Zoulim vhb du16

Hépatite B

Fabien ZoulimDépartement d’hépatologie

& INSERM U1052, Lyon

EPIDEMIOLOGIE DE L’HÉPATITE B

Ott et al, Vaccine 2012

Modes de transmission du VHB

Parentéral Sexuel

Vertical Mère-Enfant Communautaire

Populations à risqueABSENCE DE FACTEUR DE RISQUE CHEZ 30%

MODES DE TRANSMISSION DU VIRUS DE L'HÉPATITE B EN EUROPE

sexuelle34%

hétéro23%

homo11%

drogue IV26%

inconnue31%

hémodialysés8%

transfusions2%

personnels de santé 2%

contact avecporteur du VHB

4%

AsieTransmission verticale

Déclaration obligatoire de l’hépatite B en France :

résultats des 12 premiers mois de notification

Denise Antona, E Delarocque-Astagneau, D Lévy-Bruhldépartement des maladies infectieuses

Results

158 acute hepatitis cases

• Hospital doctor in 64% cases

• Sex ratio M/F : 2,95 (118/40)

• Median age: 37 yrs for males, 36yrs for females

• Jaundice : 69%

• Hospitalisation : 46%

• Fulminant hepatitis : 3 (2 death)

Risk exposure within 6 months preceding the acute case Source : obligatory declaration 2003-04

• Source: obligatory declaration march 03- february 2004 N=145– Sexual 59 40,6% No factor

43 29,6%– IVDU 9 6,2% >1 factor 38

26,3%– Invasive treatment 15 10,3%

– Tatoo, piercing 5 3,4%– Familial 14 9,7%– Perinatal 2 1,4%– Live in instiution 11 7,6%– Travel in endemic 21 14,5% areas91/145 patients (63 %) had a vaccine indication (2 vaccinated ≥

3 doses)

• Sentinel networks 91-96 N=195 – sexual

35% – IVDU

19%– « percutaneous »

15%– No factor

35%

Surveillance épidémiologique de l’infection HBV

• 14 446 adultes testés• Prévalence de l’AgHBs 0,65% (280 000 porteurs

chroniques du VHB)• Homme 1,1% versus 0,2% femme• Naissance en zone d’endémie 4% versus 0,5%• Précarité, séjour en institution, homosexualité,

usage de droguesMeffre et al, J. Med Virol 2004

Distribution géographiqueDonnées en France

InVS, 2004.

• Prévalence du portage de l'AgHBs : estimée à 0,65 %

Hépatites virales B: épidémiologie

- Vaccin mais 250 millions de porteurs chroniques dans le monde- 280 000 porteurs chroniques en France (INVS)- 45% ignorent leur statut- 1 300 décès par an en France- 60 000 avec hépatite chronique active- Environ 15 000 patients traités

VIROLOGIE

• FAMILLE : Hepadnaviridae, seul représentant humain

•VIRUS RESISTANT :- 7 jours dans l’environnement- pendant 5 mn à 100°C, 10 h à 60°C- à la congélation.

LE VIRUS DE L ’HEPATITE B

S small surface protein

M middle surface protein

L large surface protein

core capsid protein

HBeAg secreted e antigen

pol polymerase

HBx X protein (non-secreted)

v

v

v

spherefilament

Dane particle

HBeAg

HBsAg

Le génome du VHB

Tiollais, Nature 1985

déterminant avaccin/IgHBs

Gène pol antiviraux

Mt pre-coreRéponse anti-HBe ?

Mt du coreRéponse CTL

10 génotypesA to J

Le cycle de réplication virale

Zoulim & Locarnini, Gastroenterology 2009

hNTCP

Model for sodium-dependent taurocholic cotransporting polypeptide (NTCP) binding to preS1

Seeger C , and Mason W S Gut 2013 in press; Yan H, et al. eLife 2012;1:e00049; Hu NJ, et al. Nature 2011;478:408–11.

• Sodium-dependent transporter for taurocholic acid • Expressed at the basolateral membrane of hepatocytes• Mediates the transport of conjugated bile acids • 349 amino acid-long glycosylated transmembrane protein. • Expression controlled by hepatocyte-specific transcription

factors, including HNF3 and C/EBP

Model for sodium-dependent taurocholic cotransporting polypeptide (NTCP) binding to preS1

Seeger C , and Mason W S Gut 2013 in press; Yan H, et al. eLife 2012;1:e00049; Hu NJ, et al. Nature 2011;478:408–11.

Transgenic miceHumanized mice

HumanChimpanzeeGibbonbaboons

Tupaïa

Woolley monkey

Ground squirrel

American woodchuck

Pekin DuckGrey Heron

Summers PNAS 1978, Mason J Virol 1981, Chisari Science 1985, Petersen PNAS 1998, Lanford PNAS 1998

The animal models of HBV infection

Cell culture models for HBV infection

Zeisel M et al, Gut 2015

Animal models for HBV infection

Zeisel M et al , Gut 2015

Infection à VHB et risque de CHC

• Etude de Beasley à Taiwan– risque relatif = 100 chez les porteurs de l'AgHBs

• Etude de Tsukuma– risque cumumatif de CHC à 3 ans

• 12,5% chez 240 patients avec cirrhose• 3,8% chez 677 patients avec hépatite chronique

– risque x 7 si AgHBs +– risque X 4 si anti-HCV +

• Facteurs associés : alcool, tabac, aflatoxine• Diminution incidence avec la vaccination de masse (Chen,

NEJM 1995)

CARCINOME HEPATOCELLULAIRE ET VIRUS DE L'HEPATITE B

• Co-incidence de répartition géographique VHB / CHC• Porteurs AgHBs : RR x 100 pour le CHC• CHC dans les modèles animaux de l'hépatite B :

– marmotte– écureuil

• Présence d'ADN viral intégré dans les tumeurs

HBV replication and its role in HCC development

Wands, NEJM 2004

Role du VHB dans l’oncogénèse hépatique

VHBINFECTION CHRONIQUE

CARCINOGENESCO-FACTEURS

REACTION INFLAMMATOIRE CHRONIQUEREGENERATION HEPATIQUE

MUTAGENESE INSERTIONNELETRANSACTIVATION DE GENES CELLULAIRES

INTERACTIONS PROTEIQUESINACTIVATION DE GENES SUPPRESSEURS DE TUMEUR

CHC

PHYSIOPATHOLOGIE / IMMUNOPATHOLOGIE

HBV and the immune responses

Current model of HBV pathogenesis

IMMUNOPATHOLOGY OF HBV INFECTION

Immune tolerance

Clearance phaseChronic hepatitis

SeroconversionRemission

CD8+

HBV

CD8+ HBV

CD8+ HBV

Immunopathology

Fulminant hepatitis

CD8+

HBV

Hépatocyte infecté

HBV

Hépatocyte non infecté

Phase de « tolérance immunitaire »

MarqueursAgHBe +HBV DNA > 6 logALAT = NFoie = N

HBc/e Ag


HBV

CD8

Fasperforine


Phase de clairance immune(hépatite chronique)

MarqueursAgHBe+HBV DNA > 2000 IU/mLALAT +++Foie: Hépatite chronique

HBc/e Ag

HLAI

cytokines


HBs Ag


MarqueursAgHBe-anti-HBe +HBV DNA < 2000 IU/mLALAT = NFoie = rémission

Phase de rémissionportage inactif de l’AgHBs

RéactivationVirus sauvage ou mt pre-coreOncogénèse

CD8CD4

Hépatocytes infectés

Hépatocytes non infectés

MarqueursHBsAg -

anti-HBc +Anti-HBs +/-

PCR sérum (-) / foie (+)

Clairance de l’AgHBs

Mutants d’échappementInfections occultesOncogénèse

CD8CD4

B

cccD

NA

(cop

ies/

cell)

Tota

l HB

V D

NA

(cop

ies/

cell)

cccDNA levels in the different phases of chronic HBV infection

• HBeAg+ patients had significantly higher cccDNA (90-fold) and total HBV DNA (147- fold) levels compared to HBeAg- patients. (p<0.001, Wilcoxon tests)

HBeAg+ (63)

Inact. Carrie

rs (10)

HBSAg- (7)

HBeAg- (18)

HBeAg+ (63)

Inact. Carrie

rs (10)

HBSAg- (7)

HBeAg- (18)

Werle et al, Gastroenterology 2004

Inactive HBV carrier● Not virologically inactive:

– low levels of viremia– episomal HBV DNA in the liver

LOW-REPLICATIVE STATE HIGH-REPLICATIVE STATE– spontaneously

– during immunosuppression

Low-replicative or latent infectionEpigenetic control

Histones

CBPPCAFp300

CBPPCAF

p300Sirt1

Sirt1HDAC1HDAC1

Histones

Pollicino et al., Gastroenterology 2006

Pollicino et al. Gastroenteroplogy 2006Levrero et al. J Hepatol, 2009

HISTOIRE NATURELLE ET VIROLOGIE CLINIQUE

Histoire Naturelle de l’hépatite BInfection aigue

Infection chronique

Tolérance immunitaire

Hépatite chroniquePortage inactif

Guérison5% nx-nés90% adultes

Virus sauvage (HBeAg+) Mutant pre-core (HBeAg-)

Cirrhose

Carcinome hépatocellulaire

Réactivation

30-50 ans

Seeger, Zoulim, Mason; Fields Virology; 2007

Seeger, Zoulim, Mason – Fields Virology 2007-2013

HEPATITE B AIGUE• Incubation 1 à 6 mois• Le plus souvent asymptomatique

– Évolution plus fréquente vers la chronicité• Prodromes:

– Maladie sérique : arthralgies, urticaire, acrodermatite etc. ..

• Formes ictériques : + graves que VHA et VHC– Durée de l’ictère : jusqu’à 4 mois

• Evolution : chronicité 5 à 10%• Hépatites fulminantes

Laboratory Diagnosis of Acute Hepatitis B

ALT

HBsAg

HBeAg

HBV DNA

Normal

Months After Exposure

ALT

and

HB

V D

NA

IU/L

and

mill

ion

copi

es/m

l

Symptoms

Anti-HBs AbAnti-HBe Ab

IgM anti-HBc

Total anti-HBc

Seeger, Zoulim, Mason, Fields Virology 2007

ALT

HBsAg

HBeAg

HBV DNA

Normal


ALT

and

HB

V D

NA

IU/ L

or m

il lio

n co

pies

/ml

Laboratory Diagnosis of Chronic Hepatitis B associated with wild type virus infection


ALT

``HBsAg

HBeAg

HBV DNA

Normal


ALT

and

HB

V D

NA

IU/L

and

mill

ion

copi

es/m

l

Anti-HBe

Laboratory Diagnosis of Transition of Chronic Hepatitis B to The inactive Carrier State

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 1 2 3 4 5 6 12 24 36 48 60 72 80 92 104


ALT

HBsAg

HBV DNA

Normal ALT levels

Months

ALT

and

HB

V D

NA

IU/L

and

mill

ion

copi

es/m

l Anti-HBeHBeAg

Laboratory Diagnosis of HBeAg negative Chronic Hepatitis B


HBeAg(+) HBeAg(-) / anti-HBe(+)

ALAT

HBV DNA

Minimal CH Moderate to severe CH Moderate to severe CHRemission

Cirrhosis

Immunotolerantphase

Immuno-activephase

Inactive phaseLow replication Reactivation phase

Cirrhosis

109-1012 IU/mL >2000-<109 IU/mL <2000 IU/mL >2000 IU/mL

Inactive cirrhosis

Adapted from Fattovich G. Sem Liver Dis. 2003

HBsAgOccult infection

Formes cliniques

MANIFESTATIONS EXTRAHEPATIQUES DU VHB

• PAN– Complexes immuns circulants HBs/anti-HBs– Dépots artères moyens et petit calibre– Traitement : plasmaphéreses, corticoides, antiviraux

(vidarabine / IFN / famciclovir / lamivudine)• Glomérulonéphrites• Cryoglobulinémies• Guillain-Barré• Myocardite

TRANSMISSION VERTICALE DU VHB

• mère AgHBe +– transmission : 90%

• mère anti-HBe +– transmission : 10-20%– VHB muté pré-C (-) : hépatites fulminantes

• chronicité chez l’enfant : 90%

PRESENTATION CLINIQUE• INFECTION PERI-NATALE

– ALT normales ou subnormales– ADN-VHB > 1000 pg/ml– histologie : lésions minimes

• INFECTION POST-NATALE– ALT élevées– ADN-VHB < 1000 pg/ml– histologie : hépatite modérée à sévère

• CARCINOME HEPATOCELLULAIRE : 30 ANS

Pathophysiologic Cascade of Chronic HBV Infection

HBV Replication(Measured by

Serum HBV DNA)

Liver Inflammation

Worsening Histology• Necroinflammation• Fibrosis• Cirrhosis

Disease Progression• Liver Failure• Liver Cancer• Transplant• Death

Adapted from: Lavanchy D. Journal of Viral Hepatitis, 2004, 11, 97–107. Chen JC, et al. JAMA. 2006;295:65-73. Iloeje U. H, et al. Gastroenterology. 2006;130:678-86.

ALT Elevation

Charge virale et incidence de la cirrhose

R.E.V.E.A.L. – HBV StudyAnnée de suivi

Inci

denc

e cu

mul

ativ

e de

ci

rrho

se

.2

.1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 130

.4

.3

P <0.001

n=37741.0 x 106 n=6271.0-9.9x105 n=3441.0-9.9x104 n=649300-9.9x103 n=1210<300 n=944

5.2%6.3%

10.0%

23.0%

37.1%

Iloeje UH et al. Gastroenterology 2006; 130: 678-686

Charge virale et incidence du CHC

Chen et al; JAMA 2006

Relationship Between Persistent Viremia and HCC: Argument For Antiviral Therapy

• Persistent replication associated with greater risk of HCC• Decreased risk when viral replication declines

Chen, et al. JAMA 2006

Baseline HBV DNA, (copies/mL) < 104 105 105 105

Follow-up HBVDNA, copies/mL --- < 104 104 to <105 105

Adjusted RR (95% CI)

1.0(ref)

3.6(1.7-7.6)

6.9(3.4-13.8)

9.1(5.8-14.1)

P Value -- < 0.001 < 0.001 < .001

HC

C In

cide

nce

Rat

e Pe

r 100

,000

0

1473

5882

873010,108

2.0x103

4.0x103

6.0x1038.0x1031.0x104

1.2x104

Impact Clinique de la Variabilité du Génome Viral

VARIABILITE GENETIQUE DU VHB

• Multiplication virale» taux d'erreur de la transcriptase inverse

• Pression de sélection» réponse immunitaire cellulaire / humorale» antiviraux-> possibilité de variants d'échappement

• Conséquences cliniques» diagnostic sérologique» traitements antiviraux

10 genotypes, numerous sub-genotypes, and recombinant forms

World J Gastroenterol 2007; 13: 14-21

B6

D1

Génotypes VHB chez les patients atteints d’hépatite chronique en France

Num

ber o

f sub

ject

s

F GA B C D E0

10

20

30

40

50

60

70

80

90100

30.2%

7.9%

12.5%

37.4%

11.3%

0.4 % 1.1%

Zoulim et al J Viral Hepatitis 2006

Impact du génotype sur la séroconversion Hbe/HBs

1 Janssen, Lancet 2005; 2 Flink, Am J Gastro 2006

PEG-IFN a-2bHBeAg Loss 1

0

10

20

30

40

50

A n=90

28%

47%44%

25%

Bn=23

C n=39

D n=103

Perc

enta

ge o

f pat

ient

s (%

)

HBV genotype

0

3

6

9

12

15

A n=90

5%

8%

0%

Bn=23

C n=39

D n=103

1815%

Perc

enta

ge o

f pat

ient

s (%

) 21

HBV genotype

PEG-IFN a-2bHBsAg Loss 2

LES MUTANTS DU GÉNOME DU VHB

déterminant avaccin/HBIg

polyméraseantiviraux

Mt pré-coreRéponse anti-e ?

Mt coreRéponse CTL

ROLE DE LA RÉGION PRÉ-C ET DE L’AgHBe

• Non nécessaire à la réplication du VHB– Culture cellulaire– Modèles in vivo

• Marmotte• Canard

• Modulation de la réponse immune– Tolérogène : souris transgéniques– Cible de la réponse anti-capside

Chang et al, J. Virol 1987; Schlicht et al J. Virol 1987; Chen J. Virol 1992; Millich et al PNAS

LES MUTANTS PRÉ-C (-)• codon stop / région pré-C

TGG -> TAG en pos. 1896

– génotypes B à E (A : exceptionnel)

– arrêt traduction protéine pré-C/C

– AgHBe négatif

• mutation dans promoteur pré-C

TTAAAGG -> TTAATGA en pos. 1762 /1764

– génotypes A à E

– transcrits pré-C/C :

– synthèse d'AgHBe :

Carman et al Lancet 1989, Okamoto et al J Virol 1990/1994, Tong et al Virology 1990

HBeAg and Precore Mutation

1814 1901

Precore Coreregion region

HBcAg

HBeAg

G 1896A = stop codon, TAG

ATG ATG

Virion

Serum

Core gene

HBeAg and Precore Mutation

1814 1901

Precore Coreregion region

HBcAg

HBeAg

ATG ATG

Virion

Serum

Core gene

VARIANTS NÉGATIFS POUR L ’AgHBe

mRNA

Protéinepré-C/C

PRE-C CPROMOTEUR

TAG***

1762-1764 1896

arrêt des synthèses protéiques

Diminution de l’expression de l ’AgHBe

Sélection des mutants pré-core au cours de l’histoire naturelle de l’hépatite B chronique

ALAT

ADN-VHB

AgHBe Anti-HBe

sauvage

Mt pré-C

Outcome of Chronic Anti-HBe Positive Hepatitis BBiochemical patterns in 164 untreated patients

after 23 months (range 12-36) monthly monitoring

0 12 24months

With flares and normalization

Without flares

With flares and without normalization

73 pts ( 44.5% )

59 pts ( 36.0% )

32 pts ( 19.5% )

Asymptomatic flare-up:

90% of cases

ALT Flare-up yearly

frequency:once 57.1%twice 20%

< once 22.8%

Brunetto MR et al, J Hepatol 2002

DIAGNOSTICS DIFFICILES

I. Porteur inactifII. Exacerbation

Diagnosis of inactive carrier versus HBeAg negative chronic hepatitis

• Inactive Carrier– Persistently normal ALT levels– Persistently low levels of serum HBV DNA

Threshold : 2,000 IU/ mL (see EASL CPG J Hepatol 2009/2012)• HBeAg negative chronic hepatitis

– Fluctuation / exacerbation of ALT– Fluctuations of HBV DNA levels usually > 2000 IU/ mL– Presence of pre-core / core promoter mutations

DIAGNOSTIC D'UNE EXACERBATION AIGUE SUR HEPATITE B CHRONIQUE

• Définition : poussée cytolytique≠ réactivation virale

• Ag HBe + initialement– rupture de tolérance immunitaire– séroconversion anti-HBe– très fréquent chez patients asiatiques

• Anti-HBe + initialement– réactivation virus sauvage : -> AgHBe +– réactivation virus muté pré-C (-)– Corticothérapie, biothérapie, chimiothérapie– surinfection delta / VHC

COOH

137149107

99 NH2

S - S

S - S S - SS- S

S-S

138139

147

Tiollais P. et al., Nature 1985. Torresi J., J. Clin Virol 2002; Dryden KA. et al., Mol Cell 2006

« a » determinant

HBs Ag

« a » determinant induces the synthesis of anti-HBs neutralizing antibodies

sG145R

sP120T

sD144H/A/E

PreS1 PreS2

SPol

Pré-C

C

Brin(+) 2,4kb

Brin(-) 3,2kb

X

TATAAU5-like

DR1DR2

Enh1Enh2

GRE0/322

1

SHBs (S)MHBs (preS2+S)LHBs (preS2+preS2+S)

Variants de l'Ag HBs

• échappement à la réponse humorale anti-HBs– naturelle– vaccination (transmission mère-enfant)– immunoprophylaxie (transplantation

hépatique)• infection active malgré Ac anti-HBs• sérologie AgHBs faussement négative

Risques : transmission virale + infections occultes

VARIANTS DE L'AgHBs

• Mutations ponctuelles dans le déterminant a de l'AgHBs (124-147)– aa 145 : Gly -> Arg – aa 126 : Ile -> Ser / Thr -> Asn

• transmission mère-enfant malgré la serovaccination (3%)

• infection du greffon hépatique malgré Immunoglobulines anti-HBs

• hépatites chroniques avec anti-HBc et anti-HBs +

Presence of HBV DNA in the liver ( serum) of

individuals testing HBsAg negative by currently

available assays

Occult HBV Infection (OBI)

Raimondo et al, J Hepatol 2008

Reported Prevalence of Occult HBV Infection in HIV Positive Patients

Study Country N° ofpatients

Occult HBV

N° (%)Methods

Hofer, 1998 Switzerland 57 51 (89%) “nested” PCR(serial evaluation)

Torres-Baranda, 2006 Mexico 35 7 (20%) “nested” PCR

Filippini, 2006 Italy 86 17 (20%) single step PCR

Mphahlele, 2006 South Africa 140 31 (22.%) “nested” PCR

Pogany, 2005 Netherlands 93 4 (4%) single step PCR

Neau, 2005 France 160 1 (0.6%)

Santos, 2003 Brazil 101 16 (16%) single step PCR

Wagner, 2004 France 30 11 (37%) “nested” PCR

Goncales, 2003 Brazil 159 8 (5%) “nested” PCR

Nunez, 2002 Spain 85 0 Cobas Amplicor HBV Monitor (Roche)

Piroth, 2000 France 37 13 (35%) single step PCR

Raffa, 2007 Italy “nested” PCR (liver)

Cobas Amplicor HBV Monitor (Roche)

101 42 (41%)

Raimondo et al, J Hepaol 2007, modified

OBI

Cause(s) for the failure of HBsAg detection

Suppression ofHBV replication and

gene expression

Infection byS gene Variants

“false” OBI

Occult HBV infection

HBV cccDNA Integrated HBV DNA

HBV mutants Epigenetic control

HBV replication

Immune surveillanceViral co-infections

Zoulim vhb du16

Health & Medicine