HCV
CLASSIFICAZIONE/CARATTERI STRUTTURALI
Famiglia: Flavivirus
Genoma: RNA (polarità positiva) 9.6 Kb
Envelope
Anzola M. Journal of Viral Hepatitis 11: 383-393, 2004
ORGANIZZAZIONE GENOMICA
Bersaglio cellulare
• Recettore/i cellulare:
• molecola CD81 o il recettore LDL (low
density lipoprotein receptor) presenti sulla
cellula epatica (lega E2),
• human scavenger receptor class B type I
(SR-BI, also called CLA-1) (lega E2),
• claudin-1 (CLDN1) (lega E2)
• molecole di glicosaminoglicani presenti
sulla superficie cellulare (lega E2)
Epidemiologia HCV
• HCV scoperto nel 1989
• HCV principale causa di malattia cronica
epatica nel mondo. Secondo le stime
dell’Organizzazione Mondiale della Sanità la
prevalenza dell’infezione è di circa il 2%,
corrispondente a 200 milioni di persone
infettate.
• HCV principale causa di trapianti di fegato
nei Paesi sviluppati e la più comune causa di
infezioni trasmesse con il sangue.
Epidemiologia
La prevalenza dell’infezione da HCV riportata dall’OMS è rappresentata
Nonostante l’infezione da HCV sia endemica a livello mondiale, i dati suggeriscono che
ci sia variabilità geografica nella sua distribuzione. Le regioni con maggiore prevalenza
sono in Africa e in Asia, mentre regioni con prevalenza minore sono tra i Paesi
industrializzati del nord America, dell’Europa del nord e occidentale e l’Australia.
Nel mondo industrializzato, le regioni con minore sieroprevalenza di HCV sono la
Germania (0.6%), il Canada (0.8%), la Francia (1.1%) e l’Australia (1.1%). Una
sieroprevalenza bassa, ma leggermente più alta, è evidente negli Stati Uniti (1.8%),
Giappone (1.5-2-3%) e Italia (2.2%).
Shepard et al., Lancet Infect Dis. 5:558-67, 2005
Caratteristiche dell’infezione da HCV
Malattia
Epatite non-A, non-B
Epatite post- trasfusione
Sorgente
Sangue e fluidi corporei
Contatto sessuale
Trasmissione
Parenterale
Percutanea
Permucosale
Trasmissione sessuale
Si
Infezione cronica
Si
Periodo di incubazione
14 – 180 giorni
Carcinogenesi
Carcinoma epatocellulare
Cirrosi
Si
Gravità della malattia
Generalmente (70-80%) asintomatica
Mortalità nel 4% dei casi
Prevenzione
Modificazione delle abitudini di vita
Screening del sangue
Chemioterapia
Peginterferone/Ribavirina
TRASMISSIONE
•
Gli unici reservoir di HCV conosciuti sono l’uomo e lo scimpanzè. Infatti, il virus è stato identificato per la
prima volta nel sangue di scimpanzè. HCV causa l’epatite non-A, non-B e rappresentava la principale causa
di epatite post-trasfusionale, prima che il controllo del sangue per la presenza di HCV venisse introdotto nella
routine di laboratorio.
L’infezione da HCV è generalmente acquisita in seguito a:
•
Uso di droghe per via endovenosa.
•
Trasfusione di sangue o trapianto di organi e tessuti.
•
Esposizione a sangue e fluidi biologici (rischio occupazionale).
•
Al momento del parto dalla madre infetta.
•
Rapporti sessuali con una persona infettata.
Storia dell’infezione naturale
Evoluzione Infezione naturale da HCV Sono stati identificati 3 patterns di
replicazione acuta e di risposte cellulari
virus-specifiche che possono essere
predittive della evoluzione dell’infezione
primaria
La risoluzione della infezione acuta è
associata a:
•risposta CD8+ consistente
•alti livelli di proliferazione dei linfociti T CD4+
verso più proteine virali, strutturali e nonstrutturali.
Infezione acuta evolve in infezione cronica
quando:
•risposte CD4+ sono generalmente deboli o
assenti
Bowen D. and Walzer C.M. Nature 436:946-952, 2005
Ruolo della risposta immune cellulare nell’esito dell’infezione naturale
Bowen D. and Walzer C.M. Nature 436:946-952, 2005
Ruolo della risposta immune cellulare nell’esito
dell’infezione naturale
…quindi
La memoria immunologia conferita dalla
risoluzione spontanea dell’epatite C acuta
non protegge contro la re-infezione ma
riduce il rischio di persistenza dopo la riesposizione al virus.
Risposte anticorpali
durante infezione acuta risolta
Risposte anticorpali
durante infezione acuta che
cronicizza
Ruolo risposte anticorpali
• Le risposte anticorpali virus specifiche, esse sono
evidenziabili generalmente 7-8 settimane dopo
l’infezione da HCV.
• Vi sono alcuni studi in scimpanzé nei quali è stato
dimostrato che l’infettività di HCV può essere
neutralizzata in vitro da anticorpi anti-HCV.
• Ci sono studi che indicano che gli anticorpi che si
sviluppano durante l’infezione primaria, in realtà, non
siano protettivi nei confronti di re-infezione, sia in
scimpanzé sia nell’uomo.
• Alcuni studi indicano che la risoluzione benigna
dell’infezione possa avvenire anche in assenza di
anticorpi anti-HCV, sia in scimpanzé sia nell’uomo.
Storia Infezione naturale da HCV
Ipotesi per spiegare la persistenza
dell’infezione da HCV
Evidenze in vivo
Evidenze in vitro
•
•
•
Perdita o assenza di risposte CD4+
Delezione o soppressione delle
risposte CD8+ citotossiche ad
opera di cellule regolatorie CD4+
CD25+ (i cui livelli sono elevati in
individui con infezione cronica e la cui
deplezione in vitro aumenta la
frequenza e l’attività dei linfociti
CD8+), o ad opera di cellule
soppressorie CD8+ produttrici di IL10. Tutti questi eventi favoriscono
l’evasione immune e la persistenza
dell’infezione.
-
•
Alcune proteine virali svolgono un
ruolo importante per l’insorgenza di
una infezione persistente:
possono favorire l’insorgenza di
“escape mutants” (ad esempio la
proteina NS5b, RNA polimerasi RNAdipendente), svolgere attività
immunosoppressiva sulle cellule T,
inibire la maturazione delle cellule
dendritiche e la loro capacità di
presentare l’antigene, e sopprimere
l’attività delle cellule natural killer (NK)
e la capacità delle cellule NK di
attivare le cellule dendritiche.
Infine, è stato anche postulato che
l’infezione virale possa inibire la
localizzazione dei linfociti T nel fegato
Bowen D. and Walzer C.M. Nature 436:946-952, 2005
Fattori virali ed evasione delle difese intracellulari
NS3/4 attenua la risposta antivirale IFN a/b-mediata
Gale M and Foyle E.M., Nature 436:939-945, 2005
Fattori virali ed evasione
delle difese intracellulari
Inibizione dell’attività antivirale di IFN a/b
(core, NS5A)
Gale M and Foyle E.M., Nature 436:939-945, 2005
Riassumendo………………………
Gale M and Foyle E.M., Nature 436:939-945, 2005
HCV ED EPATOCARCINOMA
Ipotesi per spiegare ruolo infezione
HCV ed Epatocarcinoma
• Cirrosi e continua rigenerazione del
tessuto epatico contribuiscono ai processi
di trasformazione cellulare.
• Alcune proteine virali (quali la proteina del
core, e le proteine non strutturali NS3 e
NS5A) sono attivamente coinvolte nei
processi di oncogenesi.
Hepatocellular carcinoma in a patient with chronic HCV infection. HCV antigens
is massively deposited in most neoplastic cells. Staining: polyclonal human antiHCV antibodies, EnVision (Dako), x200
Proteina del core e oncogenesi
Proteina NS5A e oncogenesi
Infezione da HCV e cofattori
Diversi cofattori sono stati associati con
una più veloce progressione della fibrosi
epatica tra gli individui HCV positivi, o con
una maggiore incidenza di complicazioni
associate all’infezione cronica da HCV e lo
sviluppo di carcinoma epatocellulare.
Questi cofattori sono l’essere di sesso
maschile, l’obesità, la co-infezione con
HIV, con il virus dell’epatite B e l’uso di
alcol.
Co-Infezione da HCV e HIV
• Prima dell’introduzione su larga scala della terapia HAART, la
confezione con HIV era associata ad una rapida progressione della
malattia epatica e ad una minore sopravvivenza tra gli individui
infettati con HCV. Meno conclusivi sono, invece, i dati relativi
all’effetto di HCV sulla storia naturale dell’infezione da HIV.
• Sebbene la terapia HAART non riduca il carico virale di HCV in
pazienti coinfettati con HIV, è stato dimostrato che la terapia HAART
in pazienti emofilici HIV positivi riduce la mortalità dovuta
all’infezione cronica da HCV. Altri studi riportano un ritardo della
progressione della fibrosi epatica in pazienti coinfettati e sottoposti a
terapia HAART rispetto a soggetti coinfettati e non sottoposti a
terapia.
• Nonostante gli effetti benefici della terapia HAART in pazienti
confettati, la malattia cronica epatica risulta tra le principali
cause di mortalità tra gli individui HIV positivi in terapia
HAART. L’infezione da HCV quindi rappresenta un fattore di rischio.
Co-Infezione da HCV e HBV
• I dati relativi alla sieroprevalenza di individui HCV/HBV
positivi sono limitati a studi eseguiti in gruppi a rischio
(es. pazienti con malattia epatica cronica e utilizzatori di
droghe per via endovenosa).
• La coinfezione con HCV e HBV è associata ad una
malattia epatica clinicamente e istologicamente
molto più grave rispetto a pazienti con epatite cronica
causata solo dall’infezione con HCV. Alcuni studi
suggeriscono che la confezione HCV/HBV sia
significativamente associata con lo sviluppo di
carcinoma epatocellulare rispetto all’infezione con i
singoli virus, suggerendo quindi un effetto sinergico
tra i due virus durante il processo di carcinogenesi
del carcinoma epatocellulare.
DIAGNOSI
DIAGNOSI
One Step Hepatitis C (Anti-HCV) Test (Strip and Cassette Format)The One-Step
Anti-Hepatitis C (Anti-HCV) Tests are qualitative immunoassays for detecting
antibodies in serum that are specific to the Hepatitis C Antigen.
Qualitative results in 10-20 minutes
High sensitivity and specificity
No additional instrumentation or reagents required
Qualitative results are easy to read, require no additional instrumentation or reagents,
and are determined in 10-20 minutes. The One-Step Anti-Hepatitis C (Anti-HCV) Test
is an effective aid in the screening and diagnosis of Hepatitis C infection.
DIAGNOSI
HCV genotipi e genotipizzazione
Prevalence of HCV Genotypes in the U.S. and Italy
Genotype
NHANES III (MJ Alter 1999) DIONYSOS (Bellentani 1999)
Genotype 1a 56.7%
4.3%
Genotype 1b 17%
42.0%
Genotype 2a 3.5%
24.0%
Genotype 2b 11.4%
0.6%
Genotype 2c
2.5%
Genotype 3a 7.4%
1.8%
Genotype 4
0.9%
Genotype 6
3.2%
TERAPIA
Interferoni
IFN alfa 2b
Risposta variabile e frequenti recidive - Viremia, genotipo, età, sesso
Reazioni avverse comuni
Associazione con Ribavirina più efficace
Problemi:
efficace solo nel 50-60% dei pazienti trattati
l’attuale terapia antivirale è molto costosa, con effetti tossici collaterali
Resistenze
Cumulative incidence of hepatocelluler carcinoma in a-interferon (IFN-œ)
treatment and untreated patients with HCV induced cirrhosis .
Dr Md Javed Sobhan, 1998
Nuovi approcci terapeutici
• Le attuali terapie basate sull’uso di interferone sono efficaci solo su
una frazione dei pazienti e, inoltre, presentano fastidiosi effetti
collaterali.
• Oltre a ciò, uno dei principali problemi incontrati nello sviluppo di
efficaci terapie farmacologiche anti-HCV è rappresentato
dall’insorgenza rapida di varianti virali resistenti ai farmaci. Ciò è
dovuto principalmente al fatto che il virus replica molto velocemente
e la polimerasi di HCV (NS5) non ricopia fedelmente il genoma
virale. Si calcola che ciascun nuovo genoma, generato ad ogni ciclo
replicativo, presenti almeno una mutazione in un nucleotide. Questo
determina, anche negli individui non trattati farmacologicamente, la
presenza di una popolazione geneticamente eterogenea di HCV
(quasispecie). Il successo clinico di nuovi approcci terapeutici
dipenderà quindi dalla capacità del farmaco/i di sopprimere
tutte le varianti virali e prevenire l’insorgenza di nuovi virus
resistenti.
Nuovi approcci terapeutici.
• Farmaci che inibiscono l’attività della serin-proteasi
NS3-4A e della RNA polimerasi NS5B di HCV
• Farmaci ad attività immunomodulatoria (ad esempio
agonisti sintetici dei “toll-like receptors”).
• Le molecole che hanno dato i risultati più incoraggianti
nei sistemi preclinici sono attualmente in fase di
sperimentazione clinica nell’uomo
De Francesco R. and Migliaccio G. Nature 436:953-960, 2005
Vaccino anti-HCV
• Il principale ostacolo per lo sviluppo di un vaccino anti-HCV è
rappresentato dal fatto che esiste una notevole variabilità di
sequenza tra gli isolati di HCV sia a livello intra-individuale sia
inter-individuale, e nelle diverse aree geografiche.
• Le quasispecie sono prevalenti ed evolvono continuamente durante
il corso dell’infezione. Inoltre, i correlati di protezione non sono
ancora ben identificati.
• Un altro ostacolo da non sottovalutare è rappresentato dal fatto che
non esistono sistemi cellulari riproducibili per saggiare l’attività
neutralizzante degli anticorpi e per coltivare HCV, e che l’unico
modello animale attendibile per valutare l’efficacia di nuovi vaccini è
il modello dello scimpanzé.
• Diversi approcci sono in fase di sviluppo e sperimentazione
preclinica
Virus dell’epatite E
Virus dell’epatite G
HEV e zoonosi
INTRODUZIONE
Caratteristiche dell’HEV
• Virus sferico 32-34 nm
• privo di envelop
• genere Hepevirus, famiglia Hepeviridae
inizialmente classificato come Calicivirus
• RNA + di circa 7.2 Kb lineare poliadenilato
• non coltivabile in colture cellulari
• non stabile nell’ambiente (inattivato a 5-10°C)
• inattivato da disinfettanti a base di iodio
• resistente all’inattivazione da parte di acidi e
sostanze mediamente alcaline
• principale via di trasmissione è oro-fecale
PATOGENESI
VIE DI TRASMISSIONE:
1. oro-fecale
2. food-born
3. trasfusioni
4. materno-fetale
Titolo virale
nelle feci
104-107 /mg
feci
http://yourstdhelp.com/hepatitis-pictures.html
Manifestazioni cliniche
• Epatite acuta generalmente autolimitante
asintomaticainsufficienza epatica acuta
(mortalità 1-4%; 20% donne gravide) - DOSE
DIPENDENTE
• Sintomi: ittero, anoressia, nausea, vomito e
raramente febbre.
• Periodo di incubazione 3-6 settimane
• Infezione cronica descritta in Francia e
Olanda in pazienti trapiantati
STRUTTURA DI HEV
Guu et al. PNAS USA 21, 2009
60 proteine capsidiche costituite da tre domini lineari:
• S=costituiscono un involucro continuo (fig. C)
• P1=three-fold protrusion (fig. E)- receptor binding
sites importanti per il disassemblamento del capside e
per l’entrata nella cellula
• P2=two-fold spikes (fig. E)-ruolo nell’immunogenicità e
nella neutralizzazione del virus-VACCINO?
ORGANIZZAZIONE DEL GENOMA
http://www.microbiologybyt
es.com/virology/HEV.html
• 5’ e 3’ UTR (26-68 nt)
• 3 ORF parzialmente sovrapposte
• ORF1: proteine non strutturali importanti per la
replicazione (metil trasferasi, papain-like cysteine
protease, viral RNA elicase, RNA polimerasi RNA
dipendente)
• ORF2: proteina capsidica altamente conservata,
fortemente immunogena.
•ORF3: piccola fosfoproteina non strutturale che
contribuisce alla replicazione e patogenesi
CLASSIFICAZIONE
4 genotipi con distribuzioni geografiche diverse :
Genotipo 1 epidemie e infezioni sporadiche in Asia e Africa
Genotipo 2 inizialmente isolato in Messico e successivamente
in Africa occidentale
Genotipo 3 USA, Europa, Giappone, Australia e Nuova Zelanda
Genotipo 4 Cina, Taiwan, Giappone e Vietnam
I genotipi 3 e 4 sono stati isolati anche negli animali ed in
particolar modo MAIALI , CINGHIALI e CERVIDI.
NB. Tutti i genotipi condividono diversi epitopi e quindi
appartengono ad un solo sierotipo
HEV-aviare epatosplenomegalia in broiler associata ad alta
mortalità. 50% di identità nucleotidica con HEV umani e suini
nuovo genere della famiglia Hepeviridae?
Distribuzione geografica dei genotipi di HEV nell’uomo e nel suino
(Aggarwal & Sita, Journal of Gastroenterology and Hepatology 24 (2009): 1484–1493)
EPIDEMIOLOGIA
Probabilmente la causa più comune di epatite acuta (un terzo
della popolazione mondiale infettata)
La prevalenza maggiore si ha nelle popolazioni in via di
sviluppo dove le condizioni sanitarie sono precarie
Zone fortemente endemiche: genotipi 1 e 2
• Sud-Est Asia >20% delle persone è sieropositiva
• Nord Africa e Medio oriente sieroprevalenza > 25% in
Egitto e 17% in Arabia Saudita
• Messico e Sud America > 30%
Zone non endemiche: genotipi 3 e 4
• Europa 1-3%
• Nord America 2%
ZONE IPERENDEMICHE
• Epidemie frequenti con coinvolgimento di diverse
migliaia di persone
• Genotipi 1 e 2
• Generalmente correlate al consumo di acqua
contaminata da feci (spesso conseguenti ad alluvioni o
catastrofi naturali ) NO food-born
• Trasmissione uomo-uomo insignificante
• Vengono colpiti prevalentemente giovani adulti (15-45
anni) e maggiormente gli uomini delle donne, basso tasso
di mortalità
• Alta mortalità per le donne in gravidanza (2°-3°
trimestre)
ZONE NON ENDEMICHE
• Casi sporadici non epidemie
• Conseguenti a
genotipo 1 e 2
viaggi
nelle
zone
iper-endemiche,
• Infezioni “autoctone” dovute ai genotipi 3 e 4,
associabili al consumo di carni poco cotte o alla vicinanza
con animali
•Alta prevalenza in alcuni gruppi di persone: allevatori,
veterinari, macellai
• Età >50 anni e più uomini che donne
• Donne in gravidanza raramente infette
• Occasionalmente osservate:
epatite fulminante in
persone già affette da altre patologie e cronicizzazione
in persone immunocompromesse
Confermate (→), sospette (→) e potenziali (
HEV nei paesi sviluppati
(Dalton et al., The Lancet 8 (2008): 698-708)
) vie di trasmissione di
HEV nelle zone non endemiche
-ZOONOSI• HEV presente in suini, cinghiali, cervidi, manguste e
bivalvi
• NO genotipi 1 e 2 SOLO genotipo 3 e 4
• Ab anti-HEV rilevati in numerose altre specie animali :
gatti, cani, bovini, capre, cavalli, asini, ratti e topi
trasmissione per diretto contatto con
animali
trasmissione attraverso il consumo di cibo di
origine animale
Infezione per diretto contatto
con animali infetti
Meng et al., 2002: 26% dei veterinari testati erano positivi
per HEV antigene vs il 16% dei donatori di sangue che non
lavoravano a contatto con gli animali
Colson et al., 2007: infezione acquisita durante esercitazioni
in clinica chirurgica su suini
Galiana et al., 2008: positività HEV nel 18.8% delle persone
esposte a l contatto con i suini vs 4.1% delle persone non
esposte.
Pourpongporn et al., 2009: positività per HEV nel 23.3% in
allevatori vs 16.7% in persone di altro mestiere
HEV nelle carni vendute al dettaglio
GIAPPONE
Yazaky et al., 2003: 2% fegati venduti al dettaglio positivi
ad HEV, sequenza strettamente correlata a quella dei casi
umani.
OLANDA
Bouwknegt et al., 2007: 6.5% dei fegati venduti al
dettaglio positivi per HEV gt3 con 97% di similitudine con
sequenze di HEV causa di patologia nell’uomo.
UK
Banks et al., 2007: nessuna positività per HEV in 80
macellerie al dettaglio.
USA
Feagins et al., 2007: 11% dei fegati positivi per HEV,
inoculati in maiali sono risultati infettivi
CANADA
Leblanc et al., 2010: 32.5% dei suini positivi per HEV al
macello (linfonodi, vescica, fegato, bile, feci, tonsille, plasma
NO nel muscolo)
Infezioni da HEV conseguenti ad
assunzione di carne infetta
Tei et al., 2003: prima evidenza diretta in food-born
transmission- infezione da HEV in 2 famiglie giapponesi
conseguente all’assunzione di carne cruda di cervo. RNA del
virus presente nella carne identico a quello presente nelle
feci dei pazienti
Tamada et al., 2004; Li et al., 2005; Shimizu et al.,
2006: Infezioni da HEV conseguente all’assunzione di carne
di cinghiale poco cotta.
Wichmann et al., 2008: infezione da HEV acquisita
attraverso il consumo di frattaglie e carne di cinghiale poco
cotta
HEV e vaccini
Vaccino ricombinante prodotto in cellule di Spodoptera
frugiperda infettate con un baculovirus contenente una
sequenza troncata del gene codificante l’antigene
capsidico
EFFICACIA E SICUREZZA
• 1794 soggetti: 898 sottoposti al vaccino e 896 con
placebo
• efficacia della somministrazione di 3 e 2 dosi (0, 1 e 6
mesi)
• valutazione degli effetti avversi
• follow-up di circa 800 giorni
• Dopo la 3A somministrazione 3/898 con vaccino e
66/896 con il placebo hanno contratto l’epatite →
efficacia del vaccino 95.5%
• efficacia dell’86% con solo 2 somministrazioni
• Nessun effetto avverso significativo
LIMITI DELLO STUDIO
•Dopo il follow-up il 44% delle persone che aveva ricevuto
le 3 dosi presentava un titolo anticorpale al di sotto del
limite di detection
• Gruppo di studio troppo omogeneo 99% uomini età media
25 anni NO donne in gravidanza, bambini e persone con
problemi epatici cronici
•Costoso
2009
Proteina capsidica di HEV troncata ed espressa in cellule
Escherichia coli purificata ed adsorbita su idrossido di
alluminio e diluita in soluzione salina
EFFICACIA E SICUREZZA
• 612 soggetti: 457 vaccino (3 diversi dosaggi e 2 o 3
somministrazioni), 151 controlli
• soggetti tra i 16 e i 55 anni
• valutazione degli effetti avversi
• Follow-up a 0, 1, 6, 7 e 13 mesi
• vaccino ben tollerato
• 100% di sieroconversione dopo 1 mese dalla terza
somministrazione (20 µg mesi 0, 1 e 6)
• 3 dosi significativamente più immunogene di 2
• 88.7% di efficacia del vaccino dopo 3 x 20 µg (tutte
infezioni asintomatiche)
• FASE III in corso
Virus dell’epatite G
Virus GB
Flavivirus
Virus con env: sensibile ai detergenti
1-2% di positivita’ nei donatori di sangue (PCR)
Dati di rilevazione della prevalenza indicano che
circa 85% superano l’infezione
circa 15% rimane portatore
Trasmissione via parenterale
Replica nei linfociti B e T
Meccanismo di sviluppo epatite è sconosciuto
10-20% epatiti non A-E
Significato clinico sconosciuto
• TTV
