Antivirale Therapie

Dr. med. Daniela HuzlyInstitut für Virologie

Therapierbare Viren?

• Herpesviren: HSV 1+2, VZV, CMV, HHV6• Influenzaviren A, B• Hepatitisviren: HBV, HCV• HIV• (RSV, Adenoviren, Lassaviren, Hantaviren…)

– Keine randomisierten Therapiestudien verfügbar

Wirkweise von antiviralen Substanzen

• Antivirale Medikamente sind virostatisch (vermehrungshemmend), nicht viruzid (abtötend)

• Viren haben keinen eigenen Stoffwechsel, sie bedienen sich des Stoffwechsels der Körperzelle  ‐ Angriffspunkte müssen bei den Stadien der Virusvermehrung liegen und dürfen nicht in den Zellstoffwechsel eingreifen

Angriffspunkte in den Vermehrungsstadien eines Virus

• Andocken der Viruspartikel an der Zellmembran des Wirtsorganismus

• Eindringen in die Wirtszelle,  uncoating(Freisetzung von Kapsid und Genom aus der Virushülle)

• Synthese viraler Nukleinsäuren und Proteine (z.B. Kapsidproteine)

• Assembly (Zusammenfügung der synthetisierten Virusbestandteile zu neuen Viren)

• Freisetzung der neu gebildeten Viren aus der Wirtszelle

www.klinikum.uni-heidelberg.de/Molecular-Virology

Am längsten bekannt: Polymerase‐Inhibitoren

• Störung des Aufbaus viraler Nukleinsäurestränge

• Polymerase braucht freies 3‐Hydroxy‐Ende am Nukleotid um komplementären Strang zu synthetisieren

• Polymerase kann gehemmt werden durch Substanzen, die ihr diese Struktur vorgaukeln

www.wikipedia.de

Nukleosid/Nukleotid‐Analoga

• Sehen ähnlich aus wie Nukleoside/Nukleotide (Nukleosid‐Triphosphate)

• Durch Einbau des falschen Bausteins kann die Polymerase die Kette nicht zu Ende synthetisieren – Kettenabbruch

• Gefahr: Zytotoxizität• Ideal: Prodrug wird durch virale Enzyme aktiviert

Guanosintriphosphatwww.klinikum.uni-heidelberg.de/Molecular-Virology

Wirksamkeit von Acyclovir

• Abhängigkeit von der viralen Thymidinkinase: – Wirksam am besten gegen HSV1 und HSV2– Schlechter wirksam gegen Varicella‐Zoster‐Virus , höhere Dosen notwendig

– In vitro wirksam gegen EBV, nicht in vivo– Nicht wirksam gegen andere Herpesviren bzw. gegen andere Viren

– Schlechte Bioverfügbarkeit bei oraler Gabe

Ähnliche Wirkstoffe

• Penciclovir – Ähnlich wie Aciclovir, nur für die topische Anwendung

• Famciclovir – Diacetylderivat von Penciclovir, oral bioverfügbar

• Ganciclovir

Ganciclovir

• Auch ein Guanin‐Analogon

• Virale Kinase: Monophosphat• Zelluläre Kinase: Diphosphat• Kinase der CMV‐infizierten Zelle (10x effektiver): 

TriphosphatZytotoxisch: Knochenmarksuppressiv

Ganciclovir

• Oral schlechte Bioverfügbarkeit: – Prodrug: Valganciclovir, zur Prophylaxe und Therapie der CMV‐Infektion zugelassen

• Sehr enges therapeutisches Fenster– Zu niedriger Wirkspiegel: nicht ausreichend wirksam, Resistenzentwicklung

– Zu hoher Wirkspiegel: evtl. Knochenmarktoxisch

Nukleotid‐Analogon: Cidofovir

• Analogon von Deoxy‐Cytidin‐Monophosphat• Blockiert in vitro viele DNA‐Viren

– Zugelassen nur für die Therapie von CMV

• Phosphorylierung durch zelluläre Kinasen • Hemmt virale Polymerase viel stärker als zelluläre Polymerase

dermatology-s10.cdlib.org

Nicht‐Nukleosidische Polymerase‐Inhibitoren

• Blockieren die Polymerase‐Aktivität ohne Nukleoside/Nukleotide nachzuahmen und ohne in die Kette eingebaut zu werden

• Foscarnet: 

• Bindet die virale Polymerase, die dadurch blockiert wird 

Weitere antivirale Wirkstoffe

• Hemmung des Viruseintritts: – Fusions‐Inhibitoren: Énfurvitide (HIV)– Hemmung des Uncoating: z.B. Amantadin (Influenza)

• Hemmung viraler Proteine– Proteaseinhibitoren : HIV, HCV– Integraseinhibitoren: HIV

• Hemmung der Virusfreisetzung: Zanamivir, Oseltamivir – Influenza

• (Interferon alpha (und Lambda): Stimulierung der körpereigenen Virusabwehr)

http://www.noezsv.at

Probleme der antiviralen Therapie

• Viren werden nicht abgetötet – Immunsystem muss „helfen“

• Therapie muss rechtzeitig gestartet werden, bevor zu viele Zellen mit dem Virus infiziert sind

• Resistenzentwicklung durch weitere Replikation unter Medikation und „Fehler“ bei der Replikation

Fallbeispiel

• 52‐jährige Nierentransplantierte Patientin• Unter antibiotischer Therapie mit Erythromycin (Cytochrom p450 Hemmung) Anstieg der Cyclosporin‐Konzentration

• Plötzlicher Anstieg der Leberwerte und Pankreasenzyme

• Hepatitis‐Serologie und PCR auf Herpesviren– Nachweis hoher Konzentration HSV‐1‐DNA im Blut

• Sofortiger Start einer i.v. Aciclovir‐Therapie mit 10mg/kg 3x täglich

• Zwei Tage später Entwicklung einer respiratorischen Insuffizienz

• Exitus Letalis  ‐ HSV‐1 nachweisbar in allen Organen in hoher Konzentration

• HSV‐1‐Reaktivierung, wahrscheinlich zu später Therapie‐Beginn bei zusätzlich fehlender zellulärer Immunität 

Fallbeispiel 2

• 10 Tage alter Säugling wird schlapp, trinkt nicht mehr

• Anstieg der Leberwerte, Fieber, Leukozytose• Sofortiger Start einer Aciclovir‐Therapie• Molekulare Diagnostik für verschiedene virale Erreger der neonatalen Sepsis

• Nachweis von 20 Mio Kopien/ml HSV‐1‐DNA im Blut

• Klinische Besserung innerhalb weniger Tage• Deutliche Abnahme der Viruslast im peripheren Blut

• Nach 3 Wochen konnte der Säugling gesund entlassen werden

• HSV‐1‐Primärinfektion rechtzeitig therapiert bei funktionierendem Immunsystem

Herpes simplex – Wann therapieren?

• Optional: Primärinfektion mit ausgeprägter Symptomatik

• Genitale Primärinfektion• Herpetischer Rundlauf

en.wikipedia.org

consultant360.com

Herpes simplex – wann therapieren

• Optional: Häufige Rezidive bei genitalem Herpes – Langzeitprophylaxe über 6 – 12 Monate mit oralem Valaciclovir oder Famciclovir

Herpes simplex –Immer therapieren bei: 

• Reaktivierung unter Immunsuppression• Verdacht auf Primärinfektion bei

– Schwangeren– Immunsupprimierten– SäuglingenNICHT AUF DIAGNOSTIK WARTEN !!!

• Verdacht auf Herpes‐Enzephalitis– NICHT AUF DIAGNOSTIK WARTEN !!!

Varicella‐Zoster‐VirusTherapie notwendig?

• Ab 50 J. zunehmende Häufigkeit von Komplikationen

• Postzosterische Neuralgie (PZN) mit hohem Leidensdruck und enormen Therapiekosten

• Jeder Zoster ab 50 muss frühzeitig behandelt werden– Therapiebeginn innerhalb von 48h nach Auftreten der ersten Bläschen

Therapie der VZV‐Infektion

• Zoster unter Immunsuppression muss immer therapiert werden– Um hohe Aciclovir‐Spiegel zu erreichen, i.v. Therapie empfohlen

• Varizellen‐Primärinfektion bei Auftreten von Komplikationen wie Pneumoníe, Enzephalitis und bei Immunsuppression

Brivudin ‐ Zostex

• Thymidin‐Analogon• Phosphorylierung durch virale 

Thymidinkinase, nur in virusinfizierten Zellen aktiviert

• Bleibt ca. 10h in der Zelle aktiv, hohe antivirale Potenz

• Wirksamkeit nur gegen HSV1 und VZV• Gute orale Bioverfügbarkeit• Muss innerhalb von 48h nach Symptombeginn 

begonnen werden

Therapie der Influenzavirusinfektion

• Früher: Amantadin, eigentlich gegen Parkinson, hemmt den Eintritt der viralen Erbsubstanz in die Zelle– Nur gegen Influenza‐A‐Viren wirksam– H1N1 2009pdm resistent

• Neuraminidasehemmer: Oseltamivir (Tamiflu) und Zanamivir (Relenza)

Influenza behandeln ?

• Im Prinzip zugelassen ab 1J• Kann Symptomdauer verkürzen und evtl. Komplikationen verhindern

• Muss innerhalb von 36h, besser 24h nach Symptombeginn begonnen werden

• Therapie empfohlen bei  Pat. mit Grunderkrankungen, Immunsuppression

• Resistenzentwicklung möglich

Entwicklung von Resistenzen bei antiviralen Medikamenten

• Jede antivirale Therapie kann Resistenzentwicklung mit sich bringen

• Virusreplikation ist „Evolution im Zeitraffer“– Schnelle Anpassung an neue Gegebenheiten

• Bei Viren mit hoher Fehlerrate besonders schnelle Resistenzentwicklung

www.klinikum.uni-heidelberg.de/Molecular-Virology

Antivirale Resistenz

• Je länger die Therapiedauer, desto wahrscheinlicher entwickeln sich Resistenzen

• Da viele Wirkstoffe auf ähnlichen Wirkmechanismen basieren und miteinander verwandt sind, sind Kreuzresistenzen häufig

• Resistente Stämme können übertragen werden

Antivirale Resistenzen

• HIV‐Therapie – vergleichbar mit TBC, nur Kombinationstherapie möglich, ständiges Therapiemonitoring notwendig,  um rechtzeitig umzusetzen

• HCV und HBV – Anstieg der Viruslast unter Medikation– Lamivudintherapie bei HBV: innerhalb von wenigen Jahren hoher Prozentsatz resistenz, Kreuzresistenz zu neueren Medikamenten – heute obsolet

Resistenz bei Herpesviren: HSV, CMV

• Vor allem nach vorheriger Prophylaxe unter Immunsuppression

• Meistens Mutation der Thymidinkinase, die das Medikament aktiviert (Aciclovir bzw. Ganciclovir)– Foscarnet und Cidofovir meistens noch wirksam

Resistenz bei Influenzaviren

• H1N1 2009pdm gegen Amantadin  resistent• Bei manchen Stämmen hoher Prozentsatz an Resistenzen (H1N1 saisonal zu nahe 100% Tamiflu resistent)

• bei längerer Anwendung , vor allem unter Immunsuppression, Entstehung unter Therapie

Wie stellt man Antivirale Resistenzen fest? 

• So geht es leider nicht…

Wie stellt man antivirale Resistenzen fest?

• A: Klinische Resistenz– Wiederanstieg der Viruslast bzw. fehlende Besserung der Symptomatik bei zuverlässiger Medikamenteneinnahme

– Muss nicht immer durch echte Resistenz verursacht sein, Dosierungsprobleme, Interaktionen etc.

Wie stellt man antivirale Resistenzen fest?

• B: Phänotypische Resistenztestung– Virusanzucht (nicht bei allen Viren möglich) unter verschiedenen Konzentrationen des Medikamentes.

– Benötigt Zeit und viel Erfahrung– Hoch spezifisch, weist auch Resistenzen nach, für die die genetische Grundlage noch nicht bekannt ist

Wie stellt man antivirale Resistenzen fest?

• C: Genotypische Resistenzbestimmung– Durch PCR und Sequenzierung oder durch spezielle PCR‐Methoden, die die bekannten Punktmutationen nachweisen

– Methode ist darauf angewiesen, dass die Resistenzmutationen bekannt sind

– Abgleich mit Datenbanken, die gut geführt sein müssen

• Bindung der Hybridisierungssonde an die Amplifikate wird durch langsame Erhöhung der Temperatur gelöst 

• Schmelzkurve stellt die Temperatur dar, bei der noch 50% der Bindungen vorliegen

• Bei Mutation lösen sich die Sonden aufgrund des Mismatches schon bei geringerer Temperatur als beim Wildtyp, wodurch sich die Schmelzkurve in der Analyse nach links verschiebt