Charakterisierung der zellulären und humoralen Immunantwort bei RRP Patienten nach prophylaktischer HPV-Impfung mit Gardasil®

Abstract

Die rezidivierende respiratorische Larynxpapillomatose (RRP) gehört zu den häufigsten benignen Erkrankungen des Larynx. Sie wird je nach Alter bei Erstdiagnose in eine juvenile und eine adulte Form gegliedert. In über 90% wird sie durch die Low-Risk-HPV-Typen 6 und 11 hervorgerufen. Behandelt wird die Erkrankung vor allem durch chirurgische Herdsanierung mittels Laser. Bisher gibt es keine adäquaten Therapiemöglichkeiten, die nach erfolgtem Eingriff ein erneutes Auftreten einer Papillomatose verhindern können. Ziel der Arbeit war die Charakterisierung der serologischen und zellulären Immunität bei RRP Patienten im Zeitraum der Immunisierung mit dem prophylaktischen HPV-Impfstoff Gardasil®. In diesem Rahmen erfolgte die Einteilung in eine Querschnitt- und Longitudinalstudie. In der Querschnittstudie wurden drei Probandengruppen mit unterschiedlichem Krankheits- bzw. Impfstatus (RRP Patienten, mit Gardasil® gegen HPV geimpfte RRP Patienten und gesunde nicht-geimpfte Probanden) untersucht und ihr Immunstatus (T-Zellfrequenzen, Antikörpertiter) verglichen. In der Longitudinalstudie wurde der Krankheitsverlauf von vier Patienten aus der Querschnittstudie, die nach chirurgischer Herdsanierung mit Gardasil® geimpft worden waren, untersucht. Von allen Probanden wurde peripher venöses Blut gewonnen. Die einzelnen Blutproben wurden anhand der Expression von CD4, CD154, IFN-ɣ sowie IL-2 mittels Durchflusszytometrie auf HPV-spezifische T-Zellen untersucht. Die Stimulation erfolgte mit HPV 6, 11, 16 und 18 L1 und E6/E7 spezifischen Peptidpools. Zusätzlich wurden die Antikörpertiter im Serum bestimmt. Der Krankheitsverlauf wurde mittels Derkay Score beurteilt. Im Vergleich bildeten die gesunden Probanden die höchsten HPV-spezifischen T-Zellfrequenzen aus, gefolgt von den geimpften RRP Patienten und den ungeimpften RRP Patienten. Gesunde Probanden hatten deutlich höhere Frequenzen an HPV E6/E7 spezifischen T-Zellen als die an RRP Erkrankten. Im Verlauf der Longitudinalstudie zeigten die untersuchten Probanden eine deutliche Besserung der klinischen Symptomatik, die sich vor allem durch verminderte Proliferation der Papillome sowie durch größere Intervalle zwischen den Eingriffen auszeichnete. Mit diesem Bild korrelierten die ansteigenden T-Zellzahlen sowie die höheren Titer virusspezifischer Antikörper im Serum. Auch die T-Zellfrequenzen gegen E6/E7 waren nach vollständiger Impfung erhöht nachweisbar. Die Ergebnisse führen zu der Annahme, dass bei erkrankten Patienten eine Dysregulation der T- Zellen und der Antikörperinduktion vorliegt. Der prophylaktische HPV-Impfstoff Gardasil® induziert die Bildung HPV-L1- und - wahrscheinlich indirekt- E6/E7-spezifischer T-Zellen und Antikörper in höherem Maße als die natürliche Infektion bei den RRP Patienten. Möglicherweise ließe sich die Infektion weiterer Gewebeareale bzw. eine Reinfektion nach chirurgischer Intervention durch hohe Antikörpertiter verhindern. Der Nachweis hoher Frequenzen an L1- spezifischen CD4+ T-Zellen bei Geimpften unterstützt diese Annahme.

Recurrent respiratory papillomatosis (RRP) is one of the most frequent benign diseases of the larynx. Depending on the age of the patient when RRP is first diagnosed the disease is categoriezed into a juvenile and an adult form. RRP is caused by low-risk HPV types 6 and 11 in >90% of the cases. Surgical ablation is standard treatment, but so far no satisfactory post-surgery therapies that prevent the recurrence of RRP have been established. The objective of this thesis was a characterisation of serological and cell- mediated immunity in RRP patients during the period of immunisation with the prophylactic vaccine Gardasil®. We performed a cross-sectional- and a longitudinal study. In the cross-sectional study three groups of individuals were monitored. The groups consisted of RRP patients, RRP patients vaccinated with Gardasil® and healthy non-vaccinated persons. We tested and compared their immunological status (T-cell frequencies, antibody titre). In the longitudinal study the development of the disease was monitored in 4 patients who had post-surgery vaccination with Gardasil®. Peripheral blood was taken from all test persons. The samples were analysed by flow cytometry to detect HPV specific T-cells using the expression of CD4, CD154, IFN-ɣ as well as IL-2. For stimulation HPV 6, 11, 16, and 18 L1 and E6/E7 specific peptid pools were used. Additionally, serological antibody titres were determined. Derkay Score was used to assess the course of the disease. In comparison the healthy individuals developed the highest HPV-specific T-cell frequenices, followed by the vaccinated RRP patients and non-vaccinated RRP patients. Healthy persons showed considerably higher frequencies of HPV E6/E7-specific T-cells than RRP patients. Patients who were followed in the longitudinal study showed a clear improvement of their clinical symptoms. Proliferation of papillomas was reduced considerably and the intervals between surgical interventions became longer. This effect corresponded with the increased number of HPV-specific T-cells and the higher titre of virus specific antibodies. An increase in E6/E7 specific T-cells could clearly be found following vaccination. From these findings we conclude that RRP patients suffer from dysregulation of T-cells and a lack of antibody. Gardasil®, a prophylactic HPV vaccine induces the development of HPV L1- and - propably indirectly - E6/E7-specific T-cells and antibodies in RRP patients to a greater extent than natural infection. Further infection of tissue or re-infection after surgical intervention might be prevented by higher antibody titers. Evidence of higher frequencies of L1- and E6/E7-specific CD4+ T-cells in vaccinated patients supports this assumption.