN所致移植物衰竭已逐渐减少。有效的定期监测有助于了解患者病情发展变化，特别是应用较高剂量免疫抑制剂的早期，对保护BK病毒感染的肾移植群体，免受病毒侵害具有重要意义。早期减少免疫抑制剂治疗也有助于在病毒复制、免疫控制和免疫抑制治疗间找到平衡。随着对疾病的深入了解和诊疗的日趋改进，相信BK病毒所引起的移植物损伤率在未来会显著下降。
　　参考文献：
　　[1]Gupta G，Kuppachi S，Kalil RS，et al.Treatment for Presumed BK Polyomavirus Nephropathy and Risk of Urinary Tract Cancers among Kidney Transplant Recipients in the United States[J].American Journal of Transplantation，2018，18（1）：245-252.
　　[2]Liu S，Chaudhry MR，Berrebi AA，et al.Polyomavirus Replication and Smoking Are Independent Risk Factors for Bladder Cancer After Renal Transplantation[J].Transplantation，2016，101（6）：1.
　　[3]Tremolada S，Akan S，Otte J，et al.Rare subtypes of BK virus are viable and frequently detected in renal transplant recipients with BK virus-associated nephropathy[J].Virology，2010，404（2）：312-318.
　　[4]O'Hara SD，Stehle T，Garcea R.Glycan receptors of the Polyomaviridae：structure，function，and pathogenesis[J].Current Opinion in Virology，2014（7）：73-78.
　　[5]Bofill-Mas S，Formiga-Cruz M，Clemente-Casares P，et al.Potential Transmission of Human Polyomaviruses through the Gastrointestinal Tract after Exposure to Virions or Viral DNA[J].Journal of Virology，2001，75（21）：10290-10299.
　　[6]Cobos M，Aquilia L，Garay E，et al.Epidemiologic Study and Genotyping of BK Virus in Renal Transplant Recipients[J].Transplant Proc，2018，50（2）：458-460.
　　[7]El Ansary M，Abd Elhamid S，Saadi G，et al.Prevalence of polyoma BK virus infection among living-donor renal transplant recipients[J].Transpl Infect Dis，2016，18（4）：529-537.
　　[8]Nankivell BJ，Renthawa J，Sharma RN，et al.BK virus nephropathy： histological evolution by sequential pathology[J].American Journal of Transplantation，2017，17（8）：2065-2077.
　　[9]Elfadawy N，Flechner SM，Liu X，et al.The impact of surveillance and rapid reduction in immunosuppression to control BK virusrelated graft injury in kidney transplantation[J].Transpl Int，2013，26（8）：822-832. 　　[10]Sood P，Senanayake S，Sujeet K，et al.Donor and Recipient BKV-Specific IgG Antibody and Posttransplantation BKV Infection：A Prospective Single-Center Study [J].Transplantation，2013，95（6）：896-902.
　　[11]Acott PD，Hirsch HH.BK virus infection，replication，and diseases in pediatric kidney transplantation[J].Pediatric Nephrology，2007，22（9）：1243-1250.
　　[12]Masutani K，Shapiro R，Basu A，et al.The Banff 2009 Working Proposal for Polyomavirus Nephropathy：A Critical Evaluation of Its Utility as a Determinant of Clinical Outcome[J].American Journal of Transplantation，2012，12（4）：907-918.
　　[13]Mitterhofer AP，Tinti F，Pietropaolo V，et al.Role of BK virus infection in end-stage renal disease patients waiting for kidney transplantation - viral replication dynamics from pre- to post-transplant[J].Clin Transpl，2014，28（3）：299-306.
　　[14]Solis M，Velay A，Porcher R，et al.Neutralizing Antibody-Mediated Response and Risk of BK Virus-Associated Nephropathy[J].J Am Soc Nephrol，2018，29（1）：326-334.
　　[15]Drachenberg CB，Papadimitriou JC，Hirsch HH，et al.Histological Patterns of Polyomavirus Nephropathy：Correlation with Graft Outcome and Viral Load[J].American Journal of Transplantation，2004，4（12）：2082-2092.
　　[16]Rogers R，Gohh R，Noska A.Urothelial cell carcinoma after BK polyomavirus infection in kidney transplant recipients：a cohort study of veterans[J].Transpl Infect Dis，2017，19（5）：e12752.
　　[17]Greer AE，Forman MS，Valsamakis A，et al.Comparison of BKV quantifification using a single automated nucleic acid extraction platform and  realtime PCR assays[J].Diagn Microbiol Infect Dis，2015，82（4）：297-302.
　　[18]Schachtner T，Stein M，Babel N，et al.The Loss of BKV-specific Immunity From Pretransplantation to Posttransplantation Identifies Kidney Transplant Recipients at Increased Risk of BKV Replication[J].American Journal of Transplantation，2015，15（8）：2159-2169.
　　[19]馬锡慧，高钰，韩永，等.流式细胞术在肾移植术后感染中的诊断价值[J].器官移植，2018，9（2）：136-141.
　　[20]Tan Susanna K，Huang C，Sahoo MK，et al.Impact of Pre-Transplant Donor BK Viruria in Kidney Transplant Recipients[J].Infectious Diseases Society of America Dis，2019，220（3）：370-376.
　　[21]Schachtner T，Stein M，Sefrin A，et al.Inflammatory activation and recovering BKV-specific immunity correlate with self-limited BKV replication after renal transplantation[J].Transplant International，2014，27（3）：290-301.
　　[22]Mutlu E，Koksoy S，Mutlu D，et al.Quantitative analysis of BKV-specific CD4+ T cells before and after kidney transplantation[J].Transplant Immunology，2015，33（1）：20-26. 　　[23]Huang J，Danovitch G，Pham PT，et al.Kidney retransplantation for BK virus nephropathy with active viremia without allograft nephrectomy[J].Journal of Nephrology，2015，28（6）：773-777.
　　[24]Bucsa C，Stefan G，Tacu D，et al.Does the KDIGO CKD risk stratification based on GFR and proteinuria predict kidney graft failure[J].Int Urol Nephrol，2014，46（9）：1857-1865.
　　[25]An P，Sáenz Robles，Maria Teresa，et al.Human polyomavirus BKV infection of endothelial cells results in interferon pathway induction and persistence[J].PLoS Pathog，2019，15（1）：e1007505.
　　[26]Elfadawy N，Yamada M，Sarabu N.Management of BK Polyomavirus Infection in Kidney and Kidney-Pancreas Transplant Recipients：A Review Article[J].Infect Dis Clin North Am，2018，32（3）：599-613.
　　[27]Hirsch HH，Randhawa P，AST Infect Dis Community Practice.BK polyomavirus in solid organ transplantation[J].Am J Transplant，2013，13（Suppl 4）：179-188.
　　[28]Bischof  N，Hirsch HH，Wehmeier C，et al.Reducing calcineurin inhibitor first for treating BK polyomavirus replication after kidney transplantation：long-term outcomes[J].Nephrology Dialysis Transplantation，2019，34（7）：1240-1250.
　　[29]Krisl JC，Taber DJ，Pilch N，et al.Leflunomide efficacy and pharmacodynamics for the treatment of BK viral infection[J].Clin J Am Soc Nephrol，2012，7（6）：1003-1009.
　　[30]Andrei G，Van Loon E，Lerut E，et al.Persistent primary cytomegalovirus infection in a kidney transplant recipient：Multi-drug resistant and compartmentalized infection leading to graft loss[J].Antiviral Research，2019（168）：203-209.
　　[31]Velay A，Solis M，Benotmane I，et al.Intravenous Immunoglobulin（IVIg）Administration Significantly Increases BKPyV Genotype-Specific Neutralizing Antibody Titers in Kidney Transplant Recipients[J].Antimicrob Agents Chemother，2019，63（8）：393-419.
　　[32]Wojciechowski D，Chanda R，Chandran S，et al.Ciprofloxacin prophylaxis in kidney transplant recipients reduces BK virus infection at 3 months but not at 1 year[J].Transplantation，2012，94（11）：1117-1121.
　　[33]Lebreton M，Esposito L，Mengelle C，et al.A 3-month course of ciprofloxacin does not prevent BK virus replication in heavily immunosuppressed kidney-transplant patients[J].Clin Virol，2016（79）：61-67.
　　[34]Yen CL，Tian YC，Wu HH，et al.Conversion to mTOR-inhibitors with calcineurin inhibitor elimination or minimization reduces urinary polyomavirus BK load in kidney transplant recipients[J].Journal of the Formosan Medical Association，2016，115（7）：539-546.
　　[35]鄧伟明，刘燕娜，于立新.早期干预BK病毒复制有利于维持移植肾功能的稳定[J].南方医科大学学报，2017，37（8）：1110-1115.
　　收稿日期：2019-09-01;修回日期：2019-09-14
　　编辑/成森
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15194698.htm