UNIVERSITA' degli STUDI di PERUGIA Facoltà di MEDICINA e CHIRURGIA Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia AA Virus dell epatite B HDV

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1 UNIVERSITA' degli STUDI di PERUGIA Facoltà di MEDICINA e CHIRURGIA Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia AA Virus dell epatite B HBV HDV

2 Famiglia Hepadnavirus HBV Diametro di 42nm, (presenti nel siero anche particelle di 22nm, e strutture tubulari). Simmetria icosaedrica. (forma sferica) Capside ricoperto da un pericapside di natura proteoglicolipidica.

3 Hepadnavirus: caratteristiche esclusive (1) causa epatite acuta, cronica, carcinoma epatocellulare genoma a DNA circolare parzialmente bicatenario possiede una trascrittasi inversa si replica attraverso un intermedio a RNA Il genoma codifica per molte proteine: HBsAg (L,M,S), HBeAg, HBcAg. il genoma si può integrare nel genoma ospite

4 Hepadnavirus: caratteristiche esclusive (2) codifica per proteine che hanno in comune alcune sequenze geniche, ma con differenti codoni di inizio si associa alla produzione di grosse quantità di antigene di superficie che si assembla in particelle prive di DNA (500µg/ml sangue infetto)

5 PARTICELLE VIRALI 10 miliardi/ml sangue infetto Particelle sferiche 22 nm Particelle sferiche 42 nm Particelle tubulari 22 nm

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7 virione completo o particella di Dane diametro: 42 nm peso molecolare: 2x10 6 D simmetria: icosaedrica polimerasi DNA circolare parzialmente bicatenario capside pericapside (mantello)

8 proteine strutturali HBs HBc HBe

9 HBs antigene di superficie (HBsAg) localizzato nel pericapside (forme L, M, S) presenta 5 determinanti antigenici: a gruppo specifico, presente su tutte le particelle virali insieme a d - y oppure w - r tipo specifici 8 genotipi (A H)

10 distribuzione dei genotipi di HBV nel mondo TIPO A B C D E F G SOTTOTIPO adw, adw2, ayw1 adw2, ayw1 adr, ayr ayw2, ayw3 ayw4 adw4 DISTRIBUZIONE USA, Nord Europa, Africa Cina, Indonesia, Vietnam Cina, Korea, Giappone, Vietnam Mediterraneo, Medio Oriente, India Africa Occidentale Polinesia Europa in Italia prevalgono i genotipi A e D

11 HBc antigene del core (HBcAg) localizzato nel capside non si trova libero nel siero ma solo negli epatociti

12 HBe antigene secretorio (HBeAg) componente minore del virione si trova libero nel siero, non si assembla in particelle indice di intensa replica virale e infettività

13 GENOMA DNA parzialmente bicatenario paia di basi HBsAg P S C HBcAg HBeAg Polimerasi Transattivatore trascrizionale X

14 Gene S Pre-S1 Pre-S2 S codifica per le 3 forme di HBsAg: S codifica per la proteina di superficie gp27 (S) Pre S2 + S codifica per la proteina gp36 (M) PreS1 + PreS2 + S codifica per la proteina gp42 (L)

15 HBsAg S L M S L M S

16 Gene C Pre-C C codifica per HBcAg e HBcAg: C codifica per HBcAg, proteina core intracellulare Pre C + C codifica proteina nucleocapsidica solubile HBeAg

17 Gene P P codifica per la DNA polimerasi ad attività: DNA-polimerasica DNA dipendente DNA-polimerasica RNA dipendente (trascrittasi inversa)

18 Gene X X codifica per HBx, transattivatore di: geni cellulari (IFN-β, MHC) geni virali (HBV stesso e altri virus, quali HIV) HBx complessa l oncorepressore p53

19 Replicazione Riconoscimento - Attacco Penetrazione Denudamento Sintesi macromolecolari Assemblaggio Budding di nuovi virioni

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21 attacco: HbsAg si lega alla superficie degli epatociti attraverso aggregati di albumina serica umana HBsAg HBV recettore? recettore della transferrina recettore di asialoglicoproteina endonexina epatocita

22 penetrazione: fusione del mantello con la membrana cellulare denudamento DNA polimerasi virale trascrizione del genoma ad opera di RNA polimerasi cellulare mrna mrna classi maggiori: 3.500, 2.400, mrna classi minori: 900

23 Il DNA viene trascritto in RNAm di 3 classi maggiori (2100, 2400, 3500) e di 2 classi minori (900 basi). L RNAm di 3500 basi è più lungo del genoma. Esso codifica gli antigeni HBc e HBe, la polimerasi, un innesco proteico per la replica del DNA e funge da stampo per la replicazione del genoma. L RNAm di 2100 basi codifica per la HbS piccola (S) e media (M). L RNAm di 2400 basi codifica per la HbS grande (L). L RNAm di 900 basi codifica la proteina X, che promuove la replica virale fungendo da transattivatore della trascrizione e da proteina chinasi.

24 Eclissi (1): sintesi proteine virali RNA 2100 RNA DNA polimerasi HBcAg HBeAg HBsAg (S, M) 900 RNA 2400 RNA genoma HBxAg HBsAg (L)

25 Eclissi (2): replicazione del genoma RNA trascrittasi inversa attività ribonucleasica della trascrittasi inversa DNA ( ) DNA polimerasi DNA dipendente DNA ( + ) La DNApol-RNAdip ha attività di retrotrascrittasi e di ribonucleasi H, ma manca dell attività di integrasi (?)

26 l RNA viene degradato grazie alla ribonucleasi H, mentre il filamento positivo di DNA viene sintetizzato a partire dal filamento negativo di DNA che funge da stampo. Tale processo viene interrotto dal rivestimento del nucleocapside con membrane contenenti HbsAg del reticolo endoplasmatico o dell apparato di Golgi, catturando cosi i genomi contenenti RNA-DNA circolari con differenti lunghezze di RNA. La continua degradazione dell RNA rimasto nei virioni porta alla sintesi del genoma a DNA parzialmente a doppio filamento.

27 assemblaggio budding dei nuovi virioni (esocitosi) reticolo endoplasmatico apparato di Golgi HBsAg

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30 Immunopatogenesi stato immunitario dell ospite tipo di epatite acuta/cronica sintomatica/asintomatica complicanze risposta immune cellulo-mediata sintomatologia CD8+ superamento dell infezione

31 HBV Patogenesi Ruolo centrale di APC, linfociti T CD4+, linfociti T CD8+ CTL virus-specifici + Linfociti T helper vs epatociti infettati: citolisi epatica e modulazione replica virale Infezione cronica: reazione troppo debole per eliminare le cellule, ma abbastanza efficace per mantenere un danno epatocitario persistente.

32 risposta immune umorale anticorpi anti-hbs proteggono dall infezione di nuovi epatociti sono indotti dalla vaccinazione immunocomplessi HBsAg/HBsAb reazioni di ipersensibilità di III tipo (vasculite, rash, artralgie, danno renale) sottrazione di anticorpi proteggenti verso gli epatociti non ancora infettati

33 Epidemiologia - Trasmissione

34 distribuzione geografica dell infezione cronica da HBV nel mondo: > 500 milioni di persone infette in USA: circa 1.25 milioni di persone infette alta prevalenza in Italia, Grecia, Sud Est Asiatico, Africa Prevalenza > 8 % 2 7 % < 2 % 50 %

35 HBV nei liquidi biologici concentrazione elevata sangue siero essudati moderata liquido seminale fluido vaginale saliva bassa/nulla urine feci sudore lacrime latte

36 1 ml di sangue infetto: > 1 miliardo di virioni! ml di sangue infetto: sufficienti a trasmettere il virus (HIV: 0.1 ml) rischio di infezione dopo puntura con ago infetto: 7 30% (HIV: 0.5%)

37 Trasmissione Parenterale Sessuale Perinatale

38 comportamenti a rischio Piercing Agopuntura DRUG Uso di droghe (15%) Tatuaggio Promiscuità sessuale (41% rapporti eterosessuali) (9% rapporti omosessuali)

39 soggetti a rischio Politrasfusi Trapiantati Dializzati Neonati da madre con epatite B Personale sanitario (1%)

40 resistenza etere -20 C (20 anni) 37 C (60 minuti) 25 (> 1 settimana) essiccamento raggi UV suscettibilità 5% ipoclorito di sodio ph 2.4 (6 ore)

41 Quadri clinici

42 Epatite virale infezione sistemica che interessa soprattutto il fegato Tempo Gravità Forme acute Asintomatiche Fulminanti Forme croniche Portatore sano Persistenti Progressive Cirrosi Epatocarcinoma

43 1 3 mesi epatite acuta incubazione pre-ittero ittero convalescenza 15% febbre, rash, artrite 3 4 mesi ittero bilirubina >2-3 mg/dl urine scure malessere 95% anoressia 90% nausea 80% dolore QSD 60% prurito 10%

44 Infezione acuta di HBV Periodo d incubazione da 1-6 mesi, con inizio insidioso. I sintomi durante il periodo prodromico includono: febbre, malessere addominale, anoressia, nausea,vomito e brividi. I segni classici conseguenti al danno epatico: ittero, urine scure, feci ipocoliche. La guarigione si manifesta con diminuzione della febbre e ricomparsa dell appetito.

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46 Epatite B cronica L epatite cronica si verifica nel 5-10% delle persone infette da HBV. Circa un terzo di queste persone presenta epatite cronica attiva con danno epatico continuo che porta a sovvertimento dell architettura epatica, cirrosi, alterata funzionalità o PHC. Gli altri due terzi presentano epatite cronica persistente che ha come conseguenza, poliartrite nodosa e glomerulonefrite. La forma cronica può essere diagnosticata solo mediante la rilevazione di elevati enzimi epatici all esame ematochimico. Le persone affette da epatite cronica rappresentano la principale forma di diffusione del virus e sono a rischio di malattia fulminante in caso di coinfezione con HDV.

47 se l infezione è contratta da bambino è maggiore la probabilità di infezione cronica Guarigione 10%-70% Infezione perinatale o del bambino Infezione dell adulto 95% Guarigione 30%-90% Infezione cronica <5% <1% Epatite Fulminante 1* 25%-30% Rischio di morte Epatite cronica lieve, moderata o severa 2-10* Cirrosi 4* 3* 2-8* Portatore sano 0.1* Scompenso Trapianto o Morte HCC

48 100 Outcome of Hepatitis B Virus Infection by Age at Infection 100 Chronic Infection (%) Chronic Infection (%) Chronic Infection Symptomatic Infection (%) 0 Symptomatic Infection 0 Birth 1-6 months 7-12 months 1-4 years Older Children and Adults Age at Infection

49 coinfezione o superinfezione da virus Delta aggravamento della sintomatologia aumento del rischio di cronicizzazione

50 carcinoma epatocellulare (PHC) nell 80% dei casi causato da HBV latenza tra inizio dell infezione da HBV e PHC: 9-35 anni meccanismi d azione ipotizzati: 1) HBV induce continui processi di distruzione/riparazione epatica 2) HBV integra il proprio DNA nel genoma della cellula alterando il controllo genico della crescita cellulare 3) HBx complessa l oncorepressore cellulare p53

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52 Diagnosi sierologica molecolare

53 diagnosi sierologica ricerca dei MARKERS di HBV nel siero del paziente antigeni HBsAg HBeAg anticorpi anti-hbc (IgM, IgG) anti-hbs anti-hbe

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56 Esempi di possibili risultati sierologici Marker Risultato Interpretazione HBsAg anti-hbc anti-hbs Negativo Negativo Negativo Soggetto Suscettibile HBsAg anti-hbc IgM anti-hbc anti-hbs Positivo Positivo Positivo Negativo Soggetto con infezione acuta HBsAg anti-hbc anti-hbs Negativo Positivo Positivo Soggetto immune per superamento infezione

57 Esempi di possibili risultati sierologici Marker Risultato Interpretazione HBsAg anti-hbc IgM anti-hbc anti-hbs HBsAg anti-hbc anti-hbs Positivo Positivo Negativo Negativo Negativo Positivo Negativo Soggetto con infezione cronica 4 possibilità: Falso positivo In fase di guarigione da epatite acuta Epatite guarita da molto tempo Epatite cronica con bassi livelli HBsAg

58 ricerca degli acidi nucleici (DNA) cccdna: covalently closed corcular DNA presente nell epatocita nelle infezioni persistenti diagnosi di infezione approccio terapeutico monitoraggio della terapia Tests qualitativi Tests quantitativi ~15-25 a infinito

59 Terapia e Prevenzione

60 TERAPIA non esiste una terapia per la forma acuta per le forme croniche: IFN-α LAMIVUDINA (inibitore trascrittasi inversa) ADEFOVIR DIPIVOXIL e famciclovir (analoghi nucleosidici)

61 PREVENZIONE MISURE COMPORTAMENTALI evitare comportamenti a rischio prevenzione del rischio professionale VACCINO HBIG (immunoglobuline anti-hbv)

62 VACCINO disponibile dal 1982, obbligatorio dal 1991 costituito da HBsAg ricombinante monovalente (somministrato ai tempi 0, +1, +6 mesi) ENGERIX-B (GlaxoSmithKline) RECOMBIVAX HB (Merck) bivalente + vaccino inattivato anti HAV(Twinrix)

63 produzione del vaccino ricombinante HBV Gene S Plasmide + gene S HBsAg VACCINO Saccharomyces cerevisiae

64 VACCINO profilassi pre - esposizione Marker Risultato Interpretazione HBsAg anti-hbc anti-hbs Negativo Negativo Positivo Soggetto immune per vaccinazione

65 non responders 5 10% delle persone non risponde alla vaccinazione con adeguati titoli anticorpali per cause genetiche, immunosoppressione, malattie croniche concomitanti non responders veri waning anti-hbs responders questi sembra siano comunque protetti verso la cronicizzazione Prevention of hepatitis B in nonresponders to initial hepatitis B virus vaccination Sjogren MH, Am J Med, 2005

66 profilassi post - esposizione VACCINO + HBIG in neonati da madri HBsAg positive in soggetti venuti a contatto con materiale infetto entro 1 settimana dalla esposizione, in sedi separate

67 genoma a RNA monocatenario, circolare. L RNA è circondato dal core dell antigene delta, all esterno presenta un mantello contenente HBsAg fornito dall HBV. Questo virus è incapace di replicarsi in assenza dell HBV che funge da virus helper Diametro di 35-37nm Pm 5,5x10 6. Virus della epatite D (agente delta) L antigene delta può esistere in due forme, una piccola di 24kD e una grande di 27kD, la forma piccola è predominante.

68 Patogenesi Si distribuisce attraverso il sangue, secrezioni vaginali, liquido seminale, Causa malattia solo in persone affette da HBV. Trasmissione parenterale Il danno è correlato ad un effetto citopatico diretto dal virus. Questo virus ha un elevato potere patogeno.

69 Epidemiologia: HDV Ha le stesse modalità di trasmissione dell HBV attraverso il sangue, derivati e secrezioni corporee L infezione è frequente tra tossicodipendenti, politrasfusi, emofiliaci, HBsAg+

70 HDV L agente delta aumenta la gravità dell infezione da HBV. Forme fulminanti Questo tipo di epatite può dare encefalopatia epatica (con alterata capacità mentale) e necrosi epatica massiva, che è fatale per l 80% dei casi. Le forme croniche con l agente delta possono avvenire in persone con HBV cronica.

71 L infezione può avvenire secondo 2 modalità: a) coinfezione con l HBV b) superinfezione (forme fulminanti di epatite HBsAg+) La replica del virus delta ha come risultato citotossicità e danno epatico. Una infezione persistente da virus delta spesso s instaura nei portatori di HBV anche dopo la scomparsa dei sintomi. Sebbene venga indotta la produzione di Anticorpi contro il virus delta, la protezione deriva dalla risposta immune diretta contro l HBsAg, essendo quest ultimo l antigene esterno e la proteina che media l adsorbimento del virus HDV. Il danno epatico è il risultato del CPE diretto del virus delta in combinazione con l immunopatologia preesistente dovuta alla malattia da HBV.

72 HDV Diagnosi: Ricerca dell antigene virale delta nel sangue durante la fase acuta della malattia (ELISA) Ricerca degli anticorpi (ELISA) Biopsia epatica: Ricerca agente delta

73 HDV Prevenzione, trattamento e Controllo: La vaccinazione contro l HBV ha protetto dell infezione con l agente delta. Ridurre l esposizione a droghe e a prodotti con sangue contaminato.