Seroepidemiology of polyomaviruses, herpesviruses and helicobacter pylori in early life and associations with health outcomes in childhood
Authors: Καραχάλιου Μαριάννα 
Published: September 2021

Εισαγωγή: Τα πρώτα χρόνια της ζωής, τα παιδιά εκτίθενται συνεχώς σε λοιμώξεις. Οι λοιμώξεις που συνοδεύονται από κλινικές εκδηλώσεις έχουν μελετηθεί συστηματικά και έχουν οδηγήσει στην ανάπτυξη αποτελεσματικών μέτρων πρόληψης, όπως ο εμβολιασμός. Ωστόσο, ο ρόλος των κοινών λοιμώξεων στην υγεία και τη νόσο έχει ελάχιστα μελετηθεί. Υπάρχουν υποθέσεις που υποστηρίζουν ότι μια φυσιολογική πορεία έκθεσης σε λοιμώξεις στην παιδική ηλικία αποτελεί προστατευτικό παράγοντα για την ανάπτυξη της παιδικής λευχαιμίας (η υπόθεση του Greaves) καθώς και για την ανάπτυξη χρόνιων φλεγμονώδων νοσημάτων (η υπόθεση της υγιεινής). Παρόλα αυτά οι υποθέσεις αυτές βασίζονται σε μελέτες που η έκθεση σε κοινές λοιμώξεις εκφράζεται με μεταβλητές όπως η ηλικία έναρξης του σχολείου. Ελάχιστες προοπτικές μελέτες υπάρχουν που να περιγράφουν τη φυσική πορεία έκθεσης σε πολλές κοινές λοιμώξεις ταυτόχρονα τα πρώτα χρόνια της ζωής, χρησιμοποιώντας βιολογικούς δείκτες, για παράδειγμα μετρώντας την ανοσολογική απάντηση.Αντικείμενο της παρούσας διατριβής αποτέλεσε αρχικά η περιγραφή της έκθεση στην παιδική ηλικία στους Polyomaviruses και Herpesviruses. Οι Polyomaviruses αποτελούν μια ομάδα DNA ιων που προσβάλουν τον άνθρωπο (δεκατέσσερις γνωστοί μέχρι σήμερα) και φαίνεται να αποκτώνται νωρίς στη ζωή, προκαλώντας υποκλινική νόσο. Μελέτες σε ενήλικες έχουν δείξει πολύ υψηλά ποσοστά οροεπιπολασμού ωστόσο δεν είναι γνωστή η συνήθης ηλικία ορομετατροπής. Οι Herpesviruses αποκτώνται συνήθως στην παιδική ηλικία με εξαίρεση τον HSV-2 που αποκτάται αργότερα στη νεαρή ενήλικο ζωή με την έναρξη της σεξουαλικής δραστηριότητας. Νεότερα δεδομένα δείχνουν ότι η επιδημιολογία των Herpesviruses έχει αλλάξει σημαντικά και η ορομετατροπή έχει μετατεθεί σε μεγαλύτερες ηλικίες, πιθανά λόγω αλλαγών που έχουν επισυμβεί στον τρόπο ζωής όπως η σύνθεση της οικογένειας και οι τρόποι ανατροφής των παιδιών. Τα παραπάνω υποσημαίνουν την αξία μελέτης του οροεπιπολασμού των Polyomaviruses και Herpesviruses τα πρώτα χρόνια ζωής στο γενικό πληθυσμό. Επόμενο σημαντικό ερώτημα της παρούσας διατριβής αποτέλεσε κατά πόσο οι Polyomaviruses και Herpesviruses σχετίζονται με την νευροανάπτυξη και την σωματική ανάπτυξη στα πρώτα χρόνια ζωής στο γενικό πληθυσμό. Το αναπτυσσόμενο νευρικό σύστημα είναι ιδιαίτερα ευαίσθητο στην φλεγμονή που προκαλείται απο ιογενείς λοιμώξεις. Από τους Polyomaviruses, o JCPyV είναι νευροτρόπος ιός και ευθύνεται για την προοδευτική πολυεστιακή λευκοεγκεφαλοπάθεια σε ανοσοκατεσταλμένα άτομα. Επίσης σε μία μελέτη ασθενών-μαρτύρων, απομονώθηκαν οι BKPyV, JCPyV και SV40 σε εγκεφαλικό ιστό ατόμων με αυτισμό. Από τους Herpesviruses που μελετήσαμε, οι EBV, CMV και HSV-1 είναι δυνητικά νευροτρόποι ιοί και κάτω από ορισμένες συνθήκες μπορούν να οδηγήσουν σε εγκεφαλίτιδα/μηνιγγίτιδα καθώς και μακροπρόσθεσμες νευρολογικές επιπτώσεις, για παράδειγμα σε νευροαισθητήρια απώλεια της ακοής μετά από συγγενή λοίμωξη με CMV. Η πιθανή σχέση των Polyomaviruses και Herpesviruses με την σωματική ανάπτυξη, την παχυσαρκία και καρδιαγγειακούς δείκτες στην παιδική ηλικία είναι λιγότερο προφανής, ωστόσο στηρίζεται σε μια νεότερη υπόθεση ότι οι λοιμώξεις μπορεί να οδηγούν σε παχυσαρκία μέσω διαφόρων μηχανισμών που υποδεικνύονται από μελέτες σε ζώα. Συγκεκριμένα, ο αδενοϊός 36, που αποκτάται στην παιδική ηλικία, έχει συσχετιστεί με την παχυσαρκία σε μελέτες σε ανθρώπους και ζώα. Επίσης υπάρχουν αναφορές για τη σχέση των CMV, HSV-1, HSV-2 με καρδιαγγειακούς δείκτες ωστόσο τα δεδομένα αυτά είναι περιορισμένα. Τα τελευταία χρόνια αυξάνονται επίσης οι αναφορές για τη σχέση του αριθμού των λοιμώξεων που έχει εκτεθεί ο άνθρωπος (pathogen burden) με την παχυσαρκία και άλλους καρδιαγγειακούς δείκτες, ωστόσο δεν υπάρχουν δεδομένα στην παιδική ηλικία. Τέλος, αντικείμενο της παρούσας διατριβής αποτέλεσε ο καθορισμός του οροεπιπολασμού του Helicobacter pylori, ενός κοινού παθογόνου για τον άνθρωπο που σχετίζεται με αυξημένο κίνδυνο για γαστρικό καρκίνο. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι αυξανόμενες αναφορές για τη σχέση του Helicobacter pylori με εξωγαστρικές εκδηλώσεις όπως η ιδιοπαθής θρομβοπενική πορφύρα, η σιδηροπενική αναιμία και η Β12 ανεπάρκεια. Παράλληλα, υπάρχουν αναφορές σε ενήλικες που συσχετίζουν το Helicobacter pylori με νευροψυχιατρικά νοσήματα όπως η νόσος Alzheimer και Parkinson. Πιθανά παρόμοια συσχέτιση να υπάρχει και στην παιδική και εφηβική ηλικία ωστόσο δεν υπάρχουν σχετικές αναφορές. Υποθέσαμε ότι η λοίμωξη από Helicobacter pylori νωρις στη ζωή, ακόμα και κατά την ενδομήτριο ζωή, μπορεί να οδηγήσει σε δυσμενή νευροαναπτυξιακή εξέλιξη, μέσω μικροθρεπτικών ελλείψεων (π.χ. σε φυλλικό, B12) που φαίνεται να προκαλεί η λοίμωξη από Helicobacter pylori. Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκε λοιπόνσυγκεκριμένα η σχέση της οροθετικότητας στο Helicobacter pylori στις μητέρες στο τέλος της κύησης και των παιδιών στα 4 έτη με τη νευροαναπτυξη των παιδιών στα 4 έτη.Ειδικοί Στόχοι: • Να περιγράψουμε τον οροεπιπολασμό των Polyomaviruses, Herpesviruses και Helicobacter pylori νωρίς στη ζωή, χρησιμοποιώντας επαναλαμβανόμενα δείγματα αίματος που συλλέχθησαν στη γέννηση (ομφαλικό αίμα), στα 3 έτη και στα 4 έτη.• Να περιγράψουμε τους παράγοντες- κοινωνικο-οικονομικούς, περιγεννητικούς, κοινωνικών επαφών, τρόπου ζωής, προσωπικής υγιεινής- που επιδρούν στην ορομετατροπή στους Polyomaviruses και Herpesviruses εως την ηλικία των 4 ετών.• Να μελετήσουμε τη σχέση της έκθεσης σε ένα ή και περισσότερους Polyomaviruses και Herpesviruses εως την ηλικία των 4 ετών με τη νευροαναπτυξη των παιδιών στην ίδια ηλικία.• Να μελετήσουμε τη σχέση της λοίμωξης με Helicobacter pylori νωρίς στη ζωή, συμπεριλαμβανομένου της ενδομήτριου ζωής, με τη νευροανάπτυξη των παιδιών στην ηλικία των 4 ετών.• Να μελετήσουμε τη σχέση της έκθεσης σε ένα ή και περισσότερους Polyomaviruses και Herpesviruses εως την ηλικία των 4 ετών με την παχυσαρκία και καρδιαγγειακούς δείκτες στα 4 και 6 έτη ζωής.Μεθοδολογία: Ο πληθυσμός της παρούσας διατριβής προέρχεται από τη μελέτη Μητέρας Παιδιού Κρήτης, Μελέτη ΡΕΑ (www.rhea.gr) και περιλαμβάνει ένα δείγμα περίπου 1,000 εγκύων γυναικών (Ελληνίδων και αλλοδαπών) και των παιδιών τους για τις οποίες ο τοκετός πραγματοποιήθηκε σε ένα από τα νοσοκομεία του νομού Ηρακλείου (δημόσια & ιδιωτικά) κατά τη χρονική περίοδο ενός έτους (Μάρτιος 2007-Φεβρουάριος 2008). Οι γυναίκες αυτές προσεγγίστηκαν τη 12η -14η και την 28η -32η εβδομάδα κύησης και τον τοκετό και ακολούθησε παρακολούθηση των παιδιών με συνάντηση στους 6 μήνες ζωής, στα 4 χρόνια και στα 6 χρόνια. Σε ένα τυχαίο δείγμα του πληθυσμού μας έγινε συνάντηση και στα 3 χρόνια ζωής για τους σκοπούς της παρούσας ορολογικής μελέτης.Δείγματα αίματος που συλλέχθηκαν στη γέννηση (ομφαλικό αίμα) (n=626), 3 χρόνια (n=81) και 4 χρόνια (n=690) και είχαν αποθηκευθεί στους -80˚C, στάλθηκαν για ορολογική ανάλυση στο εργαστήριο, Molecular Diagnostics of Oncogenic Infections Department, Infection and Cancer Program, German Cancer Research Center (DKFZ) της Γερμανίας. Η IgG οροαντιδαστικότητα που μετρήθηκε αφορούσε το αντιγόνο VP1 για τους 12 Polyomaviruses (BKPyV, JCPyV, KIPyV, WUPyV, HPyV6, HPyV7, TSPyV, MCPyV, HPyV9 and HPyV10), τέσσερα EBV αντιγόνα (ZEBRA, EBNA-1, EA-D, VCA p18), πέντε CMV αντιγόνα (pp52, pp65, pp150, pp28, CM2), ένα HSV-1 αντιγόνο (gG), ένα HSV-2 αντιγόνο (mgGunique), τέσσερα HHV-8 αντιγόνα (LANA, V-CYCLIN, K8.1, ORF-65) και δώδεκα Helicobacter pylori αντιγόνα (GroEL, UreA, HP0231, NapA, HP0305, HpaA, CagA, HyuA, catalase, VacA, HcpC, Omp). Σημειώνεται ότι η οροαντιδραστικότητα στα δείγματα ομφαλικού αίματος αντιπροσωπεύει την οροαντιδραστικότητα των μητέρων στο τέλος της κύησης. Η οροθετικότητα για κάθε αντιγόνο ορίστηκε χρησιμοποιώντας συγκεκριμένα όρια που στην περίπτωση των Polyomaviruses και Herpesviruses ορίστηκαν στον πληθυσμό των παιδιών στα 3 έτη, ενώ για το Helicobacter pylori χρησιμοποιήθηκαν ήδη ορισμένα όρια. Η συλλογή των δεδομένων σε σχέση με τους παράγοντες - κοινωνικο-οικονομικούς, περιγεννητικούς, κοινωνικών επαφών, τρόπου ζωής, προσωπικής υγιεινής - που επιδρούν στην απόκτηση των Polyomaviruses και Herpesviruses εως την ηλικία των 4 ετών πραγματοποιήθηκε με τη χρήση ερωτηματολογίων διαχρονικά από τη γέννηση εως τα 4 έτη. Σε ότι αφορά την ψυχοκινητική ανάπτυξη των παιδιών, ειδικά εκπαιδευμένοι ψυχολόγοι την αξιολόγησαν χρησιμοποιώντας τις Κλίμακες Εκτίμησης Παιδικών Δεξιοτήτων (McCarthy Scales of Children's Abilities, MSCA) στην ηλικία των 4 ετών. Στην ίδια ηλικία έγινε η αξιολόγηση ελλειμματικής προσοχής-υπερκινητικότητας των παιδιών με κλίμακα που συμπληρώθηκε από τους γονείς αυτών (Gilliam J. E., 1995; Maniadaki K & Kakouros E, 2002). Ταυτόχρονα οι γονείς συμπλήρωσαν ερωτηματολόγιο σχετικά με τις δυνατότητες και τις δυσκολίες των παιδιών τους (Goodman, 1997; Mpipou-Nakou I, Stogiannidou A, & Kisseoglou G, 2001). Σε οτι αφορα την σωματική ανάπτυξη των παιδιών, ειδικά εκπαιδευμένοι μελετητές πεδίου μέτρησαν στη συνάντηση των 4 και 6 ετών, το βάρος, ύψος, την περίμετρο μέσης και τέσσερις δερματικές πτυχές (τρικέφαλου, υπο-ωμοπλατιαία, υπερ-λαγόνια,μηρού) ακολουθώντας συγκεκριμένα πρωτοκολλα. Επιπλέον στα 6 έτη, το ποσοστό λίπους μετρήθηκε με τη μέθοδο της βιοηλεκτρικής αντίστασης (Bodystat 1500). Επίσης μετρήθηκαν δείκτες που σχετίζονται με την καρδιαγγειακή υγεία και συγκεκριμένα η ολική και η HDL-χοληστερόλη (4 και 6 έτη) καθώς και η λεπτίνη και η αδιπονεκτίνη (4 έτη μόνο). Στις αναλύσεις που αναφέρθηκαν, περιγραφικές μεθόδοι στατιστικής και πολυπαραγοντικά μοντέλα γραμμικής, Poisson και λογιστικής παλινδρόμησης χρησιμοποιήθηκαν ανάλογα για τη διερεύνηση των σχέσεων.Αποτελέσματα: 1) Ο οροεπιπολασμός των Polyomaviruses κυμάνθηκε μεταξύ 38.5% και 99.8% στα δείγματα ομφαλικού αίματος και μεταξύ 20.9% και 82.3% στα 4 έτη. Ο οροεπιπολασμός των Herpesviruses και συγκεκριμένα για τον EBV, CMV, HSV-1, HSV-2, HHV-8 ήταν 99.4%, 74.9%, 26.2%, 8.0% και 1.6% στα δείγματα ομφαλικού αίματος και 52.5%, 25.8%, 3.6%, 1.4% και 0% στα 4 ετη αντίστοιχα. Οι κύριοι παράγοντες που βρέθηκαν να επηρεάζουν τον οροεπιπολασμό στα 4 έτη ήταν η οροθετικοτητα του αντίστοιχου ομφαλικού δείγματος (JCPyV, HPyV7, HPyV10, CMV) που αντικατοπτρίζει τα επίπεδα της μητέρας, ο φυσιολογικός τοκετός (HPyV10), ο θηλασμός (CMV), η έναρξη παιδικού σταθμού σε μικρότερη ηλικία (BKPyV, KIPyV, WUPyV, TSPyV, HPyV10, HPyV9, EBV, CMV) και η χρήση πισίνας (BKPyV, KIPyV, WUPyV, HPyV10). Αντιστρόφως ανάλογη ήταν η σχέση μεταξύ της διάρκειας τηλεθέασης, του γονεϊκού στρες και των πρακτικών υγιεινής με τον οροεπιπολασμό των Polyomaviruses και Herpesviruses στα 4 έτη. 2) Χρησιμοποιώντας συγχρονικά δεδομένα στα 4 έτη, μελετήσαμε τη σχέση της οροθετικότητας σε ένα ή περισσότερους Polyomaviruses και Herpesviruses με την νευροανάπτυξη και τη συμπεριφορά σε πληθυσμό 674 παιδιών. Η οροθετικότητα στον BKPyV σχετίστηκε με περισσότερα συμπτωματα ελλειμματικής προσοχής στην κλιμακα ADHDT. Επίσης, η οροθετικότητα σε ≥8 Polyomaviruses σε σχέση με την οροθετικότητα σε ≤3 Polyomaviruses σχετίστηκε με λιγότερα συμπτώματα ελλειμματικής προσοχής στην κλίμακα ADHDT και υπερκινητικότητας-ελειμματικής προσοχής στην κλίμακα SDQ.3) Σε σχέση με το Helicobacter pylori, περιγράψαμε οροεπιπολασμό 41.5% στα δείγματα ομφαλικού αίματος, που αντιπροσωπεύουν το προφίλ των μητέρων, και6.5% στα παιδιά στα 4 έτη. Η οροθετικότητα στα δείγματα ομφαλικού αίματος για Helicobacter pylori σχετίστηκε με χαμηλότερες επιδόσεις σε όλες τις Κλίμακες Εκτίμησης Παιδικών Δεξιοτήτων (MCSA) εκτός της κινητικής στα παιδιά ηλικίας 4 ετών. Συγκεκριμένα η οροθετικότητα σε 2 από τα 12 αντιγόνα του Helicobacter pylori που μελετήθηκαν, GroEl and NapA, σχετίστηκε με χαμηλότερες επιδόσεις στα νευροαναπτυξιακά τεστ. Η οροθετικότητα στο Helicobacter pylori στα 4 ετη σχετίτηκε επίσης με χαμηλότερες επιδόσεις στις Κλίμακες Εκτίμησης Παιδικών Δεξιοτήτων (MCSA) στην ίδια ηλικία, ωστόσο οι σχέσεις δεν ήταν στατιστικά σημαντικές.4) Τέλος, χρησιμοποιήσαμε συγχρονικά δεδομένα από 674 παιδιά στα 4 ετη και προοπτικά δεδομένα για 440 παιδιά στα 6 ετη, για τον έλεγχο της συσχέτιση της οροθετικότητας σε Polyomaviruses και Herpesviruses εως τα 4 έτη με την παχυσαρκία και τους καρδιαγγειακούς δείκτες στις αντίστοιχες ηλικίες. Η οροθετικότητα στον BKPyV σχετίστηκε με χαμηλότερο δείκτη μάζας σώματος, περίμετρο μέσης, δερματικών πτυχών και λεπτίνης στα 4 έτη και χαμηλότερο δείκτη μάζας σώματος, περίμετρο μέσης και % σωματικού λίπους στα 6 έτη. Αντίθετα, η οροθετικότητα στον CMV σχετίστηκε με υψηλότερο δείκτη μάζας σώματος τόσο στα 4 όσο και στα 6 έτη και υψηλότερο άθροισμα δερματικών πτυχών στα 6 έτη. Επιπλέον, η οροθετικότητα σε “2-3 Herpesviruses” έναντι “0 Herpesviruses”, σχετίστηκε με υψηλότερο δείκτη μάζας σώματος, περίμετρο μέσης και άθροισμα δερματικών πτυχών στα 4 έτη.Συμπεράσματα: Συνοψίζοντας, η παρούσα μελέτη περιγράφει την φυσική πορεία απόκτησης δέκα Polyomaviruses (BKPyV, JCPyV, KIPyV, WUPyV, HPyV6, HPyV7, TSPyV, MCPyV, HPyV9 και HPyV10), πέντε Herpesviruses (EBV, CMV, HSV-1, HSV-2, HHV-8) και του Helicobacter pylori σε ένα πληθυσμό υγιών παιδιών που παρακολουθούνται προοπτικά στη μελέτη Μητέρας Παιδιού Κρήτης, Μελέτη ΡΕΑ. Στην υπάρχουσα βιβλιογραφία δεν υπάρχει ανάλογη λεπτομερής περιγραφή του οροεπιπολασμού αυτών των κοινών λοιμώξεων σε διαδοχικές χρονικές στιγμές νωρίς στη ζωή. Περιγράψαμε ότι τα παιδιά στην ηλικία των 4 ετών, ήταν συχνά οροθετικά στους Polyomaviruses και Herpesviruses με εξαίρεση τον HHV-8, HSV-1 και HSV-2. Ο οροεπιπολασμός στο Helicobacter pylori στα 4 έτη ήταν χαμηλός και σε αντιστοιχία με τα αποτελέσματα από άλλες δυτικές κοινωνίες. Η παρούσα ανάλυση προσφέρει σημαντικές πληροφορίες για τους παράγοντες που επιδρούν στην απόκτηση αυτών των κοινών λοιμώξεων έως τα 4 έτη. Για παράδειγμα, περιγράψαμε την ισχυρή σχέση της ηλικίας έναρξης του σχολείου με τον οροεπιπολασμό των BKPyV, KIPyV, WUPyV, TSPyV, HPyV10, HPyV9, EBV και CMV καθώς και την ισχυρή κοινωνικο-οικονομική διαστρωμάτωση του οροεπιπολασμού των Polyomaviruses στα 4 έτη. Τέτοιες συσχετίσεις θα βοηθήσουν στον χαρακτηρισμό των τρόπων μετάδοσης ειδικά των Polyomaviruses που παραμένουν ακόμα κατά πολύ αδιευκρίνιστοι. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα αποτελέσματα των αναλύσεων που διερευνούν τη σχέση των Polyomaviruses και Herpesviruses με την νευροαναπτυξιακή εξέλιξη των παιδιών. Η αντίστροφη σχέση του αριθμού των Polyomaviruses με τα συμπτώματα ελλειμματικής προσοχής υπερκινητικότητας υποδεικνύει όχι μόνο πιθανούς μηχανισμούς αλληλεπίδρασης του ανοσοποιητικού συστήματος με το αναπτυσσόμενο κεντρικό νευρικό σύστημα αλλά και ένα διαφορετικό τρόπο απόκτησης αυτών των κοινών λοιμώξεων στα παιδιά με σχετικές συμπεριφορές. Σημαντικό από την πλευρά της πρόληψης είναι το εύρημα ότι τα παιδιά των οροθετικών στο Helicobacter pylori μητέρων είχαν δυσμενέστερη νευροανάπτυξη στα 4 έτη, δημιουργώντας νέα ερωτήματα για μελλοντική έρευνα για το κατά πόσο η θεραπεία των Helicobacter pylori θετικών μητέρων θα μπορούσε να αναστρέψει ένα τέτοιο αποτέλεσμα. Τέλος, διερευνώντας την πιθανή συσχέτιση των Polyomaviruses και Herpesviruses με τη σωματική ανάπτυξη και τους καρδιαγγειακούς δείκτες στα παιδιά, αναδείχθηκαν πολύ ισχυρά αποτελέσματα για τους BKPyV και CMV. Παρόμοια αποτελέσματα δεν έχουν αναφερθεί εως τώρα στα παιδιά και χρήζουν επιβεβαίωσης σε άλλους πληθυσμούς προκειμένου να ισχυροποιηθούν τα παραπάνω συμπεράσματα.