Keterlibatan Viral Dalam Patogenesis dan Manifestasi Klinis Pterygium Ophthalmica

Oleh :AIKATERINI K. CHALKIA, DEMETRIOS A. SPANDIDOS and EFSTATHIOS T.

DETORAKIS

Departments of Ophthalmology and Virology, University Hospital of Heraklion, 71110

Heraklion, Crete, Greece. July 12, 2013

Abstrak

Pterygium adalah lesi fibrovascular yang berpotensi mengancam penglihatan yang berasal

dari konjungtiva yang sering meluas pada permukaan kornea . Meski telah dipelajari secara

ekstensif , patogenesis belum sepenuhnya dijelaskan. Bukti terbaru tentang kelainan genetik

molekuler dalam pterygium adalah perubahan neoplastik dari limbal stem sel potensial yang

berkaitan dengan paparan sinar ultraviolet ( UV ). Human papillomavirus ( HPV ) adalah

virus onkogenik , yang berhubungan dengan lesi squamo - proliferasi daerah anogenital, kulit

dan orofaring . Beberapa studi telah menunjukkan keterlibatan HPV dalam patogenesis lesi

neoplastik konjungtiva, termasuk papiloma dan karsinoma sel skuamosa. Keterlibatan HPV

sebagai co - faktor dalam patogenesis pterygium, meskipun disarankan oleh beberapa studi

menggunakan PCR dan teknik imunohistokimia, masih kontroversial. Selain itu, variasi

dalam prevalensi HPV pada pterygium mata telah dilaporkan oleh studi yang berbeda.

Kerentanan etnis dan perbedaan metodologis dalam mendeteksi HPV dapat menjelaskan

variasi ini. Eksisi bedah,menggunakan teknik yang canggih, adalah metode standar pada

terapi untuk pterygium. Namun, lesi sering kambuh dan berulang cenderung lebih agresif.

Jika memang HPV yang terlibat dalam patogenesis pterygium atau kekambuhannya, obat

antivirus atau vaksinasi mungkin pilihan baru dalam terapi pterygium.

1. Pendahuluan

Pterygium adalah lesi fibrovascular berbentuk sayap dari permukaan mata yang tidak

diketahui asal dan patogenesisnya. Tumbuh di daerah konjungtiva interpalpebral, lebih sering

dari bagian nasal, dan menyerang epitel kornea yang berdekatan (Gambar 1). Pertumbuhan

pterygium dapat menyebabkan astigmatis irreguler, jaringan parut kornea, pembatasan

motilitas okular, atau peradangan permukaan mata yang kronis. Pengobatan sejauh ini secara

bedah eksklusif, namun, pterygium sering cenderung kambuh agresif. Hal ini telah

mengakibatkan penggunaan teknik bedah canggih dalam upaya untuk mengurangi tingkat

kekambuhan (Gambar 2).

Meskipun patogenesis pterygium tetap menjadi teka-teki, studi epidemiologi menunjukkan

bahwa pterygium adalah penyakit mata yang berhubungan dengan matahari

(ophthalmoheliosis). Bahkan, prevalensi pterygium tampaknya dikaitkan dengan lintang

geografis, dengan prevalensi yang lebih tinggi di daerah-daerah yang terletak di daerahantara

40˚ di khatulistiwa, menunjukkan bahwa kontak yang terlalu lama dengan radiasi ultraviolet

(UV) dapat mencetuskan kejadian pterygium. Selain itu, kejadian microtrauma berulang,

dimediasi oleh paparan debu, peradangan konjungtiva kronik, predisposisi genetik dan

kekeringan okular semuanya telah dilaporkan terlibat dalam pterygium, yang menunjukkan

patogenesis multifaktorial. Bukti menunjukkan bahwa genetik limbal stem sel epitel mungkin

memainkan peran penting pada proses peleburan lapisan Bowman, remodeling matriks,

proliferasi sel dan angiogenesis, mungkin dengan melibatkan sitokin, matriks

metaloproteinase dan faktor pertumbuhan. Terutama, di antara berbagai teori yang diusulkan

untuk patogenesis pterygium sejauh ini, kemungkinan mekanisme menular (kemungkin virus)

dalam setidaknya subkelompok pterygia. Kemungkinan ini penting karena, jika hal tersebut

terbukti valid, itu bisa membenarkan pilihan pengobatan invasif atau meminimalkan invasif

melalui obat antivirus.

2. Teori dari penularan patogenetik co-factor pada pterygium

Pterygium sebelumnya telah dianggap sebagai kondisi degeneratif. Hipotesis ini,

bagaimanapun, telah ditentang dalam beberapa tahun terakhir oleh deteksi perubahan penting

molekuler genetik pada pterygium, termasuk hilangnya heterozigositas (LOH) dari DNA

mikrosatelit atau mutasi berlebih dari versi p53 oleh fungsinya, yang dapat mendorong

pertumbuhan tumor.Dengan demikian, proses patogenetik, dengan partisipasi dari turunan

genetik, radiasi UV dan, yang penting, infeksi virus onkogenik telah diusulkan untuk

patogenesis pterygium (gambar 3). Menurut ini 'dua hipotesis’, turunan genetik atau paparan

faktor lingkungan seperti UVR bisa mempengaruhi individu untuk penyakit neoplastik jinak

ini ('hipotesis pertama'). Virus onkogenik, atau tambahan paparan UVR, menambah

kerusakan lebih lanjut ke materi genetik yang sudah rentan, mungkin merupakan stimulus

awal pembentukan atau kekambuhan pterygium ('hipotesis kedua'). Model teoritis ini telah

didukung oleh deteksi strain HPV yang dianggap berisiko tinggi untuk pengembangan

kanker, termasuk didalamnya E6 dan E7 merupakan protein yang mengganggu fungsi p53.

1

Gambar 1. (A) Nasal bilateral pterygium. (B dan C) Tingkat kemajuan lesi pada permukaan

kornea mata kanan dan kiri ditunjukan saat keadaan abduksi.

Gambar 2. (A) Gambaran intraoperatif dari eksisi nasal dan temporal pterygium. (B) Nasal

pterygium telah dieksisi dan lukanya ditutup dengan konjungtival autograf yang diambil dari

area konjungtiva bulbi superior. (C) Temporal pterygium telah dieksisi dan luka ditutup

dengan konjungtival flap lokal. (D) Penampang akhir dari prosedur yang dilakukan.

2

Gambar 3. Sebuah model multi-langkah yang diusulkan untuk patogenesis pterygium, di

mana kecenderungan genetik, keterlibatan virus dan faktor lingkungan berpartisipasi.

3. Deteksi virus pada pterygium

Banyak penelitian telah dilakukan untuk menyelidiki keterlibatan berbagai virus

onkogenik, termasuk HPV, CMV, HSV atau EBV, dalam pengembangan dan kekambuhan

pterygium (Tabel I). Kehadiran HPV dalam pterigium telah dilaporkan oleh beberapa studi,

dengan prevalensi berkisar dari sangat rendah sampai hampir 100% kasus. Prevalensi

berbagai herpes-virus pada pterygium juga berbeda jauh antara laporan. Studi dari Yunani

terdeteksi HSV pada 22-45% dan CMV pada 40% pada pterygia yang diperiksa. Di sisi lain,

dalam sebuah penelitian yang dilakukan di Taiwan Chen et al meneliti peran HSV di

pterygium, di mana prevalensi hanya 5% yang dilaporkan. Studi lain dari Turki terdeteksi

EBV-DNA pada 10% dari pterygia yang diperiksa. Seperti perbedaan dalam prevalensi

deteksi virus onkogenik di pterygium mungkin sebagian dapat dijelaskan oleh faktor-faktor

etnis atau geografis atau dengan teknik laboratorium. Namun, hal itu juga mungkin

mencerminkan sifat heterogen patogenesis pterygium dan kemungkinan bahwa virus

onkogenik hanya mempengaruhi sub-kelompok dari pterygia ophtalmica.

3

4. Keadaan saat ini pada deteksi HPV dalam pterigium

Dengan mempertimbangkan bahwa HPV adalah virus onkogenik yang paling sering

dilaporkan terkait dengan pterygium mata, beberapa penelitian telah difokuskan pada deteksi

HPV dan mentipe untuk menilai potensi peran HPV yang berperan dalam proses

pathogenetikyang mengarah ke pembentukan pterygium. Dari catatan, studi tertentu (seperti

orang-orang dari SJO et al dari Denmark, Takamura et al dari Jepang atau Hsiao et al dari

Taiwan) telah gagal untuk mendeteksi HPV atau laporan prevalensi sangat rendah dari HPV

yang diperiksa pada pterygia. Selain itu, Dushku et al mendeteksi p53 berlebih pada epitel

limbal dari pterygia yang diteliti dengan semua sampel yang negatif untuk DNA HPV,

menunjukkan bahwa faktor-faktor lain selain infeksi, HPV bertanggung jawab atas

overekspresi dari p53. Untuk menyelidiki peran HPV dan varians prevalensi pada pterygium

dalam penelitian yang berbeda, Piras et almenseleksi pasien dari dua populasi geografis yang

jauh, Italia dan Ekuador.HPV terdeteksi di semua pterygia pasien dari Italia, tetapi hanya

21% dari pterygia dari Ekuador. Dalam penelitian tersebut, faktor geografis dan etnis yang

4

diusulkan sebagai penjelasan yang mungkin untuk perbedaan dalam prevalensi HPV dalam

pterigium, mendukung multi-faktorial patogenesisnya.

5. Deteksi HPV pada permukaan lesi okular

Selama tiga dekade terakhir DNA HPV telah terdeteksi di berbagai lesi mata dari

permukaan mata dan bahkan dalam konjungtiva fenotip normal. Infeksi HPV telah sangat

berkorelasi dengan patogenesis dan kekambuhan papiloma konjungtiva, conjunctival

intraepithelial neoplasia (CIN) dan squamous cell carcinoma of the conjunctiva (SCCC).

HPV juga dapat hidup berdampingan dalam lesi SCCC dengan virus onkogenik lainnya,

seperti HIV, sehingga sulit untuk menentukan pentingnya HPV per se dalam pengembangan

lesi ini. Fakta bahwa pterygium juga sering dilaporkan berdampingan dengan lesi neoplastik

permukaan mata, mendukung hipotesis dari infeksi virus onkogenik atau kerjasama sebagai

model pathogenetic. Mendapatkan sel dari permukaan okular melalui metodologi non-invasif,

termasuk teknik sitologi pengelupasan kulit, dapat memungkinkan deteksi infeksi HPV pada

pterygia.

6. Metodelogi untuk deteksi HPV pada pterygium

HPV adalah virus yang tidak memiliki kapsul dengan simetri ikosahedral, terdiri dari

genom DNA beruntai ganda melingkar. HPV menyebabkan infeksi pada kulit dan selaput

lendir daerah anogenital dan orofaring. Lebih dari 100 jenis telah sepenuhnya diurutkan dan

beberapa tampaknya memainkan peran penting dalam perkembangan tumor. Menurut potensi

onkogenik, HPV dibagi menjadi jenis risiko rendah dan tinggi (tipe onkogenik / berisiko

tinggi: 16, 18, 31, 33, 35, 39, 45, 51, 52, 56, 58, 59, 68 , 73, 82 dan berpotensi jenis

onkogenik: 26, 53, 66) (17,40,41).

Diagnosis infeksi virus didasarkan pada deteksi DNA HPV. Namun, modus pengumpulan

sampel, kuantitas DNA HPV dari sampel terisolasi dan penggunaan berbagai teknik deteksi

DNA HPV dengan sensitivitas dan spesifisitas yang berbeda, adalah faktor-faktor yang secara

signifikan dapat mempengaruhi tingkat deteksi infeksi HPV.

DNA HPV dapat langsung diisolasi dari spesimen biopsi dengan hibridisasi in situ (ISH),

Southern blotting dan hibridisasi dot blot. Namun, teknik ini melelahkan, membutuhkan

jumlah besar DNA dan sensitivitasnya terbatas.

Dalam kasus di mana spesimen biopsi kecil dengan jumlah DNA HPV terbatas, tes

amplifikasi asam nukleat dapat digunakan untuk meningkatkan sensitivitas dan spesifisitas

tes. Hybrid Capture II (HC-II) adalah teknik amplifikasi sinyal non-radioaktif, akurat untuk

5

lesi mukosa, yang membedakan jenis HPV berisiko tinggi dari risiko rendah, tetapi tidak

sesuai untuk genotip.

Karena sensitivitas tinggi, polymerase chain reaction (PCR) sering dikaitkan dengan

tingkat hasil positif palsu. Southern blot, dot blot, reverse dot blot, pencernaan dengan

endonuklease restriksi atau analisis urutan langsung dilakukan setelah amplifikasi DNA dapat

membantu meningkatkan sensitivitas dan spesifisitas tes. Real-time PCR atau PCR kuantitatif

(qPCR) memungkinkan deteksi cepat dan kuantifikasi dari viral load selama berbagai siklus

proses PCR (real-time). Reverse transcriptase-PCR (RT-PCR) merupakan uji kualitatif yang

memungkinkan identifikasi ekspresi gen virus dengan menggunakan reverse transcriptase.

Kombinasi dari dua teknik, RT-PCR kuantitatif atau real-time RT-PCR (QRT-PCR),

dianggap sebagai uji pilihan pertama untuk mendeteksi ekspresi gen virus karena

menggabungkan keunggulan kuantitatif dan kualitatif dari dua metode.

7. Intervensi terapeutik potensial pada infeksi HPV pterygium

Pengobatan pterygium meliputi bedah eksisi dan kadang terapi adjunctive. Beberapa

teknik bedah telah dijelaskan: bare sclera closure, sliding conjunctival flap, penggunaan

autologous konjungtiva dan cangkok limbal atau selaput amniotik (Gambar 2). Karena

kemungkinan komplikasi dan biaya perawatan bedah dan risiko kekambuhan, sering agresif,

berbagai terapi tambahan telah diusulkan, termasuk β-iradiasi dan penggunaan mitomycin C

atau 5-fluorouracil. Namun metode ini telah dikaitkan dengan nekrosis corneoscleral,

defisiensi stem sel limbal dan tingkat kekambuhan variabel. B-iradiasi juga telah dikaitkan

dengan pembentukan katarak.

Interferon adalah golongan protein dengan antivirus, antiproliferatif, sifat antiangiogenetic

dan imunomodulator, dihasilkan dari organisme dalam menanggapi berbagai rangsangan.

Bentuk rekombinan α-2b (IFN-α-2b) telah digunakan untuk pengobatan acuminata

kondiloma, hepatitis B dan C kronis, sarkoma Kaposi, melanoma ganas, leukemia sel berbulu

dan limfoma folikel. Tidak seperti mitomycin C dan 5-fluorouracil, efek samping yang

berkaitan dengan administrasi topikal atau sub-konjungtiva dari IFN-α-2b lebih rendah. IFN-

α-2b dalam bentuk tetes mata telah berhasil digunakan sejauh ini dalam pengelolaan CIN dan

papiloma konjungtiva. IFN-α-2b juga telah dilaporkan untuk mencegah terulangnya

pterygium. Namun, penyelidikan tambahan diperlukan untuk sepenuhnya menilai nilai

modalitas pengobatan ini dalam pengobatan pterigium.

6

8. Kesimpulan

Meskipun kontroversi dalam literatur medis tentang keterlibatan HPV dalam pterigium

(mungkin karena kerentanan rasial atau perbedaan metodologis), kebanyakan studi setuju

bahwa HPV terdeteksi dalam setidaknya sub-kelompok pterygia dan bahwa infeksi HPV

dapat mempengaruhi patogenesis dan perilaku klinis (termasuk kekambuhan) dari lesi ini.

Dengan demikian, itu akan menjadi menarik untuk dieksplorasi kemungkinan obat anti-virus

atau bahkan vaksinasi, yang mungkin merupakan pilihan baru dalam terapi yang dipilih pada

pterygia akibat infeksi HPV.

7