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Neue virologische Aspekte in der Transfusionsmedizin Dr. Sylvia Emanuela Guber Klin. Abteilung für Virologie Allgemeines Krankenhaus Wien.

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Präsentation zum Thema: "Neue virologische Aspekte in der Transfusionsmedizin Dr. Sylvia Emanuela Guber Klin. Abteilung für Virologie Allgemeines Krankenhaus Wien."—  Präsentation transkript:

1 Neue virologische Aspekte in der Transfusionsmedizin Dr. Sylvia Emanuela Guber Klin. Abteilung für Virologie Allgemeines Krankenhaus Wien

2 Aktuelle Themen betreffend Virussicherheit in der Transfusionsmedizin Risikoberechnungsmodelle zur Wahrscheinlichkeit von HBV-,HCV-,HIV- Übertragung Prionerkrankungen: vCJD West-Nile Virus Vaccinia (Pocken-) Impfung

3 Risikoberechnungsmodelle : Restrisiko nach Einführung von Nukleinsäurenachweismethoden (NAT)

4 Maßnahmen zur Vermeidung der Übertragung von Virusinfektionen Spenderselektion (freiwillige, unbezahlte Erst-,Mehrfachspender): Ausschluss von Personenkreisen mit Risikoverhalten Infektionsmarker: erfassen Infizierte nach der Fensterperiode –HBsAg, HCV 3rd Gen ELISA, HIV1/2 -Ak ELISA NAT (seit in Österreich und in EU für HCV obligatorisch)

5 Risiko einer Virusinfektion/transfundierte Einheit Sandler S.G Current Opinion in Hematology, 2002 –HBV 1: –HCV 1: –HIV 1: Momentane Angabe Blutspendezentrale für Wien, Niederösterreich und Burgenland: –HBV <1: –HCV <1: –HIV 1:

6 Höhe des Risikos sich mit einem Blutprodukt zu infizieren

7 Risiko von transfusionsübertragenen Virusinfektionen bezogen auf Spenden in der Fensterperiode Courance, New.Engl.J.Med. 335: ;1996

8 Diagnostische Fenster im Screening*

9 Fensterperiode –HIV: 22 (6-38) Tage –HBV(HBsAg): 56(25-109) Tage –HCV: 66 Tage (38-94) Tage Verkürzung durch Implementierung der NAT (Velati, Transfusion 2002): –HIV: um 11(10-15 Tage)(Reduktion um 50%) –HCV: um Tage (83% Reduktion)

10 Risikoermittlung Bestimmung der Virus Transmission nach Transfusion: bei den heutigen Testungen ( Serologie, NAT) sehr niedrige Fallzahl Mathematisches Risiko Modell –Bestimmung von Serokonversionsraten unter Mehrfachspendern –Berücksichtigung der Fensterperiode

11 Serokonversionsraten unter Mehrfachspendern Schreiber et al., New Engl Journal of Medicine(1996):334, : Mehrfachspender( Spender), Spenden HTLV 1: HIV 1: HCV 1: HBV 1: –Serokonversionsraten/ : HBV(9,8)>HCV(4.32)>HIV3.37

12 Risikoberechnungsmodelle zu HBV, HCV und HIV- Prävalenz bei Blutspendern Wahrscheinlichkeit einer Übertragung einer Virusinfektion –Serokonversionsraten bei Mehrfachspendern in einem 3-Jahresabstand (/ Person - Years) –Vorserokonversions- Fensterperiode

13 Höheres Restrisiko erklärbar durch Unerkannte Infektion: zu niedrige Viruslast um in Pool PCR erkannt zu werden Technische/menschliche Fehlerquellen – Falsch neg. 0,05% bzw. Probenverwechslung Virus-Mutanten Immunkompetente chronische Virusträger mit verzögerter oder fehlender Antikörperbildung ( Immunocompetent Immunosilent Carriers )

14 Prione, BSE variant Creutzfeld Jakob Krankheit (vCJD) und Transfusionen

15 Zelluläres Prionprotein: PrPc Phylogenetisch altes Gen (750 bp); Mensch: kurzer Arm des Chromosom 20 mRNA kodiert für 254 Aminosäuren Synthese: rauhes ER, Modifikation im Golgi, Transport zur Zelloberfläche (Cohen 1994) Vorkommen von PrPc: höchste Expressionsrate in Neuronen, Gliazellen In hämatopoetischen Zellen: – CD 34 + Knochenmarksstammzellen –während der Differenzierungsphase von Lymphozyten, Monozyten –NICHT auf Erythrozyten und Granulozyten

16 Prionproteine Prion Protein(PrP): körpereigenes Strukturprotein –PrP c : zelluläres Prionprotein –PrP sc : konformiertes, krankmachendes Prionprotein PrP c und PrP sc haben gleiche Aminosäuresequenz, aber andere Konformation und Glykosilierung, weshalb sie unterschiedlich auf Proteasen reagieren –PrP c reagiert sensitiv (PrPsens) –PrP sc ist resistent (PrP res)

17 Prionhypothese Pathologische Prion-Proteine (PrP sc )können gesunde Prion-Proteine(PrP c )umformen PrP C PrP Sc PrP C PrP Sc Mutante PrP Sc Infektion

18 Prion-Proteine kommen in 2 Formen vor: Das normale unschädliche Protein (PrP c, a) kann zur pathogenen Isoform (PrP Sc, b) umgewandelt werden. Diese Konversion schreitet in Form einer Kettenreaktion (c) fort. Dabei bilden sich lange filamentäre Aggregate (d), die schrittweise neuronales Gewebe zerstören. PrP Sc ist resistent gegenüber hohen Temperaturen, UV-Bestrahlung und starken proteolytischen Enzymen (Proteinase K). bc a d

19 KONFORMATIONSÄNDERUNG: PrP c PrP Sc

20 Unterschiede zwischen PrPc und PrP Sc Physiologisches Protein (PrP c) –Sekundärstruktur vorwiegend alpha Helikal –Ständiger Auf-und Abbau des Proteins –Durch Protasen vollständig hydrolysierbar –Synthesezeit in der Zelle (t1/2)<2h –Halbwertszeit in infizierten Zellen >>5h –Thermo-und drucklabil/denaturierbar –Liegt in der Membran in monomerer Form vor Pathologisches PrP (PrP Sc) –Sekundärstruktur vorwiegend in Betafaltblattsruktur –Konzentration in den Zellen –Proteinase K resisitent –Synthesezeit in der Zelle (t1/2) ~15h –Halbwertszeit in infizierten Zellen>>24h –sehr stabil gegenüber äußeren Einflüssen –Neigung zur Aggregation

21 Prionerkrankungen Prionerkrankungen bei Tieren –Scrapie –Bovine Spongiforme Encephalopathie (BSE) –Feline spongiforme Encepalopathie bei Katzen –Transmissible mink encephalopathie (TME)bei Nerzen Transmissible spongiforme Encephalopathien(TSE) beim Menschen –Kuru –Gerstmann Sträussler Scheinker Syndrom (GSS) –Fatale familiäre Insomnie (FFI) –Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (CJK) –variante Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (vCJK)

22 Humane Prionen-assoziierte Erkrankungen –Kuru –Creutzfeld Jakob Erkrankung (CJD) Iatrogen Infektion (nvCJD) Sporadisch Familiär –Gerstmann-Sträussler-Scheinker Syndrom (GSS) –Fatale familiäre Insomnie (FFI) Inkubationszeiten: Kuru: 5-35 Jahren (seit 1985 kein Auftreten von Kuru mehr bei Personen<35 Jahre) CJD: 7-30 Jahre vCJD: dzt. Ca 10 Jahre

23 Transportweg für PrP sc Aufnahme von PrP sc aus Darmlumen ( M-Zellen) Weitertransport via N. Vagus B-Lymphozyten spielen eine wichtige Rolle (sezernieren Lymphotoxin-ß, das follikulär dendritische Zellen stimuliert) Aufnahme auf dem Blutweg: Bindungskapazität zu Plasminogen (Zirkulation der Prionen mit Lymphozyten im Blutkreislauf oder Anreicherung im lymphatischen Gewebe)

24 Creutzfeldt-Jakob-Krankheit 10-15% genetisch bedingt; 250 Fälle: iatrogen überrtagbar; Rest sporadische CJD; familiäre CJD: Codon 200( Lys gegen Glu)bzw. Polymorphismus im Codon 178 des Prionproteingens Prävalenz: 1/ 1 Million Einwohner/Jahr, weltweit 5000/6000 CJD Fälle Inkubationszeit der iatrogenen Form:7-30 Jahre Erkrankungsbeginn 6. Dekade (50-75 Jahre) Prodromie: Angst, Insomnie 1.Psychiatrische Symptome: Fortschreitende Demenz, Neurologische Symptome: 87% Myoklonien, 84% zerebelläre Symptome; pyramidale und extrapyramidale Störungen und Akinesen

25 Unterschiede zwischen CJD und vCJD CJD: –Alter bei Ausbruch:55-70 Jahre –Erste Symptome: Demenz, Myoklonus –Verlauf:rasch voranschreitend –Überlebenszeit: 4-6 Monate –EEG:pathognomisch –PrP Genotyp (Codon 129):homozygot (Val/Val oder Met/Met) –PrP Bandenmuster im Westernblot:Typ 1, 2 –Typ3 (iatrogen) –PrP Sc Ablagerungen: synaptisch vCJD: –Alter bei Ausbruch: median 27 Jahre –Erste Symptome: psychiatrische Auffälligkeiten –Verlauf: schleichend: zerebelläre Ataxie, Dysästhesien, später Demenz, Myoklonus –EEG: allgemeinverändert –Überlebenszeit: 13 ( 7,5 -22) Monate –PrP Genotyp (Codon 129): immer Methioninhomozygot –PrP Bandenmuster im Westernblot:Typ 4 –Ablagerungen:floride Plaques

26 TSE-Infektionsrisiko durch von Blutprodukte Versuche in Tierexperimenten (Brown et.al, Manuelidis et al.) Annahme eines Restrisiko einer Übertragungvon vCJD durch Bluttransfusionen: für England mit 1: für Frankreich 1: (Agence francaise de securite sanitaire des produit de sante 2000) Bislang ist beim Menschen noch kein Fall einer durch Transfusion ausgelösten CJD beschrieben worden!

27 Von Blutspende ausgeschlossen: Gesperrt sind Personen, nach Erhalt von –Wachstumsfaktoren –Dura mater Implantate –Cornealtransplantaten erhalten Personen in deren Familien CJD, GSS, FFI aufgetreten ist Sperre von Spendern bei Aufenthalt bei mehr als 6 Monaten in Großbritannien

28 West-Nile Virus Flavivirus 1999 : erste Fälle von West Nile Virus in New York von dort ausgehend Verbreitung von Oststaaten auf über 40 Bundesstaaten der USA

29 FLAVIVIRIDAE Genus Flavivirus –Gelbfieber –Dengue Viruses1-4 –Mammalian Tick borne Encephalitis FSME(TBE, CEE;RSSE) –Seabird tick borne encephalitis –Japan Encephalitis Virus:West-Nile Virus, St.Louis Encephalitis –Kokobera, Ntaya, Entebbe, Spontwendi, Modoc, Rio Bravo Viren Genus Pestivirus –BVDV( bovine viral diarrhoea virus), border disease of sheep, hog cholera, swine fever Genus Hepacivirus: –HCV ( Hepatitis C-Virus) –GB Viruses: HGV

30 Viren aus dem Japanische Encephalitis Komplex Cacipacore: Süd Amerika Kourtango Virus: Afrika Japan B Encephalitis Virus: Asien, Ozeanien, Australien Murray Valley V.,Alfuy V., Kunjin Viren: Australien St. Louis Encephalitis V.: Nord- und Südamerika West-Nile Encephalitis Virus: Afrika, Asien, Süd Europa, Nordamerika (seit 1999!)

31 West-Nile Virus 50 nm, Lipidhülle; 35 nm Kapsid Genom: ss(+) RNA; nt 35 nm Kapsid Proteine –C (core) –E (envelope) –M (membrane) –NS (nicht Stuktur)

32 Geographische Verbreitung von WNV vor 1999 Afrika:Uganda, Asien: Indien, Indonesien, Israel Australien, Europa: –Rumänien, –Rußland, –Südfrankreich,

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36 Jährliche Todesfälle durch West-Nile Virus in den Vereinigten Staaten (Quelle: CDC )

37 West-Nile Virus in Vögeln und Stechmücken (Culex)

38 West-Nile Virus Größe: 50 nm, Kapsidgröße 35 nm, umhüllt Genom:+ssRNA aus Nukleotiden, –2 lineages geographische Verbreitung: –Provinz West-Nile Uganda (Erstbeschreibung 1937) –Afrika, Asien (Indien, Indonesien, Israel) –Europa: Südfrankreich, Rumänien, Italien Übertragung von ornithophilen Mückenarten: (Culex univittatus,Culex pipiens); vor allem Rabenvögel sind sehr empfänglich(Virusreservoir)

39 Klinik von WNV: Virämiebeginn:1-2 Tage nach Mückenstich, Dauer: 6-11 Tage Inkubationszeit: 3-14 Tage Klinik: 20-30% der Infizierten zeigen 3-6 Tage andauernde klinische Symptome;1/150 bis 1/200 der Infizierten erkrankt schwer Todesfälle unter alten Menschen und Immunsupprimierten –Kopf- und Augenschmerzen, –Lymphknotenschwellung, Lymphozytopenie –Ausschlag –Desorientiertheit –Muskelschwäche, Polymyelitis, schlaffe Lähmungen, Paralyse –Meningitis –Encephalitis (1/1000 )

40 Transmission von WNV Virämiebeginn:1-2 Tage nach Mückenstich Virämiedauer: 6-11 Tage Risiko einer Transmission über Blutkonserven: – 1:5000 während des Ausbruch

41 Diagnostik von WNV NAT: RT-PCR, Taqman, NASBA WNV- IgM, IgG ELISA HHT Neutralisationstest Sobald Antikörper gegen WNV auftreten, ist keine Nukleinsäure mehr nachweisbar!

42 Therapie und Prophylaxe von WNV Therapieaspekte: –Ribavirin inhibiert in Zellkultur die Virusreplikation und –Interferon in Testung Vaccine in Entwicklung

43 Inaktivierung von WNV Solvent/Detergent -Verfahren wirksam Pepsin Behandlung von Pferde IgG:4log Inaktivierung Methylenblau-photoinaktivierung: 6 log Stufen PEN-110 (Inactine) Amotosalen (S-59)/UVA (PK):>5.7 log FRALE (S303 Frangible Anchor linked effektor treatment of read cells)inactivates> 6 log

44 Bedeutung von WNV in Transfusionsmedizin und Transplantation Fallbericht 1: Multi-Organspender erhielt 60 Konserven: 4 Empfänger an WNV erkrankt (1 Fall letal) Fallbericht 2: EK- Empfänger erkrankte an WNV-Encephalitis; Virus in Plasma nachgewiesen Fallbericht 3: EK postpartal verabreicht: WNV- Infektion bei der Mutter/ Virus über Muttermilch übertragen: Säugling blieb gesund entwickelte aber IgM-Ak; PK des selben Spenders war LTx Patient verabreicht worden.

45 Vorkehrung zur Verhinderung von WNV durch Transfusionen identifizierte virämische Spender bzw. Spender nach WNV Infektion bzw. nach Verabreichung von Blutprodukten –für 28 Tage (USA) –für 56 Tage ( Canada: Canadian Blood Services (CBS)) vom Blutspenden gesperrt

46 Transfusionsmedizinische Relevanz von West-Nil Encephalitis Im Jahr 2002 in den USA –15 Transfusionsassoziierte WNME Fälle –4 Todesfälle (3 gesichert auf WNV zurückzuführen) SD-Behandlung von Plasmaprodukten Europa: Vorkommen von WNV, anderer Genotyp, nicht so pathogen. Maßnahmen für Spender, die Reisen in der höchsten saisonalen Aktivität (August, Sept) in die USA unter- nommen haben?

47 Poxviridae Variola: linear doppelsträngige DNA, bp Vacciniavirus: bp (Vaccinia Stamm Kopenhagen bp)

48 Humanpathogene Vertreter der Orthopoxviridae Unterfamilie Chordopoxvirinae: –Genus Orthopoxvirus Variola (Variola vera) Vaccinia virus Kuhpocken Affenpocken Kamelpockenviren –Genus Parapoxviren Orfvius (Ecthyma contagiosum) Stomatitis Papulosa-Virus Pseudokuhpockenvirus( Melkerknoten) –Genus Molluscipoxvirus : Molluscum contagiosum (Dellwarzen) –Genus Yatapoxvirus: Tanapoxvirus

49 Pocken Pockeneradikation –1967 begonnen –Elimination von Variola maior (1975) und minor (1977) –1980 von WHO deklariert Neue Bedrohung durch Bioterrorismus Hohe Mortalität

50 Klinischer Verlauf: Inkubationszeit:7-19 (10-14)Tage Klinik: –Fieber,nach 2-4 Tagen:Exanthem Ausschlag: semikonfluierende Variante, konfluierende Variante; –Fieberbeginn bis Heilung: 21 Tage,Infektionszeitpunkt bis Heilung: 6 Wochen (später Schorfabfall) Letalität: –Variola maior : 30% –Variola Minor: 5%

51 Österreichischer Pockenalarmplan Gefahrenstufe 0: Noch kein Pockenfall; Möglichkeit des Pockeneinsatz als Biowaffe Gefahrenstufe1:1. Pockenfall außerhalb Europas Gefahrenstufe 2: 1. Pockenfall in Europa Gefahrenstufe 3: 1. Pockenfall in Österreich

52 Vaccinia Impfstoffe 1776 Edward Jenner: Kuhpockenderivat Lebendimpfung Bislang Impfung in Österreich bis 1979 –Dryvac® (NYCBH- Wyeth, 2.5 x10 5 PFU):Impfstoff auf Tierhaut gezüchteter Impfstoff : dzt. in den USA eingesetzt –In Zellkultur gezüchtete Impfstoffe ACAM 2000 (NYCBH- Baxter; 10 8 PFU) : in Zellkultur gezüchtete Viren MVA-BN(Modified Vaccinia Ankara- Bavarian Nordic )und Elstree-BN 3rd Gen. Impfstoffe dzt in Entwicklung(i.m. Einsatz)

53 Impfnebenwirkungen: Lokalisation von Nebenpocken (Häufigkeit: 1: 2000) bei Autoinokulation: Auge (Hornhauttrübung!!),Nase, Gesicht, Mund, Genital, Rektum Impfulkus Ekzema vaccinatum(CAVE Neurodermitis) Vaccinia generalisata Vaccinia progressiva postvaccinale Encephalitis

54 Impfung und Blutspende FDA: Nach einer Vaccinia Impfung darf bis zu 21 Tage nach Abheilen des Schorfs keine Blutspende erfolgen Sollten bei dem Geimpften durch Kontakt mit dem Pustelinhalt (Autoinokulation) Komplikationen aufgetreten sein ist von einer Blutspende bis 14 Tage nach Abklingen der Symptome eine Blutspende abzulehnen


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