Hematopoetik kök hücre transplantasyonu yapılan hastalarda CMV viremisi/reaktivasyonu ile invaziv fungal enfeksiyon ilişkisinin retrospektif olarak değerlendirilmesi
Retrospective evaluation of the relationship of CMV viremia/reactivation and invasive fungal infection in patients with hematopoietic stem cell transplantation
Yazar: HASRET ERKMEN
Danışman: PROF. DR. SAVAŞ KANSOY
Ege Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2019
Konu: Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları = Child Health and Diseases

Özet:
Giriş: Hematopoetik kök hücre transplantasyonu (HKHT) çocukluk yaş grubunda birçok malign ve non-malign hastalığın tedavisinde etkin bir tedavi seçeneği olarak kullanılmaktadır. HKHT sonrası erken ve geç dönemde gelişen komplikasyonlar, hastaların prognozunu ve yaşam kalitesini etkilemektedir. Nakil sonrası gelişen enfeksiyonlar önemli bir morbidite ve mortalite nedenidir.
HKHT yapılan hastalarda invaziv fungal enfeksiyon (İFİ) ve Sitamegalovirüs (CMV) viremisi/reaktivasyonu sıktır. Nakil sonrası gelişen fungal enfeksiyon ve CMV enfeksiyonu/reaktivasyonu nedeni ile morbidite ve mortalite oranı artmaktadır. Son yıllarda destekleyici bakım önlemlerinde sağlanan gelişmeler, immunsupresyon mekanizmalarının daha iyi anlaşılması, yoğunluğu azaltılmış hazırlık rejimlerinin, yeni antimikrobiyel ilaçların ve profilaksi stratejilerinin kullanıma girmesiyle birlikte morbidite ve mortalite azalmıştır.
CMV enfeksiyonu, hücre iskeletinin yapısında değişime ve makrofaj migrasyon inhibitör faktör sekresyonunda artışa neden olmaktadır. Bunun sonucunda makrofaj migrasyonu bozulma göstermektedir. Özellikle alveoler makrofajlar Aspergillus'a karşı önemli savunma mekanizmalarından biridir. Ayrıca CMV genomu antijen sunumunu bozabilecek proteinleri de kodlayabilir. CMV enfeksiyonu/reaktivasyonu sırasında kullanılan gansiklovir kemik iliği baskılanması yaparak nötropenilere de neden olabilmektedir.
CMV enfeksiyonu ile İFİ arasındaki ilişki henüz tam olarak aydınlatılamamıştır. Yapılan çalışmalarda çelişkili sonuçlar elde edilmiştir. Son yıllarda özellikle erişkin yaş grubunda yapılan çalışmalarda, HKHT sonrası ortaya çıkan CMV reaktivasyonunun İFİ gelişme riskini arttırdığı saptanmıştır. Çeşitli çalışmalarda CMV viremisi sırasındaki CMV pik düzeyi ile birden fazla geçirilmiş CMV reaktivasyonunun İFİ gelişimi ile ilişkisi olmadığı gösterilmiştir. Çocukluk yaş grubunda bu konuda yapılan sınırlı sayıda çalışma mevcuttur.

 
Amaç: Bu çalışmada, allojenik ve otolog HKHT yapılan çocuk hastalarda CMV viremisi/reaktivasyonu ile İFİ arasındaki ilişkinin belirlenmesi, nakil sonrası gelişen CMV ve İFİ için risk faktörlerinin ve bu enfeksiyonların sıklığının belirlenmesi, transplantasyon öncesi ve sonrasında CMV pik değerlerinin saptanması ve karşılaştırılması, Graft versus host hastalığı (GVHH) saptanan hastalarda CMV ve İFİ sıklığının belirlenmesi, posttransplant İFİ gelişim zamanlarının saptanması ve karşılaştırılması, posttransplant steroid uygulanmasının viral ve fungal enfeksiyon üzerine etkilerinin incelenmesi, posttransplant ilk 180 günde mortalite varlığının nedenlerinin araştırılması ve fungal enfeksiyona bağlı ölümlerin belirlenmesi ve CMV enfeksiyonu/reaktivasyonu gelişenlerde CMV son organ hasarının oranlarının belirlenmesi amaçlanmıştır.

Hipotez: HKHT yapılan hastalarda CMV reaktivasyonu, İFİ riskini artırmaktadır. GVHH ve transplantasyon için kullanılan immunsupresif rejimler, CMV ile birlikte diğer posttransplant fırsatçı enfeksiyon sıklığında artışa neden olmaktadır.

Yöntem: Ocak 2014-Aralık 2017 ayları arasında Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Anabilim Dalı (AD) Kemik İliği Transplantasyon Ünitesinde allojenik ve otolog HKHT yapılan ve verilerine ulaşılabilen 113 çocuk hasta çalışmaya dahil edildi. Hastaların verilerine poliklinik izlem dosyalarından ve elektronik hastane kayıtlarından ulaşıldı. Tüm olgular ve kontrol grubundaki CMV reaktivasyonu gelişmeyen çocuklar, İFİ açısından Avrupa Kanser/İnvaziv Fungal Enfeksiyon Araştırma ve Tedavi Topluluğu (European Organization for Research and Treatment of Cancer/Invasive Fungal Infections Cooperative Group-EORTC) ve Ulusal Alerji-Enfeksiyöz Hastalıklar Mikoz Çalışma Grubu (the National Institute of Allergy and Infectious Diseases Mycoses Study Group-MSG) tarafından 2008 yılında revize edilen tanımlamalara göre değerlendirildi. Transplantasyon öncesi ve sonrasındaki izlemde CMV ve fungal enfeksiyon varlığı, gansiklovir kullanımı, CMV pik değerleri, CMV son organ hasarı gelişimi, steroid kullanımı, kondisyon rejimleri, GVHH profilaksisi, kök hücre ürün özellikleri, dönor-alıcı uyumu, dönor-alıcı CMV serolojisi durumu, GVHH gelişimi, hangi tanı ile HKHT yapıldığı, nötrofil engraftman günleri, antifungal ve antiviral profilaksi, transplantasyon sonrası ilk 180 günde mortalite olup olmadığı, varsa nedeni ayrıntılı olarak değerlendirildi. Araştırmaya yön verecek verilerine ulaşılamayan hastalar ve olası olarak sınıflandırılan İFİ vakaları çalışma dışı bırakıldı.

Bulgular: Hastaların 64'ü (%56,6) erkek, 49'u (%43,4) kız olup HKHT yapıldığında ortalama yaş 88.5 ay, median 83.5 ay (2-215) idi. İzlemde 11 hastaya ikinci kez kök hücre nakli uygulandı. Allojenik kök hücre nakli 122, otolog kök hücre nakli 2 hastaya yapıldı. GVHH profilaksisi 118 hastaya verildi. Transplantasyon öncesi bakılan serolojide sadece bir donörde CMV lgM pozitifliği saptandı. CMV lgG serolojisi 85 donörde pozitif, 39 donörde ise negatif idi. Alıcıların 3'ünde CMV lgM pozitif ve 119'unda ise CMV lgG pozitif idi. Transplantasyon öncesi 23 hastada CMV enfeksiyonu öyküsü, 26 hastada gansiklovir kullanımı, 28 hastada fungal enfeksiyon öyküsü mevcuttu. Transplantasyon öncesi pik CMV düzeyi ortalama 20338±172919 IU/ml idi. Nötrofil engraftman günü ortalama 17.7 gün, median 18 gün (9-37)'dü ve üç hastada transplantasyon sonrasında nötrofil sayıları hep 1000/μl üzerinde seyrettiği için nötrofil engraftman gününden bahsedilemedi. HKHT uygulanan tüm hastalara antiviral profilaksi olarak asiklovir kullanıldı. Antifungal profilaksi olarak 93 hastaya flukonazol, 16 hastaya vorikonazol, 2 hastaya Amfoterisin B, 3 hastaya posakonazol, 4 hastaya flukonazol+vorikonazol, 3 hastaya vorikonazol+mikafungin; birer hastaya mikafungin, flukonazol+amfoterisin B, vorikonazol+amfoterisin B verildi. İzlemde onaltı hastada grade 1, onaltı hastada grade 2, oniki hastada grade 3, dört hastada grade 4 akut GVHH (aGVHH) gelişti. Kronik GVHH (kGVHH) 12 hastada görüldü. Bunların üçünde skor 1, dördünde skor 2, beşinde skor 3 kGVHH mevcuttu. Transplantasyon sonrası 73 hastada steroid, 61 hastada ise CMV reaktivasyonu nedeni ile gansiklovir kullanımı oldu. Transplantasyon sonrası pik CMV düzeyi ortalama 23879±81359 IU/ml idi. Transplantasyon sonrası 33 hasta yüksek olası ya da kesin İFİ tanısı aldı. Nakil sonrası CMV reaktivasyonu gelişen 61 hastanın 18'inde (%29,5) posttransplant İFİ gelişimi gözlendi. Buna göre, transplantasyon sonrası CMV reaktivasyonu olanlarda yüksek olası/kanıtlanmış İFİ açısından risk artırmamaktadır (P=0.473). Transplantasyon sonrası CMV reaktivasyonu gelişenlerde ise aGVHH riskinin arttığı görülmüştür (P=0.013). Akut ve kronik GVHH ile İFİ arasında da istatistiksel olarak anlamlı ilişki saptanmamıştır (sırasıyla P=0.965 ve 0.615). Transplantasyon sonrası CMV reaktivasyonu gelişenlerde kGVHH skorunun daha yüksek olduğu görülmüştür (P=0.049). Transplantasyon sonrası steroid kullananlarda CMV reaktivasyonu daha fazla görülmesine rağmen istatistiksel olarak anlamlı ilişki bulunmamıştır (P=0.136). Transplantasyon sonrası steroid kullanımının İFİ gelişim riskini arttırdığı gözlenmiştir (P=0.021). Transplantasyon sonrası ilk 180 günde 16 hastada ölüm gözlenmiş olup bunların dördü fungal enfeksiyon nedenli idi. CMV reaktivasyonu, aGVHH ve kGVHH'nın sağkalım üzerindeki etkisi Cox regresyon analizi ile değerlendirildiğinde istatistiksel olarak anlamlı olmadığı belirlenmiştir (sırasıyla P=0.436, 0.810 ve 0.503) ancak, İFİ'nin transplantasyon sonrası sağkalım üzerine etkisi istatistiksel olarak anlamlıdır (P<0.001). Transplantasyon sonrası ilk bir yılda %78,2 nonrelaps mortalite görülmüştür.

Tartışma: Çocukluk çağında değişik endikasyonlarla farklı hazırlama rejimi, donör ve kök hücre kaynağı kullanılarak HKHT yapılmış heterojen bir hasta grubunda, HKHT sonrası yapılan değerlendirmede CMV reaktivasyonu gelişen olgularda İFİ oranı %29.5 olarak bulunmuştur. CMV reaktivasyonu gelişenlerde İFİ riskinin artmadığı ancak, aGVHH riskinin arttığı ve kGVHH skorunun daha yüksek olduğu saptanmıştır. Nakil sonrası steroid kullanımı olanlarda İFİ gelişimi riskinin arttığı görülmüştür. Çocukluk çağında HKHT yapılan hastaların CMV viremisi/reaktivasyonu ile İFİ açısından uzun süreli izlemleri mortalite ve morbidite açısından önemlidir. 

Anahtar Kelimeler: Hematopoetik kök hücre transplantasyonu, CMV viremisi, CMV reaktivasyonu, İnvaziv fungal enfeksiyon, Graft Versus Host Hastalığı

Abstract:
Introduction: Hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) is used as an effective treatment option in the treatment of many malign and non-malign diseases in childhood. The complications that develop early or late after HSCT affect the prognosis and life quality of patients. The infections that develop after transplantation are an important cause of morbidity and mortality. 
In patients with HSCT, invasive fungal infection (IFI) and cytomegalovirus (CMV) viremia/reactivation are common. The percentage of morbidity and mortality increases because of the fungal infection and CMV infection/reactivation that develop after transplantation. Thanks to the developments recently achieved in supportive care precautions, better understanding of immunosuppression mechanisms, and utilization of reduced intensity conditioning regımens, and of strategies of new antimicrobial medications and prophylaxis, morbidity and mortality have decreased. 
CMV infection cause a change in the structure of cell skeleton and cause an increase in macrophage migration inhibitor factor secretion. As a result of this, macrophage migration indicates deterioration. Especially alveolar macrophages are one of the important defense mechanisms against Aspergillus. Besides, CMV genome can also code the proteins that can deteriorate antigen presentation. Ganciclovir used in CMV infection/reactivation can also cause neutropenia by making bone marrow suppression. 
The relationship between CMV infection and IFI has not yet been totally enlightened. Contradictory results have been obtained in the conducted studies. CMV reactivation after HSCT has been determined to increase IFI development risk in the studies made in adult age group in particular in recent years. In several studies, it has been indicated that CMV peak level in the course of CMV viremia and CMV reactivation more than once have nothing to do with IFI development. There are limited numbers of studies conducted on this topic in childhood age group. 

Objective: In this study, it is aimed to determine the relationship between CMV viremia/reactivation and IFI in child patients with allogenic and autologous HSCT, to determine the risk factors for CMV and IFI that develop after transplantation and to find the incidence of these infections, to determine and compare CMV peak levels before and after transplantation, to determine CMV and IFI incidence in patients determined with Graft versus host disease (GVHD), to find and compare posttransplant IFI development times, to assess the effects of posttransplant application of steroids on viral and fungal infection, to examine the reasons for mortality existence in the first posttransplant 180 days, and to determine CMV end organ damage rates in those with CMV infection/reactivation.

Hypothesis: CMV reactivation in patients with HSCT increases IFI risk. The regimes used for GVHD and transplantation cause increase in the incidence of other posttransplant opportunistic infection together with CMV.

Method: This study is composed of 113 child patients with allogenic and autologous HSCT and with accessible data in Bone Marrow Transplantation Unit, Pediatrics Department of the Ege University in January 2014–December 2017. The data of patients were accessed from policlinic follow-up files and electronical hospital records. All subjects and children in control group with no CMV reactivation development were assessed in terms of IFI according to definitions revised in 2008 by European Organization for Research and Treatment of Cancer/ Invasive Fungal Infections Cooperative Group (EORTC) and the National Institute of Allergy and Infectious Diseases Mycoses Study Group (MSG). The existence of CMV and fungal infection in the follow-up before and after transplantation, utilization of ganciclovir, CMV peak levels, CMV end organ damage development, usage of steroids, conditioning regimes, GVHD prophylaxis, stem cell product specifications, donor-recipient adaptation, donor-recipient CMV serology status, GVHD development, with which diagnosis HSCT was made, neutrophil engraftment days, antifungal and antiviral prophylaxis, whether there is mortality in the first 180 days after transplantation, and if there is- the reason for it have been assessed at full length. The patients whose data to direct the study have not been achieved and those IFI subjects classified as possible were excluded from the study.

 
Data: 64 of the patients were male (56.6%) and 49 of them were female (43.3%), and when they were administered HSCT, the average age was 88.5 months, median being 83.5 months (2-215 months). In the follow-up, 11 patients were applied stem cell transplantation for the second time. Allogenic stem cell transplantation was applied to 122 patients and autologous stem cell transplantation to 2 patients. GVHD prophylaxis was given to 118 patients. In the serology monitored before transplantation, CMV lgM positivity was found only in one donor. CMV lgM was positive in 3 of the recipients and was negative in 119 of them. Before transplantation, there were CMV infection history in 23 patients, ganciclovir usage in 26 patients, and fungal infection history in 28 patients. Peak CMV level before transplantation was 20338±172919 IU/ml on the average. Neutrophil engraftment day was 17.7 days on the average, median being 18 days (9-37), and because in three patients neutrophil numbers always remained over 1000/µl, neutrophil engraftment day could not be stated. Acyclovir was used as an antiviral prophylaxis to patients with HSCT. As antifungal prophylaxis, 93 patients were given fluconazole, 16 patient were given voriconazole, 2 patients were given Amphotericin B, 3 patients posaconazole, 4 patients fluconazole+voriconazole, 3 patients voriconazole+micafungin, 1 patient micafungin, 1 patient fluconazole+amphotericin B, 1 patient voriconazole+amphotericin B. In the follow-up, grade 1 acute GVHD developed in 16 patients, grade 2 in 16 patients, grade 3 in 12 patients, grade 4 in 4 patients (aGVHD). Chronic GVHD (cGVHD) was found in 12 patients, three of whom had score 1, four of whom had score 2, five of whom had score 3 cGVHD. After transplantation, ganciclovir usage was found because of steroid in 73 patients and CMV reactivation in 61 patients. 
Peak CMV levels after transplantation was 23879±81359 IU/ml on the average. After transplantation, 33 patients were diagnosed with probable or proven IFI. Posttransplant IFI development was observed in 18 (29%) of 61 patients with CMV reactivation development after transplantation. Accordingly, risk does not increase in those with CMV reactivation after transplantation in terms of proven IFI (P=0.473). aGVHD risk was observed to increase in those with CMV reactivation development after transplantation (P=0.013). No statistical significant relationship was found between acute and chronic GVHD and IFI (P=0.965 and 0.625, respectively). cGVHD score was seen to be higher in those with CMV reactivation development after transplantation (P=0.049). No statistically significant relationship was found although CMV reactivation was seen more in those using steroids after transplantation (P=0.136). 
Steroid usage after transplantation was observed to increase the IFI development risk (P=0.021). In the first 180 days after transplantation 16 deaths were seen, four of which had fungal infection reasons. When the effect of CMV reactivation, aGVHD and cGVHD over survival was evaluated by Cox regression analysis, it was determined not to be statistically significant (P=0.436, 0.810, 0.503, respectively); yet, the effect of IFI over survival after transplantation is statistically significant (P<0.001). 78.2% non-relapse mortality was seen in the first one year after transplantation.

Discussion: In a heterogeneous group of patients with HSCT by using different preparation regime, donor and stem cell source with different indications in childhood period, IFI rate was found to be 29.5% in subjects with CMV reactivation development in the assessment made after HSCT. In those with CMV reactivation development, it was determined that IFI risk did not increase but aGVHD risk increased and cGVHD score was higher. In those with steroid usage after transplantation, the risk of IFI development was seen to increase. Long-term follow-ups of the patients with HSCT in childhood period in terms of CVM viremia/ reactivation were important in respect of mortality and morbidity.