James. W. LeDuc, James E. Childs, Greg E. Glass e A. J. Watson *
La febbre emorragica con sindrome renale (HFRS) è una malattia che non ha ottenuto un riconoscimento diffuso tra i medici negli Stati Uniti, ma che è, in realtà, di notevole importanza in molte parti del mondo. Questa sindrome è causata da un genere di virus recentemente riconosciuto, il genere Hantavirus, della famiglia Bunyaviridae 1, e questi virus sono di particolare interesse, in quanto causano chiaramente insufficienza renale acuta, e vi è una crescente evidenza che possono predisporre una persona al successivo sviluppo della malattia renale cronica.
La malattia umana dovuta alle infezioni da hantavirali è arrivata all’attenzione della medicina occidentale durante il conflitto coreano, quando una misteriosa “nuova” malattia, la febbre emorragica coreana, è stata vista tra le forze delle Nazioni Unite. A quel tempo, oltre 2.000 U. S. le truppe sono state infettate, e molti morti si sono verificati 2 . Nonostante le intense indagini di alcuni dei più importanti scienziati medici dell’epoca, l’agente eziologico non è stato identificato, e non è stato fino al 1976, poco più di un decennio fa, che l’agente eziologico è stato finalmente scoperto 3 .Ho Wang Lee e collaboratori, che lavorano a Seoul, Corea, sono stati i primi a isolare il virus che causa la febbre emorragica coreana. Lo chiamarono “virus Hantaan” in riconoscimento del fiume Hantaan, che transsects la regione endemica della Corea vicino alla zona demilitarizzata. Il virus è stato isolato dai tessuti polmonari del topo di campo a strisce, Apodemusagrarius, e questa specie è ora riconosciuta come il principale ospite di roditori del virus 3 .
Entro un anno o due dal suo isolamento iniziale, il virus Hantaan è stato adattato per crescere in coltura cellulare, il che ha permesso lo sviluppo di un test sierologico 4 . La disponibilità sia del virus che di un test sierologico ha permesso di intraprendere un’infezione sperimentale di ospiti di roditori naturali e, attraverso questi studi, è stata scoperta una delle caratteristiche chiave degli hantavirus. Una breve viremia segue l’inoculazione sperimentale di Apodemusagrarius sieronegativo. Successivamente, l’antigene hantaviral è rilevabile per settimane o mesi in molti organi principali, ma, soprattutto, il virus infettivo viene versato nella saliva, nelle feci e soprattutto nelle urine, forse per tutta la durata della vita del roditore. Questo spargimento del virus si verifica nonostante la presenza di anticorpi immunofluorescenti indiretti (indirect) e anticorpi neutralizzanti nel siero 5 . Pertanto, il roditore infetto diventa una fonte persistente di virus infettivo e sospettiamo che sia attraverso il virus aerosolizzato che viene escreto nelle urine e nelle feci dei roditori infetti che si verificano la maggior parte delle infezioni umane. Questo persistente spargimento di virus infettivo da parte di roditori cronicamente infetti sembra essere una caratteristica generale di tutti gli hantavirus e dei loro ospiti di roditori, ed è un aspetto critico nell’epidemiologia di questo gruppo di virus 6.
Le infezioni hantavirali acute causano un ampio spettro di malattie, che in genere include insorgenza improvvisa, febbre, disfunzione renale e spesso manifestazioni emorragiche 7 . Il nome febbre emorragica con sindrome renale è stato proposto dall’Organizzazione mondiale della Sanità per coprire tutte le malattie umane dovute a infezioni da hantavirali 8. In Asia e in alcune parti d’Europa dove esistono strutture di trattamento inadeguate, i tassi di mortalità possono superare il 10% e, anche con un trattamento moderno, i tassi di mortalità del 5% o superiori non sono rari per alcune forme di HFRS.
Una serie molto interessante di sieri è stata raccolta dalla Commissione per la febbre emorragica durante il conflitto coreano. Questa commissione è stata formata dall’esercito per indagare sulla “nuova” febbre emorragica che è stata vista tra le forze in Corea. Mentre alla fine non erano in grado di isolare l’agente causale, hanno sviluppato un considerevole corpo di conoscenze sia sulla malattia clinica che sul suo trattamento. Hanno anche raccolto sistematicamente sieri acuti e convalescenti da pazienti studiati. Questa collezione rimane intatta, e abbiamo recentemente testato questi sieri per la prova di infezione da hantaviral passato 9 .
I sieri sono stati immagazzinati in tre tronchi metallici nel corso degli anni. La collezione è stata imballata con molta attenzione, e sorprendentemente, quasi nessuno dei tubi è stato rotto durante i loro molti anni in deposito. La collezione contiene tre dimensioni di sieri conservati, con ogni provetta etichettata con il nome e il numero del paziente, la data di raccolta, il volume e un numero “DD”, che crediamo rappresenti il giorno della malattia. Le informazioni sulle etichette sono gli unici dati del paziente che abbiamo localizzato, quindi abbiamo usato questo per calcolare i giorni post-esordio quando abbiamo presentato i nostri risultati.
Ogni campione di siero è stato testato mediante immunoassay enzimatico per la presenza di antigene hantavirale e anticorpi IgM e IgG. L’ultimo siero per ogni paziente è stato anche testato mediante test di neutralizzazione della riduzione della placca per determinare quale ceppo di hantavirus era responsabile dell’infezione.
Abbiamo testato oltre 600 sieri su 245 pazienti e solo 15 pazienti non sono riusciti a sviluppare anticorpi anti-hantavirali nel corso delle loro malattie. Alcuni di questi sieri provenivano da pazienti in cui è stato ottenuto un solo campione e potrebbero forse rappresentare pazienti deceduti precocemente nella malattia; ma la maggior parte dei sieri negativi provenivano da pazienti in cui è stato ottenuto più di un campione e sembrano rappresentare infezioni con diversi dagli hantavirus. Utilizzando i dati dei casi peggiori, i medici della Commissione erano quindi accurati nella loro diagnosi clinica almeno il 94% delle volte.
Questi risultati dimostrano l’utilità del test di cattura IgM come metodo di scelta per la diagnosi di HFRS acuta. Ciò è stato ulteriormente applicato quando non abbiamo avuto successo nei nostri tentativi di rilevare l’antigene hantavirale nei primi sieri. Quando abbiamo testato l’ultimo siero prelevato da ciascun paziente mediante test di neutralizzazione della riduzione della placca, abbiamo trovato i titoli più alti del prototipo del virus Hantaan, indicando che questo virus era il probabile agente infettante.
Questi risultati confermano che la malattia osservata tra le forze statunitensi durante il conflitto coreano era effettivamente dovuta all’infezione da virus Hantaan. Questa conferma della diagnosi clinica, e la disponibilità di sieri disegnati durante la malattia acuta, si rivelerà molto utile in alcuni studi di follow-up che proporremo più avanti.
La nefropatia epidemica è una forma meno grave di febbre emorragica con sindrome renale che si trova in Scandinavia, nell’Unione Sovietica occidentale e in gran parte dell’Europa. Questa malattia è stata descritta per la prima volta nella letteratura medica durante il 1930 10 , 11 , e le somiglianze tra esso e le forme asiatiche di febbre emorragica con sindrome renale sono note da qualche tempo 12 . Come il virus Hantaan in Asia, il virus Puumala, la causa della nefropatia epidemica, è anche associato a un ospite di roditori, in questo caso l’arvicola di banca, Clethrionomysglareolus13 , 14 . I dettagli clinici della nefropatia epidemica sono molto simili alle forme asiatiche, con disfunzione renale come caratteristica prominente, ma generalmente mancano le gravi manifestazioni emorragiche e la marcata mortalità caratteristica delle infezioni hantavirali in Asia 15 .
Una grave forma di febbre emorragica con sindrome renale si verifica nella regione balcanica dell’Europa, con tassi di mortalità documentati di circa il 15% in Grecia 16 . La malattia clinica assomiglia più da vicino a quella dovuta al virus Hantaan, come visto in Asia, piuttosto che alla più lieve nefropatia epidemica della Scandinavia e dell’Europa occidentale. Un virus è stato isolato da un paziente greco acutamente malato, ed è stato dimostrato di essere antigenicamente simile al virus prototipo Hantaan, ma sufficientemente distinto per consentire il riconoscimento specifico; abbiamo proposto il nome Porogia virus per questo apparentemente nuovo hantavirus 17 . Le indagini sull’ospite naturale di questo virus indicano che il topo dal collo giallo, Apodemusflavicollis, è il serbatoio più probabile del virus Porogia 18 .
Per riassumere brevemente per quanto riguarda gli hantavirus discussi finora, sono riconosciuti tre distinti hantavirus che sono associati a livello regionale con febbre emorragica con sindrome renale. Il virus Hantaan si trova in Asia ed è responsabile di una forma da moderata a grave di febbre emorragica con sindrome renale localmente chiamata febbre emorragica coreana o febbre emorragica epidemica. Il virus Puumala si trova in Scandinavia, nell’Unione Sovietica occidentale e in gran parte dell’Europa e causa una forma meno grave di HFRS chiamata nefropatia epidemica. Il virus Porogia, e forse alcuni altri ceppi strettamente correlati, si trovano nella regione balcanica e causano una grave forma di HFRS.
Seoul virus è un altro hantavirus distinto che è associato con ratti domestici. La storia di Seoul virus inizia nei primi anni 1980, e di nuovo, Ho Wang Lee ei suoi colleghi coreani hanno svolto un ruolo di primo piano nella sua scoperta 19 . Con l’aiuto del test sierologico sviluppato per il virus Hantaan, hanno diagnosticato la febbre emorragica con sindrome renale tra i pazienti che risiedevano nei centri urbani della Corea, lontano dalla regione endemica riconosciuta della febbre emorragica coreana. I pazienti erano abitanti delle città, persone senza storia di viaggi al di fuori della città. Quando sono stati fatti tentativi per raccogliere piccoli roditori intorno alle case dei pazienti, non è stato trovato alcun Apodemo; tuttavia, erano presenti ratti domestici (Rattusrattus, R. norvegicus) e sono stati rilevati sia l’antigene che l’anticorpo a quello che sembrava essere il virus Hantaan. Uno studio successivo con tecniche più specifiche, tuttavia, ha rilevato che il virus nei ratti domestici era un agente distinto, strettamente correlato al prototipo del virus Hantaan. È stato chiamato Seoul virus, dopo la città coreana in cui è stato isolato per la prima volta.
Poco dopo abbiamo iniziato un serosurvey globale di ratti domestici per determinare la distribuzione di questo virus recentemente riconosciuto 20 . Ratti positivi agli anticorpi sono stati trovati in molte parti del mondo, suggerendo che il virus stesso non era nuovo, ma piuttosto, la nostra capacità di rilevarlo era cambiata.
Abbiamo quindi focalizzato i nostri sforzi localmente per studiare il mantenimento di questo virus tra i ratti domestici. Ci siamo concentrati sui quartieri interni della città di Baltimora, nel Maryland, in aree dove abbondano rifiuti e rifiuti e i ratti sono comuni. Abbiamo studiato hantavirus nelle popolazioni di ratti in questi quartieri per diversi anni e abbiamo trovato virus simili a Seoul particolarmente comuni tra i ratti in questo ambiente 21 .
Abbiamo isolato ceppi di virus simili a Seoul da ratti catturati lì, e abbiamo monitorato i tassi di prevalenza di anticorpi hantavirali in queste popolazioni 22 . Abbiamo esaminato la percentuale sieropositiva da vari raggruppamenti di massa corporea, che è un buon stimatore dell’età, e abbiamo scoperto che circa un terzo degli animali nel gruppo di massa più basso, o gruppo di età più giovane, aveva anticorpi contro gli hantavirus 22 . Sospettiamo che questo fosse anticorpo materno, che è stato perso nelle prossime settimane, e si riflette nel calo dei tassi di prevalenza a circa il gruppo di massa 200-g. Man mano che i ratti invecchiavano, i tassi di prevalenza aumentavano, fino a quando praticamente tutti erano positivi nei gruppi di massa più pesanti, rappresentando il segmento più antico della popolazione.
Con una tale abbondanza di ratti infetti che coesistono con la popolazione umana residente e il riconoscimento in Asia che il virus di Seoul è in grado di causare malattie umane palesi, abbiamo quindi tentato di documentare l’infezione umana tra i residenti di Baltimora.
Abbiamo prima campionato 2.470 persone che visitano una clinica per malattie veneree situata in un quartiere in cui sono stati trovati molti ratti infetti ( Tabella 1 ). La popolazione campionata qui era giovane, nella loro metà degli anni ‘ 20, prevalentemente maschi neri, di status socio-economico inferiore 23 . Sei persone di questo campione erano state chiaramente infettate dal ceppo locale di hantavirus trasmesso dai ratti, con un tasso di prevalenza anticorpale del 2,4 per mille.
TABELLA 1
PREVALENZA DI ANTICORPI CONTRO GLI HANTAVIRUS TRA POPOLAZIONI SELEZIONATE DI BALTIMORA, MARYLAND.
Abbiamo quindi esaminato 1.250 pazienti visti al Johns Hopkins Hospital che avevano proteinuria superiore a 250 mg / 24 ore ( Tabella 1 ). Questa popolazione è stata anche disegnata da luoghi del centro di Baltimora dove i ratti infetti sono comuni. Le persone campionate in questo gruppo erano in genere più anziane, a metà degli anni ‘ 40, prevalentemente femmine nere, e di nuovo da quartieri socio-economici più bassi. Abbiamo trovato 15 persone anticorpali positive in questo gruppo, per un tasso di prevalenza cinque volte superiore, a 12 per mille.
Nessuno dei pazienti sieropositivi aveva evidenza di HFRS acuta, ma tutti avevano una qualche forma di malattia cronica 24 . Quando abbiamo tentato di abbinare ogni sieropositivo per età e sesso a cinque controlli sieronegativi di questa stessa popolazione, abbiamo scoperto che le persone sieropositive avevano significativamente più probabilità di soffrire di ipertensione, malattia renale cronica o avere una storia di incidenti cerebrovascolari, sebbene i tassi di diabete non fossero significativamente diversi ( Tabella 2 ). Un nefrologo del Johns Hopkins Hospital ha quindi esaminato i grafici per la diagnosi primaria alla base della loro malattia renale, senza conoscere il loro stato sierologico. La diagnosi è stata basata su storie riportate, esami, test di laboratorio e radiografia e biopsie quando disponibili. La malattia renale ipertensiva era la diagnosi più comune tra i sieropositivi. Questi risultati differivano significativamente da quelli dei controlli abbinati, dove il diabete mellito era la causa più comune di malattia renale; altri fattori come l’abuso di droghe, la malattia policistica e la glomerulonefrite erano secondari ( Tabella 3 ). Le differenze viste non potevano essere spiegate solo sulla base della razza.
TABELLA 2
CONFRONTO TRA HANTAVIRUS-SIEROPOSITIVI E HANTA VIRUS-SIERONEGATIVI PER PREVALENZA DI MALATTIE CRONICHE A BALTIMORA, MARYLAND, CASE CONTROL STUDY, 1986-88.
TABELLA 3
CAUSE SPECIFICHE DELLA MALATTIA RENALE CRONICA A BALTIMORA, MARYLAND, CASE-CONTROL STUDY, 1986-88.
Infine, un’indagine sierologica ha preso di mira 402 pazienti che utilizzano unità di dialisi renale cronica a Baltimora ( Tabella 1 ). Identificatori individuali e storie personali non erano disponibili per questi sieri, ma la distribuzione per età della popolazione e il rapporto tra i sessi erano simili a quelli della popolazione del Johns Hopkins Hospital. Il tasso di sieroprevalenza confermato in questo gruppo è stato di 20/1.000, il più alto di tutti i gruppi campionati.
Mentre questi risultati sierologici sono tratti da diversi segmenti della popolazione di Baltimora, condividono diverse caratteristiche comuni e suggeriscono che i ceppi di virus simili a Seoul trovati negli Stati Uniti possono predisporre gli individui allo sviluppo successivo della malattia renale cronica, almeno tra i segmenti socio-economici più bassi delle popolazioni del centro città.
La possibilità di disfunzione renale a lungo termine dopo un’infezione da hantaviral non è stata ben studiata. Uno dei primi studi è stato fatto da Rubini e dai suoi colleghi, incluso il personale dell’Agenzia di follow-up medico 25 . Hanno esaminato i veterani della guerra di Corea che avevano sofferto di infezioni da hantaviral e un gruppo di controlli abbinati, nel 1956, circa 3 o 5 anni dopo che la maggior parte dei casi sarebbe stata infettata. Questo studio è stato degno di nota in quanto hanno trovato un aumento significativo del tasso di ricoveri ospedalieri genitourinari tra i casi di HFRS, a tassi che aumentavano con la gravità della loro malattia originale. Altri risultati inclusi ipostenuria, persistente lieve albuminuria, e un suggerimento di ipertensione incipiente tra alcuni esaminati. Queste prime indicazioni di disfunzione renale cronica sono coerenti con l’ipotesi che le condizioni dei pazienti potrebbero evolvere nel tempo in condizioni simili a quelle osservate tra i residenti di Baltimora.
È interessante notare che i file di questo studio esistono ancora presso l’Agenzia di follow-up. Chiaramente, un altro sguardo a questa popolazione è disperatamente necessario, e uno studio collaborativo con l’Agenzia di follow-up e USAMRIID è ora in fase di sviluppo.
Abbiamo anche incoraggiato i nostri colleghi nella regione balcanica d’Europa per esaminare i loro pazienti sierologicamente confermati HFRS per evidenza di insufficienza renale cronica, ei loro risultati sono mostrati nella Tabella 4 26 , 27 , 28 , 29 . Circa il 10% di coloro che sono sopravvissuti alla malattia acuta sono stati lasciati con evidenza di insufficienza renale cronica. Queste cifre si basano su valutazioni della funzionalità renale prese in qualsiasi momento tra la dimissione dall’ospedale a circa 5 anni dopo l’esordio. Cinque anni rappresentano circa il più lungo periodo di tempo in cui l’HFRS è stato diagnosticato con precisione in quest’area, quindi non abbiamo conosciuto pazienti infetti per un follow-up più lungo. Tuttavia, c’è una sorprendente somiglianza nei risultati di diversi centri medici, il che suggerisce che l’insufficienza renale cronica non è una sequela rara tra i pazienti abbastanza malati da essere ospedalizzati durante la malattia acuta. Stiamo continuando ad esaminare questi pazienti nel tempo e stiamo cercando di determinare se esiste una correlazione tra sieropositività e malattia renale cronica o ipertensione tra i residenti a lungo termine della zona come visto a Baltimora.
TABELLA 4
INSUFFICIENZA RENALE CRONICA COME SEQUELA DI HFRS TRA PAZIENTI SIEROLOGICAMENTE CONFERMATI DIAGNOSTICATI IN JUGOSLAVIA E GRECIA.
Per riassumere, l’ultimo decennio ha prodotto una ricchezza di nuove conoscenze riguardanti la febbre emorragica con sindrome renale. Ora sappiamo che diversi virus sono in grado di causare malattie clinicamente simili, che sono chiamate collettivamente febbre emorragica con sindrome renale. Questi virus sono mantenuti in natura da roditori cronicamente infetti e sono distribuiti molto più ampiamente di una volta sospettati. Siamo in grado di diagnosticare HFRS acuta rapidamente e con precisione, e abbiamo prove preliminari per suggerire che l’infezione hantaviral passato può essere associato con il successivo sviluppo della malattia renale cronica.
Fornire la prova di questa associazione rappresenta una sfida eccezionale e le risorse dell’Agenzia di follow-up, del Dipartimento della Difesa e dell’Amministrazione dei veterani sono particolarmente adatte per rispondere definitivamente a questa domanda. Le infezioni da hantaviral possono essere acquisite all’estero, anche come parte del servizio militare, o proprio qui negli Stati Uniti, da ratti infetti locali; ma indipendentemente dalla fonte di infezione, ci sono prove crescenti che alcuni pazienti progrediranno verso la malattia renale cronica e forse l’insufficienza renale allo stadio finale. È stato stimato che gli Stati Uniti spendono più di billion 30 miliardi all’anno per le cure mediche per le malattie renali e urologiche, e circa billion 3 miliardi è pagamenti Medicare per la dialisi e il trapianto per le persone con malattia renale allo stadio terminale. Se anche una piccola parte di questo fardello è dovuta alle infezioni hantavirali, diciamo, il 2% che abbiamo trovato nelle nostre unità di dialisi di Baltimora, allora noi, come nazione, stiamo spendendo circa 60 milioni di dollari all’anno per questa malattia. E ‘ chiaro che non possiamo permetterci che questa questione rimanga irrisolta.
Note a piè di pagina
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James W. LeDuc è con l’US Army Medical Research Institute of Infectious Diseases (USAMRIID), Ft. Detrick, Frederick, Maryland; James E. Childs e Greg E. Glass sono con il Dipartimento di Immunologia e malattie infettive, Johns Hopkins University School of Hygiene and Public Health, Baltimora, Maryland; e AJ Watson è con la Divisione di Nefrologia, Johns Hopkins University, Baltimora, Maryland. Corrispondenza a James W. LeDuc, Disease Assessment Division, USAMRIID, Ft. Detrick, Frederick, MD 21701-5011. Le opinioni degli autori non pretendono di riflettere le posizioni del Dipartimento dell’Esercito o del Dipartimento della Difesa, che hanno approvato questo rapporto per il rilascio pubblico con distribuzione illimitata.