Epstein-Barr virus og nasofaryngealt karcinom

Epstein-Barr virus (EBV) blev første gang beskrevet i 1964 og har siden været sat i forbindelse med en række maligne sygdomme, der udspringer fra både B-lymfocytter og epiteliale celler. Til disse hører blandt andet Burkitts lymfom, Hodgkins lymfom, spytkirtelkarcinom og nasofaryngealt karcinom (NPC). Udifferentieret NPC er en af de tumorer, hvor en ætiologisk sammenhæng med EBV synes at være mest overbevisende. De seneste 30 års studier har sandsynliggjort, at udvikling af NPC er et resultat af miljøfaktorer, specielt EBV, der indvirker på genetisk modtagelige individer.

Canceren

Forekomsten af NPC udviser bemærkelsesværdig geografisk og etnisk variation (Fig. 1). NPC er sjælden i de fleste populationer, men optræder blandt inuitter i det arktiske område, i Nordafrika og blandt folkeslag i Sydøstasien, hvor den er en af de hyppigst forekommende cancerformer (1). Sygdommen vil på diagnosetidspunktet oftest have metastaseret til cervikale lymfeknuder, og en generel femårsoverlevelse på 30% er observeret i et dansk studie (3). Canceren kan histologisk inddeles i tre typer: planocellulære, differentierede ikkeplanocellulære og udifferentierede tumorer. De udifferentierede tumorer udgør hovedparten af tilfældene i højincidensområder, og mere end 85% af tumorerne hos grønlændere tilhører denne gruppe. EBV er primært associeret med det udifferentierede karcinom, og følgende gennemgang omhandler denne type, medmindre andet er angivet.

Det infektiøse agens

EBV er et dobbeltstrenget DNA-virus og medlem af herpesvirusfamilien (4). EBV er lymfotropt og er kendetegnet ved evnen til at inducere celleproliferation både in vivo og in vitro. Smitte mellem mennesker sker sædvanligvis oralt, og virus repliceres i oropharynx enten i de epiteliale celler eller mere sandsynligt i infiltrerende B-celler i epitelet. Herefter etableres en permanent latent infektion i memory -B-celler, infektion af epitelceller i svælget efter den primære infektion forekommer sjældent.

EBV findes i alle populationer verden over, og de fleste smittes før voksenalderen (5). Den aldersspecifikke seroprævalens er afhængig af en række faktorer, såsom socioøkonomisk status, familiestørrelse og hygiejnestandard. Generelt smittes børn i udviklingslandene i løbet af de første leveår, mens ca. halvdelen af børnene i industrilandene smittes efter tiårsalderen. Infektion af spædbørn og større børn forløber ofte asymptomatisk eller med milde symptomer, mens infektion af unge og yngre voksne ofte resulterer i infektiøs mononukleose (IM).

Associationen

Der er specielle vanskeligheder forbundet med at vurdere årsagssammenhænge ved et universelt forekommende virus, og den blotte forekomst af virus i tumorvæv er ikke et tilfredsstillende bevis for EBV's ætiologiske rolle. Vi vil gennemgå bevisbyrden for EBV's rolle ud fra et sæt af kausale kriterier, der blev opstillet af Hill i 1965. Rækken af kriterier er et redskab til vurdering af de enkelte associationer, og ud over kriteriet vedrørende associationsrækkefølge (infektionen skal ske før cancerudviklingen og ikke efter), som er en del af selve kausalitetsbegrebet, kan værdien af de enkelte kriterier diskuteres. Kriterierne vedrørende analogi, specificitet og sammenhæng med sygdommens naturhistorie er ikke relevante.

Associationens styrke

På grund af den udbredte og tidlige smitte med EBV i områder, hvor NPC er endemisk, er det vanskeligt at studere individer, der er henholdsvis positive og negative for EBV. I studiet af andre viraltassocierede cancere, som fx humant papillomvirus (HPV) og cervixcancer, har det været muligt at operere med både HPV-positive og -negative individer og dermed estimere risikoen for cervixcancer gennem både case-kontrol- og kohortestudier.

Associationens konsistens

EBV i tumorvæv fra NPC-patienter er primært karakteriseret ved analyser af viralt DNA og virusspecifikke proteiner, og disse studier udviser stor grad af ensartethed. Uafhængig af detekteringsmetode og geografisk lokalisation påvises EBV-DNA i næsten alle NPC-tumorer både fra lav- og højincidensområder. Samtidig er det påvist, at EBV-DNA i disse tumorer stammer fra de maligne epitelceller og ikke fra infiltrerende lymfocytter. Centralt er endvidere påvisningen af klonalt EBV i alle celler fra samme tumor. At der er tale om samme klon af EBV indikerer, at tumorcellerne er ekspanderet fra en enkelt EBV-inficeret celle og støtter, at EBV-infektion af epitelet er gået forud for den neoplastiske proces (6).

Foruden EBV-DNA kan EBV-specifikke proteiner (bl.a. LMP-2 og EBNA-1), der udtrykkes ved den latente infektion af epitelcellerne, altid påvises i NPC-celler.

Påvisningen af EBV i planocellulær NPC (type I) er varierende og følger et geografisk mønster. Tumorer fra NPC-højincidensområder indeholder alle virus, mens virus kun kan påvises i omtrent halvdelen af tumorer fra lavincidensområder (7).

Associationens rækkefølge - er cancerudvikling forudgået af EBV-infektion?

EBV-infektion optræder så tidligt og universalt, at det er vanskeligt at opstille og følge en kohorte af både positive og negative individer. Rækkefølgen er i stedet belyst gennem studiet af prædiagnostiske serumprøver. I et nyere followupstudie fra Taiwan, baseret på 22 cases, blev det sandsynliggjort, at tilstedeværelsen af antistofferne EBV-IgA og anti-EBV-Dnase er prædiktivt for udvikling af NPC (8). Den øgede forekomst af disse antistoffer år forud for udvikling af sygdommen, ses som udtryk for EBV's aktive rolle i patogenesen.

At EBV-infektion af epitelet synes at være et tidligt trin i udviklingen af NPC støttes desuden af studier af dysplastiske nasofaryngeale læsioner. I disse tidlige forandringer uden invasivt præg, kan klonalt EBV påvises i alle maligne celler, men ikke i normalt væv uden for læsionerne (9).

Biologisk gradient - er der et dosis-respons-forhold mellem EBV-infektion og udvikling af NPC?

I områder hvor NPC optræder endemisk, ses smitte med EBV traditionelt tidligt og med specielt immunologisk respons. Således har grønlandske børn markant højere EBV-antistoftitre og smittes tidligere end danske børn. At et karakteristisk immunologisk respons ikke alene er nok understreges dog af, at NPC-incidensen i Kina, hvor EBV-smitte i hele landet antages at forekomme tidligt, varierer op til en faktor 20 imellem de enkelte regioner.

På diagnosetidspunktet har NPC-patienter et markant højere EBV-antistofniveau end kontrolpersoner, men hvorvidt dette repræsenterer tidlig smitte, kraftig smitte (stor virusmængde) eller senere reaktivering af virus er uvist.

Sandsynlighed - er associationen biologisk sandsynlig?

EBV's karcinogene egenskaber er veldokument erede. I dyreforsøg har direkte inokulering af EBV ført til udvikling af maligne lymfoproliferative tilstande, og inokulation af EBV-positive celler i atymiske mus førte til, at de fik lymfatiske tumorer (5).

EBV's transformationsegenskaber er også undersøgt in vitro. Transformationsprocessen er begrænset til en mindre del af EBV-genomet, og dannelsen af »udødelige« EBV-inficerede celler synes at involvere enkelte centrale proteiner, bl.a. EBNA-1 og LMP-1. EBNA-1 kan afficere cellulær vækst og har desuden den specielle egenskab, at proteinet ikke kan genkendes af cytotoksiske lymfocytter. LMP-1, som ved PCR kan påvises på transkriptionsniveau i så godt som alle tilfælde af NPC, har et særskilt onkogent potentiale, der bl.a. er påvist ved transformation af fibroblaster (5).

Det EBV-specifikke protein LMP-2 udtrykkes ved NPC, og den cytotoksiske præsentation af LMP-2 har vist sig at være begrænset til vævstypen HLA-A2.1. Dette korrelerer godt med epidemiologiske undersøgelser, som har antydet en beskyttende effekt af vævstype HLA-A2.1 over for NPC.

Eksperimentalt bevis - vil reduktion af infektionen forhindre/reducere sygdom?

Der tænkes her først og fremmest på fjernelse af den skadelige påvirkning gennem intervention eller forebyggelsesprogrammer. Det er ikke muligt at gennemføre studier, der forhindrer eller udskyder smitte, og der findes på nuværende tidspunkt ingen effektive muligheder for fjernelse eller behandling af infektionen. En EBV-vaccine, der er baseret på det EBV-specifikke glycoprotein gp350, er under udvikling, og hermed opstår der en reel mulighed for at foretage egentlige interventionsforsøg.

Andre faktorer

Foruden EBV er andre faktorer involveret i udviklingen af NPC. Risikoen for NPC hos immigranter fra højrisikoområder bevares i første generation, og trods et fald hos de efterfølgende generationer forbliver risikoen høj sammenlignet med baggrundsbefolkningens (5). Samtidig er forekomsten af familier med speciel høj risiko for at udvikle NPC beskrevet flere steder i verden, heriblandt i Grønland (10), og involvering af en arvelig komponent er tydelig. Forskellige eksogene faktorer, specielt cantonesisk saltet fisk, synes også at være associeret med udvikling af NPC (5).

Konklusion

Sammenfattende må EBV betragtes som en nødvendig, men ikke tilstrækkelig faktor i udviklingen af udifferentieret NPC. Men på trods af den veldokumenterede sammenhæng er væsentlige spørgsmål fortsat uafklarede. Kun få EBV-gener udtrykkes på overfladen af NPC-tumorceller, men flere af de virale antigener er immunogene, og det er overraskende, hvorfor dette ikke fører til immunaktivering og fagocytose af tumorceller. Udvikling af NPC synes ikke at være betinget af et generelt immunologisk svigt, og der er bl.a. ikke observeret nogen øget forekomst af NPC hos hiv-positive personer. Studier af andre EBV-associerede maligne sygdomme, Hodgkins sygdom og Burkitts lymfom, har dog afsløret to mulige mekanismer til omgåelse af immunsystemet: undertrykkelse af EBV-specifikt cytotoksisk T-celle (CTL)-respons og ufuldstændig antigenpræsentation af de maligne celler, hvilket vanskeliggør det CTL-specifikke respons (11).

De fremtidige perspektiver ud over vaccineudviklingen er knyttet til screening af højrisikogrupper og eventuel virusspecifik immunterapi. EBV-IgA-antistofscreening af højrisikogrupper er iværksat på forsøgsbasis flere steder i Sydøstasien. Behandling af nasofaryngealt karcinom med EBV-specifikke cytotoksiske T-celler er foreslået, men de kliniske erfaringer er endnu begrænsede.

Fremtidig forskning må afdække sammenhængen mellem genetisk konstitution og infektion med EBV i udviklingen af NPC. Et centralt element i denne sammenhæng er den stadig ukendte initiale begivenhed, der fører til etablering af en latent EBV-infektion af det nasofaryngeale epitel.

Reprints: Jeppe Friborg , Afdeling for Epidemiologisk Forskning, Center for Epidemiologisk Grundforskning, Statens Serum Institut, Artillerivej 5, DK-2300 København S. E-mail: jfr@ssi.dk

Antaget den 23. september 2002.

Statens Serum Institut, Afdeling for Epidemiologisk Forskning, Center for Epidemiologisk Grundforskning.

Ovenstående artikel hviler på en større litteraturgennemgang end litteraturlistens 11 numre. Oplysninger om denne baggrundslitteratur kan fås fra forfatterne.