Das Virom bei Immundefekten: Der aktuelle Wissensstand
Das menschliche Virom, bestehend aus den kollektiven viralen Gemeinschaften des Körpers, hat sich als kritischer Faktor für die menschliche Gesundheit erwiesen. Seine Interaktionen mit mikrobiellen Gemeinschaften und dem Immunsystem werden zunehmend als zentral für die Aufrechterhaltung der Homöostase erkannt. Bei Personen mit eingeschränkter Immunfunktion spielt das Virom eine einzigartige Rolle, da Immundefekte die Anfälligkeit für Infektionskrankheiten erhöhen und die Dynamik viralen Populationen verändern. Dieser Artikel beleuchtet umfassend den aktuellen Kenntnisstand zum Virom bei Immundefekten, mit Fokus auf Veränderungen, Mechanismen und klinische Implikationen.
Einführung in Immundefekte und das Virom
Immundefekte werden in primäre (PIDs) und sekundäre Immundefekte (SIDs) unterteilt. PIDs entstehen durch genetische Defekte, die die Entwicklung und Funktion des Immunsystems beeinträchtigen, wobei der IgA-Mangel (IgAD) am häufigsten ist. SIDs, häufiger als PIDs, resultieren aus externen Faktoren wie Infektionen, Therapien bei Autoimmunerkrankungen oder Krebsbehandlungen. Das erworbene Immunschwächesyndrom (AIDS), verursacht durch das humane Immundefizienz-Virus (HIV), ist ein prominentes Beispiel für SID.
Das humane Virom umfasst Bakteriophagen, eukaryotische Viren, archaeale Viren und Pflanzenviren. Ein Mensch beherbergt etwa 10¹³ Viruspartikel, hauptsächlich im Darm. Während die meisten Viren harmlos sind, können sie bei immungeschwächten Personen pathogen werden und opportunistische Infektionen auslösen. Beispielsweise entwickeln AIDS-Patienten häufig opportunistische Infektionen oder durch Viren assoziierte Tumoren. Ko-Infektionen mit Viren wie GB-Virus C (GBV-C) oder humanen endogenen Retroviren (HERV) beeinflussen den Krankheitsverlauf.
Veränderungen des Viroms bei Immungeschwächten
Menschen mit HIV (PLWH)
Die HIV-Infektion zerstört progressiv CD4+ T-Zellen, was zu Immundefizienz führt. Studien an SIV-infizierten Tieren zeigen, dass pathogene SIV-Infektionen mit einer Expansion des Darmviroms, insbesondere von Adenoviridae und Picornaviridae, verbunden sind. Bei PLWH wurde das Virom in Stuhl, Speichel, Plasma, Sperma und Muttermilch untersucht.
In Stuhlproben sind Adenoviridae und Anelloviridae bei HIV-positiven Personen mit CD4+ T-Zellen unter 200 Zellen/µl angereichert, unabhängig von antiretroviraler Therapie (ART). Im Speichelvirom von PLWH wurde Lymphocryptovirus (Herpesviridae) nachgewiesen, das bei HIV-negativen Personen selten ist. Plasmaanalysen zeigen HIV, HBV, HCV, GBV-C und Anelloviren, wobei Anelloviren positiv mit der HIV-1-Viruslast und negativ mit CD4+ T-Zellen korrelieren.
In Sperma und Zervixabstrichen unbehandelter PLWH finden sich höhere Mengen von Papillomaviridae, Anelloviridae, Genomoviridae und Herpesviridae. Die Muttermilch HIV-infizierter Frauen ohne ART enthält Zytomegalievirus (CMV) und geschwänzte Phagen, bleibt aber trotz Immunsuppression stabil.
Organtransplantierte
Organtransplantierte benötigen lebenslange Immunsuppression, was das Risiko für Komplikationen wie Sekundärinfektionen erhöht. Das Virom wurde in Blut und Lunge untersucht.
Bei Lungentransplantierten (LTRs) dominieren Anelloviridae, Herpesviridae und Coronaviridae im Lungen- und Plasma-Virom. Erhöhte Torque-Teno-Virus (TTV)-Spiegel korrelieren mit primärer Transplantatdysfunktion und könnten als Biomarker dienen. RNA-Viren wie humanes Rhinovirus und Parainfluenzavirus wurden postoperativ identifiziert.
Bei Lebertransplantierten verschiebt sich das Virom von Hepadnaviridae vor der Transplantation zu Anelloviridae danach. Nierentransplantierte zeigen Anelloviridae, Adenoviridae, Herpesviridae und Papillomaviridae im Urinvirom. TTV-Kinetik reflektiert Immunsuppression und könnte CMV-Reaktivierung vorhersagen.
Autoimmunerkrankungen
Autoimmunerkrankungen wie Typ-1-Diabetes (T1D), rheumatoide Arthritis (RA), systemischer Lupus erythematodes (SLE), Multiple Sklerose (MS), Osteoarthritis (OA) und ankylosierende Spondylitis (AS) weisen Virom-Veränderungen auf.
Bei T1D-Kindern korreliert das Darmvirom mit Enterovirus B (EV-B), Humanem Mastadenovirus F (HadV-F) und Coxsackie-B-Virus (CVB). RA-Patienten zeigen veränderte Virome in Zahnbelag, Speichel und Stuhl, mit erhöhten Myoviridae und reduzierten Siphoviridae. Bei SLE sind Demerecviridae erhöht und CrAss-ähnliche Phagen reduziert. OA-Patienten haben weniger Siphoviridae, während AS-Patienten mehr Myoviridae aufweisen.
Primäre Immundefekte und andere Erkrankungen
Bei PIDs wie IgAD oder DOCK8-Defizienz wurden minimale Veränderungen des oralen Viroms beobachtet. DOCK8-defiziente Patienten zeigen mehr eukaryotische Viren wie Papillomaviridae auf der Haut.
Mechanismen der Viromveränderungen
Die Mechanismen umfassen Interaktionen zwischen Phagen, tierischen Viren und dem Immunsystem. Phagen können aufgrund von Wirtsbakterien-Veränderungen ansteigen, wie bei HIV-Patienten mit reduzierter Darmmikrobiota-Diversität. Phagen aktivieren Toll-like-Rezeptoren (TLR) und verstärken Entzündungen, z. B. bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED). Tierische Viren profitieren von geschwächter Immunüberwachung. Bestimmte Viren wie murine Astroviren können über Interferonsignalwege vor Infektionen schützen.
Klinische Implikationen
Biomarker-Potenzial
Das Virom dient als Biomarker für Krankheitsprogression und Immunstatus. Bei HIV korrelieren Adenoviridae-Expansionen mit der Erkrankung. TTV-Spiegel bei Transplantatierten spiegeln Immunsuppression wider. Bei SLE wurden Herpesviren und Salmonella-Phagen als Marker identifiziert.
Therapeutische Ansätze
Fäkale Viromtransplantation (FVT) zeigte in Tiermodellen Erfolge bei gastrointestinalen Erkrankungen. Phagentherapie bekämpft bakterielle Infektionen bei Immungeschwächten und reduziert Entzündungen in RA-Modellen.
Schlussfolgerungen
Das Virom spielt eine zentrale Rolle bei Immundefekten. Die Erforschung seiner Dynamik bietet Potenzial für neue diagnostische und therapeutische Strategien. Weitere Studien sind notwendig, um das Virom als Biomarker zu etablieren und personalisierte Therapien zu entwickeln.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000002899