HCV

Genoma: RNA (polarità positiva) 9.6 Kb Envelope 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 Periodo di incubazione 14 – 180 giorni Carcinogenesi Carcinoma epatocellulare Cirrosi Gravità della malattia Generalmente (70-80%) asintomatica Mortalità nel 4% dei casi Prevenzione Modificazione delle abitudini di vita Screening del sangue Chemioterapia Peginterferone/Ribavirina

L’infezione da HCV è generalmente acquisita in seguito a: 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 non-strutturali. 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 ri-esposizione 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 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 IL-10. Tutti questi eventi favoriscono l’evasione immune e la persistenza dell’infezione. Evidenze in vitro 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 RNA-dipendente), 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 Hepatocellular carcinoma in a patient with chronic HCV infection. HCV antigens is massively deposited in most neoplastic cells. Staining: polyclonal human anti-HCV 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.

HCV genotipi e genotipizzazione 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

Caratteristiche dell’HEV 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: oro-fecale food-born trasfusioni materno-fetale Titolo virale nelle feci 104-107 /mg feci http://yourstdhelp.com/hepatitis-pictures.html

Manifestazioni cliniche Epatite acuta generalmente autolimitante asintomaticainsufficienza 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? 49

ORGANIZZAZIONE DEL GENOMA http://www.microbiologybytes.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? 51

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%

Epidemie frequenti con coinvolgimento di diverse migliaia di persone 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) 54

ZONE NON ENDEMICHE Casi sporadici non epidemie Conseguenti a viaggi nelle zone iper-endemiche, genotipo 1 e 2 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 ( ) vie di trasmissione di HEV nei paesi sviluppati (Dalton et al., The Lancet 8 (2008): 698-708)

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

Albero filogenetico basato sulla sequenza genomica completa di isolati umani (Hu) e suini (Sw) (Aggarwal & Sita, Journal of Gastroenterology and Hepatology 24 (2009): 1484–1493)

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

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