Hepatitis B masterclass. Annelies Riezebos-Brilman, MD, PhD

Transcriptie

1 Hepatitis B masterclass Annelies Riezebos-Brilman, MD, PhD

2 Hepatitis B Virus; geschiedenis 450 BC: eerste beschrijving van epidemic hepatitis door Hippocrates 1885: beschreef Lurman 191 cases van serum hepatitis na toediening van small pox vaccin versterkt met humaan lymfevocht : grote hepatitis epidemieën beschreven tijdens oorlogen 1965: beschrijft Blumberg et al. het Australië antigeen 1976: Nobelprijs voor ontdekking van het Au antigeen 1970: EM visualisatie: heel veel niet infectieuze partikels met HBsAg en complete virionen: Dane partikels Blumberg BS, Alter HJ, Visnich SA. A new antigen in leukemiasera. JAMA. 1965;191:

3 Hepatitis B Virus (HBV) Kleinste van alle DNA virussen 2,3 kb (overlap in genen), partieel dubbelstrengs genoom Familie Hepadnaviridae Avihepadna (vogel HBV) Orthohepadnavirussen (zoogdieren HBV) 10 major genotypen (A J) Variatie op nucleoside level: >8%

4 HBV Prevalentie Gerlich Virology Journal 2013, 10:239

5 Geografische verspreiding van HBV genotypes Gerlich Virology Journal 2013, 10:239

6 Virologische classificering Baltimore en ICTV ICTV Classificatie op morfologie en manier van replicatie Familie genera species genotypes en subtypes

7 Virologische classificering Baltimore en ICTV Baltimore Classificatie op DNA / RNA en mrna (Bron: Prescott s microbiology, Wiley, 9th edition)

8 HBV structuur a) Dane partikel nm complete virus partikel Envelop rondom icosahedral nucleocapside b) Filamenteuze niet infectieuze surface antigen partikels 20 nm c) Ronde niet infectieuze surface antigen partikel

9 HBV genoom Partieel dubelstrengs, relaxed circular DNA (rcdna) 3.2 kilobases (Kb) Minus strand: 4 ORF Pol ORF: virale polymerase Pre-S1, Pre-S2 en S Envelop ORF PreC/C ORF X ORF Overlap, 1,5x afgelezen om alle eiwitten te krijgen Current Opinion in Virology 2014

10 HBV genoom Karayiannis 2017 Hepatol Int (11):500

11 Pol ORF en Pre-C/C ORF: HBcAg en HBeAg Is verantwoordelijk voor de synthese van 2 mrnas die langer dan het genoom zijn. Pregenomic RNA (pgrna) codeert voor het core antigeen (HBcAg) en het polymerase. Precore RNA codeert voor het precore eiwit (HBeAg) Karayiannis 2017 Hepatol Int (11):500

12 Pre-C/C ORF: HBeAg en HBcAg HBcAg: opmaak capside en nucleinezuur binding Rol in replicatie in immuuntolerante fase met name in de nucleus, als de virale lading daalt, mn in het cytoplasma Ondetecteerbaar als er immuuncontrole is HBeAg: Rol in persisterende infectie (tolerogen), immuunmodulerend Vermindert replicatie, anti apoptose Komt niet tot expressie bij mutaties

13 Pre-S/S ORF: HBsAg Codeert voor 3 oppervlakte eiwitten Kleine (S), middelgrote (M) en grote (L) vormen HBsAg S-HBsAg: entry M-HBsAg: minor element, maar immunogeen L-HBsAg: relevant voor infectie, bevat de regio die zorgt voor binding van het virus aan de receptor, zeer immunogeen Karayiannis 2017 Hepatol Int (11):500

14 X ORF: HBxAg HBxAg: transcriptie activator - co-factor carcinogenese, speelt een rol in de binding van het cccdna in de gastheercel. Karayiannis 2017 Hepatol Int (11):500

15 Replicatie cyclus van HBV Karayiannis 2017 Hepatol Int (11):500

16 HBV attachment and entry PreS1 van het L-HBsAg bindt aan de HBV receptor NTCP (sodium taurocholate co-transporting peptide) en heparaan sulfaat proteoglycanen Receptor: eiwitcomplex: NTCP, wordt normaal gebruikt voor gal homeostase Receptor gemedieerde endocystose Karayiannis 2017 Hepatol Int (11):500

17 HBV post entry en replicatie Het core eiwit dirigeert rcdna naar de kern. Snel na de endocytose van het virion wordt al DNA aangetoond in de kern. Virale polymerase (RT) completeert de + streng, verwijdert 5 einden en daarna zijn het gastheer repairmechanismen die beide strands tot cccdna ligeren Negatieve strand cccdna is de template voor subgenomic en pregenomic RNA Karayiannis 2017 Hepatol Int (11):500

18 HBV translatie en replicatie mrna wordt in het cytoplasma vertaald naar virale eiwitten Subgenomic: pres1, PreS2 en HBsAg en X eiwitten Pregenomic RNA (pgrna): precore, core en polymerase eiwitten Virus partikels worden opgebouwd uit deze elementen en daarbinnen wordt het pgrna omgezet in - strengs DNA Karayiannis 2017 Hepatol Int (11):500

19 Replicatie van het HBV genoom a) Na voldoende productie van het core antigen wordt er ook polymerase eiwit gemaakt. De eerste stap van replicatie is het binden van het virale polymerase (pol protein) aan het 5 uiteinde van het pgrna waarmee het een signaal afgeeft om het pgrna in te pakken in de core partikels.

20 Replicatie van het HBV genoom b+c) First primer shift: Hierbij spelen het Ɛ gedeelte en de 2 e DR1 aan het 5 uiteinde van pgrna een belangrijke rol spelen aangezien hier de DNA strand zal beginnen middels RT. Terwijl de DNA strand wordt gevormd wordt m.b.v. RNAse H het pgrna opgelost.

21 Replicatie van het HBV genoom c+d+e) second primer shift en template shift: de DR1 sequentie aan het 5 uiteinde van pgrna wordt niet opgelost door RNAse H en dient als de template voor de +DNA strand. Eenmaal in het core partikel is er slecht beperkt toegang tot dntps waardoor er niet genoeg is om het gehele genoom dsdna te maken wat resulteert in rcdna

22 Replicatie van het HBV genoom e+f) het gevormde rcdna heeft nu twee mogelijkheden: - secretie van nieuwe virionen - opname in de cel kern: nieuwe cccdna vorming

23 Vrijkomen van nieuwe viruspartikels Twee routes: Via multivesicular body transfer (MVB) Basolateral relaese voor cel-cel verspreiding, deze verhindert virusklaring en kan een rol spelen bij het ontstaan van fulminante hepatitis. Karayiannis 2017 Hepatol Int (11):500

24 Hepatitis B virus Chronische hepatitis B: 3,6% wereldbevolking drager hepatitis B virus >250 miljoen chronische dragers wereldwijd Prevalentie in NL 0,2-0,4% ( mensen) Risicogroepen: migranten, MSM, (ex-)iv-druggebruikers Transmissie Verticale transmissie Horizontale transmissie (seks en bloedcontact) Preventie door vaccinatie!

25 HBV serologie HBsAg Anti- HBs Anti- HBc Interpretatie Vroege acute fase + - of +/- + Acuut of chronisch, differentieer door IgM anti- HBc Bepaal activiteit HBV met HBV DNA of HBeAg Doorgemaakte infectie en immuniteit tegen HBV Doorgemaakte infectie of low-level dragerschap Evt. windowfase na acute HBV infectie, of valspos anti-hbc Gevaccineerd tegen HBV Niet-immuun, geen HBV infectie

26 HBV Klinische uitkomst 45% van alle HCC is a.g.v. HBV 30% cirrose

27 Chronische HBV infectie De Clerck 2015 Rev. Med. Virol. 25:354

28 Behandeling Immuno-modulators Inteferon α-2a Peginteferon α-2a Nucleoside analogen (remmers van het RT domein van de polymerase) Lamivudine (LAM-3TC) Telbivudine (LdT) Entecavir (ETV) Adefovir (ADV) Tenofovir (TDF)

29 Behandeling HBV De Clerck 2015 Rev. Med. Virol. 25:354

30 Preventie van HCC door antivirale therapie Choi et al JAMA 5:30

31 Klinische uitkomst na NUC behandeling Kim 2014 Gut 63:1325 HBsAg seroclearance can be regarded as an optimal endpoint of treatment with NUC. For patients with baseline cirrhosis, long-term clinical monitoring and surveillance for HCC may be still required after HBsAg seroclearance.

32 HBV mutanten HBV mutanten HBV mutants: Envelope, precore, core, and polymerase Envelop varianten: vaccin escape Precore mutaties voorkomen HBeAg synthese Polymerase: natuurlijke variatie, meestal gecompenseerd maar ook NA geïnduceerde mutaties Hoe vaak zien we bij behandeling resistentie?

33 Risicofactoren voor resistentie ontwikkeling Hermans et al. JID 2015

34 Cumulatieve jaarlijkse incidentie van resistentie De Clerck 2015 Rev. Med. Virol. 25:354

35

36 HBV kruisresistentie Figure 2. Resistance levels to nucleos(t)ide inhibitors conferred by mutations frequently found in treated HBV-infected patients. High-level (>20-fold increase of the IC50 for the inhibitor), moderate (5 20-fold increase) and low-level (2.5 5-fold increase)... Luis Menéndez-Arias, Mar Álvarez, Beatriz Pacheco Current Opinion in Virology 2014

37 F o ld C h a n g e F o ld C h a n g e Antivirale Activiteit van Tenofovir en TAF tegen resistente isolaten In vitro activity of TAF against ADV-R, LAM-R, and ETV-R HBV isolates 4 TAF A D V -R 4 TFV 3 L A M -R E T V -R The majority of drug resistant isolates remain sensitive to TAF (FC < 2) rta181v+rtn236t demonstrated reduced susceptibility (FC = 3.7) Drug susceptibility fold change values observed with TAF are similar to those previously observed with TFV *Indicates stop codon in HBsAg Liu, AASLD 2015, 2021 W ild -ty p e rta T /s W * rta T /s W L rta V rtn T rta V + rtn T rtm I r tl M + r tm V r tv L + r tl M + r tm V r tl M + r tm V + r tt G r tl M + r tm V + r ts G r tl M + r tm V + r tm V 0 W ild -ty p e rta T /s W * rta T /s W L rta V rtn T rta V + rtn T rtm I rtl M + rtm V rtv L + rtl M + rtm V rtl M + rtm V + rtt G rtl M + rtm V + rts G rtl M + rtm V + rtm V

38 Hepatitis B resistentie

39

40 WWW-grade.de

41 Het risico op HBV reactivatie Belangrijke virale risico factoren cccdna Occult HBV infectie (HBsAg -, anti-hbs or low, HBV DNA +) Genotypes (B and C) en gen mutaties Belangrijke gastheer risico factoren Verlies van anti-hbs Behandeling met rituximab, corticosteroidsen of anthracycline

42 HBV reactivation HBsAg-positive patients Definitie; > 1 log stijging in HBV-DNA met hepatitis Risico op HBV reactivatie 20-50% bij conventionele chemotherapie 80% bij rituximab-bevattende chemo >50% bij SCT Risico factoren steroiden en rituximab Hoge virale load HBeAg-positief Lever cirrose of hepatocellulair carcinoom

43 HBV reactivation HBsAg-negatieve patienten (occulte HBV) Definitie; Weer verschijnen van HBsAg en/of HBV-DNA + Risico op HBV reactivatie 1-2.7% bij conventionele chemotherapie bij rituximab-plus-steroiden 14-20% bij SCT Stijging van HBV DNA gebeurt 18,5 weeks (mediaan) voordat hepatitis ontstaat (stijging van ALAT) Risico factoren zijn Anti-HBs negatief Kusumoto et al. J Gastroenterol (2011) 46:9-16

44 Risico classificatie HBV reactivatie Kusumoto et al. Int J Hematol (2009) 90:13-23

45 Behandelstrategie obv risico Kusumoto et al. Int J Hematol (2009) 90:13-23

46 Take home message Voor HBV geldt dat we CVR (complete virological remmision) kunnen behalen maar geen SVR a.g.v. cccdna reservoir HBV DNA integratie Verstoorde immuunrespons (tolerantie) Cave: reactivatie! HBV kan goed worden onderdrukt met antivirale therapie (entecavir/tenofovir) HBsAg clearance als eindpunt Nog weinig resistentie Preventie HCC

47 Vragen?

48