Chemoterapie infekcí vyvolaných cytomegalovirem

Článek podává krátký přehled onemocnění vyvolaných cytomegalovirem (CMV). Uvádí základní proticytomegalovirová chemoterapeutika – ganciclovir, foscarnet, cidofovir – s jejich farmakodynamickými a farmakokinetickými charakteristikami, nežádoucími účinky, indikacemi, kontraindikacemi a léčebnými a profylaktickými schématy. Je popsána technologie intravitreální aplikace gancicloviru a fomivirsenu. Zlepšení biologické dostupnosti gancicloviru přináší valganciclovir. Je upozorněno na vyvíjená léčiva, jako cyklobutylguaninový nukleosidový analog lobucavir, benzimidazolové ribonukleosidy – benzimidavir (TCRB a BDCRB) a acyklické nukleosidové fosfonáty (jiné než cidofovir, např. HPMPA a adefovir čili PMEA).

Úvod

Do dnešní doby bylo objeveno asi 100 herpetických virů, z nichž 8 se vyskytuje u člověka. Je obtížné označovat některý z nich za významnější, ale v nemocnosti zejména imunodeficientních osob a novorozenců se významně uplatňuje (lidský) cytomegalovirus (CMV, HCMV). Má nejen velký klinický význam, ale teoreticky zajímavá je i jeho složitá patogeneze.

Cytomegalovirus vyvolává u dětí i dospělých, zejména imunodeficientních, široké spektrum onemocnění. Název cytomegalovirus dostal podle kongenitální cytomegalie, charakterizované výskytem typicky změněných buněk s intranukleární inkluzí obkrouženou jasným halo (tzv. „soví oči"). Během infekce cytomegalovirem je infikována většina tkání a virus může být detekován v řadě tělních tekutin. Ač se může replikovat v různých buňkách, nejnáchylnější k infekci jsou lymfocyty a monocyty. Virus přechází i přes hematoencefalickou bariéru, a pokud nezpůsobí přímo onemocnění mozku, nervový systém představuje jeho latentní rezervoár pro možné budoucí reaktivace.

Odhaduje se, že cytomegalovirem je infikováno okolo 40–100 % světové dospělé populace. Virus se přenáší horizontálně i vertikálně. Je obsažen v orofaryngeálním sekretu, slinách, moči, cervikálním a vaginálním sekretu, spermatu, mateřském mléce, slzách, stolici a krvi. Dítě se může nakazit již transplacentárně, během porodu nebo kojením, v dětském věku hrají důležitou roli přímé kontakty v rodině a v dětském kolektivu. Během dospívání a dospělosti je významnou cestou přenosu pohlavní styk. Virus může být přenesen v krvi při transfuzi nebo v kostní dřeni či solidním orgánu při transplantaci. U imunokompetentního hostitele infekce obvykle proběhne asymptomaticky, v některých případech jako cytomegalovirová mononukleóza. Jako těžké onemocnění se infekce projeví v podmínkách nezralosti nebo nedostatečnosti imunitního systému.

U osob po transplantaci jsou hlavními patogenetickými faktory přítomnost CMV v hostitelském organismu nebo štěpu, imunosuprese (zvláště deplece T buněk), antigenní stimulace (cizí tkání při transplantaci) a vulnerabilita transplantovaného orgánu. Po transplantacích solidních orgánů se rozvíjí pneumonitida, ezofagitida, gastritida, kolitida, hepatitida, retinitida, ale i generalizované onemocnění. Po transplantaci kostní dřeně vzniká často pneumonitida, generalizovaná infekce, méně pak nemoci podobné jako u osob po transplantaci solidních orgánů. Typickými klinickými manifestacemi pacientů s AIDS jsou zvláště retinitida, dále kolitida, ezofagitida, encefalitida, progresivní lumbosakrální polyradikulopatie a generalizovaná infekce [1].

V léčbě těžkých cytomegalovirových infekcí se uplatňuje několik virostatik, která se podávají intravenózně, perorálně i intraokulárně: ganciclovir, valganciclovir, foscarnet, cidofovir, fomivirsen. Mimoto se vyvíjí řada dalších léčiv s proticytomegalovirovým účinkem.

Ganciclovir

Ganciclovir je virostatikum s účinkem proti lidskému cytomegaloviru i některým dalším herpetickým virům. Chemicky jde o acyklický analog purinové báze guanosinu. Do vlastní účinné formy je fosforylován fosfotransferázou (produktem genu U97 viru) a buněčnými fosforylázami. Jako trifosfát inhibuje syntézu virové DNA – kompetitivně inhibuje DNA polymerázu herpetických virů a inkorporuje se do virové DNA, čímž znemožňuje její elongaci. Ganciclovir je účinný proti herpes simplex viru 1 a 2 (HSV-1, HSV-2), viru varicella-zoster (VZV) a lidskému cytomegaloviru (CMV). Účinek proti EB viru (virus Epsteina-Baarové) není klinicky významný.

Rezistence CMV ke gancicloviru je dána vznikem mutace pUL97 v genu pro fosfotransferázu a mutace UL54 v genu pro virovou polymerázu [2,3]. Ganciclovir se z gastrointestinálního traktu vstřebává jen omezeně: absorpce nalačno činí 3–5 % a podaného s jídly 6–9 %. Vazba na plazmatické bílkoviny je nízká (1–2 %), průnik do likvoru činí 25–70 %, průnik do sklivce je 10–15 % (0,96 mg/ml). Biologický poločas eliminace t1/2 je 2,9 (2,5–3,6) hodin po intravenózní aplikaci, 3,0–7,3 hodin po perorální aplikaci. Renální exkrece je 90% [4].

Ganciclovir slouží k léčbě a profylaxi těžkých cytomegalovirových infekcí imunodeficientních, resp. imunosuprimovaných osob, jako jsou:

– CMV retinitida pacientů s AIDS,

– CMV pneumonie po transplantaci kostní dřeně,

– CMV ezofagitida a CMV kolitida pacientů s AIDS,

– kongenitální cytomegalie,

– jiné těžké cytomegalovirové infekce pacientů s AIDS, recipientů kostní dřeně i pacientů po transplantaci solidních orgánů,

– ganciclovir může být kombinován s foscarnetem (u CMV retinitidy pacientů s AIDS) nebo s hyperimunním proticytomegalovirovým globulinem (u CMV pneumonie transplantovaných pacientů).

Základní překážku podání gancicloviru činí neutropenie.

Hlavní vedlejší nežádoucí účinky léčby jsou:

– myelosupresivní účinky, zejména neutropenie (25–40 %), méně trombocytopenie (20 % u pacientů po transplantaci a 9 % u pacientů s AIDS),

– gastrointestinální obtíže: nauzea, zvracení, průjem,

– jaterní léze: elevace transamináz,

– neurologické příznaky: zmatenost, křeče,

– renální insuficience (vzácně u pacientů po transplantaci srdce),

– jiné vzácné komplikace: exantém, eozinofilie.

Současné podávání zidovudinu, interferonu-a, sulfadiazinu nebo co-trimoxazolu může ještě více prohloubit neutropenii. Ganciclovir zvyšuje hladinu didanosinu. Byl zaznamenán teratogenní účinek u laboratorních zvířat (kategorie C).

Dávkování se volí podle indikace.

CMV retinitida pacientů s AIDS

Léčba a sekundární profylaxe – v útočné fázi se podává 10 mg/kg/den intravenózně (2x denně) 2–3 týdny, v udržovací fázi se redukuje na polovinu 5 mg/kg/den intravenózně (1x denně), celoživotně nebo do zlepšení imunologického profilu vlivem HAART. Intraokulární implantát vydrží 6 měsíců. Primární profylaxe zahrnuje podávání 1 g 3x denně perorálně celoživotně, resp. do vzniku CMV retinitidy, nebo naopak zlepšení stavu buněčné imunity vlivem HAART. S možnostmi antiretrovirové terapie je význam primární profylaxe přehodnocován [5,6].

CMV pneumonie po transplantaci kostní dřeně

V útočné fázi se aplikuje 7,5 mg/kg/den intravenózně (3x denně) 20 dní (s hyperimunním imunoglobulinem 500 mg/kg/den po dobu 10 dní), v udržovací fázi se dávka snižuje na 5 mg/kg/den (1x denně) 3–5x týdně 20 dávek (opět s hyperimunním imunoglobulinem 500 mg/kg 2x týdně 8 dávek). Profylaxe cytomegalovirových infekcí při vysokém riziku (alogenní transplantace) spočívá v podávání gancicloviru v dávce 2x 5 mg/kg/den intravenózně 5–7 dní, pak 5–6 mg/kg/den 5 dní v týdnu do 100. dne po transplantaci, a nebo se uplatňuje strategie preemptivní terapie (předpokládající dokonalý laboratorní servis): pokud je antigenémie nebo virémie CMV pozitivní a nebo PCR DNA CMV 2x pozitivní, nasazuje se ganciclovir v dávce 2x 5mg/kg/den intravenózně 7–14 dní, pak 5 mg/kg/den 5 dní v týdnu 3–6 týdnů do vyhasnutí PCR. Podobně se dávkuje ganciclovir v preemptivní terapii u příjemců autologního štěpu, ale se známkami replikace CMV, a u příjemců alogenního štěpu po více než 100 dnech se známkami replikace CMV (např. léčených kortikosteroidy pro GVHD) [7].

CMV ezofagitida a CMV kolitida pacientů s AIDS

Léčba a sekundární profylaxe zahrnuje útočnou fázi 10 mg/kg/den intravenózně (2x denně)  2–3 týdny a následnou udržovací fázi 5 mg/kg/den (1x denně) perorálně celoživotně nebo do zlepšení imunologického profilu na léčbě antiretrovirotiky (HAART).

Kongenitální cytomegalie

Je doporučeno léčit dávkami (8–)12 mg/kg/den (2x denně) 6 týdnů.

U jiných těžkých cytomegalovirových infekcí pacientů s AIDS, recipientů kostní dřeně i pacientů po transplantaci solidních orgánů se ganciclovir dávkuje obvykle 10 mg/kg/den intravenózně (2x denně).

Přípravky obsahující ganciclovir:  Cymevene (Hoffmann-La Roche) por cps dur 250 mg, inf sic 500 mg a Vitrasert (Chiron) intraokulární implantát.

Valganciclovir

Valganciclovir je ester gancicloviru s L-valinem. Ze střeva je transportován peptidovým přenašečem PEPT1. Jaterní a střevní esterázy jej rychle hydrolyzují na účinný ganciclovir a L-valin, který je metabolizován jako přirozená aminokyselina. Do vlastní účinné formy je fosforylován fosfotransferázou (produktem genu U97 viru) a buněčnými fosforylázami. Jako trifosfát inhibuje syntézu virové DNA. Rezistence ke gancicloviru je dána vznikem mutace pUL97 v genu pro fosfotransferázu a mutace UL54 v genu pro virovou polymerázu.

Rozhodující farmakokinetickou vlastností valgancicloviru je dobré vstřebávání – biologická dostupnost činí 60 % (oproti 3–9 % perorálně podaného gancicloviru), pokud je podáván s jídlem [8].

Valganciclovir byl porovnáván v indukční léčbě cytomegalovirové retinitidy s intravenózně aplikovaným ganciclovirem [9]. V klinické studii se 160 HIV pozitivními pacienty byl podáván v dávce 2x 900 mg/den 21 dní, pak v udržovací dávce 900 mg/den. Obě skupiny se nelišily v progresi CMV retinitidy za 4 týdny léčby; v obou skupinách činila 10 % [10]. Předpokládá se, že se valganciclovir se jistě uplatní v udržovací léčbě CMV retinitidy, zatím však není k dispozici výsledek žádné klinické studie.

Z nežádoucích účinků jsou zaznamenány gastrointestinální obtíže a dále nežádoucí účinky stejné jako u perorálně a intravenózně podávaného gancicloviru [11]. Zatím chybějí jakékoli zkušenosti s podáváním u dětí, starých lidí, gravidních či kojících žen. Podle studií na zvířatech se řadí do kategorie C.

Při podávání u pacientů s renální insuficiencí je nutné redukovat dávky. Velkou výhodou valgancicloviru oproti dosavadním léčivům v indukční a udržovací léčbě CMV retinitidy je perorální podávání. Jsou tak vyloučeny komplikace spojené s opakovanou intravenózní aplikací nebo komplikace permanentních žilních katétrů [12,13]. Standardní iniciální dávka pro léčbu CMV retinitidy je 1 800 mg/den rozděleno do dvou dávek perorálně 3 týdny, pak 900 mg/den perorálně.

Přípravek obsahující valganciclovir se nazývá Valcyte (Hoffmann-La Roche), tbl 450 mg.

Foscarnet

Foscarnet je virostatikum s účinkem proti lidskému cytomegaloviru i některým dalším herpetickým virům. Chemicky se jedná o kyselinu fosfonomravenčí: O=P(OH)2-COOH. Foscarnet inhibuje DNA polymerázu herpetických virů, ale působí i na reverzní transkriptázu HIV. Působí proti herpetickým virům, tj. proti lidskému cytomegaloviru (CMV), herpes simplex virům typu 1 a 2 (HSV-1, HSV-2), viru varicella-zoster (VZV) a herpetickému viru Kaposiho sarkomu (KSHV, tj. HHV-8). Účinek proti HIV-1 a HIV-2 je slabší (může potencovat účinek antiretrovirotik).

Foscarnet se nevstřebává z trávicího traktu. Vazba na plazmatické bílkoviny je 14–17 %. Proniká dobře přes hematoencefalickou bariéru, v likvoru tvoří 43 % (15–70 %) plazmatické hladiny. Biologický poločas eliminace t1/2 je 0,5–6 hodin. 80–82 % podaného léčiva je vyloučeno ledvinami [14].

Foscarnet je důležitým léčivem proti cytomegalovirové retinitidě pacientů s AIDS i proti jiným těžkým cytomegalovirovým infekcím imunodeficientních pacientů. V těchto indikacích je vhodný i pro kombinovanou léčbu s ganciclovirem. Je možné použít jej u infekcí vyvolaných aciclovir-rezistentním herpes simplex virem a virem varicella-zoster, zejména u HIV infikovaných pacientů. U pacientů po rizikové alogenní transplantaci kostní dřeně je podáván v profylaktickém režimu.

Hlavními kontraindikacemi jsou renální insuficience a projevy nesnášenlivosti k přípravku.

Vedlejší nežádoucí účinky jsou časté, mezi hlavní patří:

– nefrotoxicita, projevující se hyperkreatininémií (37 %), v krajním důsledku anurickým renálním selháním,

– elektrolytové poruchy: hypokalcémie (15 %), hypofosfatémie (8 %), hypomagnezémie (15 %), hypokalémie (16 %),

– poruchy čití: periorální parestezie, parestezie končetin a hypestezie (z hypokalcémie),

– křeče (10 %) v souvislosti s renální insuficiencí či hypokalcémií,

– ulcerace na penisu (zřejmě souvisí s lokálně dráždivým účinkem léku vylučovaného močí).

K dalším častějším komplikacím patří nauzea, zvracení, bolest hlavy, exantém, horečka, hepatitida, myelosuprese a další. Pentamidin i.v. prohlubuje hypokalcémii, nefrotoxická léčiva (amphotericin B, aminoglykosidy, pentamidin) zvyšují riziko poškození ledvin, imipenem může zvýšit pohotovost ke křečím. Teratogenita nebyla vyloučena (kategorie C).

Dávkování se řídí indikací: V léčbě CMV retinitidy se v útočné fázi podává 180 mg/kg/den intravenózně (2–3x denně) 2–3 týdny a následně v udržovací fázi 90–120 mg/kg/den intravenózně (1x denně) doživotně nebo do zlepšení imunologického profilu na HAART. U jiných těžkých cytomegalovirových infekcí imunosuprimovaných pacientů se rovněž podává v útočné fázi 180 mg/kg/den intravenózně (2–3x denně) obvykle 2–3 týdny, délka udržovací fáze se musí volit individuálně. Léčba infekcí vyvolaných aciclovir-rezistentním herpes-simplex virem a virem varicella-zoster spočívá v podávání foscarnetu v dávce 120 mg/kg/den intravenózně (2–3x denně) 3 týdny. Jako profylaxe těžkých cytomegalovirových infekcí (zvláště pneumonie) se po transplantaci kostní dřeně s vysokým rizikem podává 2x 60 mg/kg/den intravenózně 7 dní, pak 90–120 mg/kg/den do 100. dne po transplantaci.

Přípravek se jmenuje Foscavir (Astra Zeneca) inf 250 a 500 ml.

Cidofovir

Cidofovir inhibuje syntézu virové DNA, aniž by vyžadoval iniciální fosforylaci virovou thymidinkinázou. Na aktivní metabolit – difosfát – se konvertuje pomocí celulárních enzymů. Spektrum účinku zahrnuje i cytomegalovirus, zřejmě také adenoviry a papovaviry. Cidofovir se nevstřebává, jeho biologický poločas eliminace (asi 2,6 hodin) lze významně prodloužit podáním probenecidu až na 24 hodin.

Cidofovir je indikován pro CMV retinitidu u AIDS, u pacientů, kteří nesnášejí ganciclovir a foscarnet [15]. Perspektivně je jeho místo v léčbě herpesvirových infekcí u HIV pozitivních osob, kde lze předpokládat nebo prokázat rezistenci herpes simplex viru na aciclovir i foscarnet.

Mezi četné nežádoucí účinky patří nefrotoxicita (proteinurie, hyperkreatininémie, renální insuficience, metabolická acidóza) a neutropenie. Někteří pacienti vyžadují i současné podání G-CSF. Pro pokles nitroočního tlaku, vznik iritidy nebo amoce retiny zejména u diabetiků není připravena forma k intravitreální aplikaci. Kombinací s nefrotoxickými a hematotoxickými léčivy dochází k akcentaci nežádoucích účinků.

Cidofovir má zajímavé dávkovací schéma umožněné dlouhým biologickým poločasem eliminace. Obvyklá dávka činí 5 mg/kg za týden intravenózně po 2 týdny, pak 5 mg/kg za 14 dní intravenózně dlouhodobě. Pacient je při každé aplikaci vydatně hydratován a je podán probenecid v denní dávce 4 g. Dávkování se musí upravovat u pacientů s renální insuficiencí.

Přípravek je Vistide (Pharmacia-Upjohn) inf 5 ml.

Fomivirsen

Fomivirsen je antisenzní (protisměrný) oligonukleotid, který specificky inhibuje replikaci CMV. Váže se na komplementární sekvence vůči sekvenci mRNA transkriptu major immediate-early regionu 2 (IE2) virové DNA. Tento region mRNA kóduje specifický protein odpovědný za regulaci genové exprese viru. Vazba fomivirsenu vede k inhibici syntézy IE2 proteinu, což má za následek  inhibici virové replikace. Spektrum účinku zahrnuje výhradně (lidský) cytomegalovirus. Lék byl připraven jen pro lokální aplikaci – intravitreální injekci. Dle zvířecích modelů vrcholová koncentrace v sítnici činí 3,5 mmol/l po jednotlivé intravitreální dávce 66 mg. Čas do dosažení vrcholové koncentrace v sítnici činí 2–5 dní, poločas vyloučení ze sítnice je 78–79 hodin [16].

Jedinou indikací je cytomegalovirová retinitida. Fomivirsen je zálohou proti cytomegalovirové retinitidě pacientů nereagujících na léčbu ganciclovirem, foscarnetem či cidofovirem nebo s kontraindikací k těmto léčivům.

Hlavní vedlejší nežádoucí účinek intravitreální injekce je zvýšení nitroočního tlaku a mírná až střední zánětlivá reakce vesměs zvladatelná lokální aplikací kortikosteroidů. Vzácně byly popsány stavy spojené s poruchou visu, jako např. katarakta nebo pigmentace retiny [17,18].

Fomivirsen se podává ve formě intravitreálních injekcí 330 mg jednou týdně 3 týdny a pak 330 mg jednou za 2 týdny. Stejně účinný je režim s podáváním 330 mg 1. a 15. den a pak jednou měsíčně.

Přípravek je Vitravene (Novartis, v ČR není registrován).

Nově vyvíjená proticytomegalovirová léčiva

Cyklobutylguaninový nukleosidový analog lobucavir čili (R)–9-(2,3-bis(hydroxymethyl)cyklobutyl)guanin je vyvíjen výzkumnými ústavy firmy Bristol-Myers-Squibb. Očekává se účinek proti herpetickým virům i viru hepatitidy B.

Jinou nadějnou skupinou antivirotik jsou benzimidazolové ribonukleosidy: benzimidavir čili 2,5,6-trichlor-1-(-D-ribofuranosyl)benzimidazol (TCRB) a 2-brom-5,6-dichlor-1-(-D-ribofuranosyl)benzimidazol (BDCRB).

Acyklické nukleosidové fosfonáty jsou příbuzné již osvědčenému cidofoviru. Perspektivní pro léčbu jsou např. (S)–9-(3-hydroxy-2-fosfonylmetoxypropyl) adenin, tj. HPMPA, a adefovir čili (R)–9-(2-fosfonylmetoxypropyl)adenin (PMEA). Adefovir byl stejně jako cidofovir vyvinut týmem dr. Holého a je studován laboratořemi firmy Gilead Sciences. Příprava k registraci k léčbě HIV infekce (pod názvem Preveon) byla zatím pozdržena pro závažné nežádoucí účinky [19].

Závěr

Anticytomegalovirová chemoterapeutika rozšiřují možnosti léčby závažných infekčních komplikací u imunodeficientních osob, zejména pacientů infikovaných HIV, pacientů hematoonkologických a transplantovaných. Spolu s dalšími složkami komplexní léčby – např. vysoce aktivní antiretrovirovou terapií (HAART) nebo terapií imunoglobuliny – se zvyšují vyhlídky přežití, prodloužení a zkvalitnění života a záchrany zraku u těžce nemocných lidí. Ganciclovir, foscarnet a cidofovir jsou klasická chemoterapeutika, fomivirsen je pak první antisenzní oligonukleotid v klinické praxi a představuje teoretický přelom nejen v léčbě virových infekcí, ale ve farmakologii vůbec.

Přes úspěchy anticytomegalovirových chemoterapeutik přináší léčba cytomegalovirových nemocí závažná zdravotní rizika, mnohdy omezující nasazení nebo pokračování léčby. Velkým problémem je fenomén rezistence cytomegaloviru právě u imunosuprimovaných osob, nelze ani vyloučit vznik mnohočetné lékové rezistence. Tato selhání anticytomegalovirové léčby jsou výzvou pro vědecké týmy celého světa k vývoji dalších virostatik.