Argomenti trattati. Modelli di trasmissione EPATITE VIRALE

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1 Argomenti trattati 1. Introduzione - Batteriologia generale 2. Virologia generale e replicazione. 3. Micologia generale; alcuni patogeni d interesse clinico 4. Rapporto ospite-parassita, antibiotici, antivirali, meccanismi di resistenza 5. La flora normale e infezioni nosocomiali 6. Gram positivi: Stafilococchi, Streptococchi, Enterococchi, Bacilli, Clostridi. 7. Gram negativi: Enterobatteri Pseudomonas Neisserie Spirochete 8. Virus respiratori 9. Virus esantematici e Virus erpetici Modelli di trasmissione HCV 10. Virus delle epatiti virali e Virus dell immunodeficienza umana 1 2 Virus dell epatite B (HBV), Virus dell epatite C (HCV), Virus della immunodeficienza umana (HIV) EPATITE VIRALE ü Possono provocare infezioni persistenti (in alcuni casi con esiti gravi, fino alla morte) ü Sono virus trasmessi attraverso il sangue o per via sessuale ü Sono trasmissibili a seguito di esposizioni occupazionali degli operatori sanitari ü E possibile adottare misure per prevenirne la diffusione e la trasmissione 3 Infezione causata da agenti con tropismo primario per il fegato Transaminasi elevate (+/- altri indici di funzionalità epatica alterati) Solo 5 virus sono in grado di infettare e danneggiare specificamente l epatocita ognuno appartiene a famiglie diverse 1

2 I cinque virus dell epatite Virus HAV HBV HCV HDV HEV Acido nucleico RNA DNA RNA RNA RNA Famiglia Picornaviridae Hepadnaviridae Flaviviridae NA (Viroide) Hepeviridae Genere Hepatovirus Hepadnavirus Hepacivirus Deltavirus Hepevirus Trasmissione Fecale orale Sessuale Parenterale Verticale Malattia epatica Acuta Fulminante Acuta Fulminante Cronica Cirrosi Cancro Parenterale Sessuale Verticale Acuta Cronica Cirrosi Cancro Parenterale Acuta Fulminante Cronica Cirrosi Cancro Trattamento SI SI SI (HBV) Fecale orale Acuta Fulminante Vaccinazione Disponibile Disponibile NO SI (HBV) NO Epadnaviridae: VII classe DNA (parziale ds) che utilizzano RT HBV Il virus dell epatite B 7 Il virione Particelle presenti nel siero Scoperto nel 1965 (Blumberg et al.) Virioni e particelle subvirali 20 nm 42 nm 200 nm Source: Center for Disease Control and Prevention 8 Virioni completi (40nm, particelle di Dane) contengono DNA parzialmente a doppio filamento in forma circolare Particelle sferiche (20 nm) HBsAg Particelle tubulari (filamenti) HBsAg Solo i virioni completi sono infettanti Le particelle subvirali sono cento volte in eccesso rispetto ai virioni Source: Center for Disease Control and Prevention 9 2

3 Antigeni virali Il ciclo replicativo L antigene s (HBsAg) è il costituente dell involucro esterno (envelope) L antigene c (HBcAg) è il costituente del capside (core) L antigene e (HBeAg) viene secreto dall epatocita, si può trovare nel siero. La polimerasi (TP + P) è associata al virione Concentrazione di HBV nei fluidi corporei alta moderata bassa sangue sperma urine siero fluido vaginale feci essudato ferite saliva sudore lacrime latte HBV: vie di trasmissione Parenterale percutanea tossicodipendenti Medici paramedici Parenterale permucosale sessuale perinatale madri HBeAg+ (99%) madri HBeAg- (20-30%)

4 Infezione da HBV: i sintomi Periodo di incubazione: gg (range ) Circa il 50%-60% degli adulti non mostrano segni o sintomi d infezione. Le infezioni sintomatiche possono essere caratterizzate da: Ø Astenia Ø Dolori articolari Ø Dolori addominali Ø Perdita di appetito Ø Nausea, vomito Ø Ittero 14 Chronic Infection (%) 100 Esito dell infezione da HBV Age at Infection Probabilita di sviluppare lo stato di infezione cronica Neonati 70-90% Bambini 25-50% Adulti 5% Anziani 20-30% Chronic Infection Symptomatic Infection 0 Birth 1-6 months 7-12 months 1-4 years Older Children and Adults Symptomatic Infection (%) STORIA NATURALE DELL INFEZIONE DA HBV 90-95% (adulti) Asintomatica Guarigione Stabilizzata 70-90% Cirrosi compensata DIAGNOSI Infezione Acuta Epatite 10-30% Portatore cronico >70% neonati da madre HBeAg Epatite fulminante in 0,5-1% (necrosi estensiva, pz osped.) Epatite Cronica In 5 aa 30% Attiva 60% dei casi anni Cirrosi In 5 aa Cancro 10% Scompenso epatico 20-23% in 5 aa MORTE > mil. per anno T R A P I A N T O MORTE 5 10% dei trapianti 16 HBsAg 17 4

5 Infezione acuta da HBV con guarigione Infezione persistente Symptoms HBV DNA ccc DNA in liver ALT AST 19 Mahomey et al CMR 1999 Trattamento Interferone - per pazienti HBeAg + con epatite cronica attiva. Risposta nel 30 to 40%. Lamivudina-Adefovir (Entecavir) ecc. - Analoghi nucleosidici inibitori della trascrittasi inversa. Possibile l emergenza di resistenze dopo trattamento prolungato. Possibile il rebound dopo interruzione Il successo del trattamento si delinea con la sieroconvesione HBeAg/anti-HBe, scomparsa di HBV-DNA sierico, sieroconversione HBsAg/anti-HBsAg, normalizzazione ALT 20 Prevenzione Vaccinazione - E disponibile un vaccino estremamente efficace costituito da antigene S (HBsAg) ricombinante. Immunoglobuline iperimmuni - Possono essere usate per prevenire l infezione. Devono essere somministrate entro ore dall esposizione. Vengono somministrate ai neonati da madri HBsAg+ assieme al vaccino. 21 5

6 HDV È classificato come unica specie nell ambito del genere Deltavirus 1977: scoperta di un nuovo antigene nucleare (δ Ag) in pazienti infettati con HBV 1980: trasmissione dell infezione allo scimpanzè 1986: genoma RNA (-) ~1700 nt, associato all antigene δ (nucleocapside) a sua volta circondato da un envelope contenente HBsAg HDV è un patogeno trasmissibile difettivo che dipende da HBV per l infezione con alcune proprietà dei virus satelliti ed altre dei viroidi delle piante Poco meno del 10% di HBV positivi sono coinfettati 22 HBV-HDV coinfezione o superinfezione L esito è differente in quanto l infezione da HBV deve essere stabilizzata prima che HDV possa replicare NELLA COINFEZIONE Malattia acuta più grave Minor rischio di cronicizzazione (10%) che dipende dalla cronicizzazione dell infezione da HBV Epatite fulminante (2-4%) NELLA SUPERINFEZIONE Alto rischio di sviluppare epatopatia cronica (>70%) Epatite fulminante (7-10%) 23 I cambiamenti negli ultimi 30 anni Flaviviridae: IV classe RNA (+) HBV HDV HCV Il virus dell epatite C L infezione da virus dell epatite B I grandi temi di AISF 25 6

7 Il ciclo replicativo Hepatitis C Virus (HCV) Envelope Flaviviridae Hepacivirus Core genoma 9.5 kb (+) identificato nel genotipi maggiori (clade) >50 sottotipi Envelope glycoproteins Quasispecie nell ospite Viral RNA (9400 nucleotides) nm 26 Distribuzione geografica di HCV clade Europe Thailand Hong Kong 6a Macao Vietnam US Northern Europe 3a Australia South Asia HCV GT1: 698-nt region spanning the E1 E2 junction 3b 4a Egypt 4c Central Africa 2b I 6 tipi e i principali sottotipi 1a, 1b, 1c: 2a, 2b, 2c, 2d 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g 5a: 6a, 6b 2c 2a Japan China 5a South Africa 1b 1a North America Europe Taiwan Thailand China Japan Argentina South Africa DIVERSITA INTER-OSPITE Varianti virali dello stesso genotipo HCV evolution from a common source DIVERSITA INTRA-OSPITE 1c Egypt Western Europe Southern Europe La variabilità genetica di HCV South America Australia Europe Thailand Japan Quasispecie virali Elevata dinamica di replicazione del virus Alto tasso di errore della polimerasi 28 Pressione selettiva operata dall ospite Ray S C et al. J Exp Med 2005;201:

8 I determinanti dell evoluzione intra-ospite MUTAZIONI DOVUTE AGLI ERRORI DELLA POLIMERASI pressione selettiva dell ospite Patogenesi HCV DIVERSITA INTRA-OSPITE EVOLUZIONE DI HCV fattori del virus Biologia Meccanismi attivi sulla immunità innata Variabiltà del genoma Escape mutants fattori dell ospite Condizioni fisiche, fattori di rischio, fattori genetici Forza e qualità della risposta immune ELEVATA DINAMICA DI REPLICAZIONE RICOMBINAZIONE TRA LE VARIANTI VIRALI Fitness delle singole varianti mutate 30 Il bilanciamento di queste forze determina l esito dell infezione e sta alla base del meccanismo molecolare della persistenza 31 Risposta immune Variabilità virale Il momento decisivo per la cronicizzazione dipende da comparsa e qualità della risposta immune Risposta NK e T (Th1) più vigorosa nei pazienti che guariscono Meccanismi che portano al danno epatico e 32 Persistenza dell infezione In seguito alla risposta antivirale si selezionano nuove varianti virali in grado di evadere la risposta immune dell ospite All interno di un paziente coesistono molte varianti virali (genomi simili ma non identici) nel loro insieme dette quasispecie 8

9 Infezione da HCV: esiti Infezione acuta sintomatica >2 sett. ~16% Infezione da HCV Esposizione ~84% 1 Nessuna infezione Infezione acuta asintomatica In Italia, l HCV è la prima causa di: epatopatia (53% epatiti croniche, 52% cirrosi, 64% epatocarcinoma) trapianto epatico morte tra le infezioni trasmissibili (>20,000 decessi/anno per epatopatia) anni 2-10 anni Risoluzione 15% 20% spontanea <20% Infezione Cirrosi persistente >80% epatica 2? HCC Diagnosi di laboratorio Anticorpi anti-hcv: dimostrano un avvenuta infezione ma non danno informazioni sulla persistenza. Spesso negativi nella fase acuta. HCV-RNA - La presenza di RNA virale (viremia) nel siero del paziente indica replicazione, è il marker d infezione persistente. È positivo anche nella fase acuta. Ricerca antigeni virali - Indica attiva replicazione virale e può in molti casi sostituire il test della viremia. 1. Orland, et Hepatology, Trattamento e profilassi ü Interferone pegilato e ribavirina in associazione. ü Questa terapia è ormai obsoleta ü Il successo (eradicazione virale) dipendeva dal genotipo, si aveva nell 80% dei casi con HCV2-HCV3, nel 45-50% dei casi con HCV1 ü I nuovi farmaci specifici (inibitori della proteasi virale e della polimerasi) vengono attualmente usati in terapia combinata con IFN ma anche in terapia IFN-free. ü Questi farmaci sono capaci di recuperare gli insuccessi terapeutici sia per il GT HCV1 che per gli altri. ü Non esiste a tutt oggi un vaccino efficace. % of Recipients Infected Decremento delle epatiti C post-trasfusionali Donatori volontari HBsAg Screening per fattori di rischio per HIV 5 Anti-HCV Migliori test 0 HCV Year le frecce indicano i principali interventi nello screening e nella selezione del sangue donato che sono stati efficaci nell abbassare il rischio d infezione 0,1-2,3/ donazioni Anti-HIV ALT/Anti-HBc 36 Adapted from HJ Alter and Tobler and Busch, Clin Chem

10 Vie di trasmissione e fattori di rischio Parenterale: Percutanea e Permucosale HBV/HCV e PLC casi/anno di Carcinoma Primitivo del Fegato (PLC) 82% di questi casi è associato ad una infezione virale: (60%) all infezione da HBV (40%) all infezione da HCV d) Piercing, tatuaggi, agopuntura, manicure/pedicure, rasatura dal barbiere ESPOSIZIONE NOSOCOMIALE e USO DI DROGHE PER VIA INIETTIVA : 39.6% e 30.5% dei casi di epatite acuta C TRATTAMENTI COSMETICI CON ESPOSIZIONE PERCUTANEA: 11% dei casi SEIEVA: Sistema epidemiologico integrato dell'epatite virale acuta. Dati relativi al periodo Storia naturale del carcinoma epatocellulare Studi epidemiologici suggeriscono l esistenza di una stretta correlazione tra infezione da HBV e HCV ed insorgenza dell epatocarcinoma primitivo del fegato. E verosimile che l effetto sia indiretto e forse multifattoriale: 1. L infezione persistente con questi virus provoca un danno cronico (continua erosione immunologica) al fegato con conseguente iperplasia rigenerativa, 2. Aumenta di conseguenza il numero di cellule a rischio di subire successive alterazioni genetiche, 3. Una di queste cellule trasformate può essere l origine di un clone HCC; 4. HBV esprime proteine che possiedono attività transattivante (HBxAg, mutanti pres2) e potrebbero giocare un ruolo iniziale nella perdita di controllo, la proteina C di HCV interagisce coi sistemi di controllo della 41 proliferazione cellulare e dell apoptosi Retroviridae: VI classe RNA (+) che utilizzano RT HIV Il virus dell immunodeficienza umana 42 10

11 DOGMA centrale della biochimica DNA RNA PROTEINA FLUSSO UNIDIREZIONALE 43 Retroviridae DNA Polimerasi RNA-dipendente codificata dal virus TRASCRITTASI INVERSA genoma a RNA Trascrittasi inversa DNA provirale Integrasi Integrazione RNA polimerasi II genoma a RNA virus virus OSPITE 44 Retroviridae: VI Classe RNA (+) Sottofamiglie / generi orthoretrovirinae alfa-beta-gamma-epsilonretrovirus: virus tumorali degli animali deltaretrovirus: virus con potere trasformante per l uomo (HTLV I e II) lentivirus: retrovirus che danno infezioni a decorso lento (HIV) spumavirinae spumavirus: isolati dai primati, non associati a patologie umane determinano degenerazione schiumosa delle cellule inoculate 45 Virus dell immunodeficienza umana ü Retroviridae Orthoretrovirinae Lentivirus ü Genoma esiste sotto due forme fisiche: RNA 9.2 kb nel virione libero, DNA ds bp nella cellula infettata ü 2 specie: HIV-1 e 2 ü HIV-1:Isolato nel 1983 ü 4 gruppi (M,N,O,P) ü 9 sottotipi nel gruppo M (da A a K), 5 sotto-sottotipi, numerose CRF ü Quasispecie nell ospite infetto (forme ricombinanti circolanti) RNA genomico 2 molecole Core virale p nm Proteina di matrice p17 gp41 env gp120 env È L AGENTE EZIOLOGICO DELL AIDS 46 11

12 HIV-1 groups and subtypes Vallari, JV 2011 La replicazione di HIV Avviene in cellule che esprimono la molecola CD4 che è il recettore per la gp120 dell envelope linfociti T, monociti, macrofagi, cellule dendritiche e della microglia È anche indispensabile l interazione con un corecettore CCR5 (macrofagi e linfociti, lega β- chemochine e RANTES) Ceppi macrofagotropici, NSI, R5- tropici CXCR4 (linfociti, lega α-chemochine, SDF-1) Ceppi linfotropici, SI, X4-tropici Il ciclo replicativo TRASCRIZIONE di mrna e vrna SINTESI PRECURSORI PROTEICI ASSEMBLAGGIO sulla plasmamembrana MATURAZIONE attività della PROTEASI RETROTRSCRIZIONE INTEGRAZIONE Variabilità di HIV E una caratteristica peculiare del virus Si osserva tra individui diversi e all interno dello stesso soggetto La quasispecie virale (varianti virali simili ma non uguali evidenzialbili all interno dell ospite) Esistono nove sottotipi (A,B,C ) Nei paesi occidentali prevale il sottotipo B 50 12

13 The scale of HIV variation Le cause della diversità di HIV Dinamica di replicazione virale Tendenza all errore della RT Caratteristiche genetiche dell ospite La risposta immune La compartimentalizzazione L attivazione casuale di cellule infettate latentemente La fitness delle varianti virali Le conseguenze Diversità ed evoluzione della quasispecie virale La divergenza di HIV in una singola persona è simile a quella L enorme flessibilità genetica Il tropismo cellulare (NSI vs SI; R5 vs X4) Evasione dalla risposta immune Resistenza ai farmaci Fallimento della vaccinazione del virus dell influenza A nell epidemia globale del Trasmissione di HIV Sessuale Parenterale X Storia naturale dell infezione da HIV Infezione primaria SIEROCONVERSIONE Latenza clinica Risposta immune N cellule CD4 + Sindrome costituzionale Infezioni opportunistiche tumori AIDS MORTE Verticale Plasma viremia i contatti interpersonali non trasmettono il virus (rara) 53 Cellule infettive 3-12 weeks Fino a 12 anni sintomi sintomi 1-3 anni 54 13

14 HIV: diagnosi Sierologia. Include test di screening e test di conferma. La positività indica contatto con il virus. Screening: viene utilizzato un test ELISA combinato per la ricerca degli anticorpi e dell antigene p24. Permette una diagnosi precoce risultando positivo nell infezione acuta prima della sieroconversione. Conferma - Viene utilizzato un Western Blot. HIV: diagnosi Sierologia. Include test di screening e test di controllo. La positività indica contatto con il virus. Screening: viene utilizzato un test ELISA combinato per la ricerca degli anticorpi e dell antigene p24. Permette una diagnosi precoce risultando positivo nell infezione acuta prima della sieroconversione. Conferma - Viene utilizzato un Western Blot Altri test Terapia antiretrovirale Individuazione dei target nel ciclo di replicazione. Isolamento virale (non usato) Ricerca RNA e DNA virale mediante PCR Standardizzate, rapide e molto affidabili indispensabili per la diagnosi nei bambini nati da madre sieropositiva Ricerca quantitativa RNA genomico (viremia) Indispensabile per il controllo dell andamento dell infezione e della terapia Sequenziamento Permette la valutazione di resistenze a farmaci

15 HAART Persone HIV positive in vita alla fine 2008 [valori ancora attuali] Western Europe North America 1.3 million [ million] [ million] Caribbean million [ million] [ ] Latin America Sub-Saharan Africa [ million] [ million] 1.6 million East Asia North Africa & Middle East South [ ] & South-East Asia [ ] Non esiste a tutt oggi un vaccino efficace Eastern Europe & Central Asia million 4.0 million [ million] Oceania [ ] Totale: 33.2 ( ) milioni 59 Sieropositività riscontrata negli ambulatori per le gravide 60 La prevenzione HIV prevalence (%) among pregnant women attending antenatal clinics in Sub-Saharan Africa, Source: WHO, HIV/AIDS Epidemiological Surveillance Update for the WHO African Region,

16 Il trattamento. La migliore strategia è combinare prevenzione e trattamento men and women aged years Population = 640 milioni 3.7 million new HIV infections -6% yearly Population = 273 milioni -50% yearly -74% yearly 29 milioni di nuove infezioni e 10 milioni di morti sarebbero risparmiate tra il 2004 e il 2020 L epidemia in Africa sub-saariana Dove 3/4 delle morti sono causate dall AIDS Nuove diagnosi di infezione da HIV per modalità di trasmissione e anno di diagnosi 100% 80% 60% 40% 20% Altro Eterosess Omo/bisess Incidenza media nel 2014 = 6,1 4,7 / italiani 19,3 / stranieri 0% TD Parallelo incremento di HIV sottotipi non B nel tempo 2649 Notiziario dell Istituto Superiore di Sanità,

17 Numero stimato di soggetti HIV+ viventi in Italia nel 2009: ~ Quanti sanno di essere HIV+? 67 Dati COA 68 Numero stimato di soggetti HIV+ viventi in Italia nel 2009: ~ % Persone che scoprono la loro HIV-positività alla diagnosi di AIDS: % 80% 70% At AIDS diagnosis Before AIDS diagnosis Quanti non sanno di essere HIV+? 1/4 dei soggetti HIV+ in Italia non sa di essere infetto Suligoi B, COA National AIDS Center, Italy; data at November % 50% 40% 30% 20% 10% 0% * Molti pazienti non sanno di essere infetti 17

18 Numero dei casi di AIDS e incidenza Incidenza delle nuove diagnosi di HIV e AIDS 1996 HAART HIV AIDS Incidenza: 7-3,9 Incidenza: nel Centro Operativo AIDS (COA) 73 Dati italiani update dic 2014 Stabile il numero delle nuove diagnosi di HIV. Più frequenti le diagnosi in MSM (maschi che fanno sesso con maschi) tra gli italiani e in eterosessuali femmine tra gli stranieri. Aumenta l età nelle nuove diagnosi di HIV (39 anni maschi, 36 anni femmine). Più della metà delle nuove diagnosi di HIV avviene in fase avanzata (bassi CD4 o presenza di sintomi). Stabile il numero dei casi di AIDS. Diminuiscono i decessi in persone con AIDS. La maggior parte delle persone diagnosticate con AIDS non ha effettuato terapia antiretrovirale

19 Prevenzione delle infezioni trasmesse attraverso il sangue Screening dei materiali a rischio (donazioni) Modifica dei comportamenti a rischio Uso dei dispositivi di sicurezza personale Vaccinazione per HBV 75 19