Opryszczkowe zapalenie oka
Patofizjologia i mechanizm
Opryszczkowe zapalenie oka (HSV-1) jest istotnym schorzeniem okulistycznym, które może prowadzić do poważnych powikłań, w tym ślepoty. Wirus HSV-1 infekuje różne struktury oka, od powiek po siatkówkę, wywołując objawy takie jak zaczerwienienie, ból, światłowstręt i zaburzenia widzenia. Patogeneza obejmuje pierwotną infekcję nabłonka rogówki, latencję w zwoju trójdzielnym oraz reaktywację wirusa pod wpływem czynników takich jak stres czy ekspozycja na UV. W przebiegu choroby obserwuje się zarówno bezpośrednią replikację wirusa, jak i immunologiczną odpowiedź gospodarza, która może prowadzić do bliznowacenia rogówki, neowaskularyzacji, utraty nerwów rogówkowych oraz podwyższonego ciśnienia wewnątrzgałkowego. Szacuje się, że HSV-1 infekuje około 66% populacji, a rocznie ponad 1,8 miliona osób doświadcza opryszczkowego zapalenia oka, które najczęściej przebiega jednostronnie, choć u osób z immunosupresją może być obuoczne.
- Wprowadzenie do opryszczkowego zapalenia oka
- Etiologia opryszczkowego zapalenia oka
- Patogeneza wirusa HSV w infekcjach ocznych
- Mechanizm wniknięcia wirusa do organizmu
- Latencja i reaktywacja wirusa
- Mechanizmy patogenezy w rogówce
- Patogeneza w endoteliitis
- Rola układu odpornościowego w patogenezie opryszczkowego zapalenia oka
- Formy kliniczne opryszczkowego zapalenia oka
- Nabłonkowe zapalenie rogówki
- Stromalne zapalenie rogówki
- Zapalenie śródbłonka rogówki
- Śródmiąższowe zapalenie rogówki
- Inne formy opryszczkowego zapalenia oka
- Powikłania opryszczkowego zapalenia oka
- Jaskra związana z opryszczkowym zapaleniem oka
- Podsumowanie patogenezy opryszczkowego zapalenia oka
Wprowadzenie do opryszczkowego zapalenia oka
Opryszczkowe zapalenie oka (herpes simplex eye infections) jest poważnym schorzeniem wywoływanym przez wirusa opryszczki pospolitej (HSV), głównie typu 1 (HSV-1). Stanowi ono jedną z głównych przyczyn ślepoty pochodzenia zakaźnego na świecie12. Infekcja HSV może dotyczyć różnych struktur oka – od powiek, przez spojówkę, rogówkę, aż do przedniej komory oka, tęczówki, a nawet siatkówki3. Objawy kliniczne mogą obejmować zaczerwienienie, ból, światłowstręt, zaburzenia widzenia oraz charakterystyczne zmiany na rogówce4. Schorzenie to może prowadzić do znacznego upośledzenia widzenia poprzez bliznowacenie-rogowki/” title=”bliznowacenie rogówki” class=”to-tag” data-termid=”18816″>bliznowacenie rogówki, neowaskularyzację oraz utratę nerwów rogówkowych2.
Szacuje się, że wirus HSV-1 infekuje około 66% populacji światowej, jednak tylko u niewielkiej części zakażonych rozwiną się objawy oczne5. Według danych z 2021 roku, ponad 1,8 miliona ludzi rocznie doświadcza choroby opryszczkowej oka6. Zakażenie to występuje zazwyczaj jednostronnie, choć u pacjentów z obniżoną odpornością może rozwinąć się infekcja obuoczna7.
Etiologia opryszczkowego zapalenia oka
Opryszczkowe zapalenie oka wywoływane jest głównie przez wirusa opryszczki pospolitej typu 1 (HSV-1), choć rzadziej może być również spowodowane przez HSV-28. HSV-1 to otoczkowy wirus DNA zawierający podwójną nić DNA, który należy do rodziny Herpesviridae5. Struktura wirusa obejmuje nukleokapsyd o symetrii ikozaedrycznej o średnicy około 100-110 nm, w którym znajduje się genom wirusowy5. Warstwa osłonkowa (tegument) składa się z około 20 białek wirusowych niezbędnych we wczesnych etapach infekcji, w tym aktywatora transkrypcji VP16 i białka UL41 (znanego jako białko VHS – virion-induced host shutoff protein)5.
HSV-1 posiada cztery glikoproteiny (gB, gD, gH i gL), które są niezbędne dla wniknięcia wirusa do komórki, oraz dwie inne glikoproteiny (gC i gK), które regulują przyłączanie wirusa i fuzję błon7. Człowiek jest jedynym naturalnym gospodarzem dla HSV-1 i HSV-28.
Patogeneza wirusa HSV w infekcjach ocznych
Mechanizm wniknięcia wirusa do organizmu
Pierwotne zakażenie HSV-1 występuje po inokulacji wirusa na powierzchnię błon śluzowych lub skóry poprzez bezpośredni kontakt8. Wirus HSV-1 zazwyczaj dostaje się do organizmu przez błony śluzowe jamy ustnej lub uszkodzoną skórę, najczęściej w dzieciństwie lub okresie dojrzewania9. Pierwotna infekcja często przebiega bezobjawowo, choć może objawiać się ostrym pęcherzykowym zapaleniem spojówek oraz infekcją górnych dróg oddechowych9.
Wniknięcie wirusa do komórki jest procesem etapowym. Pierwszym etapem jest interakcja glikoproteiny B (gB), glikoproteiny C (gC) lub obu z łańcuchami siarczanu heparanu (HS) na proteoglikanach siarczanu heparanu (HSPG) zlokalizowanych na zewnętrznej powierzchni komórki docelowej7. Wiązanie receptora gD aktywuje szlak sygnałowy, w którym kompleks fuzyjny składający się z gB, gH i gL jest rekrutowany do błony komórki gospodarza7. Te interakcje tworzą por fuzyjny w komórce docelowej, który umożliwia warstwom tegumentu i nukleokapsydowi wniknięcie do komórki gospodarza7.
Latencja i reaktywacja wirusa
Po pierwotnej infekcji, wirus HSV-1 podróżuje wzdłuż aksonów czuciowych do zwojów czuciowych (zwoju trójdzielnego w przypadku infekcji ocznej), gdzie ustanawia infekcję latentną810. Wirus pozostaje w zwojach przez całe życie gospodarza8. Zasugerowano, że latencja HSV-1 może być również ustalona w rogówce, choć jest to kwestia kontrowersyjna8.
Podczas latencji wirus nie replikuje się i nie uszkadza neuronów11. Episodycznie, latencja jest przerywana, a zakaźne cząstki wirusowe podróżują drogą anterogradową do zakończeń neuronalnych, gdzie wirus jest uwalniany11. Cząsteczki RNA, znane jako transkrypty związane z latencją (LAT), stają się wykrywalne w zakażonych zwojach i odgrywają rolę w reaktywacji wirusa11.
Reaktywacja wirusa może być wywołana przez różne czynniki, takie jak gorączka, uraz, stres emocjonalny, ekspozycja na światło słoneczne, miesiączka, choroba lub osłabienie układu odpornościowego124. Po reaktywacji wirus podróżuje wzdłuż nerwu ocznego do oka, powodując nawrotowe zapalenie rogówki2.
Mechanizmy patogenezy w rogówce
Podczas pierwotnej infekcji HSV-1 najpierw infekuje ludzkie oko na poziomie nabłonka rogówki7. Po skutecznym przeniknięciu do komórki gospodarza na powierzchni rogówki, może przeprowadzić infekcję lityczną, w wyniku której lizyje komórkę gospodarza i uwalnia wiele wirionów, aby zainfekować sąsiednie komórki7.
Replikacja wirusa w rogówce wywołuje sygnalizację odporności wrodzonej, z produkcją cytokin i chemokin przez komórki nabłonka i zrębu rogówki2. To prowadzi do rekrutacji komórek zapalnych, co powoduje zmętnienie rogówki, które zaciemnia oś wzrokową i może prowadzić do ślepoty2.
W przypadku stromalnego zapalenia rogówki wywołanego przez HSV (HSK), mechanizm patogenezy jest złożony i nadal nie do końca zrozumiany13. Obecne dane sugerują, że komórki T CD4+ układu odpornościowego adaptacyjnego są wymagane do rozwoju i utrzymania HSK13. Istnieje kilka teorii dotyczących bodźca dla immunopatologicznej odpowiedzi komórek T CD4+:
- Komórki T CD4+ są specyficzne dla HSV i napędzane obecnością antygenu HSV w zrębie1314
- Środowisko zapalne utworzone przez zakażenie rogówki HSV napędza niespecyficzną odpowiedź komórek T CD4+13
- Autoreaktywne komórki T CD4+ są stymulowane przez białka rogówki, które naśladują białka HSV13
DNA HSV, białko lub żywy wirus jest niekonsekwentnie znajdowany w przypadkach HSK, w przeciwieństwie do nabłonkowego zapalenia rogówki wywołanego przez HSV, gdzie HSV jest często identyfikowany13.
Patogeneza w endoteliitis
W zapaleniu śródbłonka rogówki wywołanym przez HSV (HSV endotheliitis), albo wtórne zapalenie spowodowane przez wirusa i/lub bezpośrednia infekcja komórek śródbłonka jest uważana za przyczynę dysfunkcji śródbłonka i późniejszego obrzęku zrębu i zmętnienia13. Dysfunkcja komórek śródbłonka może prowadzić do niewystarczającego odwodnienia zrębu z późniejszym obrzękiem i zmętnieniem13.
W HSV endotheliitis komórki śródbłonka są dysfunkcyjne z powodu bezpośredniej infekcji HSV lub jako konsekwencja zapalenia przedniej komory oka wywołanego przez infekcję HSV13. Zapalenie zrębu może być elementem HSV endotheliitis13.
Rola układu odpornościowego w patogenezie opryszczkowego zapalenia oka
Wrodzona odpowiedź immunologiczna
Odporność wrodzona stanowi pierwszą linię obrony przeciwko infekcji HSV i funkcjonuje jako interfejs z układem odpornościowym adaptacyjnym5. Cykl infekcji HSV jest kontrolowany przez układ odpornościowy na kilku poziomach. Podczas wejścia wirusa do organizmu, wrodzone i adaptacyjne procesy odpornościowe regulują stopień replikacji, która ma miejsce w błonie śluzowej10.
Wykazano znaczne zainteresowanie określeniem mechanizmów wykorzystywanych przez HSV-1 do regulacji produkcji interferonu, biorąc pod uwagę jego centralną rolę w ograniczaniu replikacji HSV-1 w rogówce, a także ogólnoustrojowego rozprzestrzeniania się infekcji5. ICP0, ligaza E3 ubikwityny, opracowała różne mechanizmy unikania nadzoru immunologicznego i promowania replikacji wirusowej5.
Immunoterapia, która pozwala na potężną aktywację odporności wrodzonej i stymulację szerokich odpowiedzi interferonowych, w tym IFN-α, IFN-β i IFN-γ, lokalnie w tkankach ocznych, może hamować replikację herpeswirusów, ponieważ aktywacja interferonów typu I została wykazana jako zwiększająca zdolność komórek nabłonka rogówki do zmniejszenia wnikania herpeswirusów do zdrowych komórek15.
Adaptacyjna odpowiedź immunologiczna
Badacze z Wayne State University School of Medicine odkryli potencjalny mechanizm, który może chronić przed rozwojem opryszczkowego zapalenia zrębu rogówki (HSK), wyniszczającego schorzenia wzroku, które występuje w odpowiedzi na infekcję opryszczki w oku16. Ich badanie po raz pierwszy wykazało, że rogówki zakażone HSV-1, które nie rozwijają HSK, wykazują dużą pulę ochronnych pamięciowych limfocytów T rezydujących w tkankach (Trm), podczas gdy rogówki, które rozwijają HSK, mają słabą ilość i jakość pamięciowych limfocytów T rezydujących w tkankach16.
Funkcją pamięciowych limfocytów T rezydujących w tkankach jest usuwanie zakaźnego wirusa, zanim będzie mógł zainicjować uszkodzenie tkanki16. Posiadanie dobrej ilości i jakości komórek Trm w rogówce zakażonej HSV-1 chroni je przed rozwojem HSK16. Badanie to wykazało, że strategie mające na celu zwiększenie ilości i jakości pamięciowych limfocytów T rezydujących w tkankach w rogówkach zakażonych HSV-1 mogą zmniejszyć częstość występowania HSK16.
Odporność komórkowa jest ważną obroną przeciwko opryszczce pospolitej12. Rozsiew infekcji opryszczki pospolitej może wystąpić u osób z upośledzoną odpornością komórek T, takich jak biorcy przeszczepów narządów i osoby z AIDS12.
Formy kliniczne opryszczkowego zapalenia oka
Nabłonkowe zapalenie rogówki
Najczęstszą formą opryszczkowego zapalenia oka jest infekcja nabłonka rogówki17. Nabłonkowe zakażenia HSV wynikają z aktywnie replikującego się żywego wirusa i powinny być leczone doustnymi lub miejscowymi lekami przeciwwirusowymi17.
Stan ten charakteryzuje się obecnością wrzodu nabłonkowego z uniesionymi szarymi brzegami, zazwyczaj o liściastym, rozgałęzionym wyglądzie (dendryt), choć większe (geograficzne) wrzody mogą odsłaniać błonę podstawną nabłonka18. Mechanizm tworzenia dendrytów nie jest znany, ale uważa się, że jest związany z liniowym rozprzestrzenianiem się wirusa z komórki do komórki w sposób przyległy14.
Stromalne zapalenie rogówki
Stromalne zapalenie rogówki występuje z lub bez owrzodzenia nabłonka18. Stromalne zapalenie rogówki bez owrzodzenia, częstsza forma, jest często opisywane jako nienekrotyzujące, immunologiczno-stromalne i śródmiąższowe18. Ogniskowe, wieloogniskowe lub rozlane zapalenie zrębu związane z HSV z nienaruszoną nabłonkiem jest uważane za reprezentujące immunopatologię przy względnym braku replikacji wirusowej18.
Stromalne zapalenie rogówki z nakładającym się owrzodzeniem nabłonka, najczęściej wynikiem reaktywacji HSV w zrębie, charakteryzuje się ciężkim, nekrotyzującym zapaleniem i skłonnością do tworzenia blizn i postępującej neowaskularyzacji18.
Opryszczkowe zapalenie zrębu rogówki (HSK) jest napędzane przez nadmiernie entuzjastyczną odpowiedź immunologiczną na cząstki wirusa w zrębie rogówki, a nie przez aktywną infekcję HSV17. Ponieważ podstawowy mechanizm zapalenia zrębu rogówki jest głównie zapalny, leczenie tego typu opryszczki oka jest zwykle za pomocą kropli steroidowych, ale także doustnych leków przeciwwirusowych jako profilaktyki w przypadku aktywacji wirusa w tym czasie17.
Zapalenie śródbłonka rogówki
Endotheliitis wywołany przez HSV obejmuje aktywny wirus w przestrzeni między rogówką a kolorową tęczówką w oku, znanej jako przednia komora17. HSV endotheliitis jest leczony doustnymi lekami przeciwwirusowymi w celu leczenia żywego wirusa, a także miejscowymi steroidami w celu zwalczania zapalenia17.
Wreszcie, śródbłonkowe dyskiformne zapalenie rogówki jest uważane za wynik infekcji śródbłonka rogówki18. Ta forma zapalenia rogówki jest zazwyczaj związana z określonym obszarem obrzęku rogówki z leżącymi u podstaw precypitatami keratycznymi, choć mogą również wystąpić rozlane i liniowe wzorce18.
Śródmiąższowe zapalenie rogówki
Śródmiąższowe zapalenie rogówki to niebrzegowe zapalenie zrębu rogówki, które charakteryzuje się niesuppuracyjną infiltracją i często unaczynieniem zrębu19. Nabłonek i śródbłonek nie są dotknięte. Bliznowacenie z powodu zapalenia zrębu i unaczynienia w śródmiąższowym zapaleniu rogówki może skutkować zmniejszeniem widzenia19.
Śródmiąższowe zapalenie rogówki (IK) jest wspólnym punktem końcowym każdego zapalenia rogówki, które głównie dotyczy zrębu rogówki19. Dlatego istnieje wiele potencjalnych etiologii IK, które można szeroko skategoryzować jako przyczyny immunologiczne lub zakaźne19.
Inne formy opryszczkowego zapalenia oka
Opryszczkowe zapalenie oka może również manifestować się jako zapalenie powiek (opryszczkowe zapalenie powiek), pęcherzykowe zapalenie spojówek, zapalenie tęczówki i ciała rzęskowego oraz zapalenie jaskrowe19.
Opryszczkowe zapalenie przedniej części błony naczyniowej stanowi 5-10% wszystkich przypadków zapalenia błony naczyniowej20. Jest częstsze w starszych grupach wiekowych, prawie zawsze jednostronne i jest związane z podwyższonym ciśnieniem wewnątrzgałkowym20. Patogeneza może być spowodowana bezpośrednią infekcją wirusem lub odpowiedzią immunologiczną20.
Rzadziej występujące formy opryszczkowego zapalenia oka to zapalenie siatkówki wywołane opryszczką, które jest spowodowane infekcją wirusową siatkówki20. Jest częściej obserwowane u pacjentów z obniżoną odpornością20. Może wystąpić w neonatalnej infekcji opryszczki pospolitej w związku z opryszczkowym zapaleniem mózgu20. Niektóre przypadki ostrej martwicy siatkówki (ARN) są spowodowane przez wirusa20.
Powikłania opryszczkowego zapalenia oka
Nawracające infekcje opryszczkowe oka są prawdziwym sprawcą utraty wzroku związanej z wirusem opryszczki pospolitej, powodując bliznowacenie rogówki, ścieńczenie i tworzenie nowych naczyń krwionośnych, prowadzące do potencjalnej ślepoty17. Ponieważ wirus nigdy w pełni nie opuszcza organizmu po wystąpieniu początkowej infekcji, mimo leczenia lekami przeciwwirusowymi, wirus może reaktywować się w dowolnym momencie i spowodować nawrotową infekcję oka17.
Nawracające opryszczkowe infekcje oka mogą prowadzić do większego uszkodzenia oka, dlatego lekarze dążą do zapobiegania ich nawrotom6. Głównym problemem z zapaleniem rogówki (keratitis) jest to, że może powodować bliznowacenie przezroczystej przedniej części oka (rogówki)21. Z bliznowaceniem, normalnie przezroczysta rogówka może stać się jak matowe szkło21. Może to czasami poważnie wpłynąć na widzenie21.
Nabłonkowe zapalenie rogówki ma tendencję do ustępowania i znika w ciągu kilku tygodni21. Ma dobre rokowanie i często powoduje niewielkie bliznowacenie lub nie powoduje go wcale21.
Stromalne zapalenie rogówki jest bardziej prawdopodobne, że spowoduje bliznowacenie rogówki i utratę wzroku21. Szybkie leczenie maścią lub kroplami przeciwwirusowymi do oczu pomaga zminimalizować uszkodzenia podczas każdego epizodu aktywnej infekcji21.
Często pomijanym następstwem HSK jest zmniejszenie łzawienia, które następuje po hipoestezji22. Utrata nerwów rogówkowych i zaburzenie czucia rogówki mogą prowadzić do rozwoju keratopatii neurotroficznej.
Jaskra związana z opryszczkowym zapaleniem oka
HSV i VZV są najczęściej związanymi zakaźnymi przyczynami przedniego zapalenia błony naczyniowej23. Keratouveitis HSV-1 jest zwykle jednostronne, z ziarnistymi precypitatami keratycznymi znajdującymi się w dolnej części lub w trójkącie Arlta23. Zapalenie błony naczyniowej ma tendencję do ostrego, nawracającego przebiegu23.
Ciśnienie wewnątrzgałkowe (IOP) u pacjentów z keratouveitis związanym z HSV jest zwykle normalne przy początkowej prezentacji23. Badania wykazały, że żaden z pacjentów nie miał podwyższonego ciśnienia przy początkowej prezentacji choroby opryszczkowej oka23. Pacjenci, którzy mieli podwyższone IOP, mieli albo chorobę zrębu rogówki (96%), albo wrzód metaherpetyczny (4%)23.
Istnieje wiele możliwych etiologii rozwoju jaskry związanej z keratouveitis HSV23. Chociaż wtórne zamknięcie kąta może wystąpić z powodu bloku źrenicznego przez tylne zrosty, jedno badanie wykazało, że wszyscy pacjenci, którzy rozwinęli jaskrę, mieli otwarty kąt23. Uważa się, że IOP wzrasta z powodu zwiększenia lepkości cieczy wodnistej z powodu podwyższonych białek cieczy wodnistej, fibryny i komórek zapalnych23. Uszkodzenie komórek w obrębie beleczkowania przez infekcję HSV-1 również zostało wskazane jako możliwa przyczyna podwyższonego IOP z zapaleniem błony naczyniowej związanym z HSV23.
Nadciśnienie oczne i jaskra mogą być związane z HSV23. IOP tych pacjentów jest zazwyczaj podwyższone w okresach zwiększonego zapalenia błony naczyniowej i może być trwale wysokie podczas remisji23.
Podsumowanie patogenezy opryszczkowego zapalenia oka
Opryszczkowe zapalenie oka to złożone schorzenie wywołane przez wirusa HSV-1, które może dotykać różnych struktur oka, prowadząc do potencjalnie poważnych powikłań, włącznie z utratą wzroku. Patogeneza tego schorzenia obejmuje zarówno bezpośrednie działanie wirusa, jak i odpowiedź immunologiczną gospodarza2.
Kluczowe elementy patogenezy obejmują:
- Pierwotną infekcję nabłonka rogówki, po której wirus ustanawia latencję w zwoju trójdzielnym8
- Reaktywację wirusa pod wpływem czynników takich jak stres, gorączka czy ekspozycja na promieniowanie UV12
- Złożoną interakcję między replikacją wirusa a odpowiedzią immunologiczną gospodarza, która może prowadzić do uszkodzenia tkanek2
- Różne mechanizmy patogenetyczne w różnych warstwach rogówki – od aktywnej replikacji wirusa w nabłonku do immunologicznie mediowanego zapalenia w zrębie24
- Potencjalne powikłania, takie jak bliznowacenie rogówki, neowaskularyzacja, utrata nerwów rogówkowych i podwyższone ciśnienie wewnątrzgałkowe2321
Zrozumienie złożonych mechanizmów patogenetycznych opryszczkowego zapalenia oka jest kluczowe dla opracowania skutecznych strategii terapeutycznych, które mogą nie tylko hamować replikację wirusa, ale także modulować odpowiedź immunologiczną gospodarza w celu zminimalizowania uszkodzenia tkanek i zapobiegania nawrotom choroby25.
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.