Nieuwe virussen en hoe daarmee om te gaan in de praktijk

O v e r z i c h t s a r t i k e l e n

Nieuwe virussen en hoe daarmee om te gaan in de praktijk New viruses and how to deal with them in practice

Auteurs

M.F.C. Beersma en A.C.M. Kroes

Trefwoorden

coronavirussen, moleculaire diagnostiek, nieuwe virussen, parechovirussen

Key words

coronaviruses, molecular diagnostics, new viruses, parechoviruses

Samenvatting

Ontdekkingen van nieuwe virussen staan volop in de belangstelling. Sinds de ontdekking van hiv in 1983 zijn er nog tientallen nieuwe virussen beschreven die bij de mens als gastheer voorkomen. Daarbij moet een duidelijk onderscheid gemaakt worden tussen virussen die een belangrijk bestaand of zelfs toenemend klinisch probleem veroorzaken zoals hiv en hepatitis C-virus, virussen die een nuttige aanvulling vormen naast andere belangrijke verwekkers om bepaalde klinische problemen te verklaren (humaan metapneumovirus, coronavirus NL63, parechovirus 3) en virussen die een geheel nieuwe dreiging meebrengen, vaak door soortovergang (SARS-coronavirus maar ook nieuwe influenza A-virussen), de echte ‘emerging viruses’. Lang niet altijd is de betekenis van nieuwe virussen meteen duidelijk en soms blijkt die na een fase van onzekerheid zeer beperkt of afwezig te zijn (hepatitis G-virus, TT-virus). Omdat de relevantie van nieuwe virussen varieert tussen een voorbode van een pandemie met ernstige gevolgen en een bevinding van vooral academische aard zonder praktische consequenties, is het zinvol om in te gaan op de betekenis van de ontdekking van nieuwe virussen bij de mens en hoe daarmee om te gaan. Vooral ook, omdat het duidelijk is dat dit fenomeen zich de komende tijd steeds vaker zal voordoen.

Summary

The discovery of new viruses is attracting increasing attention. Since the discovery of HIV in 1983, a few dozen new viruses that have been found to exist in human hosts have been described. It is important to make a clear distinction between viruses that cause a significant existing or even increasing clinical problem such as HIV and hepatitis C virus, viruses that, in addition to other important causative agents, can contribute to the explanation of certain clinical problems (human metapneumovirus, coronavirus NL63, parechovirus 3), and viruses that constitute a whole new threat, often through transfer between species (SARS coronavirus, but also the new influenza A viruses). These are the real emerging viruses. The significance of new viruses is not always immediately clear and sometimes, after a period of uncertainty, is found to be limited or even absent (hepatitis G virus, TT-viruses). Because the relevance of new viruses ranges from that of the herald of a pandemic with serious public health impact to that of a predominantly academic nature without practical consequences, it is advisable to examine the significance of the discovery of new viruses in humans and to determine how to respond. Especially as it is clear that this phenomenon will occur with increasing frequency in the near future.

(Tijdschr Infect 2006;1:64-71)

Inleiding

Ontdekkingen van nieuwe virussen zijn altijd sterk bepaald door de technische mogelijkheden in het laboratorium. De Nederlander Martinus Beije-

64

vol.

1

nr.

2 - 2006

rinck postuleerde het concept virus (aangeduid als filtreerbaar contagium vivum fluidum) ruim 100 jaar geleden door gebruik te maken van Chamberlandfilters met een poriegrootte van 0,1-0,5 µm. Na

t i j d s c h r i f t

v o o r

i n f e c t i e z i e k t e n

de ontdekking van de elektronenmicroscoop eind jaren ’30 van de vorige eeuw werd het mogelijk virussen zichtbaar te maken. Nieuwe virussen werden en worden nog steeds vaak benoemd op grond van morfologische kenmerken (rotavirus, coronavirus, parvovirus). Door de ontwikkeling van de celkweek rond 1950 konden kweekbare virussen door hun cytopathologisch effect worden aangetoond. Dit leidde tot de ontdekking van onder andere polio- en nonpolio-enterovirussen en veel respiratoire virussen. Door de recente ontwikkeling van nieuwe moleculair biologische technieken lijkt de ontdekking van nieuwe virussen opnieuw in een stroomversnelling terechtgekomen. Sinds de ontdekking van hiv in 1983 zijn een groot aantal nieuwe humane virussen ontdekt. Een overzicht daarvan, zoals weergeven in Tabel 1 op pagina 66, illustreert direct dat de betekenis van nieuw aangetoonde virussen uiterst verschillend is. Bovendien is die betekenis meestal niet meteen duidelijk, wat ook in het verleden vaak het geval geweest is. Een etiologisch verband tussen poliomyelitis en poliovirus kon in 1938 al vroeg worden aangetoond in proefdieren (apen en muizen). Voor alle andere enterovirussen bleef het verband met een klinische ziekte echter nog lang onduidelijk, hetgeen bijvoorbeeld in de naam echovirus (‘enterocytopathic human orphan’) is terug te vinden. De term ‘orphan’ ofwel weeskind illustreert heel fraai hoe men eigenlijk verwachtte dat ieder menselijk virus bij een ziekte thuishoort. Ook de reovirussen komen zo aan hun naam (‘respiratory-enteric orphan’). Voor de echovirussen zijn later wel verschillende humane ziekteassociaties vastgesteld, maar voor de reovirussen bleef humane ziekte beperkt tot het hiertoe behorende genus rotavirus. Bij het humane parvovirus B19 (B19V), dat in 1975 voor het eerst werd beschreven door Yvonne Cossart, werd het ziektebeeld erythema infectiosum (vijfde ziekte) pas acht jaar na de ontdekking van het virus door Mary Anderson in verband gebracht met de infectie.16,17 Virussen en de daardoor veroorzaakte ziektes zijn dus niet altijd snel met elkaar in verband te brengen. In dit overzicht wordt ingegaan op de verschillende aspecten van de ontdekking van nieuwe virussen bij de mens en hoe lastig het vaak is om de werkelijke betekenis van een virus te achterhalen. Dit wordt geïllustreerd aan de hand van enige recente voorbeelden.

Taxonomie en herkomst van nieuwe virussen

Inmiddels zijn meer dan 800 virusspeciës bij vertebraten beschreven, die worden ondergebracht in ruim 30 virusfamilies.18 Een minderheid van enkele honderden speciës kan de mens infecteren en tevens


v o o r


door de mens verspreid worden. Hoeveel virussen humaan pathogeen zijn, is echter niet precies bekend. Er zijn veel virusinfecties waarbij het eigenlijk een zoönose betreft. Dit is overigens een lastig en enigszins arbitrair begrip, want de overgang van virussen tussen gastheren met daaraanvolgende adaptatie is zeer gebruikelijk (zie verder). Of een nieuw ontdekt virus ook een nieuwe speciës vertegenwoordigt, wordt niet alleen bepaald door de sequentiehomologie, maar door een combinatie van eigenschappen. Het ‘International Committee on Taxonomy of Viruses’ geeft uiteindelijk een zo objectief mogelijke opinie over de status van een nieuw virus.19 Er bestaat een zeer grote heterogeniteit in wat als nieuwe virussen worden aangeduid. Nieuwe virussen bij de mens kunnen principieel worden onderverdeeld in van oudsher bij de mens al aanwezige virussen die nu pas ontdekt worden en de nog niet eerder bij de mens aanwezige virussen die recent de speciësbarrière hebben doorbroken. Virussen uit deze laatste categorie kunnen uiteraard gevreesde ‘emerging diseases’ veroorzaken. Recente voorbeelden hiervan zijn SARS en aids, maar ook de dreigende nieuwe influenza A-pandemieën. Dit moet dus onderscheiden worden van een virale zoönose, die ook ‘emerging’ kan zijn, maar nog niet als echte humane virusinfecties worden gezien. Het criterium is daarbij de overdraagbaarheid vanuit de mens als gastheer. Voorbeelden hiervan zijn lassakoorts, equine morbillivirus, West-Nilekoorts, ebolavirus, paramyxovirussen als Nipah, Hendra en aviaire influenza (H5N1). Dat dit onderscheid tamelijk arbitrair is, blijkt wel uit de in bijzondere gevallen optredende humane overdracht van lassakoorts en zelfs van West-Nilevirus (via bloed of weefsel).

Moleculaire methoden voor ontdekking van virussen

De historisch belangrijke benadering van virusisolatie op cellen (viruskweek) en elektronenmicroscopie hebben duidelijke beperkingen. De gevoeligheid van deze detectie is meestal niet hoog; er zijn zelfs veel humane virussen bekend die niet of zeer moeizaam op cellen te kweken zijn. Onderscheid tussen verwante virussen vindt daarbij plaats op het antigeenniveau. De overeenkomst of juist divergentie van virussen is daarmee niet altijd betrouwbaar aan te tonen. Recent ontwikkelde moleculaire technieken voor random genoomamplificatie in patiëntenmateriaal hebben deze nadelen echter niet. Het principe van deze methoden is dat door gebruik te maken van degenera-

vol.

1

nr.

2 - 2006

65


Tabel 1. Een aantal nieuw ontdekte humane virussen vanaf 1985. Dit overzicht betreft dus nog niet de vele nieuwe (nog) zoönotische infecties. Virus

Eerste publicatie

Techniek

HCV

Choo (1989)

Klinisch beeld

HHV6

Salahuddin (1986)

viruskweek

exanthema subitum, encefalitis

HHV7

Frenkel (1990)

viruskweek

exanthema subitum

HHV8

Chang (1994)

RDA

Kaposisarcoom, ziekte van Castleman

HGV/GBV-C

Simons (1995)

RDA

geen

TTV

Mushahwar (1999)

PCR

geen

PCR met willekeurige primers chronische hepatitis

1 2

3

4 5 6

HMPV

Van den Hoogen (2001)

EM, viruskweek

bronchiolitis en andere luchtweginfecties

SARS-CoV

Drosten (2003)8

EM, viruskweek

pneumonie

HCoV-NL63

Van der Hoek (2004)9

viruskweek, VIDISCA

bovenste-luchtweginfectie, kroep

HPeV3

Ito (2004)

viruskweek

neonatale infecties

HCoV-HKU1

Woo (2005)

RT-PCR met breed werkende primers

respiratoire (en gastro-intestinale) infecties

HTLV3, HTLV4

Wolfe (2005)12

PCR

nog onduidelijk

Parv4

Jones (2005)

DNase-SISPA

nog onduidelijk

HBoCV

Allander (2005)

HPeV4

Benschop (2006)

7

10 11

13 14 15

PCR met willekeurige primers luchtweginfecties viruskweek

nog onduidelijk

HCV=hepatitis C-virus; HHV6, -7, -8=humaan herpesvirus 6, 7, 8; HGV/GBV-C=hepatitis G-virus /GB-virus C; TTV=torque tenovirus; HMPV=humaan metapneumovirus; SARS-CoV:=‘severe acute respiratory syndrome’ coronavirus; HCoV-NL63=humaan coronavirus-NL63; HPeV3 en -4=humaan parechovirus 3 en 4; HCoVHKU1=humaan coronavirus-HKU1; HTLV-3/HTLV-4=humaan T-cel lymfotroop virus 3 en 4; Parv4=parvovirus Parv4; HBoCV: humaan bocavirus; RDA=‘representional differential analysis’; VIDISCA=‘virus discovery assay’; DNAse-SISPA=‘sequence independent single primer amplification’.

tieve primersequenties onder niet-stringente condities en na eliminatie van gastheer-DNA, een willekeurige amplificatie van alle aanwezige virale sequenties kan plaatsvinden (zie Figuur 1). Voorbeelden van technieken die gebaseerd zijn op dit principe zijn ‘representional differential analysis’, ‘sequence independent single primer amplification’ (DNAse-SISPA), ‘virus discovery assay’ (VIDISCA), ‘particle-associated nucleic acid PCR, random DNA- en RNA (cDNA)-PCR-amplificatie en ‘broadrange priming’.5,8,9,13,14,20,21 Bij deze technieken worden in principe alle virale sequenties in een monster geamplificeerd en niet alleen de sequenties waartegen primers zijn ontworpen. Deze benadering heeft daarom in feite het karakter van een ongerichte catch-alltechniek, zoals viruskweek en elektronenmicroscopie. De technieken zijn echter onafhankelijk van de groei-eigenschappen en ook veel gevoeliger. Er zijn zelfs werkwijzen voorgesteld om systematisch naar alle humane virussen te gaan zoeken, op grootschalige wijze.22 De crux van de benadering ligt echter in het zorgvuldig analyseren van de betekenis van de gevonden sequenties, hetgeen een moeizaam proces is.

66

vol.

1

nr.

2 - 2006

Naast vele voordelen bestaan er dus zeker ook beperkingen en nadelen van de nieuwe moleculaire benaderingen voor de ontdekking van virussen. Het meest in het oog springende hierbij is dat de ongerichtheid, gecombineerd met een hoge gevoeligheid, er toe kan leiden dat veel voorkomende virale sequenties bij allerlei beelden toevallig opgepikt worden, zonder dat dit een relatie heeft met een ziekte. Dit lijkt het geval te zijn bij de zogenoemde TT-virussen, die bij een zoektocht naar virale hepatitisverwekkers opdoken. Ook hier ontstond de situatie van een virus op zoek naar zijn ziekte.23 Na veel verwarring werd duidelijk dat dit een grote groep verwante virussen voorstelde die zeer veel voorkomt, maar geen enkele relatie lijkt te hebben met hepatitis of welk ziektebeeld dan ook. De virusfamilie heet nu torque tenovirus om het acroniem TTV te kunnen aanhouden, want ook de oorspronkelijk veronderstelde aanduiding ‘transfusion transmitted’ bleek onterecht.24 Een gedegen onderzoek naar de werkelijke pathogene betekenis van nieuw ontdekte virussen is dus van groot belang.


v o o r


Klinische betekenis van nieuw ontdekte virussen

De overheersende vraag bij ontdekkingen van nieuwe virussen of andere potentiële ziekteverwekkers is niet zozeer wélke, maar allereerst óf er ziektebeelden bestaan die zijn geassocieerd met infecties door het nieuwe agens. Voor bacteriële infecties, waarvoor de postulaten van Koch breed aanvaard zijn, zijn de criteria goed gedefinieerd. Voor virale infecties zijn die criteria echter veel minder goed omschreven. De redenen hiervoor zijn dat virussen vaak niet kweekbaar zijn en een veel sterkere gastheerspecificiteit hebben, waardoor proefdiermodellen meestal niet beschikbaar zijn.25 Het onderzoek naar mogelijke ziekteassociaties en de daarmee samenhangende pathogenese van een nieuw virus kan verder worden bemoeilijkt door een aantal factoren. 1. Ziektebeelden kunnen slechts optreden in een bepaald stadium van een virale infectie zoals het acute stadium, waardoor de afwezigheid van symptomen tijdens andere stadia snel ten onrechte tot de conclusie leidt dat er geen ziekteassociatie bestaat (bijvoorbeeld de langdurig asymptomatische aanwezigheid van hiv). 2. Virusinfecties kunnen slechts bij een deel of zelfs een minderheid van de geïnfecteerde individuen symptomatisch verlopen, bijvoorbeeld afhankelijk van de leeftijd, immuunstatus of de aanwezigheid van andere (dubbel)infecties. Een acute Epstein-Barrvirusinfectie bijvoorbeeld, verloopt bij verreweg de meeste kinderen subklinisch, maar veroorzaakt juist bij volwassenen vaak ziekteverschijnselen. Een andere illustratie is een B19V-infectie, die met name bij een onderliggende hemolytische anemie en zwangerschap tot ernstige problemen kan leiden. 3. Gericht onderzoek naar de klinische betekenis van nieuwe virussen vereist goed gedefinieerde en gecontroleerde patiëntencohorten. Het samenstellen van deze cohorten wordt echter bemoeilijkt doordat de optimale plaats en tijd van bemonstering (keeluitstrijk, bloed of ontlasting) en bewaarcondities onbekend zijn. Bovenstaande factoren hebben tot gevolg, dat vaak langdurig onderzoek nodig is voordat een duidelijk beeld ontstaat van de klinische betekenis van nieuw ontdekte virussen. Een eerste benadering bij een nieuw virus kan onderzoek naar de genoprevalentie in klinische monsters zijn, waarvan vermoed wordt dat het nieuwe virus daarin voorkomt. Hiervoor is de ontwikkeling van specifieke primers nodig. Dwarsdoorsnedeonderzoeken in sera van gezonde bloeddonoren kunnen een eerste indicatie geven over prevalenties van de in het bloed aanwezige virussen. Bestaande cohorten van geanonimi-


v o o r


ontdekking en monitoring van virussen

samenvoeging van serum- of plasmamonsters

technieken om de gevoeligheid te verhogen

virusconcentratie door middel van gradiëntzuivering ontwerp oligonucleotideprobes voor het nieuwe virus

enzymatisch knippen van het geamplificeerde genetische materiaal nucleotidevolgorde bepalen van ieder willekeurig stukje genoom samenvoeging van de nucleotidevolgordes van de afzonderlijke genoomstukjes

specifieke zuivering door middel van virusextractie met de oligonucleotideprobes

genereer specifieke antilichamen tegen het virus

specifieke zuivering van virus met de virusspecifieke antilichamen

gevonden virussen vergelijken met bekende virussen in databanken

ontwikkelen van specifieke testen

Figuur 1. Schematische weergave van de verschillende stadia van systematisch moleculair virologisch onderzoek naar nieuwe virussen door middel van random amplificatie.17

seerde gezonde donoren hebben echter als groot nadeel de onevenwichtige leeftijdsverdeling (veelal uitsluitend volwassenen) en de geringe kans op acute infecties. De incidentie van acute B19V-infecties onder bloeddonoren per jaar is bijvoorbeeld slechts 0,56%.26 Vrijwillige donorpopulaties kunnen ook, door allerlei algemene eisen, een extreme selectie inhouden ten opzichte van de kans op een infectie. Voor de meeste virussen is de (sero)prevalentie onder bloeddonoren daarom een matige tot zelfs onbruikbare schatting van die in de algemene bevolking. Voor moleculair onderzoek van virussen die niet in het bloed aanwezig zijn, is men aangewezen op moeilijker te verkrijgen en te bewaren patiëntenmaterialen zoals respiratoire monsters of feces. Deze materialen zijn doorgaans alleen beschikbaar vanuit al bestaande klinische cohorten en missen vaak gematchte controles en bijbehorende (gepaarde) sera of zijn niet homogeen verdeeld over de jaarseizoenen. De uitkomsten van vroege studies zijn dan ook vaak weinig betrouwbaar. Het vaststellen

vol.

1

nr.

2 - 2006

67


Figuur 2. Cytopathologisch effect als aanleiding voor de ontdekking van een nieuw virus: dit deed zich voor bij het recent ontdekte humaan parechovirus 4. Viruskweek in LLC-MK2-cellen op dag 0, 1 en 2 na infectie (met dank aan C.J. van Zeijl-van der Ham).

van associaties van virussen met ziektebeelden vereist tevens zorgvuldige uitsluiting van mogelijke andere verwekkers als oorzaak van het ziektebeeld. Uitsluiting van andere infecties (dubbelinfecties) moet dan gebeuren met dezelfde techniek (en dus dezelfde hoge gevoeligheid) als die voor het nieuw ontdekte virus. Prospectieve en gecontroleerde vervolgstudies zijn nodig voordat definitieve conclusies kunnen worden getrokken. Serologische tests zijn in de regel niet snel voor nieuwe virussen beschikbaar, omdat virale antigenen voor serologische tests pas beschikbaar komen wanneer de antigene variatie van het nieuwe virus goed is onderzocht. Wanneer serologische tests eenmaal beschikbaar zijn, kunnen leeftijdspecifieke seroprevalentiestudies worden verricht en acute infecties door seroconversie bevestigd worden.

HBoV en Parv4 ter illustratie

Humaan bocavirus (HBoV) en het parvovirus Parv4 zijn voorbeelden van zeer recent ontdekte humane virussen.13,14 Beide virussen werden ontdekt door middel van random DNA- en RNA (cDNA)PCR-amplificatie met generische primersequenties. Het bocavirus werd aangetoond in Zweden in keeluitstrijken van patiënten met een acuut respiratoir beeld. De prevalentie bij patiënten met een acute respiratoire infectie zonder aantoonbare verwekker bedroeg 5%. Bij 18% van de infecties was een coinfectie met andere virussen aantoonbaar. Er was in dit onderzoek echter geen controlegroep (patiënten zonder verschijnselen van een luchtweginfectie) getest. De diverse andere respiratoire virussen waren bovendien door viruskweek, maar niet door PCR met een aanzienlijk lagere gevoeligheid, uitgesloten. Rhinovirussen waren ook niet onderzocht. Er is dus sprake van een grote onzekerheid over de werkelijke betekenis, die door aanvullende studies moet

68

vol.

1

nr.

2 - 2006

worden opgelost. In een recente studie in Australië werd HBoV retrospectief onderzocht in 324 nasofarynxaspiraten van patiënten (voornamelijk kinderen) met acute respiratoire infecties in het winterseizoen.27 HBoV werd aangetoond bij 5,6% (18/324) van de patiënten. Bij iets minder dan de helft (44%) was HBoV de enig aantoonbare verwekker, ook hier zonder dat de aanwezigheid van rhinovirussen uitgesloten was. Verdere prospectieve en gecontroleerde studies zijn nodig voordat definitief geconcludeerd mag worden dat er een relevante associatie van HBoV met acute respiratoire infecties bestaat. Het recent beschreven Parv4 is nauw verwant is aan HBoV en ook enigszins aan het bekende en zeker relevante B19V. Het virus werd aangetoond door middel van DNase-SISPA in het serum van een intraveneuze drugsgebruiker met een acuut viraal beeld.13 Dit betreft al een weinig specifieke indicatie van een mogelijke klinische associatie. Tot nu lijkt de bevinding moeilijk reproduceerbaar. De relevantie is dus ook nog niet gebleken. Verder onderzoek in verschillende populaties en in diverse patiëntenmaterialen zal ook hier afgewacht moeten worden.

Nieuwe coronavirussen: HCoV-HKU1 HCoV-NL63

en

In het kielzog van de enorme wereldwijde belangstelling voor coronavirussen die ontstond toen het SARS-coronavirus zich onder de mensheid verspreidde in 2003, zijn er nog enige andere nieuwe coronavirussen bij de mens gevonden.28 Er waren er reeds twee bekend (de coronavirussen OC43 en 229E), die vooral geassocieerd waren met verkoudheid. De indruk is dat ook deze virussen nu actiever diagnostisch benaderd worden. Het humaan coronavirus (HCoV)-HKU1 is een nieuw coronavirus dat recent ontdekt werd bij twee volwassen patiënten (71 en 35 jaar) met virale pneu-


v o o r


Aanwijzingen voor de praktijk 1. Het beschrijven van een nieuw humaan virus betekent nog niet dat een nieuwe virusziekte is opgespoord: het wordt inmiddels duidelijk dat ziekteassociaties lang niet altijd vanzelfsprekend voorkomen en dat veel onderzoek vereist is om deze aan te tonen of uit te sluiten. 2. Moleculaire technieken gaan een forse stap verder in de gevoeligheid dan de conventionele microbiologische technieken. Zij kunnen van grote waarde zijn, ook in de huidige klinische praktijk, maar er dient behoedzaam te worden omgegaan met de interpretatie van bevindingen in termen van ziekteassociaties.

monie.29 Onderzoek bij 418 patiënten met ‘community-acquired’ pneumonie in China gedurende een jaar toonde HCoV-HKU1 aan bij 10 (2,4%) van deze patiënten, waaronder 4 met onderliggend longlijden.29 In een studie in het winterseizoen van 2004 in Australië bij voornamelijk kinderen met bovenste- en lageluchtweginfecties, werd HCoV-HKU1 aangetoond bij 8,6%, voornamelijk kinderen beneden de 4 jaar.27 Bij slechts 11% werd een co-infectie met andere virussen aangetoond, maar rhinovirus werd daarbij niet meegenomen. In een Franse studie werd HCoV-HKU-1 ook aangetroffen bij kinderen met diarree.30 HCoV-NL63 werd voor het eerst in Nederland geïsoleerd uit respiratoire monsters van een 7 maanden oud kind met bronchiolitis en conjunctivitis.9,31 De gemiddelde prevalentie over anderhalf jaar (2 winterseizoenen) in Canada bij kinderen beneden de 17 jaar met acute respiratoire infecties waarvoor een doktersbezoek plaatsvond, lag op 2,1% (26/1240) met een piekincidentie in het voorjaar.32 In Duitsland werd gedurende 2000 en 2001 bij jonge kinderen een prevalentie van 5,2% gevonden bij 949 monsters met 59% co-infecties.33 Een hoog percentage (43%) van de patiënten met een hoge ‘virusload’ en zonder andere aantoonbare virale respiratoire infecties had symptomen van kroep. Over de achtergronden en de relevantie van dit specifieke virus wordt binnenkort in het Tijdschrift voor Infectieziekten meer geschreven door de ontdekkers. Het is virologisch van belang dat coronavirussen een aparte taxonomische positie innemen, namelijk behoren tot de orde (een hoger niveau van indeling) der Nidovirales, waaruit nog maar zeer weinig pathogenen bekend zijn bij de mens. Speculatief kan men verwachten dat, op grond van een vergelijkbare variabiliteit als binnen andere ordes, er nog een aanzienlijk onontgonnen gebied bestaat in deze virusfamilies.


v o o r


Nieuwe picornavirussen: HPeV3 en HPeV4

De reeds zeer diverse familie van de picornaviridae wordt ook verder uitgebreid, waarbij vooral het genus parechovirus in de belangstelling staat. Parechovirus 1 en 2 waren eerder bekend dan de echovirussen 22 en 23, maar bleken toch te zeer apart te staan op moleculaire gronden. Een nieuw humaan parechovirus (HPeV) werd in 2004 gerapporteerd vanuit Japan bij een eenjarig kind met voorbijgaande paralyseverschijnselen.10 Sero-epidemiologisch onderzoek toonde vooral asymptomatische infecties aan bij jonge kinderen. Latere studies in Canada en Nederland rapporteerden echter vooral ernstige neonatale sepsis door HPeV3 met verschijnselen van koorts, erythemateuze huiduitslag en tachypneu.15,34,35 Waarschijnlijk betreft het dus een klinisch relevant virus, in het bijzonder voor prematuren en neonaten. Zeer recent is door viruskweek waarschijnlijk een vierde verwant parechovirusserotype (HPeV4 ) aangetoond in een fecesmonster van een driejarig kind met koorts (zie Figuur 2). Dit virus was niet neutraliseerbaar met antisera tegen de al bekende parechovirussen 1-3.36 Er zijn nog geen studies bekend over de epidemiologie en specifieke klinische relevantie van dit laatste parechovirus.

HGV/GBV-C

In het kader van onderzoek naar bloedoverdraagbare hepatitisvirussen, leek de ontdekking in 1995 van een nieuw humaan flavivirus een sensatie.5,37 De ontdekking van dit nieuwe, aan hepatitis C-virus verwante virus gebeurde tegelijkertijd door twee onderzoeksgroepen met behulp van nieuwe moleculaire technieken als gedegenereerde primers (gericht tegen de al eerder ontdekte niet-humane virussen GB-virus A en B, GBV-A en B) en de eerder genoemde SISPA-techniek. De virussen die door beide groepen werden gerappor-

vol.

1

nr.

2 - 2006

69


teerd, GBV-C en hepatitis G-virus (HGV), bleken later vrijwel identiek. Uitgebreid onderzoek bij non-A-Ehepatitis, al dan niet na transfusie en bij bloeddonoren, toonde echter aan dat een GBV-C (HGV)-infectie veel voorkomt in de gewone populatie, maar niet is geassocieerd met hepatitis.38 GBV-C is hiermee dus een duidelijk voorbeeld geworden van een klinisch nietrelevant humaan bloedoverdraagbaar virus. Juist toen deze opinie zich vormde, deed zich een onverwachte ontwikkeling voor, toen bleek dat een persisterende GBV-C-co-infectie een gunstig effect had op het klinische beloop van een hiv-infectie. Dit effect is in verschillende studies en in allerlei opzichten bevestigd.39 Het mechanisme is echter nog onduidelijk en kan liggen op het niveau van de gastheer, de virale replicatie of de pathogenese van hiv. Deze wonderlijke interactie houdt de gemoederen nog steeds bezig, hetgeen ook de belangstelling voor GBV-C in stand houdt.40

Humaan metapneumovirus

Een nieuw pathogeen paramyxovirus werd in 2001 aangetoond met moleculaire technieken na initieel klassiek virologisch onderzoek (viruskweek en onverklaard cytopathologisch effect met paramyxovirus).7 Dit nieuwe virus vertoonde qua groei-eigenschappen, morfologie en klinisch beeld een sterke verwantschap met het respiratoir syncytieelvirus (RSV). Fylogenetisch onderzoek toonde echter meer overeenkomst met bij dieren al bekende metapneumovirussen, zodat de naam humaan metapneumovirus (hMPV) werd gekozen. Het klinische beeld bestaat uit geringe en soms ernstige luchtweginfecties (bronchiolitis of pneumonie), vooral bij jonge kinderen en ouderen, en komt sterk overeen met dat van RSV. De seizoensafhankelijke piekincidentie van hMPV lijkt echter minder uitgesproken dan bij RSV. Ondanks het feit dat hMPV duidelijk een klinisch relevant virus betreft, zijn serologische tests en monoklonale antistoffen nog nauwelijks commercieel verkrijgbaar, zodat men is aangewezen op PCR-onderzoek voor de diagnostiek.

Conclusie

Door de introductie van krachtige moleculaire technieken, waaronder random PCR, is de kans op het aantonen van nog niet eerder ontdekte virussen bij de mens sterk toegenomen. De grote gevoeligheid van deze technieken betekent echter ook dat een grote kans bestaat op het vinden van klinisch weinig of niet-relevante virussen en vereist goed gecontroleerde studies voor het betrouwbaar aantonen van

70

vol.

1

nr.

2 - 2006

ziekteassociaties. Samenwerking tussen laboratoria en beheer van goed gedocumenteerde collecties van klinische materialen over meerdere jaren is daarvoor essentieel en derhalve een belangrijke taak voor de klinisch virologische laboratoria.

Referenties 1. Choo QL, Kuo G, Weiner AJ, Overby LR, Bradley DW, Houghton M. Isolation of a cDNA clone derived from a blood-borne nonA, non-B viral hepatitis genome. Science 1989;244:359-62. 2. Salahuddin SZ, Ablashi DV, Markham PD, Josephs SF, Sturzenegger S, Kaplan M, et al. Isolation of a new virus, HBLV, in patients with lymphoproliferative disorders. Science 1986;234:596-601. 3. Frenkel N, Schirmer EC, Wyatt LS, Katsafanas G, Roffman E, Danovich RM, et al. Isolation of a new herpesvirus from human CD4+ T cells. Proc Natl Acad Sci 1990;87:748-52. 4. Chang Y, Cesarman E, Pessin MS, Lee F, Culpepper J, Knowles DM, et al. Identification of herpesvirus-like DNA sequences in AIDS-associated Kaposi’s sarcoma. Science 1994;266:1865-9. 5. Simons JN, Leary TP, Dawson GJ, Pilot-Matias TJ, Muerhoff AS, Schlauder GG, et al. Isolation of novel virus-like sequences associated with human hepatitis. Nat Med 1995;1:564-9. 6. Mushahwar IK, Erker JC, Muerhoff AS, Leary TP, Simons JN, Birkenmeyer LG, et al. Molecular and biophysical characterization of TT virus: evidence for a new virus family infecting humans. Proc Natl Acad Sci 1999;96:3177-82. 7. Van den Hoogen BG, De Jong JC, Groen J, Kuiken T, De Groot R, Fouchier RA, et al. A newly discovered human pneumovirus isolated from young children with respiratory tract disease. Nat Med 2001;7:719-24. 8. Drosten C, Gunther S, Preiser W, Van der Werf S, Brodt HR, Becker S, et al. Identification of a novel coronavirus in patients with severe acute respiratory syndrome. N Engl J Med. 2003;348:1967-76. 9. Van der Hoek L, Pyrc K, Jebbink MF, Vermeulen-Oost W, Berkhout RJ, Wolthers KC, et al. Identification of a new human coronavirus. Nat Med 2004;10:368-73. 10. Ito M, Yamashita T, Tsuzuki H, Takeda N, Sakae K. Isolation and identification of a novel human parechovirus. J Gen Virol 2004;85:391-8. 11. Woo PC, Lau SK, Chu CM, Chan KH, Tsoi HW, Huang Y, et al. Characterization and complete genome sequence of a novel coronavirus, coronavirus HKU1, from patients with pneumonia. J Virol 2005;79:884-95. 12. Wolfe ND, Heneine W, Carr JK, Garcia AD, Shanmugam V, Tamoufe U, et al. Emergence of unique primate T-lymphotropic viruses among central African bushmeat hunters. Proc Natl Acad Sci USA 2005;102:7994-9. 13. Jones MS, Kapoor A, Lukashov VV, Simmonds P, Hecht F, Delwart E. New DNA viruses identified in patients with acute viral infection syndrome. J Virol 2005;79:8230-6. 14. Allander T, Tammi MT, Eriksson M, Bjerkner A, Tiveljung-


v o o r


Lindell A, Andersson B. Cloning of a human parvovirus by molecular screening of respiratory tract samples. Proc Natl Acad Sci 2005;102:12891-6. 15. Benschop KS, Schinkel J, Minnaar RP, Pajkrt D, Spanjerberg L, Kraakman HC, et al. Human parechovirus infections in Dutch children and the association between serotype and disease severity. Clin Infect Dis 2006;42:204-10. 16. Cossart YE, Field AM, Cant B, Widdows D. Parvovirus-like particles in human sera. Lancet 1975;11:72-3. 17. Anderson MJ, Jones SE, Fisher-Hoch SP, Lewis E, Hall SM, Bartlett CL, et al. Human parvovirus, the cause of erythema infectiosum (fifth disease)? Lancet 1983;18:1378. 18. Fauquet CM, Mayo MA, Maniloff J, Desselberger U, Ball LA, editors. Virus taxonomy, VIIIth report of the ICTV. London: Elsevier/Academic Press; 2005. 19. Van Regenmortel MH, Mahy BW. Emerging issues in virus taxonomy. Emerg Infect Dis 2004;10:8-13. 20. Stang A, Korn K, Wildner O, Uberla K. Characterization of virus isolates by particle-associated nucleic acid PCR. J Clin Microbiol 2005;43:716-20. 21. Sampath R, Hofstadler SA, Blyn LB, Eshoo MW, Hall TA, Massire C, et al. Rapid identification of emerging pathogens: coronavirus. Emerg Infect Dis 2005;11:373-9. 22. Anderson NG, Gerin JL, Anderson NL. Global screening for human viral pathogens. Emerg Infect Dis 2003;9:768-74. 23. Cossart Y. TTV - a virus searching for a disease. J Clin Virol 2000;17:1-3. 24. Hino S. TTV, a new human virus with single stranded circular DNA genome. Rev Med Virol 2002;12:151-8. 25. Fredericks DN, Relman DA. Sequence-based identification of microbial pathogens: a reconsideration of Koch’s postulates. Clin Microbiol Rev 1996;9:18-33. 26. Zaaijer HL, Koppelman MH, Farrington CP. Parvovirus B19 viraemia in Dutch blood donors. Epidemiol Infect 2004;132:1161-6. 27. Sloots TP, McErlean P, Speicher DJ, Arden KE, Nissen MD, Mackay IM. Evidence of human coronavirus HKU1 and human bocavirus in Australian children. J Clin Virol 2006;35:99-102. 28. Kroes AC, Spaan WJ. SARS, de (voorlopige) stand van zaken. Ned Tijdschr Med Microbiol 2003;11:106-9. 29. Woo PC, Lau SK, Tsoi HW, Huang Y, Poon RW, Chu CM, et al. Clinical and molecular epidemiological features of coronavirus HKU1-associated community-acquired pneumonia. J Infect Dis 2005;192:1898-907. 30. Vabret A, Dina J, Gouarin S, Petitjean J, Corbet S, Freymuth F. Detection of the new human coronavirus HKU1: a report of 6 cases. Clin Infect Dis 2006;42:634-9. 31. Fouchier RA, Hartwig NG, Bestebroer TM, Niemeyer B, De Jong JC, Simon JH, et al. A previously undescribed coronavirus associated with respiratory disease in humans. Proc Natl Acad Sci USA. 2004;101:6212-6. 32. Bastien N, Anderson K, Hart L, Van Caeseele P, Brandt K,


v o o r


Milley D, et al. Human coronavirus NL63 infection in Canada. J Infect Dis 2005 15;191:503-6. 33. Van der Hoek L, Sure K, Ihorst G, Stang A, Pyrc K, Jebbink MF, et al. Croup is associated with the novel coronavirus NL63. PLoS Med 2005;2:e240. 34. Swanink CM, 2005. Persoonlijke communicatie. 35. Boivin G, Abed Y, Boucher FD. Human parechovirus 3 and neonatal infections. Emerg Infect Dis 2005;11:103-5. 36. Wolthers KC, 2005. Persoonlijke communicatie. 37. Linnen J, Wages J Jr, Zhang-Keck ZY, Fry KE, Krawczynski KZ, Alter H, et al. Molecular cloning and disease association of hepatitis G virus: a transfusion-transmissible agent. Science 1996;271:505-8. 38. Kew MC, Kassianides C. HGV: hepatitis G virus or harmless G virus? Lancet 1996;348 Suppl 2:10. 39. Pomerantz RJ, Nunnari G. HIV and GB virus C - can two viruses be better than one? N Engl J Med 2004;350:963-5. 40. Stapleton JT, Xiang J, Williams CF. HIV and GB virus C coinfection. Lancet Infect Dis 2006;6:187-8. Ontvangen 8 februari 2006, geaccepteerd 5 april 2006.

Correspondentieadres Dr. M.F.C. Beersma, arts-microbioloog Leids Universitair Medisch Centrum Afdeling Medische Microbiologie Postbus 9660 2300 RC Leiden Groene Hart Ziekenhuis Afdeling Medische Microbiologie en Infectieprefentie Postbus 1098 2800 BB Gouda Prof. dr. A.C.M. Kroes, arts-microbioloog Leids Universitair Medisch Centrum Afdeling Medische Microbiologie Tel.: 071 526 39 31 E-mailadres: [email protected] Correspondentie graag richten aan de tweede auteur. Belangenconflict: geen gemeld. Financiële ondersteuning: geen gemeld.

vol.

1

nr.

2 - 2006

71

Nieuwe virussen en hoe daarmee om te gaan in de praktijk

Recommend Documents