HBV Famiglia Hepadnaviridae primariamente infetta cellule epatiche 100 volte più infettivo dell’ HIV Presente nel sangue e fluidi biologici Sopravvive nel sangue essicato per tempi > 1 settimana Ott MJ et al. J Pediatr Health Care 1999; 13(5):211–216 Ribeiro RM et al. Microbes Infect 2002; 4:829–835 MMWR 2003; 52:1–33

Concentrazione di HBV nei liquidi biologici Bassa/non Alta Moderata identificabile sangue liquido seminale urine siero secrezioni vaginali feci essudati saliva sudore lacrime latte materno 1 1 1

Struttura HBV HBcAg HBeAg HBsAg Molecola DNA parzialmente bicatenario DNA polimerasi 8 HBV genotipi (A-H) basati su variabilità HBsAg ≥8% Adapted from Ganem D et al. N Engl J Med 2004; 350:1118–1129 Adapted from Liang TJ et al. N Engl J Med 2002; 347:208–210 Fung SK et al. Hepatology 2004; 40:790–792

Epidemiologia HBV: - i numeri - 2 miliardi con evidenza 25–40% (75–160 milioni) muoiono di cirrosi o di HCC di infezione HBV 350–400 milioni con epatite cronica HBV Popolazione mondiale 6 miliardi Europa ~ 22.9 milioni Italia ~ 500.000 (0.8-1%) WHO Fact Sheets, available at www.who.int Accessed July 26 2005 Conjeevaram HS et al. J Hepatol 2003; 38:S90–S103 Lee WM N Engl J Med 1997; 337:1733–1745 Lok AS N Engl J Med 2002; 346:1682–1683

Prevalenza HBV nel mondo Paese HBsAg+ (%) China 5.3–122 South Korea 2.6–5.12 India 2.4–4.72 Taiwan 10–13.82 Viet Nam 5.7–102 Japan 4.4–133 Africa 5–192 Russia 1.4–82 Europe 0.3–122 HBsAg Prevalenza (%)1 <8: High 2–8: Intermediate <2: Low 1. WHO. Hepatitis B. 2002. 2. Custer B. et al. J Clin Gastroenterol. 2004;38(10 suppl):S158. 3. WHO/WPRO data.

Causa più frequente di cirrosi e HCC HBV: DIMENSIONI CLINICHE DEL PROBLEMA Causa più frequente di cirrosi e HCC Occidente: - prevalenza 0,2-1% popolazione (adulti) - 5-10% di tutte le epatopatie croniche. Oriente: - prevalenza 5-20% popolazione (infezione perinatale o infantile)

Distribuzione genotipi HBV F D A,B,C,D A C D C Bj D D D Ba H E G F F Distribution of HBV genotypes The prevalence of HBV genotypes was different depending on the region of the country from which the samples were collected. Of the 7 genotypes, A and C were the most common. The authors found that there was a strong correlation between HBV genotypes and ethnicity: Genotypes A and D—most common in whites Genotypes B and C—most common in Asians Further analysis shows that Genotypes A and C were associated with a higher prevalence of HBeAg; 27% of the patients had variants in the precore region and 44% of patients had variants in the core promoter region. The authors suggest that the epidemiology of HBV may have changed as a result of immigration from countries with a high prevalence of HBV infection and that the genotype may account for the heterogeneity in HBV-disease outcomes. Reference Chu CJ, Keeffe EB, Han SH, et al. Gastroenterology. 2003;125:444–451. H A A,B,C,D Cronicizza A>D Rischio fibrosi C>B Pre core mutazione B,C,D>A Rischio mortalità F>A o D HBeAg sieroconv B versus C Risposta a IFN A>D, B>C

Tassi di incidenza di EVA B in Italia (SEIEVA: 1985-2006) Vaccinazione Anti-HBV

Modalità di Trasmissione HBV Modalità di Trasmissione Sessuale Parenterale Perinatale 2 2 2

HBV Fattori di rischio (SEIEVA) 2000 2006 % Promiscuità sessuale 40 48 Altre esposizioni parenterali * 30 34 Terapia odontoiatrica 35 29 Ospedalizzazione 10 9 Interventi chirurgici 13 13 Uso di droghe e.v. 5 1 Trasfusioni di sangue 3 1 * piercing, tatuaggi, agopuntura, manicure-pedicure, rasatura da barbiere

Citopatogenesi virus indotta A questo punto entrano in azione particolari globuli bianchi, i linfociti T e B, i quali fanno partte del nostro sistema immunitario. I linfociti T si legano (grazie ad un recettore) alle strutture virali presenti sulla superficie della cellula: il risultato e’ la distruzione della stessa (riconosciuta come qualcosa di estraneo0 e dei virus in essa contenuti. Questo processo determina l’aumento delle transaminasi nel sangue, ma è anche il processo che porta alla guarigione perchè il virus viene eliminato. Contemporaneamente i linfociti B producono degli anticorpi capaci di legarsi agli antigeni superficiali del virus. In tal modo i virus che fuoriescono dalle cellule epatiche non ancora attaccate dai linfociti B (opure che circolano ancora nel sangue) non possono più legarsi alla cellula e quindi infettarla: il soggetto è immune (cioè una nuova infezione non potrà più "attecchire"). Perciò la malattia non è altro che l’espressione della reazione del nostro sistema immunitario contro le cellule infettate dal virus: è insieme danno e processo di guarigione. Allo stesso modo di HBV si comporta il virus dell'epatite C (HCV), mentre nel caso dell'epatite A (HAV), dell'epatite E (HEV) e dell'epatite Delta (HDV) le cose vanno in maniera un poco diversa. Questi tre virus sono essi stessi capaci di uccidere le cellule epatiche, mentre i leucociti intervengono per bloccare il virus quando il danno è già iniziato. In altri termini nell’epatite B e C abbiamo prima l’infiammazione e poi la necrosi; nell’epatite Delta, A ed E abbiamo prima la necrosi e poi l’infiammazione.

HBV PATOGENESI DEL DANNO EPATICO INFEZIONE HBV CTL CD8+ CTL CD8+ CTL CD8+ EFFICACE PARZIALE ASSENTE CLEARANCE EPATITE PORTATORE CRONICA ASINTOMATICO (tolleranza)

Infezione acuta da HBV: evoluzione Epatite acuta sintomatica Epatite fulminante Epatite acuta Epatite sintomatica fulminante Infezione Guarigione Epatite da HBV cronica Infezione subclinica 1% 25% 95-98% 3-4% Guarigione Infezione da HBV Infezione cronica 85-90% 75% Infezione subclinica 10-15%

Outcome of Hepatitis B Virus Infection by Age at Infection 100 100 80 80 60 60 Chronic Infection Chronic Infection (%) Symptomatic Infection (%) 40 40 20 20 Symptomatic Infection Birth 1-6 months 7-12 months 1-4 years Older Children and Adults Age at Infection 34

Markers HBV Antigene Caratteristica Anticorpi relativi HBsAg Proteina di superficie Anti-HBs HBcAg Proteina nucleare (non solubile) Anti-HBc Anti-HBc IgM HBeAg Proteina nucleare (solubile) Anti-HBe

HBeAg Marker di elevata replicazione virale Indice di alta infettività

Anti-HBc IgM 1° Anticorpo a comparire nell’epatite acuta Indice di risposta immunitaria recente Marker indiretto di citolisi HBV-relata

Markers nell’epatite acuta da HBV Tempo HBsAg + + - - - Anti-HBs - - - - + HBeAg + - - - - Anti-HBe - - - + + Anti-HBc + + + + + Anti-HBc IgM + + + + + ALT + + + + +

Markers HBV nel paziente guarito Tempo

Epatite acuta B: marcatori sierologici Ittero Sintomi  ALT HBeAg Anti-HBe HBV-DNA Anti-HBc Titolo HBsAg Anti-HBs IgM anti-HBc 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 52 Settimane dopo l’esposizione

Markers HBV nel vaccinato HBsAg - Anti-HBs + HBeAg - Anti-HBe - Anti-HBc - Anti-HBc IgM -

Infezione cronica da HBV: evoluzione Epatite cronica Cirrosi OLT/ decesso 25-30% 60-65% 5% Infezione cronica HCC 7-10% Portatore asintomatico 35-40%

Fasi dell’infezione cronica da HBV Immuno-tolleranza Immuno-eliminazione Integrazione Riattivazione HBsAg HBV-DNA sierico Anti-HBc IgM ALT HBeAg HBV-DNA epatico 104-108 >105 105-1010 <104 La storia naturale dell’infezione cronica da HBV è complessa ed è notevolmente influenzata da alcune variabili quali l’età di acquisizione dali livelli di replicazione e dallo sato immunitario dell’ospite. L’infezione cronica generalmente è caratterizzata da una fase di attiva replicazione con segni di attività di malattia che può evolvere nel tempo in una fase di remissione con sieroconversione ad antie. Tuttavia dopo la sieroconversione alcuni soggetti possono andare incontro ad una malattia epatica sostenuta da varianti HBV incapaci di esprimere l’HBeAg e caratterizzati da lkivelli di dna e transaminasi ad andamento fluttuante. La epatite b cronica è una malattia potenzialmente progressiva Sieroconversione HBeAg. Nella maggior parte dei casi di epatite cronica B da virus wild-type, l’antigene HBsAg rimane presente per tutta la vita, mentre, col passare degli anni, l’HBeAg tende a scomparire dal sangue, con la sieroconversione alla positività per anticorpi anti-HBe (HBeAb). La sieroconversione spontanea avviene a un tasso di circa il 5% all’anno. Spesso la scomparsa degli HBeAg è preceduta o accompagnata da un transitorio aumento dei livelli di ALT (flare), che suggerisce come il processo rifletta una distruzione immuno-mediata degli epatociti infetti. Da uno studio prospettico che aveva coinvolto 70 pazienti con epatite cronica B per 11 anni, si è registrata sieroconverisone in 41 pazienti. Dopo sieroconversione, l’87.8% dei casi ha mostrato una sostenuta normalizzazione delle ALT e l’eliminazione dell’HBV DNA dal siero. Nel 5% dei pazienti la malattia è rimasta attiva, mentre nel 7.3% si è assistito a una riattivazione della patologia. Bortolotti F, Jara P, Crivellaro C, et al. Outcome of chronic hepatitis B in Caucasian children during a 20-year observation period. J Hepatol 1998; 29: 184-90. Fattovich G, Rugge M, Brollo L, Clinical, virologic and histologic outcome following seroconversion from HBeAg to anti-HBe in chronic hepatitis type B. Hepatology 1986; 6: 167-72. Ganem D, Prince AM. Hepatitis B virus infection- natural history and clinical consequences. N Engl J Med 2004; 350: 1118-29. During chronic HBV infection, presence of HBeAg is associated with active and progressive liver disease HBeAg seroconversion (loss of HBeAg and appearance of anti-HBe) has been associated with:1–5 drop in HBV DNA; ALT normalisation clinical remission histologically evident reduction of inflammatory activity HBsAg seroconversion Sustained HBeAg seroconversion (spontaneous or IFN-induced6–11) clearly confers favourable long-term outcomes (survival benefit, disease-free survival) Anti-HBe

Natural History of HBV Infection Resolution Stabilisation Compensated Cirrhosis Acute Infection Chronic Hepatitis Cirrhosis Liver Cancer 2-8%/yr Death Chronic Carrier Progression Decomp.Cirrhosis (death) <5% 20% 4-5% /yr 30 - 50 Years HBV-related factors Host-related factors Environmental factors Persistence of replication viral mutants, genotype Sex, Age, Immune competence status Alcohol abuse, HDV, HCV, HIV

Markers nel portatore “asintomatico” di HBV

Markers nell’epatite cronica da HBV

Mutanti e-minus Varianti di HBV che, pur replicandosi, non sintetizzano l’HBeAg Presenza di livelli discreti di HBV-DNA sierico in soggetti HBeAg negativi Responsabili dell’80% dei casi di epatite cronica B dell’adulto in Italia

Markers nell’epatite cronica da HBV

Storia naturale dell’epatite cronica B in relazione allo stato HBeAg EVOLUZIONE HBeAg+ HBeAg- Progressione in cirrosi /anno 2.4 - 6% 2.3 - 4.6% Pazienti con cirrosi Scompenso/anno 3.8% 3.2 - 6.6% HCC/anno 1.8% 1.5 - 2.4% Sopravvivenza a 5 anni 66 - 83% 87 - 97%

Precore-core promoter Natural history of chronic hepatitis B HBeAg negative HBeAg positive Mutant Precore-core promoter wild HBV median age (yrs) 40 31 Histology at diagnosis (%) mild CH 10 20 - 30 moderate/severe CH ~ 60 40 - 60 cirrhosis 30 - 40 10 - 20 sustained remission (%) uncommon 60 - 80 HBsAg loss (%/yr) 0.5 ~ 1 incidence cirrhosis (100 person/yrs) 8 - 10 2 - 5 Fattovich G, Semin Liver Dis 2003; 23 (1): 47-58

Profiles of HBeAg-Negative Chronic Hepatitis B ALT and HBV DNA Levels Patients, % Cirrhosis at Diagnosis, % Fibrosis Progression Continuously elevated above normal range 24 25 0.20/yr Fluctuating levels above normal range 48 38 0.38/yr Intermittently elevated levels dipping into normal range 28 15 0.08/yr Hadziyannis. Semin Liver Dis. 2003;23:81-88 Keeffe EB, et al. Clin Gastroenterol Hepatol. 2006;4:936-962

Prognostic factors for progression to cirrhosis Host Virus older age* Male* recurrent acute flares histologic staging alcohol abuse* Diabetes, Obesity HCV, HDV,HIV coinfection* Immune status HBV-DNA level* HBV precore mutant virus genotype C * Yim and Lok Hepatology 2006 * Supported by strong evidence

REVEAL Studio: Livelli HBV DNA ed evoluzione Viral Load at Baseline Multivariata- rischio relativo di cirrosi (n=3482) Incidenza Cumulativa di HCC (%) (n=3653) 1.37% 3.57% 14.89% 1.30% 12.17% 5 10 15 20 3.6 9.7 2.0 1.0 10.6 2 4 6 8 10 12 <300 (Undetectable) 300-9999 10,000-99,999 100,000-999,999 1 million Chen CJ et al. JAMA. 2006;295:65-73. Iloeje UH et al. Gastroenterology. 2006;130:678-686.

Cumulative probability of regression of fibrosis (%) HBeAg positive chronic hepatitis spontaneous HBeAg seroconversion reduces fibrosis progression Patients with sustained disease remission Patients without sustained disease remission 100 80 60 P<0.00005 Cumulative probability of regression of fibrosis (%) 40 Hui CK et al.; Hong Kong Liver Fibrosis Study Group. Sustained disease remission after spontaneous HBeAg seroconversion is associated with reduction in fibrosis progression in chronic hepatitis B Chinese patients. Hepatology. 2007;46:690−698. 20 0 20 40 60 80 100 120 Time (months) Hui et al. Hepatology 2007

Natural history of HBV-related cirrhosis according to HIV status incidence cirrhosis decomp(%) Incidence cirrhosis (%) In una corte di oltre 5000 omosessuali a filadelfia seguita per oltre 20 anni Years Years (Thio CL, Semin Liver Dis 2003)

Development of HCC HBV is a group 1 human carcinogen Prognostic factors Male sex Older age Alcohol abuse HCV coinfection HDV coinfection Exposure to aflatoxin Annual incidence of HCC 0.1% in inactive carriers 1% in chronic hepatitis 3-10% in cirrhosis Chu CM J Gastroenterol Hepatol 2000

Epatite Delta  antigen HBsAg RNA

Geografica Distribuzione della Infezione HDV Taiwan Isle Pacifico HDV Prevalenza alta Intermedia bassa Molto bassa No Dati 24 24 24

Modalità di trasmissione Virus dell’epatite D Modalità di trasmissione Esposizione per-cutanea uso di droghe per via ematica Esposizione trans-mucosa contatti sessuali

Epatite D – Quadri clinici Coinfezione Malattia acuta severa Basso rischio di infezione cronica Superinfezione Solitamente si sviluppa una infezione cronica da HDV Alto rischio di epatite cronica di grado severo Si può presentare come un’epatite acuta

Coinfezione HBV - HDV Andamento sierologico Titolo anti-HBs Sintomi ALT Elevate Titolo anti-HBs IgM anti-HDV HDV RNA HBsAg anti-HDV totali Tempo post-esposizione

Superinfezione HBV - HDV Andamento sierologico Ittero Sintomi anti-HDV totali ALT Titolo HDV RNA HBsAg IgM anti-HDV Tempo post-esposizione

Markers nell’epatite cronica da HDV

HCV Caratteristiche Famiglia Flaviviridae1 Particella sferica provvista di rivestimento esterno2 Virus ad RNA a singola elica, a polarità positiva (~9.6 kb)1,3 1 open reading frame codifica poliproteina ~3000 - aminoacidi3 Sei genotipi virali (da 1 a 6), diversi sottotipi virali (a, b, .) 4 T½:  2.7 ore2 Produzione giornaliera: 10 trilioni (1012) virioni2 1. Purcell RH. NIH Consensus Conference on Hepatitis C. 1997. 2. Neumann AU et al. Science. 1998;282:103-107. 3. Rosenberg S. J Mol Biol. 2001;313:451-464. 4. Lauer GM, Walker BD. N Engl J Med. 2001;345:41-52.

HCV CINETICA E VARIABILITA’ GENETICA Turnover: 6.7 x 1012 virioni / giorno Mutazioni: 1.44 - 1.92 x 103 sostituzioni di base / sito / anno

VARIABILITA’ GENETICA: HCV VARIABILITA’ GENETICA: Genotipo: eterogeneità tra diversi isolati in varie aree geografiche che riflette l’accumulo di mutazioni durante l’evoluzione filogenetica Quasispecie: Eterogeneità genetica entro un singolo individuo infetto dovuta ad accumulo di mutazioni durante la storia naturale.

HCV IL VIRUS 6 GENOTIPI 1a: USA, NordEuropa 1b: Europa del Sud 2: Giappone, Cina 3: SudAmerica 4: NordAfrica 5: SudAfrica 6: Hong-Kong

Prevalenza HCV nel mondo Stimati 170-180 milioni di portatori (3,1%) globale Europe 8.9 million (1.03%) 1, 2, 3 1, 2, 3 Western Pacific 62.2 million (3.9%) 1, 3 The Americas 13.1 million (1.7%) 3 4 Asia: 6 4 3 1,3 Southeast Asia 32.3 million (2.15%) Eastern Mediterranean 21.3 million (4.6%) Africa 31.9 million (5.3%) 4 1 4,5 Common Genotype Worldwide: 6 World Health Organization. Hepatitis C: global prevalence: update. 2003. Farci P, et al. Semin Liver Dis. 2000;20:103-126. Wasley A, et al. Semin Liver Dis. 2000;20:1-16. 48

Prevalenza anti-HCV nella popolazione generale in alcuni comuni d’Italia % CAMPANIA SICILIA CALABRIA LAZIO Vi sono prevalenze medie attorno al 7-8% VENETO Classi di età Bellentani et al Microb.Infect 2000

Distribuzione dei genotipi in soggetti con infezione cronica da HCV (Italia) Genotipo Popolazione generale Tossicodipendenti % % 1b 33-74 11-14 2a/2c 13-60 1-4 3a 1,8-20 21-40 1a 0,3-21 30-49 Altri 4-24 14-15 Mele et al ISS 2004

Prevalenza anti-HCV in gruppi a rischio Talassemici: 42–83% Emofilici: 50–95% Emodializzati: 10–57% Operatori sanitari: 0–10% Tossicodipendenti: 30–90% Portatori tatuaggi: 11% Pazienti con storia di trasfusione di sangue e/o chirurgia maggiore: 21% Carcerati: 15–46% Pazienti nei reparti di emergenza: 18% Alcolisti: 15–25% Pazienti sottoposti a cure dentarie: 9% Riceventi organi trapiantati da donatori anti-HCV positivi: 62-90% Pazienti con handicap o istituzionalizzati: 4–7% Partners di pazienti anti-HCV positivi: 0–18% Prostitute: 0.7–6% Omosessuali: 3–18% Bambini di madri anti-HCV positivi: 0–6%

Incidenza dell’epatite acuta nonA-nonB/HCV in Italia. SEIEVA 1985-2006 Casi per 100.000 L’incidenza caduta da 5 casi per 100.000 nel 85 è caduta a 1 caso nel 1995-96 prevalente nell’italia sett che meridionale

HCV TARGET CELLULARI Epatociti Cellule Kupffer Monociti circolanti Recettore: CD81 Epatociti Cellule Kupffer Monociti circolanti - Linfociti B Linfociti T (?) Cellule endoteliali Cellule epiteliali Glia (?)

EARLY HCV-SPECIFIC T CELL RESPONSES Vigorous, multispecific and Th1-oriented Weak and Th2 oriented Likelihood of viral escape high Likelihood of viral escape low Viral persistence Control of infection Progressive changes of HCV quasispecies Self-limited hepatitis C

Marcatori di Infezione da HCV

Epatite C: Clinica Incubazione Media 40-50 gg. (15-150 gg.) Ittero Lieve (<10% dei casi) Mortalità in acuzie Molto bassa Cronicizzazione 60%-80% (asintomatica) Cirrosi 10%-20% Mortalità 1%-5% (dopo >20 anni)

Storia Naturale dell’ epatite C Studi Prospettici Studi Prevalenza Maggjore causa di: - Cirrosi / HCC - OLT - Morte per epatopatia Per lo più “benigna” Bassa morbilità Bassa mortalità Dr Jekyl or Mr Hyde?

Evoluzione della Infezione da HCV (lento) ≥ 30 anni dopo infezione Sesso femminile, giovane età Scompenso (~ 20%) HCC (1-4% per aa) Fegato Normale Infezione acuta Infezione cronica (75-85%) Epatite cronica Cirrosi (20%) Rate di progressione malattia Infezione risolta spontaneamente (15-25%) epatite Stabile (80%) Lenta progressione (~ 75%) ≤ 20 anni dopo infezione (veloce) Alcool, co-infection con HIV o HBV, steatosi, BMI, ferro, età >40aa ,sesso maschile Lauer & Walker. N Engl J Med 2001; 345:41–52

Epatite Cronica C non trattata Evoluzione a 10 anni Iniziale biopsia

Fattori Associati con progressione Fibrosi Epatite Cronica C Età alla diagnosi p = 0.02 (> 45 anni) Media ALT p = 0.001 (>100 U/L) Alcool introdotto p = 0.05 (> 40 g / die) HAI biopsia iniziale p = 0.02 (A0 / A1 vs A2) Steatosi p = 0.05 105 paz followup 7.8 anni Alberti et al 2003

Progressione a Cirrosi EVOLUZIONE DELL’EPATITE C IN CIRROSI EPATICA Progressione a Cirrosi

Manifestazioni extraepatiche nell’epatite C Alterazione Tiroide Cervello (depressione) Linfomi Pelle (dermatiti) Rene (glomerulonefriti) Vasculiti sistemiche crioglobulinemia

Storia naturale della cirrosi HCV correlata Studio prospettico su 404 casi - Follow-up media 85.7±36 mesi Riscontro complicanza comparsa per prima % (Benvegnù, J Hepatol 1999)