Monitoring des infections virales chez les patients immunodéprimés. Applications pratiques

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1 16/01/2013 Monitoring des infections virales chez les patients immunodéprimés Applications pratiques Marie-Christine MAZERON

2 Immunodépression Infections virales opportunistes Herpèsvirus CMV EBV HSV VZV HHV6 HHV8 Adénovirus Polyomavirus JC et BK Papillomaviridae

3 Monitoring? Prévenir les conséquences de l infection traitement anticipé (préemptif) diminution de l immunodépression Diagnostiquer la maladie Surveiller le traitement antiviral efficacité résistance aux antiviraux

4 Prévenir les conséquences de l infection Bases du monitoring Détecter le virus dans un site donné à définir pour chaque type d infection Mesurer la charge virale Définir un seuil à partir duquel le risque de développer des manifestations cliniques de l infection est élevé Proposer une intervention thérapeutique Population ciblée : les receveurs d allogreffe

5 Virus BK

6 Infection à BK virus Famille des Polyomaviridae : virus à ADN non enveloppés Spécificité d espèce : virus humains Primo-infection dans les 10 premières années de vie Infection persistante dans les cellules épithéliales tubulaires rénales, avec latence et réactivations Virus opportuniste, pathogène chez l hôte immunodéprimé =>néphropathie sévère chez le receveur de greffe de rein =>cystites hémorragiques chez le receveur de CSH

7 Néphropathie associée au polyomavirus humain BK Circonstances de survenue Rencontrée dans différents types d immunodéficience La plupart des cas décrits chez les receveurs de greffe de rein due à la réactivation du virus BK dans les cellules épithéliales tubulaires du rein greffé 2 à 10 % des receveurs (adultes ou enfants) => perte du greffon dans 50% des cas Facteurs de risque chez le R de greffe de rein caractéristiques du D sexe féminin D décédé rein ischémique reperfusé incompatibilités HLA noir américain caractéristiques du R âge, sexe masculin absence d immunité cellulaire spécifique du virus BK

8 Néphropathie associée au polyomavirus humain BK Prévention diminution de l immunosuppression autres interventions éventuelles (non consensuelles) CDV à faible posologie léflunomide Immunoglobulines fluoroquinolones

9 Réactivation du virus BK dans les cellules rénales Elimination dans les urines des cellules infectées. => Diagnostic de l infection active avec élimination de virus à haut titre dans les urines

10 Fig. 2 Relationship of same-day paired plasma and urine samples for quantitative BK viral load testing. Steve Miller, Christopher S. Liverman, Linda Post, Yasmeen Khan, Carolyn Wright Analytical and clinical performance characteristics of the Simplexa BK virus quantitative PCR assay for the diagnosis of polyomavirusassociated nephropathy in renal transplant recipients using plasma and urine specimens Journal of Clinical Virology Volume 55, Issue

11 Fig. 3 BK viral load taken from plasma (A) or urine (B) within 1<ce:hsp sp="0.25"/> month of kidney biopsy showing polyomavirus nephropathy by immunoperoxidase stain (biopsy positive) or no evidence of polyomavirus nephropathy (biopsy negative).... Steve Miller, Christopher S. Liverman, Linda Post, Yasmeen Khan, Carolyn Wright Analytical and clinical performance characteristics of the Simplexa BK virus quantitative PCR assay for the diagnosis of polyomavirusassociated nephropathy in renal transplant recipients using plasma and urine specimens Journal of Clinical Virology Volume 55, Issue

12 Infection à BK virus Justification du monitoring Diagnostic histologie des lésions (plusieurs biopsies) Virurie non détectable=> risque nul de néphropathie Virurie précède la virémie Virémie précède les atteintes cliniques

13 Recommandations Hirsch et al Am J Transplant 2009;9 S4,S136 Recherche de virus BK dans les urines au moins une fois tous les trois mois après greffe pendant les 2 premières années, 1 fois par an jusqu à 5 ans CV plasmatique méthode de choix : PCR en temps réel CV> 6 ou 7 log /ml => mesurer la CV dans le plasma >4 log / ml pendant trois semaines => diagnostic présomptif de néphropathie => biopsie Valeur prédictive positive de virurie >7 log/ml pendant 2 mois Virémie > 4 log/ml => PPV >50% Alternative CV plasmatique une fois par mois

14 American Journal of Transplantation pages S136-S146, 16 DEC 2009 BK Virus in Solid Organ Transplant Recipients

15 Les Adénovirus 67 serotypes 7 groupes ou «espèces» : A - G Agent de maladies très diverses et bénignes chez le sujet normal : Infections respiratoires hautes, conjonctivites, gastro entérites

16 Infections à Adénovirus chez l allogreffé de CSH Morbidité importante : Pneumonies, hépatites, cystites hémorragiques, pancréatites, colites, méningo-encéphalite Mortalité = 60% / infections disséminées Infections primaires ou réactivation (groupe C+++) Tractus intestinal pourrait être à l origine des infections systémiques Roy et al, Plos one, Lion et al, Leukemia, 2010 Traitement : cidofovir, CMX001,CTL anti adéno

17 Infection à Adénovirus Transplantation de cellules souches hématopoïétiques enfants : 6 à 28% des transplantés adultes : 0 à 6 % des transplantés

18 Infection à adénovirus Facteurs de risque Children Allo-hematopoietic stem cell transplant (HSCT) with in vivo or ex vivo T-cell depletion (II) Allo-HSCT with unrelated donor graft (II) Allo-HSCT with unrelated cord blood graft (II) Severe (grade III IV) graft-versus-host disease (II) Severe lymphopenia (<200 cells/ll PB) (II) Adults Allo-HSCT with haploidentical donor or unrelated cord blood graft (III) Severe (grade III IV) graft-versus-host disease (III) Severe lymphopenia (<200 cells/ll PB) (III) Treatment with alemtuzumab (III) Transplant Infect Dis, décembre 2012

19 Recommandations ECIL 2012 Allogeneic HSCT recipients Monitoring HAdV loads is not routinely recommended in standard-risk patients, such as those receiving HLA-identical sibling transplants (BII) Monitoring with quantitative PCR of HAdV load in peripheral blood is recommended on at least a weekly basis for patients with at least 1 risk factor (see Table 2) (AII children/biii adults) The duration of monitoring should be adapted to duration of risk according to degree of immune reconstitution (BIII children/ciii adults) Autologous SCT and chemotherapy Routine monitoring is not recommended (CII) Quantitative PCR should be performed in case of clinical suspicion of HAdV infection/disease (CII)

20 Conduite à tenir Prophylactic and preemptive treatment Prophylactic antiviral therapy with currently available antiviral drugs is not recommended (BIII) Patients with viremia and at least 1 risk factor should receive preemptive antiviral treatment with cidofovir 3 5 mg/kg/week for 2 3 weeks; thereafter, every other week* (BII) Treatment of proven or probable AdV disease Immunosuppressive therapy should be reduced or withdrawn whenever possible (AII) Patients with probable or proven human AdV (HAdV) disease should be treated with intravenous cidofovir (either 5 mg/kg weekly for 2 3 weeks; thereafter, every other week) (BIII) At day of cidofovir administration, protective measures should be taken such as hyperhydration, oral probenicid (BIII) and, if possible, other nephrotoxic drugs should be avoided (BIII) Ribavirin is not recommended for AdV disease (CIII) Therapy with donor-derived HAdV-specific T cells should be reserved for patients who do not respond to antiviral therapy and should be performed in the context of clinical trials in experienced centers (BIII)

21 Incidence cumulée à 3 mois Maladie 17% Infection disséminée 21% Infection digestive 39% Etude effectuée à l hôpital Saint-Louis (Linda Feghoul et Jérôme Le Goff) Service d hématologie clinique de Robert Debré

22 Courbe ROC sensibilité Sensibilité cp/ml Spécificité 1-specificité Couple plasma/selles les plus proches possibles : Délai médian : 2 jours Seuil de CV dans les selles : 5 log copies/ml Se = 0,96 Sp = 0,68 VPP = 0,56 VPN = 0,97 Dr L Feghoul, Dr J Le Goff Hôpital Saint-Louis Pr JH Dalle Dr Ouachée- Dr Yacouben- Dr Fahd Hôpital Robert Debré

23 Screening de l infection à adénovirus à partir des selles ADV détectable à partir des selles avant les autres sites en règle générale Intérêt du screening systématique à partir des selles : vigilance accrue vis-à-vis du patient => recherche dans le plasma vis-à-vis des autres patients => prévention des infections nosocomiales traitement anticipé? CDV non efficace sur la réplication digestive CMX-001 non disponible actuellement

24 Devenir des patients : traitement CV (log copies/ml) CDV CMX001 CV (log copies/ml)

25 Nos recommandations Age<6 ans Donneur HLA non phénoidentique Greffe de sang de cordon Screening moléculaire Selles +++ CV selles > 5 log copies/ml Screening moléculaire Plasma +++ CMX001? Greffe de sang de cordon GVH grade 3-4 Intervention thérapeutique précoce

26 Infection à Cytomégalovirus chez le receveur d allogreffe d organe ou de CSH

27 Cytomégalovirus pathogène majeur en transplantation d organe Stimulation allogénique TNFα, anti-l, fièvre Immunodépression Infection active virémie, infection tissulaire Effet direct Maladie à CMV Effets indirects MHC, cytokines Syndrome CMV localisation Atteinte du greffon rejet EBV-PTLD Infection opportuniste Athérosclérose bronchiolite obliterans

28 Cytomégalovirus pathogène majeur en transplantation de CSH Effet direct Effets directs Syndrome CMV Maladie à CMV précoce ou tardive : pneumonie Effets indirects MHC, cytokines Molécules d adhésion Infections opportunistes Association à la GVH

29 Infection à CMV après allogreffe et ses conséquences Charge virale initiale et augmentation de la charge virale Emery et al (2000) Lancet 355: Contrôle immunitaire

30 Prévention de l infection à CMV chez les receveurs d allogreffe Deux stratégies Prophylaxie Administration d un traitement antiviral après la greffe pour prévenir la survenue d une infection active à CMV Chez les D+/R- Chez les R+ (D+ ou D-) à risque particulièrement élevé absence de consensus pour une surveillance virologique Traitement anticipé Administration d un traitement antiviral en présence d une infection active à CMV pour prévenir la survenue d une maladie à CMV (syndrome CMV ou atteinte viscérale)

31 Recommandations internationales Transplantation d organe (Kotton, Transplantation, 2010,89: ) Traitement anticipé International Consensus Guidelines 2010 Prélèvements hebdomadaires après greffe pendant 3 mois (rein, foie, pancréas, cœur) Suivi virologique possible par antigénémie pp65 Suivi virologique par PCR en temps réel recommandé Plasma ou sang total et résultats exprimés en nombres de copies par ml de plasma ou de sang total Seuil d intervention à établir localement Considérer l augmentation de la charge virale entre deux prélèvements ( 0,5 log 10 et 0,7 log 10 pour les valeurs proches du seuil de la technique)

32 Recommandations internationales Transplantation d organe (Kotton, Transplantation, 2010,89: ) Surveillance du traitement mesure de la charge virale 1 à 2 fois par semaine Durée du traitement Jusqu à obtenir une ou 2 mesures de CV indétectable Seuil d indétectabilité? Jamais inférieure à 2 semaines

33 Recommandations internationales Greffe de cellules souches hématopoïétiques ECIL Surveillance virologique au moins hebdomadaire au cours des 100 premiers jours après la greffe Surveillance prolongée en cas de GVH, greffe de sang de cordon, immunodépression intense, première infection au cours des 100 premiers jours Méthodes quantitatives : PCR, antigénémie, ARN messagers tardifs Interprétation en fonction des données virologiques et cliniques Seuil d intervention : dépend de la méthode utilisée et du compartiment sanguin analysé (seuil plus bas si plasma)

34 Méthodes virologiques de surveillance de l infection à CMV Mesure de l antigénémie pp65 Quantification des génomes viraux dans le sang circulant par PCR quantitative par PCR en temps réel

35 Enquête 2009 sur les pratiques des laboratoires français CNR cytomégalovirus Réponses obtenues de 36 laboratoires

36 Dissémination hématogène Bentz et al, J Virol 2006

37 DISSEMINATION SANGUINE Compartiment à explorer Monocytes site de latence (ADN viral) Lymphocytes - Couche leucocytaire Polynucléaires Virus infectieux Antigène pp65 ADN viral Sang total Plasma ADN viral lyse des PN cellules endothéliales Plasma

38 Choix du compartiment Corrélation entre antigénémie pp65 et QPCR à partir du sang total (WB) ou du plasma ADNémie plus précoce que l antigénémie (2 semaines) QPCR WB plus sensible que QPCR plasma Correspondance entre niveau d antigénémie pp65 et CV mesurée en QPCR WB (Deback et al, J Clin Virol, 2007, 40,173) et CV mesurée en QPCR plasma avant la mise sous traitement (Gimeno et al, J Clin Microbiol, 2008,46,3311)

39 Correspondance entre niveau d agpp65 et charge virale mesurée par QPCR Allice T et al (2006) J Med Virol, 78:

40 Suivi par PCR en temps réel et antigénémie pp65 de l infection à CMV chez des receveurs de CSH Beckmann et al, J Med Virol, 2011, 83:2143

41 Seuils d intervention (antigénémie pp65) Transplantation d organe 100 nyx/ leucocytes D+/R+et D-/R+ 2nyx/ leucocytes D+/R- Greffe de CSH 1ou 2 ny/ leucocytes (Gimeno et al,gerna et al)

42 Seuils d intervention (PCR en temps réel) Transplantation d organe 1000 à 5000 copies/ml plasma 1000 à copies/ml sang total Greffe de CSH 100 à copies/ml plasma 1000 à copies/ml sang total Absence d harmonisation compartiment exploré région amplifiée et modalités techniques standards de calibration

43 Standard international WHO 2010 => candidat standard proposé préparation de virus entier souche Merlin tampon 10mM Tris-HCL et 0,5% albumine humaine présenté congelé et lyophilisé titre : 5x10 6 Unités Internationales après reconstitution dans 1ml d eau sans nucléases destiné à permettre l expression des résultats en UI et la validation des trousses dans le cadre de l accréditation Commandes limitées à 5 par an et par institution Facteurs de conversion pour la trousse Abbott RealTime CMV Abbott RealTime CMV copies en UI : copies/ml x 1.56 = UI/ml Abbott RealTime CMV log 10 copies en log 10 UI : log 10 copies/ml = log 10 UI/ml Problèmes à résoudre dilution du standard international mode de calcul (méthode statistique)

44 Dynamique de la réplication virale Demi-vie : 2 jours Augmentation de la charge virale chez 18 receveurs de greffe de moelle Emery et al, J Exp Med, 1999,190:

45 Augmentation de la charge virale et maladie à CMV Augmentation de la CV au stade initial de l infection active 127 patients transplantés : rein (31), CSH (49), foie (47) Emery et al (2000) Lancet 355:

46 Cinétique de réplication Rythme d augmentation de la CV en l absence de traitement CV 3 fois CV de base en 6 jours chez des RCSH => différencie les épisodes initiaux ne nécessitant pas de tt de ceux qui nécessitent un tt sens : 76,4%, spec : 89,4%, VPP : 86,6%; VPN : 80,9% dynamique de réplication ne permet pas de préjuger de la réponse au traitement Munoz-Cobo et al, Biol Blood Marrow Transplant, 2011

47 Boeckh and Ljungman, Blood, 2009,113:5711

48 Strategy to prevent late CMV disease (FHCRC approach) Patients at risk for disease, start and discontinuation of virologic surveillance, and preemptive therapy Risk factors for late CMV disease Virologic criteria (one required) CMV infection or disease before day 100 or Prophylaxis with ganciclovir/valganciclovir/foscarnet plus Immunologic criteria (one required) Undetectable CMV-specific T-cell responses or GVHD requiring systemic treatment or High-dose steroids for reasons other than GVHD or T-cell depletion or Cord blood transplantation or Donor lymphocyte infusion or CD4 T-cell count less than 50/mm3 CMV surveillance* PCR weekly surveillance after day 100 if risk factors for late CMV disease are present Discontinue CMV surveillance if No or minimal immunosuppression (< 0.5 mg prednisone/kg/day) and No anti T-cell agents and At least 3 negative weekly tests Preemptive therapy Start preemptive therapy with valganciclovir (900 mg twice daily) if CMV DNA is more than 1000 copies/ml Continue induction dosing until viral load declines, at least 1 week Treat with maintenance dose (900 mg/day) until viral load is undetectable

49 Stratégie mixte Prophylaxie suivie de surveillance virologique dans le but de prévenir la survenue de la maladie retardée à CMV (17 à 37 % des R-/D+ après 3 mois de prophylaxie) Etude rétrospective chez 71 receveurs d organe solide Lisboa et al Transplantation 2011,82:1063 prophylaxie 3 à 6 mois surveillance 8 semaines Surveillance Après la surveillance ADNémie >500 cp/ml pl 35 jours (11-53) maladie : S avec ADN+ 64 jours (9-180) après l arrêt 8 : S avant TT Echec de cette stratégie période de surveillance trop courte seuil d intervention trop haut (25000 cp/ml), doublement de la population virale très court (1,1 jour)

50 Surveillance du traitement Suspicion de résistance signes cliniques qui persistent ou s aggravent CV reste stable ou augmente à la fin du traitement Charge virale à interpréter avec prudence augmentation possible de l ag pp65 sous GCV en début de traitement augmentation transitoire de la CV à l arrêt du traitement pendant 5 à 7 jours si augmentation rapide de la CV avant traitement

51 Réponse au traitement Viral load (log copies/ml) Patient Days after transplantation vgcv: 900mg bid K decline, day -1 = 0.16 ½ life = 1.8 days

52 Réponse au traitement Patient 2 Viral load (log copies/ml) Dyas after transplantation Patient 4 vgcv First decline K, d -1 = ½ life = 3.25 Second decline K, d -1 = ½ life = 2.17 Viral load (log copies/ml) Days after transplantation First decline K, d-1= 0.16 ½ life = 1.9 Second decline K, d-1 = 0.14 ½ life = 2.14 Réponse rapide au traitement suivie d une augmentation de la CV à l arrêt

53 Réponse au traitement 6 Patient 3 FOS IV GCV vgcv 900mgx2 Viral load (log copies/ml) ½ life: 1.67 days (FOS) ½ life: 6.6 days (GCV) ½ life: 9.4 days (FOS) Days after transplantation Réponse au traitement diminution lente de la CV résistance?

54 Resistance 5 Viral load (log copies/ml) 4 3 FOS vgcv 450mgX2 vgcv 900mgx2 K decline, day-1 = ½ life = 6 days Days after transplantation Resistance mutations UL97 abs L595S L595S => resistance to GCV UL54 abs abs abs Mutation in UL97 at Day 148 post transplantation vgcv: 36 days; FOS: 36 days

55 Suspicion de résistance du CMV aux antiviraux Boeckh and Ljungman, Blood, 2009,113:5711

56 Réponse immunitaire Réponse humorale anticorps neutralisants dirigés contre les glycoprotéines gb et gh le complexe gh/gl/pul131/pul130/pul128 Complexe impliqué dans l entrée du virus dans les cellules endothéliales et épithéliales Exprimé par les isolats cliniques et non les souches de laboratoire Rôle des anticorps neutralisants : à explorer Ryckman B J et al. J. Virol. 2008;82:60-70

57 Réponse immunitaire Réponse cellulaire Importance capitale dans le contrôle de l infection à CMV Rôle clé à la fois des lymphocytes T CD4+ et CD8+ receveurs de greffe d organe (D-/R+, BenMarzouk-Hidalgo et al, Transplant, 2011, 91:927) receveurs de CSH (Moins-Teisserenc et al, J Infect Dis, 2008,198:818; Tormo et al, Bone marrow Transplant, 2010,45:543) Réactivité dirigée contre un très grand nombre de protéines virales particulièrement impliquées IE-1, IE-2 et pp65 et aussi de nombreuses autres

58 Suivi immunologique Réponse immunitaire T spécifique peut-elle aider à la prise en charge des receveurs d allogreffe? Monitoring des réponses cellulaires T spécifiques du CMV => reconnaître les patients à haut risque de maladie à CMV => guider la prophylaxie et les traitements anticipés

59 Méthodes de suivi immunologique Tetramers : peptides spécifiques, HLA spécifique Population explorée : LCD8+ Marquage cellulaire et détection de cytokines intra-cellulaires par cytométrie de flux après stimulation par peptides ou lysats Elispot Cytokines détectées : IL2, INFγ Populations réactives CD8+ et CD4+ individualisées Mesure de la production d INFγ après stimulation par peptides ou lysats Populations explorées : LCD8+ et LCD4+ sans distinction QuantiFERON -CMV (Cellestis) Population explorée : L CD8+

60 Méthodes de suivi immunologique Gerna et al, New Microbiologica, 2011, 34:229

61 Méthodes immunologiques Diversité des méthodes méthodes «maison» ou commercialisées populations cellulaires explorées : CD8, CD8 et CD4, CD8 + CD4 antigènes viraux : peptides pp65 ou/et IE-1, lysats viraux, cellules présentatrices d antigènes expression des résultats : UI d INFγ produit par les cellules stimulées par les antigènes viraux, nombre de cellules produisant des cytokines (INFγ, IL2,TNF )/ml ou µl Seuils assurant le contrôle immunitaire de l infection à déterminer

62 Cell Mediated Immunity to Predict Cytomegalovirus Disease in High Risk Solid Organ Transplant Recipients 108 receveurs de greffe (D-/R+, D+/R-, D+/R+) QuantiFERON Kumar et al, American Journal of Transplantation, 2009, 9:

63 Cell Mediated Immunity to Predict Cytomegalovirus Disease in High Risk Solid Organ Transplant Recipients >0,1 UI/ml INFγ <0,1 UI/ml INFγ Kumar et al, American Journal of Transplantation, 9:

64 Receveurs de CSH Réduction de la durée du traitement en fonction de la réponse immunitaire Etude pilote (Solano et al, Transplantation, 2011,92:e17) 14 patients (D-/R+ et D+/R+) et 14 épisodes de réactivation CV suivie par PCR plasmatique Réponse immunitaire suivie par détection des L CD8+ producteurs d INFγ traitement anticipé si CV> seuil 500 copies/ml interruption si CV<100 copies/ml et CMV INFγ CD8+ > 1 cellule/µl Stratégie appliquée à 6 épisodes les patients ont reçu un traitement pendant 6 à 13 jours au lieu de 20 à 75 jours Suivi des récurrences la réponse immunitaire ne protège pas si corticoïdes pour GVH

65 Receveurs de CSH Conclusion de l Etude pilote (Solano et al, transplantation, 2011,92:e17) Stratégie de réduction de la durée du traitement pourrait concerner 25 % des patients ne s applique pas aux patients sous corticothérapie nécessite d être évaluée dans un essai randomisé mesurant bénéfice clinique (nombre de jours de traitement épargnés) efficacité virologique (durée des épisodes de virémie, survenue des récurrences) sécurité clinique (maladie à CMV)

66 Receveurs de CSH Stratégie d intervention thérapeutique après 3 mois post greffe (Avestisyan et al, Bone Marrow Transplant,2007,40:865) absence de traitement antiviral des réactivations après trois mois si immunité CD4 et CD8 suffisante (Elispot et marquage intra-cellulaire) Résultats : sauf - si corticothérapie pour GVH 17 patients, 19 épisodes - signes cliniques évocateurs de maladie à CMV - décision du clinicien 16 épisodes traités selon la stratégie => absence de traitement pour 5 épisodes rôle du statut du donneur

67 Avetisyan et al, Bone Marrow Transplant,2007, 40:865

68 Conclusion Mesure de la charge virale Méthodes actuelles permettent de définir les seuils d intervention antigénémie pp65, PCR en temps réel sur le plasma, le sang total ou les PBL Sensibilité des tests => précocité de la détection de l infection => mesure de la dynamique de réplication Délai de résultat => compatible avec l introduction du traitement avant l apparition de la maladie Standardisation des techniques => reproductibilité inter-essai indispensable pour assurer le suivi de la CV => comparaison des différentes techniques

69 Conclusion Suivi immunologique Importance de la réponse immunitaire cellulaire spécifique confirmée par de nombreux travaux Intérêt d un suivi immunologique chez les receveurs d allogreffe Nécessité de disposer de méthodes standardisées de mener de larges études randomisées => mise en place du traitement antiviral => décider de l administration de CTL CMV

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