dc.contributor.author
Donoso Mantke, Oliver
dc.date.accessioned
2018-06-07T14:36:24Z
dc.date.available
2005-07-06T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/129
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-4333
dc.description
Titel, Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung 3
1.1 Anatomie des Herzens 4
1.2 Erkrankungen des Herzens 7
1.3 Virale Ursachen und Pathogenese entzündlicher Herzerkrankungen 13
1.4 Diagnostik und Therapie der entzündlichen Herzerkrankungen 26
1.5 Ein neuartiger Vertreter der Picornaviren - das Ljunganvirus 32
1.6 Fragestellung der Dissertation 35
2. Material und Methoden 37
2.1 Material 37
2.2 Methoden 49
3. Ergebnisse 100
3.1 Daten zu den Patienten und Proben 100
3.2 Extraktion von Nukleinsäuren aus Myokardgewebe 103
3.3 Nachweis viraler Nukleinsäuresequenzen in Myokard- und Herzklappengewebe
108
3.4 Vergleich der Ergebnisse aus der Serologie und Histopathologie mit denen
aus der PCR-Diagnostik 117
3.5 Charakterisierung und Nachweis von Ljunganviren 122
4. Diskussion 133
5. Zusammenfassung in Deutsch und Englisch 147
6. Anhang 151
6.1 Abkürzungsverzeichnis 151
6.2 Abbildungsverzeichnis 155
6.3 Tabellenverzeichnis 158
7. Literaturverzeichnis 160
Vorveröffentlichungen und weitere eigene Publikationen 182
Danksagung 186
dc.description.abstract
Virusinfektionen sind eine häufige Ursache von entzündlichen Erkrankungen am
menschlichen Herzen, wie z.B. der akuten und chronischen Myokarditis,
dilatativen Kardiomyopathie oder der koronaren Herzkrankheit, und gelten daher
weltweit als eine der Hauptursachen für Morbidität und Mortalität bei
kardiovaskulären Erkrankungen. Des Weiteren sind Virusinfektionen im
transplantierten Myokard an kardialen Ereignissen beteiligt, die bis zum
Transplantatverlust führen können. In der vorliegenden, derzeitig
umfangreichsten Prävalenzstudie für kardiotrope Viren wurden mit Hilfe der PCR
Herzgewebeproben (sowohl Myokard- als auch Herzklappengewebe) aus
Herztransplantatempfängern (HTx-Patienten) und Herzspendern untersucht, um die
Häufigkeit einzelner in Frage kommender viralen Erreger in erkrankten bzw.
gesunden Herzen zu klären. In der Studie eingeschlossen wurden a) kardiotrope
virale Erreger, für die ein ätiologischer Zusammenhang mit entzündlichen
Herzerkrankungen belegt worden ist wie Enteroviren (EV), Adenoviren (ADV),
humanes Zytomegalievirus (HCMV), Parvovirus B19 (PVB19) und Influenzavirus
(Typ A und B) sowie b) virale Erreger mit bisher unbekanntem Risiko wie die �
erst kürzlich in schwedischen Mäusepopulationen beschriebenen � Ljunganviren
(LV) und Hantaviren (Typ Puumala und Dobrava).
Die Untersuchung von insgesamt 449 Myokardproben hat hierbei ergeben, dass 34
von 73 HTx-Patienten (47 %) und 48 von 80 Herzspendern (60 %) positiv für
mindestens einen der untersuchten Viren waren. Virale Nukleinsäuresequenzen
wurden signifikant häufiger in Spendern mit einem Spenderalter über 65 Jahren
nachgewiesen als in HTx-Patienten (P= 0,005) oder Spendern mit einem
Spenderalter unter 65 Jahren (P= 0,02). Des Weiteren konnte erstmalig auch ein
hoher Befall von subvalvulärem Myokardgewebe (64 %) und Herzklappen (53 %) in
30 Herzklappenspendern nachgewiesen werden. Insgesamt wurde eine hohe
Prävalenz von EV (vor allem Coxsackievirus B-ähnlichen Viren) und ADV
festgestellt. Weniger häufig wurden HCMV und PVB19 nachgewiesen, denen jedoch
ebenfalls eine Bedeutung als kardiotrope Erreger zugeschrieben wird. Keine der
hier untersuchten Proben war positiv für Influenza-, Ljungan- oder Hantaviren,
was eher darauf hinweist, dass die Prävalenz dieser Erreger in humanen
Herzgewebe deutlich geringer ist als die anderer Viren und dass diese Erreger
wahrscheinlich eher eine Rolle bei akuten Infektionen spielen, die nicht den
Hauptbestandteil in unserem Patientenkollektiv bildeten. In 88 % der
untersuchten Fälle wurde eine hohe Korrelation zwischen den PCR-Befunden und
histopathologischen Ergebnissen gezeigt. Im Gegensatz dazu waren die
serologischen Ergebnisse der zum Einsatz gekommenen kommerziellen ELISA-Teste
weitgehend diskordant (zwischen 4 % und 27 %) hinsichtlich des Nachweises von
IgG-Antikörpern, wodurch die potenziell virale Ursache chronischer
Krankheitsverläufe übersehen werden kann.
Die Beobachtung, dass Herzexplantate durch verschiedene virale Erreger
persistent infiziert sein können, ist sowohl für die Diagnostik und Therapie
von entzündlichen Herzerkrankungen von Bedeutung als auch für die Prävention
von Komplikationen, die, bedingt durch die im Transplantat vorhandenen Viren,
nach einer Transplantation möglicherweise auftreten können. Die sensitive PCR-
Technik könnte in Zukunft hilfreich sein, das Risiko einer Virusübertragung
vom Spender auf den Empfänger näher zu untersuchen. Die hier beschriebenen
Daten sind auch bezüglich der Spenderauswahl von Bedeutung, da bedingt durch
das limitierte Angebot geeigneter Spenderorgane die Kriterien zur
Spenderauswahl zunehmend gelockert werden. So wird z.B. die Altersbegrenzung
der Spender immer mehr angehoben, wodurch immer häufiger Spenderorgane älterer
Spender transplantiert werden, die, wie hier gezeigt werden konnte, eine
signifikant höhere Prävalenz möglicher Virusinfektionen im Herzen aufweisen
als bisher vermutet. Zur Verbesserung des Qualitätsmanagements bei
Transplantaten wird ein kombiniertes Verfahren aus PCR-Diagnostik und
histopathologischer Evaluierung zur Untersuchung von Biopsiematerialien bzw.
Myokardproben auf die Präsenz viraler Erreger vorgeschlagen. Die
Virusdiagnostik sollte nach den in dieser Studie belegten neueren
Erkenntnissen generell die bekannten kardiotropen viralen Erreger wie EV, ADV,
HCMV und PVB19 berücksichtigen sowie weitere virale Erreger, die im
Zusammenhang von Spender-bezogenen Infektionen in Allotransplantaten
beschrieben worden sind, z.B. Hepatitis B-, Hepatitis C- und Epstein-Barr-
Virus.
de
dc.description.abstract
Virus infections are implicated in the etiology of cardiovascular diseases
like acute and chronic myocarditis, dilated cardiomyopathy (DCM) or coronary
heart disease (CHD), which are the leading causes of heart failure with a high
morbidity and mortality worldwide. Affected individuals may require long-term
medical therapy for chronic heart failure with a high economic burden
including cardiac transplantation costs. In Germany almost 60 percent of all
indications for cardiac transplantation are due to DCM and 27 percent due to
CHD. Furthermore, virus infections of the heart have been reported to be
potentially implicated in atherosclerosis, coronary vasculopathy,
lymphoproliferative disease and graft loss after cardiac allograft
transplantation, developments which limit the survival of recipients. Although
laboratory diagnosis of viral heart disease has improved in recent years due
to molecular techniques such as polymerase chain reaction (PCR) and in situ
hybridization, these techniques are not yet widely applied. Due to few or
controversial data regarding the prevalence of the different possible viral
agents in these heart diseases, the aim of this presently most extensive study
was to examine myocardial and heart valve tissue samples from explanted hearts
of heart transplant (HTx) recipients and heart donors for nucleic acids of
myocardiotropic viruses.
To assess the prevalence, myocardial and heart valve tissue samples were
analyzed by different PCR methods for screening of viral agents which were
linked to inflammatory heart disease, like enteroviruses (EV), adenoviruses
(ADV), human cyto-megalovirus (HCMV), parvovirus B19 (PVB19) and influenza
viruses (type A and B). Additionally, screening was also performed for the
newly described Ljungan viruses and the also rodent-derived Hanta viruses
(type Puumala and Dobrava) which are suspected to be involved in human heart
disease. PCR analysis of 449 myocardial tissue samples from explanted hearts
indicated infection in 34 of 73 HTx-recipients (47 percent) and 48 of 80
donors (60 percent). The prevalence of virus infection in donors aged over 65
years was significantly higher than that in HTx-recipients (P= 0.005) or
donors aged under 65 years (P= 0.02). Furthermore, high prevalence of viral
DNA could be shown for the first time in subvalvular myocardial tissue (64
percent) and non-coronary valve samples (53 percent) from 30 heart valve
donors. The most frequently detected viruses were EV (group B
coxsackieviruses) and ADV. HCMV and PVB19 were found less frequently but these
viruses should also be recognized as potential cardiotropic pathogens in
patients of all ages. All tested samples were negative for influenza, Ljungan
or hanta viruses, indicating low prevalence of these viral agents in human
heart tissue compared to the other viruses. Maybe these viruses play only a
role in early acute heart diseases, but the majority of the patients tested in
our heart study presented diseases with chronic course like DCM and CHD. This
should be taken into consideration for future study design and patient
selection. While the serological findings and PCR results for different
viruses were discordant in 4 to 27 percent of the cases, there was a high
correlation (88 percent) between PCR and histopathological findings. The
serological results indicated a risk of overlooking the potential viral cause
of chronic inflammatory heart disease by using commercial ELISA tests.
The observation that heart explants may be persistently infected by different
viral agents is of importance not only for the diagnosis of inflammatory
cardiac disease, but also for the prevention of post-transplantation
complications. The highly sensitive PCR technique as shown here seems helpful
in estimating the risk of virus transmission from donor to recipient. The
obtained data are important for virological safety aspects in donor selection,
because the criteria for donor selection have become looser, e.g. the age
limit of donors was reduced, allowing transplantation of donor organs from
older people which, as shown here, demonstrated a significantly higher
prevalence of virus infection in the heart. For improvement of virus safety in
cardiac transplantation and homograft banking it should be recommended to
screen the donor organs and tissues with a multi-technology approach, using
PCR in addition to or instead of serological analysis together with
histological evaluation. Viral diagnostics should include the known
cardiotropic viruses like EV, ADV, HCMV, PVB19, as done in this study, and
viral agents of general importance for donor-associated infection in allograft
transplantation (e.g. HBV, HCV, and EBV).
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
cardiotropic viruses
dc.subject
heart transplantation
dc.subject
quality management
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::570 Biowissenschaften; Biologie
dc.title
Prävalenz kardiotroper Viren im humanen Herzgewebe
dc.contributor.firstReferee
PD Dr. rer. nat. Matthias Niedrig
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. rer. nat. Rudolf K. Achazi
dc.date.accepted
2005-06-20
dc.date.embargoEnd
2005-07-20
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-2005001666
dc.title.subtitle
Untersuchung von Explantaten aus Herztransplantat-Empfängern und Organspendern
dc.title.translated
Prevalence of cardiotropic viruses in human heart tissue
en
dc.title.translatedsubtitle
Analysis of explanted hearts of heart transplant recipients and heart donors
en
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000001656
refubium.mycore.transfer
http://www.diss.fu-berlin.de/2005/166/
refubium.mycore.derivateId
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open access