Automaattisen nukleiinihappoeristyslaitteen ja reaaliaikaisen PCR-menetelmän soveltuvuus herpes simplex -virusten keskushermostoinfektiodiagnostiikkaan

Keskushermosto- ja neonataali-infektiot ovat herpes simplex -virusten aiheuttamista taudeista vakavimpia. Niihin on olemassa lääkitys, joka on tehokkain, kun se aloitetaan aivan sairauden alkuvaiheessa. Näiden infektioiden diagnostiikassa PCR-menetelmä on herkin. Tämä menetelmä on kuitenkin työläs ja aikaa vievä, joten uudet nopeammat menetelmät ovat tervetulleita. Opinnäytetyö tehtiin HUSLABin virologian osastolle. Työssä testattiin QIAGENIN artus®HSV-1/2 LC PCR-reagenssipakkausta, joka on tehty käytettäväksi Roche diagnosticsin reaaliaikaisella PCR-laitteella LightCyclerillä. Lisäksi työssä testattiin automaattista bioMérieuxin NucliSens easyMAG- nukleiinihappoeristyslaitetta. Referenssinä käytettiin HUSLABin virologian osastolla testaushetkellä käytössä olevia menetelmiä. Reaaliaikaisen PCR-menetelmän herkkyyttä testattiin positiivisilla HSV-1 ja HSV-2 kontrollilaimennussarjoilla. Menetelmän oikeellisuutta testattiin määrittämällä laaduntarkkailu- ja potilasnäytteitä, jotka olivat likvoria. Tuloksia verrattiin QCMD:n antamiin ja perinteisellä ”in house”- PCR-menetelmällä saatuihin referenssituloksiin. Spesifisyyttä testattiin muiden ihmisten herpesvirusten positiivisilla kontrolleilla. Automaattisen nukleiinihappoeristysmenetelmän toimivuutta testattiin HSV-positiivisilla ja -negatiivisilla likvornäytteillä, jotka oli aikaisemmin eristetty fenoli-kloroformiuutolla. Tulokset QIAGENIN artus®HSV-1/2 LC PCR-reagenssipakkauksesta olivat hyviä. Kont-rollilaimennussarjan määrityksessä reaaliaikainen PCR-menetelmä osoittautui perinteistä ”in house”- PCR-menetelmää herkemmäksi. Potilasnäytteiden määrityksessä tulokset olivat yhtenevät. EasyMAG- nukleiinihappoeristysmenetelmällä eristettyjen potilasnäytteiden määrityksistä saadut tulokset olivat myös hyviä. Kun tuloksia verrattiin fenoli-kloroformiuutolla saatuihin tuloksiin, olivat tulokset yhtä näytettä lukuun ottamatta yhtenevät. Molemmat testattavat menetelmät ovat nopeita ja virhelähteiden mahdollisuus on vähäisempi kuin perinteisessä ”in house”-PCR menetelmässä ja fenoli-kloroformiuutolla nukleiinihappoa eristettäessä. Tutkimusten tulokset osoittivat molempien menetelmien soveltuvan hyvin HSV:n eristykseen ja määritykseen likvornäytteistä.

Innate and Adaptive Immunity in Orolabial Herpes Simplex

Oral mucosa is a frequent site of primary herpes simplex virus type 1 (HSV-1) infection, whereas intraoral recurrent disease is very rare. Instead, reactivation from latency predominantly results in asymptomatic HSV shedding to saliva or recurrent labial herpes (RLH) with highly individual frequency. The current study aimed to elucidate the role of human oral innate and acquired immune mechanisms in modulation of HSV infection in orolabial region. Saliva was found to neutralize HSV-1, and to protect cells from infection independently of salivary antibodies. Neutralization capacity was higher in saliva from asymptomatic HSV-seropositive individuals compared to subjects with history of RLH or seronegative controls. Neutralization was at least partially associated with salivary lactoferrin content. Further, lactoferrin and peroxidase-generated hypothiocyanite were found to either neutralize HSV-1 or interfere with HSV-1 replication, whereas lysozyme displayed no anti-HSV-1 activity. Lactoferrin was also shown to modulate HSV-1 infection by inhibiting keratinocyte proliferation. RLH susceptibility was further found to be associated with Th2 biased cytokine responses against HSV, and a higher level of anti- HSV-IgG with Th2 polarization, indicating lack of efficiency of humoral response in the control of HSV disease. In a three-dimensional cell culture, keratinocytes were found to support both lytic and nonproductive infection, suggesting HSV persistence in epithelial cells, and further emphasizing the importance of peripheral immune control of HSV. These results suggest that certain innate salivary antimicrobial compounds and Th1 type cellular responses are critically important in protecting the host against HSV disease, implying possible applications in drug, vaccine and gene therapy design.

Herpes simplex virus type 1 (HSV-1) pathogenesis and HSV gene therapy of experimental autoimmune encephalomyelitis

The aim of this thesis was to develop new herpes simplex virus (HSV) vectors for gene therapy of experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), the principal model of multiple sclerosis (MS), and to study the pathogenesis of wild-type HSV-1 and HSV-1 vectors in vivo. By introducing potential immunomodulatory factors into mice with EAE we strived to develop therapies and possibly find molecules improving recovery from EAE. We aimed at altering the immune response by inducing favorable Th2-type cytokines, thus shifting the immune response from a Th1- or a Th17-response. Our HSV vector expressing interleukin (IL)-5 modulated the cytokine responses, decreased inflammation and alleviated EAE. The use of a novel method, bacterial artificial chromosome (BAC), for engineering recombinant HSV facilitated the construction of a new vector expressing leukemia inhibitory factor (LIF). LIF is a neurotropic cytokine with broad functions in the central nervous system (CNS). LIF promotes oligodendrocyte maturation and decreases demyelination and oligodendrocyte loss. The BAC-derived HSV-LIF vector alleviated the clinical symptoms, induced a higher number of oligodendrocytes and modulated T cell responses. By administering HSV via different infection routes, e.g. peripherally via the nose or eye, or intracranially to the brain, the effect of the immune response on HSV spread at different points of the natural infection route was studied. The intranasal infection was an effective delivery route of HSV to the trigeminal ganglion and CNS, whereas corneal infection displayed limited spread. The corneal and intranasal infections induced different peripheral immune responses, which might explain the observed differences in viral spread.

Carriage of herpes simplex virus and human papillomavirus in oral mucosa is rare in young women: a long-term prospective follow-up

Herpes simplex -virus 1 (HSV-1) ja ihmisen papilloomavirus (HPV) infektoivat suun epiteelisoluja. Useimmissa tapauksissa näiden virusten infektio on kliinisesti oireeton. Suun limakalvojen oireeton HPV-infektio on aikuisilla yleinen, ja valtaosa näistä infektioista ovat ohimeneviä ja vain pieni osa johtaa krooniseen HPV-infektioon. Krooninen HPV-infektio lisää riskiä epiteelisolujen transformoitumiseen kohti syöpäsolua. HPV infektio ei ole yksinään riittävä aiheuttamaan syöpäsolun, vaan siihen tarvitaan myös muita riskitekijöitä.. Muut infektiot, kuten esimerkiksi HSV-1-infektio saattaa olla yksi näistä riskitekijöistä. Tämän syventävän opinnäytetyön tutkimuksen tavoitteena oli selvittää HSV-1-infektion esiintymistä naisten suun limakalvonäytteissä kuuden vuoden seurannassa. Toinen tavoitteemme oli selvittää HSV-1 ja HPV -yhteisinfektion esiintymistä suun epiteelisoluissa, erityisesti naisilla joilla havaittiin suun krooninen HPV-infektio. Tämä tutkimus on osa kuusivuotista seurantatutkimusta (Finnish Family HPV -tutkimus), joka suunniteltiin selvittämään HPV-infektioiden dynamiikkaa ja riskitekijöitä 329 suomalaisperheessä. Suun limakalvoilta otettiin harjausnäyte ennen synnytystä ja kuusi kertaa synnytyksen jälkeen kuuden vuoden aikana. Näytteistä eristettyä DNA:ta oli saatavilla riittävästi HSV-1-analyysiä varten yhteensä 304 naiselta (keski-ikä 25.6 vuotta). Kaikkiaan tutkittavia näytteitä oli 1,873, joista HSV-1:n esiintyminen tutkittiin käyttäen kvantitatiivista PCR:ää. Lisäksi epävarmat PCR-tulokset varmistettiin PCR-tuotteen Southern Blot hybridisaatiolla. HSV-1 tuloksia verrattiin aikaisemmin saatuihin HPV-tuloksiin. Suun limakalvonäytteistä 2.2% oli HSV-1-positiivisia ja 19.6% oli HPV-positiivisia. Yhteensä 11.8%:lla äideistä suunäyte oli HSV-1-DNA -positiivinen ainakin kerran seurannan aikana. HSV-1 ja HPV -yhteisinfektio löydettiin vain neljältä äidiltä. Suurin osa äideistä, jotka olivat HSV-1-positiivisia ennen syntymää, pysyivät HSV-1-positiivisina myös synnytyksen jälkeen. Kolmella naisella todettiin persistentti HPV-16 infektio ja kahdella heistä oli samanaikainen HSV-1 infektio. Tuloksemme osoittaa, että HSV-1:n ja HPV:n esiintyminen yhtä aikaa nuorten naisten suun limakalvolla on harvinaista. On suositeltavaa, että yhteisinfektion omaavia äitejä seurataan myös tulevaisuudessa, sillä HSV-1-infektio saattaa olla yksi riskitekijä suun limakalvon malignissa muutoksessa kroonisen HPV-infektion yhteydessä.

Ureaplasma diversum- ja Mycoplasma bovigenitalium -sukuelintartunnat suomalaisissa lypsykarjoissa ja sonneissa

Summary: Ureaplasma diversum and Mycoplasma bovigenitalium genital tract infections in Finnish dairy herds and bulls

Febrile Infections in Children with Leukemia with Special Reference to Respiratory Viral Infections

Leukemiaa sairastavien lasten kuumeiset infektiot, erityisesti respiratoriset virusinfektiot Tausta: Hengitysteiden virusinfektiot ovat lasten tavallisimpia sairauksia. Infektiota aiheuttava virus voidaan uusilla menetelmillä löytää lähes kaikissa tapauksissa. Leukemiaa sairastavilla lapsilla on perustaudin ja leukemian hoitojen takia tavallista suurempi infektioalttius, ja kuumeilu on tavallista leukemiahoidon aikana. Suurin osa syöpähoidon aikaisten kuumejaksojen syistä jää kuitenkin selvittämättä. Tavoitteet: Prospektiivisen 5 vuotta kestäneen monikeskustutkimuksen tavoitteena oli etsiä uusimmilla mikrobiologisilla menetelmillä leukemiaa sairastavien lasten kuumeen syy. Tätä varten tutkittiin 16 virusta virusviljelyllä, antigeeniosoituksella ja nukleiinihappo-osoituksella. Näytteitä otettiin nenästä, ulosteesta, virtsasta ja verestä. Lisäksi tutkittiin MxA-proteiinin kykyä osoittaa virusinfektio syöpälapsella. Tulokset: Tutkimuksen aikana analysoitiin 138 kuumejaksoa 51 leukemialapsella. Kokonaisseuranta-aika oli 1.5 vuotta/lapsi. Kuumejaksojen ilmaantuvuus oli 2.1 jaksoa potilasta kohden suhteutettuna vuoden riskiaikaan. Hengistysteiden virusinfektio voitiin osoittaa 82 kuumejaksossa (59%). Kaksi tai useampi virus löydettiin 12 %:ssa kuumejaksoista. Tavallisimmat virukset olivat rhinovirus (22 %), respiratory syncytial virus eli RS-virus (11 %), human herpes virus 6 (7 %), human bocavirus (5 %), sytomegalovirus (5 %), parainfluenssavirukset (5 %) ja influenssa A -virus (4 %). Kahdelle potilaalle kehittyi pneumonia, muilla oireet olivat lievät. Veriviljely oli positiivinen 19 kuumejaksossa (14 %), ja puolessa tapauksista löydettiin samanaikaisesti respiratorinen virus. MxA proteini ilmeni veren lymfosyyteissä useimmilla virusinfektioon sairastuneilla syöpälapsilla. Päätelmät: Kuumeiset respiratoriset virusinfektiot ovat tavallisia leukemiaa sairastavilla lapsilla. Infektion oireet ovat tavallisesti vähäiset, mutta pienelle osalle voi kehittyä veriviljelypositiivinen sepsis tai pneumonia. Kuumeen syy jäi selvittämättä vain harvoissa tapauksissa.

Human papillomavirus (HPV) in mothers before and after delivery – a three year follow-up study.

Human papillomavirus (HPV) infections in mothers are important to consider since pregnancy may affect the outcome of the infection and the mother may transmit HPV to the child. This thesis is part of the 3-year Finnish Family HPV Study on HPV infection dynamics within 329 families. The presence of maternal HPV antibodies and HPV DNA in placenta, umbilical cord blood and breast milk was examined. In addition, genital and oral HR-HPV carriage was studied among mothers with one or two pregnancies. At enrollment, seropositivity to HPV 6, 11, 16, 18 and 45 was recorded in 53 %, 21 %, 35 %, 21 % and 9 % of the mothers, respectively. Age at sexual debut, number of sexual partners, a history of genital warts and antibodies to LR/HR-HPV predicted HR/LR-HPV-seropositivity. During follow-up 27 %, 14 %, 17 %, 17 % and 7 % of the mothers seroconverted to the tested HPV-types, respectively. Decay of HPV-antibodies was rare. The mother’s new pregnancy was of minor impact in the outcome of oral and cervical HR-HPV infections. HPV-DNA was present in 4.2 % and 3.5 % of the placentas and umbilical cord blood samples, and in 4.5 % and 19.7 % of the breast milk samples collected at day 3 and month 2 postpartum, respectively. HPV-positivity in placenta/cord blood was related to a history of abnormal pap-smears or genital warts, and raised the risk of the neonate being HPV-positive at birth. The mode of delivery did not predict the HPVstatus of neonate, placenta, or cord blood. HPV DNA in breast milk was associated with oral HPV status of the father, but not with HPV status of the neonate. The results indicate that exposure to HPV is common and that part of the exposure might take place already early in life. Contrary to the common claim, pregnancy is not a risk factor for HPV.

Viral and cellular modulation of virus-induced apoptosis in experimental infection models

The aim of this study was to investigate herpes simplex virus type 1 (HSV-1)- and measles virus (MV)-induced cell death. HSV-1 with deletion in genes encoding infected cell protein (ICP)4 and protein kinase Us3 (d120) induced apoptosis and cathepsin activation in epithelial (HEp-2) and monocytic (U937) cells. Inhibition of cathepsin activity decreased the amount of d120-induced apoptosis indicating that d120-induced apoptosis could be cathepsin-mediated. Also, HSV-1 infection increased caspase activation suggesting that d120-induced apoptosis is probably caspase-mediated. Cystatin treatment decreased the activity of cathepsins and the replication of HSV-1 indicating that cathepsins contribute to HSV-1 infection. Interestingly, d120 induced also necroptosis in monocytic cells. This is the first report on necroptosis in HSV-1- infected cells. MV induced apoptosis in uninfected bystander T lymphocytes, probably via interaction of MV-infected monocytes with uninfected lymphocytes. The expression of death receptor Fas was clearly increased on the surface of lymphocytes. The number of apoptotic cells and the activation of cathepsins and caspases were increased in MVinfected U937 cells suggesting that MV-induced apoptosis could be cathepsin- and caspase-mediated. Cystatin treatment inhibited cathepsin activities but not MV-induced apoptosis. Besides HSV-1-induced apoptosis, innate immune responses were studied in HSV-1-infection. HSV-1 viruses with either ICP4 and Us3, or Us3 deletion only, increased the expression of Toll-like receptor (TLR)3 and stimulated its downstream pathways leading to increased expression of type I interferon gene and to functional interferons. These findings suggest that besides controlling apoptosis, HSV-1 ICP4 and Us3 genes are involved in the control of TLR3 response in infected cell.

Classification, comorbidity, heredity, and risk factors of female sexual dysfunctions

Female sexual dysfunctions, including desire, arousal, orgasm and pain problems, have been shown to be highly prevalent among women around the world. The etiology of these dysfunctions is unclear but associations with health, age, psychological problems, and relationship factors have been identified. Genetic effects explain individual variation in orgasm function to some extent but until now quantitative behavior genetic analyses have not been applied to other sexual functions. In addition, behavior genetics can be applied to exploring the cause of any observed comorbidity between the dysfunctions. Discovering more about the etiology of the dysfunctions may further improve the classification systems which are currently under intense debate. The aims of the present thesis were to evaluate the psychometric properties of a Finnish-language version of a commonly used questionnaire for measuring female sexual function, the Female Sexual Function Index (FSFI), in order to investigate prevalence, comorbidity, and classification, and to explore the balance of genetic and environmental factors in the etiology as well as the associations of a number of biopsychosocial factors with female sexual functions. Female sexual functions were studied through survey methods in a population based sample of Finnish twins and their female siblings. There were two waves of data collection. The first data collection targeted 5,000 female twins aged 33–43 years and the second 7,680 female twins aged 18–33 and their over 18–year-old female siblings (n = 3,983). There was no overlap between the data collections. The combined overall response rate for both data collections was 53% (n = 8,868), with a better response rate in the second (57%) compared to the first (45%). In order to measure female sexual function, the FSFI was used. It includes 19 items which measure female sexual function during the previous four weeks in six subdomains; desire, subjective arousal, lubrication, orgasm, sexual satisfaction, and pain. In line with earlier research in clinical populations, a six factor solution of the Finnish-language version of the FSFI received supported. The internal consistencies of the scales were good to excellent. Some questions about how to avoid overestimating the prevalence of extreme dysfunctions due to women being allocated the score of zero if they had had no sexual activity during the preceding four weeks were raised. The prevalence of female sexual dysfunctions per se ranged from 11% for lubrication dysfunction to 55% for desire dysfunction. The prevalence rates for sexual dysfunction with concomitant sexual distress, in other words, sexual disorders were notably lower ranging from 7% for lubrication disorder to 23% for desire disorder. The comorbidity between the dysfunctions was substantial most notably between arousal and lubrication dysfunction even if these two dysfunctions showed distinct patterns of associations with the other dysfunctions. Genetic influences on individual variation in the six subdomains of FSFI were modest but significant ranging from 3–11% for additive genetic effects and 5–18% for nonadditive genetic effects. The rest of the variation in sexual functions was explained by nonshared environmental influences. A correlated factor model, including additive and nonadditive genetic effects and nonshared environmental effects had the best fit. All in all, every correlation between the genetic factors was significant except between lubrication and pain. All correlations between the nonshared environment factors were significant showing that there is a substantial overlap in genetic and nonshared environmental influences between the dysfunctions. In general, psychological problems, poor satisfaction with the relationship, sexual distress, and poor partner compatibility were associated with more sexual dysfunctions. Age was confounded with relationship length but had over and above relationship length a negative effect on desire and sexual satisfaction and a positive effect on orgasm and pain functions. Alcohol consumption in general was associated with better desire, arousal, lubrication, and orgasm function. Women pregnant with their first child had fewer pain problems than nulliparous nonpregnant women. Multiparous pregnant women had more orgasm problems compared to multiparous nonpregnant women. Having children was associated with less orgasm and pain problems. The conclusions were that desire, subjective arousal, lubrication, orgasm, sexual satisfaction, and pain are separate entities that have distinct associations with a number of different biopsychosocial factors. However, there is also considerable comorbidity between the dysfunctions which are explained by overlap in additive genetic, nonadditive genetic and nonshared environmental influences. Sexual dysfunctions are highly prevalent and are not always associated with sexual distress and this relationship might be moderated by a good relationship and compatibility with partner. Regarding classification, the results supports separate diagnoses for subjective arousal and genital arousal as well as the inclusion of pain under sexual dysfunctions.

Outcome of human papillomavirus infection among men in the Finnish Family HPV Study

Ihmisen papilloomaviruksen taudinkuva suomalaisperheiden seurantatutkimuksen mieskohortissa Tieto ihmisen papilloomaviruksen (HPV) yhteydestä eri anatomisten alueiden sairauksien syntyyn on lisännyt mielenkiintoa miehen papilloomavirustulehduksen taudinkulun selvittämiseksi. Tämä väitöskirjatyö on osa suomalaista seurantatutkimusta, jossa tutkitaan HPVinfektioiden tartuntareittejä 329 perheessä. Väitöstyössä keskitytään tutkimukseen osallistuneiden 131 miehen aineistoon. Suun limakalvonäytteet otettiin seitsemässä aikapisteessä. Lisäksi otettiin sukuelinalueen näytteet kahdella seurantakäynnillä. Riskitekijöitä kartoittava kyselytutkimus teetettiin tutkimuksen alkutilanteessa sekä viimeisellä seurantakäynnillä. Oireettomat HPV infektiot olivat alkutilanteessa yleisiä molemmilla sukupuolilla (miesten suu 18,3 % ja sukuelinalue 35,9 %, naisten suu 17,2 % ja kohdunsuu 18,8 %), mutta HPV:n genotyyppien vastaavuus partnerien välillä oli vähäinen. Naisen, mutta ei miehen, seksuaalinen riskikäyttäytyminen oli yhteydessä pariskunnan HPV tyyppien vastaavuuteen. Partnerin ja siviilisäädyn vaihtaminen lisäsivät miehen riskiä saada uusia HPV infektioita. Miehen suun limakalvonäytteistä löytyi kaikkiaan 17 eri HPV tyyppiä. Suun HPV-tulehduksen esiintyvyys vaihteli eri aikapisteissä 15 %:sta 31 %:iin. Uusien HPV tulehdusten ilmaantumisaika vaihteli 3,9 ja 25,7 kuukauden välillä. Suun HPV infektio parani valtaosalla miehistä. Suun krooninen HPV-infektio todettiin 14 %:lla miehistä. Näiden infektioiden keskimääräinen kesto vaihteli 6.0:sta 30.7:ään kuukauteen. Tupakointi lisäsi korkean riskin HPV tyyppien aiheuttamien suun kroonisten infektioiden riskiä, kun taas aikaisemmin sairastetut sukuelinten kondyloomat suojasivat siltä. Tuloksemme osoittavat, että miehen oireeton HPV tulehdus on yleinen suussa ja sukuelinten alueella. Vakaa parisuhde suojaa uusilta HPV tulehduksilta. Tupakoinnilla on keskeinen merkitys suun HPV-infektion kroonistumisessa.