1. Översiktlig projektbeskrivning

Engelsk titel

Genetic variability and viral replication in chronic hepatitis

Sammanfattning av projektet

Kronisk infektion av hepatit B-virus eller hepatit C-virus förekommer globalt hos ca 400 respektive 200 miljoner individer. I Sverige ses hepatit B främst hos invandrare från länder med hög prevalens, och hepatit C främst hos personer med tidigare eller aktuellt injektionsmissbruk. Vissa individer utvecklar cirros eller cancer medan andra endast uppvisar minimal leverskada även efter lång duration. Behandling kan ges som interferoninjektioner och/eller antivirala läkemedel under 6-12 mån eller längre, och är framgångsrik i 40-80%.
Projektet undersöker orsaken till skillnader i naturalförlopp och behandlingssvar. Progressiv skada eller bristande terapisvar anses bero på ett ineffektivt immunsvar och genetisk variabilitet hos virus. Vi studerar betydelsen av genotyp och mutationer genom analys av virus från kliniskt välkarakteriserade och behandlade patienter. I behandlingsstudier ska vi undersöka skräddarsydd behandling av hepatit C, och möjligheten att förhindra vertikal (mor-barn) smitta med HBV. Projektet omfattar även utveckling av metoder för genotypning och studier av virusstammars släktskap och förändring över tiden. Immunsvarets betydelse för skadeutvecklingen och terapisvar undersöks genom studier av cytokinmönster i serum och genuttryck i levervävnad. Effekten av vissa mutationer i HBV undersöks in vitro genom mutagenes och transfektion

Typ av projekt

Forskningsprojekt

MeSH-termer för att beskriva ämnesområdet

Inlagda MeSH-termer

Hepatitis B virus

The type species of the genus ORTHOHEPADNAVIRUS which causes human HEPATITIS B and is also apparently a causal agent in human HEPATOCELLULAR CARCINOMA. The Dane particle is an intact hepatitis virion, named after its discoverer. Non-infectious spherical and tubular particles are also seen in the serum.

Hepatitis B, Chronic

INFLAMMATION of the LIVER in humans caused by HEPATITIS B VIRUS lasting six months or more. It is primarily transmitted by parenteral exposure, such as transfusion of contaminated blood or blood products, but can also be transmitted via sexual or intimate personal contact.

Hepatitis B

INFLAMMATION of the LIVER in humans caused by a member of the ORTHOHEPADNAVIRUS genus, HEPATITIS B VIRUS. It is primarily transmitted by parenteral exposure, such as transfusion of contaminated blood or blood products, but can also be transmitted via sexual or intimate personal contact.

Hepatitis, Chronic

INFLAMMATION of the LIVER with ongoing hepatocellular injury for 6 months or more, characterized by NECROSIS of HEPATOCYTES and inflammatory cell (LEUKOCYTES) infiltration. Chronic hepatitis can be caused by viruses, medications, autoimmune diseases, and other unknown factors.

Liver Diseases

Pathological processes of the LIVER.

Hepatitis

INFLAMMATION of the LIVER.

Digestive System Diseases

Diseases in any part of the GASTROINTESTINAL TRACT or the accessory organs (LIVER; BILIARY TRACT; PANCREAS).

Hepatitis, Viral, Human

INFLAMMATION of the LIVER in humans due to infection by VIRUSES. There are several significant types of human viral hepatitis with infection caused by enteric-transmission (HEPATITIS A; HEPATITIS E) or blood transfusion (HEPATITIS B; HEPATITIS C; and HEPATITIS D).

Hepadnaviridae Infections

Virus diseases caused by the HEPADNAVIRIDAE.

Virus Diseases

A general term for diseases produced by viruses.

Projektets delaktighet i utbildning

Avhandling
D-uppsats / Magisterexamen
C-uppsats / Kandidatexamen
ST-läkarutbildning
Annan utbildning
Ej del i utbildning

3. Processen och projektets redovisning

Pågående aktiviteter

Planering och förberedelse före datainsamling
Datainsamling pågår
Analys av insamlade data pågår
Författande av skriftlig redovisning / publikation pågår
En eller flera publikationer från projektet är publicerade
Slutfört och inget mer görs inom ramen för detta projekt

Projektstart (när planeringen påbörjas och börjar dokumenteras skriftligt)

2007-01-01

Datum för påbörjande av datainsamling

2008-01-01

Datum då projektet är slutrapporterat

2010-12-31

Tillämpning av resultat - tidsaspekt (projektledarens bedömning)

Resultaten kommer sannolikt att tillämpas inom 1 år från projektslut.

Tillämpning av resultat - genomslag (projektledarens bedömning)

Internationellt (i flera länder)

Tillämpning av resultat - beskrivning

Om vi kan visa att skräddarsydd behandling av hepatit C är mer kostnadseffektiv än nuvarande behandling tror vi att vår algoritm för att styra behandling kan bli allmänt accepterad även internationellt.
Vår metod för genotypning av hepatit B-virus tror vi kommer att användas internationellt.
Analys av genuttryck för att bedöma leverskadeutveckling och behandlingssvar kan eventuellt blli kliniskt användbart.

4. Detaljerad projektbeskrivning

Bakgrundsbeskrivning

Kronisk hepatit B virus (HBV)-infektion förekommer globalt hos cirka 360 miljoner individer och kan orsaka kronisk hepatit, cirros och levercancer. Förekomsten av kronisk hepatit B i Sverige har ökat till följd av invandring (Lindh et al. 1993).
HBV kan förekomma i mycket höga nivåer i blodet och spridas sexuellt eller via blodkontakt, särskilt från mor till barn vid förlossning men även inom sjukvården eller genom drogmissbruk. Vid överföring i tidiga barnaår kan HBV inducera ett mångårigt toleransstadium förenat med hög smittsamhet men utan leverskada (Milich DR et al. 1990). Det immunsvar som efterhand aktiveras är orsaken till leverskadan (Chisari et al. 1995). Om immunreaktionen blir utdragen uppstår en kronisk inflammation, ibland med cirrosutveckling och kraftigt förhöjd risk för hepatocellulär cancer (Beasley RP et al. 1981). I de flesta fall leder dock immunaktiveringen till en övergång i en lågaktiv, lågviremisk fas då infektionen är under kontroll. Virusnivåerna i serum avspeglar i viss mån dessa immunologiska faser av infektionen (Chu CM et al. 1985). Efter utläkt hepatit B finns latent infektion kvar i levern hela livet (Blum et al. 1991), även om HBV-DNA inte är påvisbart i blodet.
Orsaken till varför HBV-infektion ibland orsakar svår leverskada och i andra fall snabbt fås under kontroll är oklar. Man har visat att hepatocytolys inte är nödvändig eftersom cytokiner som TNF och IFN kan hämma virusreplikationen intracellulärt (Guidotti et al. 1999). Utläkning kan därför bero av vilket T-cellssvar/cytokinmönster som aktiveras. Dessutom har genetiska skillnader mellan virusstammar betydelse för förloppet. Dessa skillnader representeras av genotyper, som är subtyper av HBV som utvecklats under lång tid, och av mutationer som selekteras under infektionsförloppet hos patienten. Våra och andras resultat tyder på att mutationer i den sk. corepromotorn (Okamoto H et al. 1994, Lindh et al. 1999) är associerade med allvarligare leverskada. Vi har också funnit att genotyp C är associerad mer uttalad leverskada än genotyp B (Lindh et al. 1999), vilket senare bekräftats i efterföljande studier (Kao et al. 2000, Kao et al. 2000, Orito et al. 2001, Chu et al. 2002).

Kronisk hepatit B kan behandlas med IFN eller replikationshämmande antivirala medel. Behandling med IFN är kostsam, biverkningsbelastad och framgångsrik i mindre än 50% av fallen. Antiviral behandling är enkel och i stort sett biverkningsfri men medför risk för resistensutveckling eller återfall efter avslutad behandling. Resultatet beror av urvalskriterierna för behandling och är t.ex. dåligt hos patienter i immuntoleransfas (Brook et al. 1989). Förutom särskilda mutationer som medierar resistens mot lamivudin (Ling et al. 1996) är det oklart om eller hur genotyper och mutationer påverkar behandlingsresultatet även om genotyp C tycks vara förknippat med sämre respons (Kao et al. 2000).

HCV-infektion förekommer hos cirka 200 miljoner individer och kan orsaka cirros och levercancer. I väst är HCV ett större problem än HBV och den främsta orsaken till levertransplantation. Sedan upptäckten av HCV 1989 och tillkomsten av diagnostiska tester är spridning via blodprodukter ovanlig; de flesta smittas genom injektionsmissbruk av droger.
HCV replikerar i cytoplasma på ett sätt som helt skiljer sig från HBV och det finns ingen latent form av viruset. Immunsvaret är ofta ineffektivt och ca 70% av infektionerna blir kroniska. Den genetiska variabiliteten i HCV representeras av genotyper, mutationer och kvasispecies. Skillnaden mellan olika HCV-genotyper är så stor som >30% av nukleotidsekvensen. Det finns 6 genotyper (1-6) och ett antal subtyper. I Sverige har ca 40% genotyp 1, 35% genotyp 3 och 15% genotyp 2 (Westin et al. 1999). Man har inte funnit skillnader i naturalförloppet mellan genotyper, men däremot i behandlingssvar. Denna genotypskillnad ses redan i reduktionen av HCV-RNA tidigt och denna kinetik i sig är starkt prediktiv för behandlingsresultatet (Kohara et al. 1995, Neumann et al. 1998). Behandlingen med en kombination av pegylerat IFN och ribavirin är dyr och förknippad med mycket biverkningar. Varaktig utläkning ses i ca 75% av patienter med genotyp 2 eller 3 efter 24 veckor, jämfört med 50% för genotyp 1 med 48 veckor av behandling (Manns et al. 2001). Man har i Japan funnit att mutationer i ett avsnitt av NS5A som kan interagera med en av IFNs verkningsmekanismer påverkar resultatet vid behandling av genotyp 1 (Enomoto et al. 1995), men studier i väst har givit avvikande resultat (Zeuzem et al. 1997). Mutationer inom E2-regionen har också beskrivits påverka interferonsvar (Okada et al. 1992). För övrigt finns flera varianter av virus som replikerar parallellt och kan påvisas i blodet som s.k. kvasispecies, och en högre grad av kvasispeciesvariation har associerats med sämre terapisvar (Farci et al. 2000). Sammantaget är dock mekanismen för genotypens, mutationers och kvasispecies inverkan på terapisvaret till största delen okänd.

Syfte

Projektet syftar till att undersöka orsaken till skillnaderna i naturalförlopp och behandlingssvar med tonvikt på betydelsen av virusgenotyp och mutationer.
Projektet omfattar även fylogenetiska studier av virus utveckling, utveckling av metoder för genotypning. I ett delprojekt undersöks uttryck av inflammation och fibrosgener och dess betydelse för terapisvar och skadeutveckling.

Frågeställning / Hypoteser

1. Viral genetisk variation
a. Patogenes: Påverkas prognosen respektive chansen för behandlingssvar, av genotyp eller mutationsutveckling?
b. In vitrostudier av HBV: Har mutationer i corepromotorn olika effekt på olika genotyper? Skiljer sig känsligheten för cytokiner mellan genotyper?
c. Fylogeni: Studier av släktskap mellan olika genotyper och stammar.
d. Rekombination, kvasispecies genotyp-co-infektion: Frekvens och klinisk betydelse?
e. Utveckling av metoder för genotypning för använding i forskning och diagnostik.

2. Virusreplikation och kinetik
a. Viral load: Påverkas viruskoncentration i blodet av genotyper och mutationer?
b. Leverskada och viral load: Är mätning av viruskoncentrationen i blodet av värde för prognosbedömning?
c. Viruskinetik och behandlingsresultat. Predikterar förändringen av viruskoncentationen tidigt under behandling terapisvaret?

3. Immunsvarets betydelse: Finns samband mellan cytokin-mRNA i leverbiopsi och leverskada?