Infections à Polyomavirus

B. HURAULT de LIGNYService de Néphrologie et de Transplantation Rénale

CHU CAEN

DIU Transplantation, Lyon, mai 2011

Infections à vBK en transplantation rénale

Fréquence

Gravité: néphropathie à vBK • prévalence: 5% (1 à 10%)• perte du greffon : 50 % (10 à 80%)

Traitement au stade de la N-vBK: • efficacité limitée

Prévention de l’infection: dépistage virologique pour• un diagnostic précoce • une attitude thérapeutique précoce

POLYOMAVIRUS

Polyomavirus simiens : virus SV40 virus

SA12

Polyomavirus murins : virus du polyome virus K

Polyomavirus humains : virus JC virus BK

Carte circulaire du génome du virus SV40

vBK et vJC homologie de séquencesnucléotidiques avec SV40

Virus à ADN bicaténaire– circulaire, 5000 paires de base– non capsulé, 45 nm

Organisation génétique commune:• région non codante dite de régulation• 2 régions codantes et fonctionnelles distinctes:

– région précoce: code pour 2 protéines de régulation: Ag T et Ag t– région tardive: code pour trois protéines de capside VP1, VP2 et VP3

Caractéristiques des polyomavirus

Effet cytopathogène Polymorphisme génétique: 4 types Variants génomiques liés à la N - vBK Chen CH, J. Med virol 2001

Randhawa P, Kidney Int 2003

Potentiel oncogène pouvoir transformateur in vitro induction de tumeurs chez l ’animal Variant génomique identifié chez l’homme:

• BK : vessie, cerveau, pancréas • SV40 : mésothéliome, poumon, colon, cerveau

Reploeg MD, Clin Infect Dis 2001

Infections à polyomavirus

• Primo-infection dans l’enfance par voie aérienne

• Transmission– voies respiratoires– transfusion– greffons rénaux

Polyomavirus chez le sujet sain 400 donneurs de sang, 40 ans (20-60)

– Séroprévalence BKV 82% JCV 58%

- Infection- virurie BK 7%- virurie JC 19%- pas de virémie

Egli et al. 2009 J Inf Dis, 199 : 837-846

Lymphocytes B

Cellules tubulaires rénales (VBK > vJC)+++

Urothélium (VBK > vJC)+++

Cellules cérébrales (vJC)

Site de latence des Polyomavirus

Asymptomatique virurie :

population générale ( 0,3 - 6 %) femme enceinte ( 2 - 3 %), personnes âgées lupus, diabète compliqué lymphomes, chimiothérapie sida ( 25 %) greffe de moelle osseuse (VBK : 50%)

Symptomatique

greffe de moelle osseuse: cystite hémorragique (vBK : 5-15%) sida : leucoencéphalite multifocale progressive (vJC)

pneumopathie interstitielle (vBK)

Réactivation des polyomavirus

Asymptomatique :– virurie BK et /ou JC :  30 à 40%

Symptomatique :– appareil urinaire :

• cystite hémorragique (vBK)• sténose urétérale (vBK)• néphropathie interstitielle (vBK) +++

– cerveau: leucoencéphalite multifocale progressive(vJC)

Réactivation des polyomavirus en transplantation rénale

Les infections à vBK

• Infection à vBK

• Infection à vBK avec réplication virale

• Maladie à vBK

– Néphropathie tubulo-interstitielle

Les infections à vBKles outils diagnostiques

• Infection à vBK

– réactivation

• Virurie:

ADN vBK (et/ou vJC)

30 à 40%

• Virémie négative (PCR)

• Infection avec réplication du vBK

– infection lytique ou active

• Virurie > 107 copies/ml (7 log10/ml)

• decoy cells

• Virémie +

Virurie BK (PCR urinaire)

– identifie le vBK et/ou le vJC– variants génomiques liés à N-vBK

– si négatif : absence d’infection

– ADN - Seuil d’alerte > 107 copies/ml (20-40% des greffés)

– ARNm VP-1 du VBK > 6,5 x 105 copies/ng

– dépistage, suivi, efficacité thérapeutique +++

Nickeleit V, N Engl J Med 2000Ding R, Transplantation 2002 Hirsch H, AmJ Transplant 2009

Decoy cells (« decoy » = leurre, piège)

Urines fraîches, coloration de Papanicolaou

cellules urothélialesmalignes

Decoy cells

Hybridation in situ : vBK Microscopie électronique

vBK: = 45 nmAdenovirus:: = 70-90 nmCMV, herpès: = 102-160 nm

Decoy cells

– Marqueur d’activation et de réplication virale

• Urothéliale et intra rénale

– Méthode sensible (100 %) et spécifique (71 %)

– Valeur prédictive négative de N - vBK : 100 %

– Valeur prédictive positive de N - vBK : 29 %

– Seuil d’alerte: 10 cellules/lame de centrifugation

Nickeleit V, NDT 2000Hirsch H, N Engl J Med 2002Bohl D, Clin J Am Soc Nephrol 2007

Néphropathie à vBK

Prévalence: 5% (1 à 10%) Présentation

decoy cells (10 cellules/lame de centrifugation) virurie ( ADN viral > 107 copies/ml, ARNm VP1m >6,5x105 copies/ml) virémie (ADN plasmatique >104 copies/ml)

augmentation isolée de la créatinine (NIT) PBR

Perte du greffon: 50% (10 à 80%)

Virémie BK

– Valeur prédictive négative de N- vBK : 95 %

– Virémie BK > 104copies/ml (4 log10/ml) pour une N-vBK

• Valeur prédictive positive : 75 %

• Méthode sensible :100 % et spécifique : 88 %

– Positive avant le diagnostic de N-vBK

– Dépistage précoce : efficacité thérapeutique

Nickeleit V, N Engl J Med, 2000

Hirsch HH, N Engl J, 2002

Probabilité de survenue de l’infection et de la néphropathie à vBK

78 transplantés rénaux

Virurie : 30% 16 sem (2-69)

Virémie : 12% 23 sem (4-73)

Néphropathie : 8% 28 sem (8-86)

Hirsch H, N Engl J Med 2002

16

23

28

Diagnostic histologique d’une N-vBK

Inclusions virales dans les cellules tubulaires rénales gros noyau en verre dépoli

Identification des polyomavirus (vBK ou vJC) hybridation in situ

immuno-histochimie

microscopie électronique

Infiltrat interstitiel

Immunohistochimie: vBK

Hybridation in situ : vBK

Réactivation du vBK sans N-vBK Réactivation du vBK avec N-vBK

Rôle de l’alloréactivité des cellules tubulaires rénales dans la réactivation locale de variants gènomiques du vBK

Néphropathie à vJC

• Co-infection vJC / vSV40 Li RM, Am J Transplant, 2002

• Evaluation prospective Drachenberg C, Transplantation,2007

– 980 transplantés rénaux• 30 patients avec N-vBK• 6 patients avec N-vJC aucune perte du greffon• Virurie JC chez greffés âgés

LA N - vBK sur reins natifs

Transplantation cardiaque 3 cas

Limaye AP, Am J Transplant 2005Schmid H, Am J Transplant 2005Menahem SA, Tansplantation 2005

Transplantation hépatiquejamais décrit

Puliyanda D, Am J Transplant 2003

Transplantation pancréas Haririan A,Transplantation 2002Lipshutz GS, Am J Transplant 2005

Transplantation pulmonaire 1 cas

Schwarz A, Am J Transplant 2005

Néphropathie interstitielle à vBK

Gardner SD, Lancet 1971 découverte des polyomavirus➔

Purighalla R, Am J Kidney Dis 1995 Mathur V, Am J Kidney Dis 1997 Randhawa PS, Transplantation 1999 Binet I, Transplantation 1999 Nickeleit V, N Engl J Med 2000 Hirsch HH, N Engl J Med 2002

Excès d’immunosuppression?

Tacrolimus

MMF

Immunosuppression et N-vBK

L’ « intensité d’IS »  difficile à déterminer

• Association d’immunosuppresseurs – Tacrolimus + MMF– Sirolimus + ciclosporine

• Concentration et dosage (AUC, C0, C2)– Tacrolimus– MMF

• Serum antilymphocytaire– Induction – Rejet

• Steroïdes– Bolus – Maintien des stéroïdes

Immunosuppression - facteur de risque de N-vBK

Mengel M, NDT 2003, 18:1190 -1196

Diminution de l’immunosuppression seule

200 pts randomisés: tacrolimus (n=134) vs ciclosporine (n=66)

• Incidence de l’infection à VBK:

virurie: tacro+mmf +cs (46%) ciclo+mmf+cs (13%) p< 0,005

virurie > 9,5 log 10 copies/ml virémie RR x 3 virémie prolongée RR x 13

Brennan DC, Am J Transplant 2005

• Intérêt du monitoring et efficacité de l’arrêt du MMF ou d’AZA:

monitoring: diminution précoce de l’immunosuppression

disparition de la virémie (95%) absence de N-VBK

rejet 10 pts (5%)

après 1 an: perte de greffon tacrolimus 4% vs ciclosporine 0%

Diminution de l’immunosuppression seule

• 24 patients sous MMF + cs, + tacro (21) ou ciclo (3)– 24 Virémie ( > 7OOO copies/ml)➔– 16 N-vBK➔

• 23 clairances virales complètes (6 mois)

• 3 rejets aigus

• Cl créatinine : 45+10 38➔ +14 ml/mn (à 38 mois)

Saad E, Transplantation 2008

diagnostic Clairance virale

Tacrolimus mg /j 10,5 5, 3

MMF mg/j 1580 880

Cs mg/j 6,7 3,3

Immunosuppression et réponse des cellules T spécifiques du v BK

Comoli P, Curr Opin Organ Transplant 2008

Réduction CNI

Traitement de la N-vBK : position du problème

• Absence d’essais cliniques randomisés cas observationnels nombreuses études nombreuses stratégies

• 1ère étape: diminution de l’immunosuppression seule bénéfices/risques :

• éliminer le virus• éviter le rejet cellulaire aigu

• 2ème étape: traitements à activité anti-virale : indications?absence de thérapies anti-virales spécifiques

Traitement de la N-VBKAST Infectious Diseases Community of Practice

• Reconstituer une immunité cellulaire spécifique vBK

– Stratégie 1 : ↓CNI de 25 à 50%; puis↓MPA de 50%; arrêt MPA

– Stratégie 2 : ↓MPA de 50%; puis ↓CNI de 25 à 50% ; arrêt MPA

– ↓prednisone à 10 mg, ou moins

• Cible et dose

– C0 : Tac < 6 ng/ml; CsA < 150 ng/ml; SRL < 6 ng/ml

– C0 : Tac 3 ng/ml; CsA 100 ng/ml (Egli A, Transplantation 2009)

– MMF ≤ 1000 mg/j ou MPS ≤ 720 mg/j

• Conversion Tac → faible dose CsA

MFF → léflunomide ou faible dose inhibiteurs de mTOR

CNI → faible dose inhibiteur de mTOR Hirsch H, Am J Transplant 2009

Sirolimus et N-vBK

Activité in vitro anti-HIV Roy J, Antimicrob Agents Chemother 2002

Conversion tacrolimus SRL• 3 N-vBK sous FK + MMF + cs • SRL+ cs : disparition : decoy cells, BK virémie

Risque ATG + CNI + SRL TR rein-pancréas (9%) TR Rein (1,6%) 5 pertes de greffons par N-vBK Facteurs de risque: TR rein pancréas et ATG

Etude pilote sirolimus-leflunomide Modèle cellules infectées par vBK: réduction de l’expression Ag T KIDNI trial (Kinase Inhibition to decrease Nephropathy Intervention Trial)

Wali RK, Transplantation 2004

Benavides CA, Transplantation 2007

Tibbles LA, ISN Vancouver 2010

Traitement de la N-vBK : traitements adjuvants

– Cidofovir– Leflunomide– Immunoglobulines– Fluoroquinolones

• Toujours associé à diminution immunosuppression• Pas de bras contrôle• Résultats discordants

Cidofovir (Vistide®)

• analogue nucléosidique de la cytosine– Inhibiteur de l’ADN-polymérase des virus herpés – activité in vivo sur le CMV– activité in vitro sur souches PMV murines et simiennes

• Utilisation du cidofovir– rétinite à CMV chez HIV+– cystite hémorragique et greffe de moelle (Held TK, Bone Marrow Transplant,2000)

– LMP à vJC (Segarra-Newnham M, Ann Pharmacother,2001)

• Toxicité – rénale (concentrations dans urines et tissu rénal)

• hydratation, faible dose + probénécide

– uvéite

Cidofovir : faibles doses

• 21 N-vBK, • IS (CsA, tacrolimus, MMF ou stop)

• 8 patients avec cidofovir (DFGe:28 ml/mn)

– Cidofovir low dose: 0,5mg - 1mg/kg / 1 à 3 sem

– aucune toxicité du cidofovir

– aucune perte de greffon (8-41mois)

• 9/13 sans cidofovir (DFGe:27 ml/mn)

– perte du greffon (4-40 mois)

Kuypers DR, Am J Transplant 2005

Leflunomide (Arava®)

Anti-inflammatoire (polyarthrite rhumatoïde) Activité antivirale in vitro et in vivo

– Herpès ( Knight DA,Transplantation 2001)– vBK (Williams JW, N Engl J Med 2005)– CMV (Chong AS, Am J Transplant 2006)

Immunosuppresseur (inhibiteur des bases pyrimidiques)

métabolite actif: terflunomide ou A77 1726 demi-vie 15 jours (dose de charge, d’entretien, monitoring)

• Effets secondaires : anémie, leucopénie, hépatite, troubles digestifs, pancréatite, rash cutané, alopécie

26 N-vBK (Tac+mmf+cs )

Tacrolimus (C0 : 4 à 6 ng/ml)

• MMF stop leflunomide (n=17)

leflunomide + cidofovir (n=9)

• Clairance virale (n=22) si terflunomide > 40µg/ml

• Suivi 6-40 mois : 3 pertes de greffon

Leflunomide et N-vBK

Josephson MA, Transplantation 2006

12 N-VBK • 5 clairance virales • suivi 8-30 mois : amélioration fonction rénale 8 pts, perte de greffon 2 pts• anémie (5), thrombopénie (2), gamma GT (3)

Faguer S, Transpl Int, 2007

Immunoglobulines humaines

• Ig humaines : ac anti VBK • Capacité de liaison au virus in vitro

• 8 patients avec N-VBK• IVIG 2g/kg sur 2 à 5 jours + immunosuppression 50% • Suivi 15 mois 7 greffons fonctionnels 4 virémie + dégradation de la fonction rénale Sener A, Transplantation, 2006

• Préparation d’IGIV humaines : mesure de l’activité anti-BK in vitro (5 lots)

• Anticorps neutralisants

• A valider dans des essaisRandhawa P, Transplantation, 2010

Quinolones

• Inhibiteur de l’ADN gyrase bactérienne• interférence avec l’activité hélicase de l’AgT

• Efficace (Trofe J, Transplant Infect Dis, 2006)

– gatifloxacine• 7/10 avec réplication active : 500mg / 10 jours• Réduction virémie et decoy cells

– Ciprofloxacine (Leung A, Clin Infect Dis, 2005) virurie et cystite hémorragique chez greffés de moelle osseuse

• Non efficace (Thamboo TP, J Clin Pathol, 2006)

– Ciprofloxacine /10 j

Prévention de la virémie BK par Fluoroquinolones

Gabardi S, Clin J Am Soc Nephrol, 2010

• Étude rétrospective: comparer groupe non exposé à F à groupe exposé à 30j de F• Prophylaxie du pneumocystis

• groupe I : SMZ/TMP (6 à 12 mois)• groupe II allergique à SMZ/TMP: atovaquone (6-12 mois) + fluoroquinolone (1 mois)

• objectif: virémie à 1 an

Prévention de la virémie BK par Fluoroquinolones

Gabardi S, Clin J Am Soc Nephrol, 2010

• Analyse d’un sous groupe:

- parmi 160 pts (groupe I) sans prophylaxie inititiale par fluoroquinolone

- 40 pts fluoroquinolone pour infection dans les 3 mois après la transplantation

Traitement de la N-VBK

Effet de la réduction de l’immunosuppression

• seule

• avec traitement adjuvant

– cidofovir (n=12)

– leflunomide (n=12)

– IgIv ( n=3)

– ciprofloxacine (n=1)

Jonhston O, Transplantation 2010

40 études sélectionnées sur 555 articles ( Medline, Embase, Cochrane database)

Jonhston O, Transplantation, 2010

Jonhston O, Transplantation 2010

n = 8

n = 4

Hirsch H, Am J Transplant 2009

Dépistage et traitement de la réplication du vBK

Tous les 3 mois / 2ansTous les ans 5ème année post greffe

Seuil d’alerte:Virurie >107 copies/ml, ou Virurie ARNm VP-1Virémie >104 copies/ml

Diminuer ou arrêter MMF, tacrolimusC0 : tacro < 6 ng/ml ciclo 100-150 ng/ml,

Si virémie + PBR

Si NvBK immunosuppression cidofovir ou leflunomide

Monitoring 2-4 semainescréatininémie

Retransplantation après échec par N-vBK

• Principes– Virémie ou Virurie indétectable

– Restaurer une immunité spécifique du vBK en réduisant l’IS

– Urétero-Transplantectomie

• non requise

• requise si transplantation préemptive et virémie détectable

– Dépistage prospectif et soutenu

– Traitement d’induction non contre indiqué

– Même immunosuppression possible, avec diminution rapide des doses

Hirsch H, Am J Transplant 2006 Hirsch H, Am J Transplant 2009

• Résultats :

• Succès : 80-90%• Donneur vivant apparenté

Observation

• Homme 71 ans, néphroangiosclérose, DPCA 11/06/2007

• Donneur: femme 75 ans

– Hématome sous dural post traumatique

– Créatininémie: 57 137 µmol/l

• Transplantation rénale 15/03/2010

– 5 incompatibilités (1A, 2B, 2DR)

– Ischémie froide: 14h30, tiède: 50mn

• Traitement d’induction: risque de reprise retardée de la fonction du greffon

– Thymoglobuline 5 jours

– Prograf, Cellcept, Cortancyl

– Rovalcyte (CMV D-, R+)

• Reprise lente de la fonction du greffon rénal– J5 380 µmol/l– J12 230 µmol/l– M1 219 µmol/l (MDRD: 28 ml/mn/1,73m2)

– Très bon état général – Aucune complication

Observation

M1 M2 M3

créatininémie 219 201 258

Prograf (mg) 12 8 7

C0 tacro (ng/ml) 14 6,7 6,8

Cellcept (mg) 2000 1500 1500

AUC MPA 60 /

Prednisone (mg) 20 10 7,5

virurie BK (copies/ml)

virurie JC (copies /ml)

>108 3x105

>108 3x105

>108

>108

virémie BK(copies/ml)

virémie JC (copies/ml)

00

270 0

2700450

Observation

Grade 1 A, Drachenberg C, AJT 2004

M4 M4 +15j

Créatininémie (µmol/l) 271 224

Prograf (mg) 4 4

C0 tacro (ng/ml) 4,5 3,2

MMF (mg) 1000 1000

Prednisone (mg) 10 10

virurie BK (copies/ml)

virurie JC (copies/ml)

>108

>108

>108

>108

virémie BK (copies/ml)

virémie JC (copies/ml)

170002000

440005700

Observation

M4 M4 +15j

M5 M6

Créatininémie (µmol/l) 271 224 211 210

Prograf (mg) 4 4 4 4

C0 tacro (ng/ml) 4,5 3,2 3,4 3,7

MMF (mg) 1000 1000 0 0

Corticoïdes(mg) 10 10 10 10

Leflunomide (mg) 40 40

virurie BK (copies/ml)

virure JC (copies/ml)

>108

>108

>108

>108

>108

>108

45x106

4x106

virémie BK (copies/ml)

Virémie JC (copies/ml)

170002000

440005700

100001500

10000

Observation N.. André

Observation

M4 M4 +15j

M5 M6 M7 M8

Créatininémie (µmol/l) 271 224 211 210 219 169

Prograf (mg) 4 4 4 4 4 4

C0 tacro (ng/ml) 4,5 3,2 3,4 3,7 3,3 3,8

MMF (mg) 1000 1000 0 0 0 0

Prednisone (mg) 10 10 10 10 10 10

Leflunomide (mg) 40 40 40 40

virurie BK (copies/ml)

virurie JC (copies/ml)

>108

>108

>108

>108

>108

>108

4,5x106

4x106

3x105

2x106

8x105

2x104

virémie BK (copies/ml)

virémie JC (copies/ml)

170002000

440005700

100001500

10000

00

00

Facteurs de risque de N-vBK Caractéristiques du donneur:

– sexe féminin, ischémie-reperfusion– titres élevés d’anticorps anti-vBK ? – ethnie– génotypes, sérotypes, variants VP1

Caractéristiques du receveur– âge élevé, sexe masculin – activité cellulaire T spécifique basse ?

En post-transplantation:– globulines anti-lymphocytaires– combinaisons d’immunosuppresseurs (Tac+MMF+cs)– Concentrations d’immunosuppresseurs (C0 14 ng/ml à M1)– rejet aigu, traitement anti-rejet, – exposition chronique aux stéroïdes

Hirsch H, Am J Transplant 2009

• Identifier les sujets à risque

• Monitoring combiné – virologique: charge virale BK (urine, sang)

– immunologique: réponse cellulaire T spécifique du vBK

– diminuer les anticalcineurines de 25 à 50 %

– réduire les anti-prolifératifs de 50%

• Attendre les résultats des études prospectives

Conclusion: Prévenir la réplication du vBK

Virus BK: une infection fréquente• N-vBK:

– prévalence: 1 à 10%– survenue: 1,5 à 60 mois post-greffe– tests prédictifs de N-vBK : virurie > 107 et virémie > 104 copies/ml

• Prévention de la N-vBK– Dépistage +++ précoce de l’ immunosuppression dès que virémie >104 copies/ml

• Au stade de NvBK– Traitement :IS, leflunomide, cidofovir– Survie: bonne si diagnostic < 6 mois post-Tr et créatinine stable

mauvaise si diagnostic tardif et créatinine élevée

– Gravité perte du greffon rénal: 10 à 80%