Charakterisierung der Polyomavirus BK-spezifischen Immunantwort nach Nierentransplantation

Abstract

Die BKV-assoziierte Nephropathie gehört zu den größten infektiösen Herausforderungen nach Nierentransplantation und steht im Zusammenhang mit dem Gebrauch neuer Immunsuppressiva und einer eingeschränkten BKV-spezifischen Immunität. Der frühen Diagnosestellung der BKV-Reaktivierung und der Identifizierung von Patienten mit erhöhtem Risiko für eine BKV-assoziierte Nephropathie kommt dabei die wichtigste Aufgabe zu. Profil und Kinetik der BKV-spezifischen Immunantwort sowie das diagnostische und prognostische Potential immunologischer Parameter bleiben dabei jedoch weiter ungeklärt. In den vorliegenden Arbeiten wurde die BKV-spezifische Immunität von nierentransplantierten Patienten mit transienter BKV-Reaktivierung und BKV- assoziierter Nephropathie untersucht. Die Frequenzen BKV-spezifischer T-Zellen wurden nach Stimulation mit 5 BKV-spezifischen Proteinen in einem Interferon-γ detektierenden Elispot assay bestimmt. Die Phänotypisierung Interferon-γ-, Interleukin-2- und Tumornekrosefaktor-α-produzierender BKV-spezifischer T-Zellen erfolgte durch eine 10-Farben-Durchflusszytometrie. BKV-spezifische Antikörper wurden mit der ELISA-Methode gemessen. Von der Diagnose bis zum Ende der BKV-Reaktivierung zeigte sich ein signifikanter Anstieg BKV- spezifischer T-Zellen für alle BKV-spezifischen Proteine (p < 0,001). Patienten mit transienter BKV-Reaktivierung entwickelten ohne therapeutische Intervention erhöhte Frequenzen BKV-spezifischer T-Zellen. Im Gegensatz dazu war bei Patienten mit BKV-assoziierter Nephropathie ein Anstieg BKV- spezifischer T-Zellen erst nach therapeutischer Intervention nachweisebar. Gegen Strukturproteine gerichtete T-Zellen waren dabei früher nachweisbar als gegen regulatorische Proteine gerichtete T-Zellen. Patienten nach transienter BKV-Reaktivierung hatten signifikant höhere Frequenzen multifunktionaler Interferon-γ/ Interleukin-2/Tumornekrosefaktor-α-produzierender CD4+ T-Zellen (p = 0,048) als Patienten nach BKV-assoziierter Nephropathie. Diese zeigten den größten Anstieg BKV-spezifischer IgG-Antikörper und eine Persistenz erhöhter IgM-Antikörper. Das Monitoring der BKV-spezifischen Immunantwort kann bei Patienten mit aktiver BKV-Reaktivierung genutzt werden, um solche mit einem erhöhten Risiko für eine BKV-assoziierte Nephropathie zu identifizieren. Zudem kann der Nachweis BKV-spezifischer T-Zellen bei Patienten mit BKV- assoziierter Nephropathie als Marker für den Therapieerfolg und damit als Maß für die erforderliche Reduktion der Immunsuppression dienen.

BKV-associated nephropathy is one of the most challenging infectious complications after kidney transplantation and is related to the use of more potent immunosuppressive drugs and impaired BKV-specific immunity. In this context, early diagnosis of BKV-reactivation and identification of patients with an increased risk for BKV-associated nephropathy are of major importance. Kinetics of BKV-specific immunity and their diagnostic and prognostic potential, however, are not well defined. We analyzed BKV-specific cellular and humoral immunity of kidney transplant recipients with transient BKV- reactivation and BKV-associated nephropathy. Frequencies of BKV-specific T-cells were analyzed in an interferon-gamma detecting Elispot assay after stimulation with 5 BKV-specific proteins. Phenotyping of interferon-gamma-, interleukin-2-, and tumor necrosis factor producing BKV-specific T-cells was performed in a 10-color flow cytometry. BKV-specific antibodies were measured using an ELISA. We observed a significant increase in BKV-specific T-cells directed against all 5 BKV-specific proteins from diagnosis to resolution of BKV-reactivation (p < 0.001). Patients with transient BKV-reactivation developed increased frequencies of BKV-specific T-cells without any therapeutic interventions. In contrast, elevated frequencies of BKV-specific T-cells in patients with BKV-associated nephropathy were only detectable after reduction of maintenance immunosuppression. BKV-specific T-cells directed against structural proteins were detectable earlier than BKV-specific T-cells directed against regulatory proteins. Patients with transient BKV-reactivation showed significantly higher frequencies of multifunctional interferon- gamma/interleukin-2/tumor necrosis factor producing CD4+ T-cells (p = 0.048) compared to patients with BKV-associated nephropathy. Patients with BKV- associated nephropathy showed the highest increase in BKV-specific IgG levels and persistence of increased IgM levels. Monitoring of BKV-specific immunity might be used to distinguish between patients with transient BKV-reactivation and patients with an increased risk to progress to BKV-associated nephropathy. In addition monitoring of BKV-specific T-cells in patients with BKV-associated nephropathy might be used to aid in the management of reduction of maintenance immunosuppression.