Neurobiologische Langzeiteffekte einer frühen postnatalen hCMV-Infektion bei ehemals frühgeborenen Kindern und Jugendlichen: eine funktionelle MRT-Studie

Abstract

Diese Arbeit untersucht die neurobiologischen Langzeitfolgen einer frühen postnatalen Infektion mit humanem Cytomegalievirus (hCMV) in einer großen Kohorte ehemaliger Frühgeborener mit und ohne Infektion, im Vergleich zu Reifgeborenen. Das Risiko einer postnatalen hCMV-Infektion ist für unreife Frühgeborene besonders hoch, da infizierte Mütter das Virus diesen vulnerablen Kindern über die Muttermilch weitergeben (Hamprecht et al., 2001). In vorherigen Studien von Tübinger Arbeitsgruppen (Bevot et al., 2012; Brecht et al., 2015; Goelz et al., 2013) gelang der Nachweis, dass diese oft initial nicht schwer verlaufende Infektion die Gehirnentwicklung so nachhaltig beeinflusst, dass neurobiologische Effekte noch im Kleinkind- und Jugendalter nachweisbar sind.

Als bildgebende Methode der Wahl wurde hier die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) eingesetzt. Es wurden fMRT-Datensätze von 71 Kindern und Jugendlichen während einer kombinierten Aufgabe (‚dual use-Task’), die sowohl sprachlicher als auch visuell-räumlicher Fertigkeiten bedarf, erfasst und ausgewertet (Ebner et al., 2011). Zu den 34 eingeschlossenen Frühgeborenen lagen ausführliche klinische Daten der Neonatalzeit vor, die entsprechend berücksichtigt werden konnten. So war es möglich den genauen Zeitpunkt der Serokonversion der postnatal mit hCMV infizierten Frühgeborenen (n = 15) nachzuvollziehen. Es konnte bei Vergleichen der Aktivierung während der Sprachaufgabe gezeigt werden, dass eine hippocampale Aktivierung, die beim Vergleich von Frühgeborenen zu Reifgeborenen auftritt und die gut zu vorherigen Studien passt (Gimenez et al., 2004, 2005; Lawrence et al., 2010; Peterson et al., 2000), in unserer Gruppe hauptsächlich von der Untergruppe der Frühgeborenen mit früher postnataler hCMV-Infektion hervorgerufen wird. Dies deutet an, dass bei diesen Frühgeborenen später ausgeprägtere Kompensationsmechanismen nötig sind, um die gleiche Leistung zu erzielen. Dazu passend zeigten sie außerdem eine höhere Aktivierung im Bereich des vorderen Gyrus cinguli. Dies kann wiederum als eine größere kognitive Beanspruchung interpretiert werden (Narberhaus et al., 2009; Nosarti et al., 2006; Paus et al., 1998). Während der Einfluss der frühen hCMV-Infektion immer wieder kontrovers diskutiert wird (Bryant et al., 2002), bestätigen die hier präsentierten Ergebnisse Studien, die die schädlichen Auswirkungen klinisch zeigten (Bevot et al., 2012). Die hier erhaltenen Ergebnisse bieten erste Evidenz dafür, dass die neurobiologischen Konsequenzen auch bei Kindern und Jugendlichen mit normalem IQ zu finden sind. Folgestudien werden weiter untersuchen müssen, wie groß die neurobiologischen Langzeitfolgen der frühen postnatalen hCMV-Infektion bei Frühgeborenen ist. Die hier präsentierten Ergebnisse legen nahe, dass konkrete Auswirkungen mit den Möglichkeiten der heutigen Neurobildgebung nachweisbar sind, in Übereinstimmung mit anderen Studien, die die hohe Sensitivität dieser Methode nahelegen (Narberhaus et al., 2009). Unsere Ergebnisse unterstützen das Bemühen, frühgeborene Kinder vor hCMV-infektiöser Muttermilch zu schützen. Ein weiteres Fazit dieser Arbeit hat grundlegende Konsequenzen für die Auswertung von funktionellen Unterschieden bei Gruppenanalysen. Die Analysen der strukturellen und funktionellen Daten geben deutliche Hinweise auf einen Einfluss der Vorverarbeitung bei Gruppen mit strukturellen Unterschieden, selbst wenn diese nur subtil sind. Das Fehlen erwarteter und das Vorhandensein unerwarteter funktioneller Gruppenunterschiede bei der Bearbeitung der räumlich-visuellen Aufgabe, begleitet von gegenläufigen Volumenunterschieden in den gleichen Regionen, legt nahe, dass es einen erheblichen Einfluss der zugrundeliegenden Struktur auf die funktionellen Daten gibt. Funktionelle Gruppenunterschiede könnten durch die räumliche Normalisierung abgeschwächt oder übersteigert werden. Die Prüfung der Gehirnstruktur vor funktionellen Gruppenvergleichen scheint ein angemessener Schritt zu sein, um diesen potenziellen Bias zu berücksichtigen. Durch die routinemäßige statistische voxelweise Berücksichtigung, ähnlich der Jacobian-Determinante bei strukturellen Vergleichen, könnte dies zukünftig realisiert werden.