Relevanz von Virusvarianten für Diagnostik, Therapie und Krankheitsverlauf am Beispiel der Hepatitis B Thomas Bock, PhD Robert Koch-Institut, Berlin FG15, Molekulare Epidemiologie viraler Erreger Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst Berlin, 24. – 26. März 2010 Bock & Zentgraf 1995
50
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Relevanz von Virusvarianten für Diagnostik, Therapie und ... · TT-Virus (Circoviren) SENV-D/H-Virus (Circoviren) NonA-nonG Viren Andere Virusinfektionen mit Folge Hepatitis: Humanes
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Relevanz von Virusvarianten für Diagnostik, Therapie und Krankheitsverlauf am Beispiel der
Hepatitis B
Thomas Bock, PhDRobert Koch-Institut, BerlinFG15, Molekulare Epidemiologie viraler Erreger
Fortbildung für den Öffentlichen GesundheitsdienstBerlin, 24. – 26. März 2010
Bock & Zentgraf 1995
Hepatitis-Viren: Hepatitis A Virus (HAV, Picornaviren)Hepatitis B Virus (HBV, Hepadnaviren)Hepatitis C Virus (HCV, Flaviviren, Hepaciviren)Hepatitis D Virus (HDV, Viroid)Hepatitis E Virus (HEV, Caliciviren)Hepatitis G Virus (GBV-C, Flaviviren)TT-Virus (Circoviren)SENV-D/H-Virus (Circoviren)NonA-nonG Viren
Mangelnde Suppression der viralen Replikation fördert die Selektion von resistenten Viren
50% T-C
10% T-C
Nachweis von Hepatitis B Virus Quasi-Spezies (YMDD vs YIDD)
50% YMDD/YIDD
10% YIDD
T
T/G
G
Definition der Therapie-Resistenz
• Genotypische Resistenz: Mutationen im HBV Genom welche
sich aufgrund der antiviralen Therapie entwickeln
• Virologischer Durchbruch: Rückfall der HBV Serum DNA
Spiegel während der antiviralen Therapie
• Klinischer Durchbruch: Virologischer Durchbruch mit erhöhten
ALT Spiegelen oder verschlechterter Histologie
• Phänotypische Resistenz: Verringerte Suszeptibilität (in vitro)
der antiviralen Therapie assoziiert mit genotypischer Resistenz
• Kreuzresistenz: Virusmutanten, die durch eine Substanz
selektioniert werden und auch mit einer Resistenz gegen eine
andere Substanz einhergehen
Cornberg, Wedemeyer et al., Z. Gastroenterologie 2007; 45:525-57
Definition der Therapie-ResistenzLeitlinien der „Arbeitsgemeinschaft Wissenschaftlicher
Medizinischer Fachgesellschaften“Cornberg, Wedemeyer et al., Z. Gastroenterologie 2007; 45:525-57
� Klinisch ausreichendes Ansprechen: nach 6 Monaten
antiviraler Therapie ist die Viruslast unter < 200 HBV-IE/ml
gesunken
� Primär virologisches non/bad-response: nach 3 Monaten
antiviraler Therapie kein Abfall der Viruslast um mindestens
>1 log
� Sekundäre Resistenz: nach initialem Ansprechen auf eine
antivirale Behandlung konsekutiver Anstieg der Viruslast um
mehr als >1 log über dem Detektionslimit
Res
iste
nz
(%)
70%
0
20
40
60
80
Jahr 1 Jahre 2 Jahre 3 Jahre 4
Lamivudin1
Adefovir2
29%
Telbivudine4
18%
Jahre 5
Entwicklung einer antiviralen Resistenz unterNukleos(t)id-Analog Behandlung
Entecavir<1% nach 1 Jahr bei
unbehandelten Pat.
20% nach 2 Jahren3 bei Lam-vorbehandelen Pat.
1Lai et al. Clin Infect Dis. 2003;36:687-96 2Hadziyannis et al. Gastroenterology 2006;131:1743–1751, 3Sherman et al. Hepatology 20084Lai et al. AASLD 20065Heathcote et al. AASLD 2007, Marcellin et al. AASLD 2007
Tenofovir5
0% after 72 Wochen
YMDD
rtM204
Fragment1
23
4
HBV Polymerase
Schema PCR/Sequenzierungsmethode zur Mutationsanalysevon Hepatitis B Virus Resistenzmutationen
1 1032 nt
Molekulargenetische Analyse der HBV Polymerase von HBV-infizierten Patienten bei Adefovir Behandlung
YMDD rtN236TrtA181V
A
B C D E
BF/G Polymorphe Bereiche
rtT184GETV
rtA194TTDF?
rtS202IETV
rtM250VETV
rtM204V/ILAM/LdT/ETV
rtL180MLAM/ETV
rtC256SLAM
0
10
20
30
40
50
60
7 21
38
53
80
10
6
11
5
12
0
12
4
12
7
12
9
13
1
13
5
14
5
15
3
16
3
17
3
18
1
18
7
20
7
21
5
22
1
23
1
23
8
25
3
25
7
26
0
26
6
26
8
27
1
29
0
33
6
Häufigkeitsverteilung von HBV Polymerase-Mutationenunter Adefovir Therapie
aa Substitutionen
An
zah
l Pat
ien
ten
n=276 Patienten
Bock et al. Hepatology 2007; 46:658A
Terminal Protein Spacer RNaseH
75 91 163
189
200
210
230
241
247
257
37 47
A B C D EF
1 344
1 153
Reverse Transcriptase
1 179/1 169 G
0
50
100
150
200
250
I16T
L91I
S106T
L115V
L122F
N124H
H126R
D131N
L180M
A181V
I187L
rtV19
1IM20
4IM20
4VL21
7RV23
3IN23
6TN24
8HC25
6W
260L
E263D
I266R
Q267M
/H
n=276 aa Substitution
nu
mb
er o
f p
atie
nts
FG A B C D E
Polymorphe Bereiche
Polymorphe Bereiche der HBV RT-Domäne
Qi et al. 2004 AASLD
Polymorphe Stellen (>1% Sequenz Variation) in der HBV RT-Domäne
59 (17%) der 344 HBV-RT Reste zeigen >1% Sequenzvariation bei HBeAg+ Patienten
Bock et al. Hepatology 2007; 46:658A
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
control 1 µM 10 µM 20 µM
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
control 1µM ADV 5µM ADV 10µM ADV0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
control 1 µM ADV 10 µM ADV 20 µM ADV
rtN236T
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
control 1 µM ADV 10 µM ADV 20 µM ADV
rtV233I
Wildtyp
rtN248H
Suszeptibilität von HBV Polymerase Mutanten gegenüber Adefovir Dipivoxil in funktionellen phänotypischen Assays
EC50=3 µM
EC50= >20 µM
EC50= 12 µMEC50= 16 µM
Bock et al. Hepatology 2007; 46:658A
Yang H. et al. Hepatology 2003;38:705A; Lai CL et al Hepatology 2003;38:262A
Clavel et al NEJM 2004;350:1023-35 ; Zoulim Antiviral Res 2004;64: 1-15
Wege zur Resistenzvermeidung
Maximieren der antiviralen Aktivität
– Wahl von Präparaten mit hoher antiviraler Potenz
– Vorgegebene Dosierung einhalten
– Leichte Einnahme, hohe Resorption (Nahrungsunabhängig)
– Für maximale Therapie-Adhärenz sorgen (Compliance)
Maximieren der Resistenzbarriere
– Vermeidung sequentieller Monotherapie
– Auswahl von Nukleos(t)idanaloga mit einer hohen Resistenz-
barriere
– Kombination komplementärer Resistenzprofile
Cornberg et al. Upgrade der Leitlinie, AWMF-Register-Nr.: 021/011, Z Gastroenterol 2007;45:1-50
Resistenz: Zusammenfassung der Leitlinie 2007
• Die neuen Leitlinien unterstreichen die Wichtigkeit der
Resistenzvermeidung und adäquatem Resistenzmanagement
- Bei >1 Mio Kop/ml Einsatz hochpotenter Substanzen
- HBV-DNA Monitoring alle 3 Monate, Intensivierung der Therapie bei
unvollständigem Ansprechen nach 6-12 Monaten
- Rasche Intervention nach sekundärem Therapieversagen (>1 log
Viruslastanstieg)
- Vermeidung sequenzieller Monotherapie
- „Add-on“ Therapie mit komplementärem Resistenzprofil
Cornberg et al. Upgrade der Leitlinie, AWMF-Register-Nr.: 021/011, Z Gastroenterol 2007;45:1-50
Robert Koch-Institut, FG15:Dr. Marina HöhneDr. Sabine DiedrichDr. Meike ChevillotteDr. Sandra NiendorfDr. Andreas Mas MarquesFr. Tina DittmannFr. Daniela GuttFr. Roswitha LorenzFr. Ute ObstFr. Christin KellnerFr. Kathrin StanossekFr. Jenny ThieleFr. Sonja Zimmermann
Royal Melbourne Hospital, AustraliaProf. Dr. Joseph TorresiProf. Dr. Stephen Locarnini
University of TübingenDeptartment of Molecular PathologyProf. Dr. Reinhard KandolfDr. Bernd KöberleinDr. Anja DüchtingDr. Stefanie SimonovicDipl. Biol. Agnes BryniokDipl. Biol. Friedericke Uttacand. med. Christine Walkercand. med. Martin Wolfcand. med. Christian WollboldtRosa MamatoHeike Kaiser
German Cancer Research Center, DKFZ, HeidelbergProf. Dr. Hanswalter ZentgrafProf. Dr. Frank Rösl
Duke University, Durham, USAProf. Dr. Hans Tillmann
Tran Hung Dao Hospital, Hanoi, Viet NamProf. Dr. Nguyen T. BinhDr. Song Le HuuDr. Nguyen Toan
Acknowledgments
Albert Schweitzer Hospital, Lambarene, GabonProf. Dr. Peter Kremsner
Medical School of HannoverProf. Dr. Heiner WedemeyerProf. Dr. Michael Manns
Charitè UniversitätsmedizinBerlin, Bemjamin Franklin, VirchowProf. Dr. Thomas BergProf. Dr. Carsten Tschöpe