VIH en Africa Subsahariana. Subtipos.

Transcripción

1 VIH en Africa Subsahariana. Subtipos. Dra. Dra. África Africa Holguín Holguín Curso: Diagnóstico precoz de la infección por VIH. Noviembre 2010

2 ÍNDICE - Características del VIH en África Subsahariana - Variabilidad genética del VIH - Variantes del VIH: clasificación, identificación y distribución. Variantes que circulan en Africa y en España Repercusiones clínicas de la infección por variantes no-b del VIH-1

3 A global view of HIV infection 33 million people [30 36 million] living with HIV, millones de infectados en Africa subsahariana

4 CARACTERÍSTICAS DE LA INFECCIÓN EN AFRICA SUBSAHARIANA millones de infectados por VIH (población A.S. de ~660 millones)

5 Mayores prevalencias Primera causa de muerte (enmascarada a veces por la TB e IO) RETRASO DIAGNÓSTICO Feminización de la epidemia Con 90% niños infectados y fallecidos a nivel mundial INFECCIÓN POR VIH EN ÁFRICA SUBSAHARIANA Menores coberturas de tratamiento antirretroviral y anti-io Menores tasas de monitorización >> nº huérfanos Disminuye esperanza de vida Mayor en zonas urbanas vs. rurales Mayores tasas de expansión Estigma social

6 Sólo 10% pacientes VIH+ tienen acceso a antirretrovirales 3 millones de personas tratadas en Africa Subsahariana 7 millones de enfermos requerirían terapia ARV inmediata ARVs in resource limited settings million 4 million

7 Distinta cobertura de terapia antirretroviral en embarazadas VIH+ UNAIDS 2009 Cobertura ARV en embarazadas VIH+ para prevenir transmisión madre-hijo % % %

8 Variantes del VIH: Cepas en Africa Subsahariana

9 Causas de variabilidad genética en VIH 1. Alta frecuencia de mutaciones durante la retrotranscripción. (1-10 errores por cadena y ronda replicación) 2. Elevada tasa de replicación viral (~ viriones por día) 3. Alto grado de recombinación genética (~ 7-30 cruzamientos por genoma/ciclo) RT RNA polimerasas 4. Inserciones y deleciones

10 Principales causas de variabilidad genética en VIH: mutaciones + recombinación Coinfección/superinfección COINFECCIONES Y SUPERINFECCIONES SON FUENTES DE RECOMBINANTES

11 CLASIFICACIÓN DEL VIH (por homología genética) VIH VIH-1 3 grupos VIH-2 8 subtipos P M N O A 9 subtipos B C D F G H J K Sólo 10% infecciones Recombinantes 47 CRF Múltiples URF Recombinantes: - Intra-subtipos - Entre-subtipos - Entre-CRFs - Entre grupos -Entre tipos

12 Sangre Plasma (RNA viral) PBMCs (DNA proviral) DETECCIÓN DE SUBTIPOS Y RECOMBINANTES DEL VIH Grupo O Grupo N PCR nested SIV Secuencia genética Grupo M Alineamiento de secuencias con otras de subtipo conocido HIV-1 HIV-2 ANALISIS FILOGENÉTICO Esencial longitud >300 nts Webs subtipaje rápido/programas recombinación

13 Mayor interés comercial Investigación básica Diseño y ensayos de fármacos Diagnóstico Carga viral Subtipo B más estudiado 10% infecciones Ensayos clínicos resistencias vacunas algoritmos de interpretación de resistencia genotípica prevalentes en países industrializados

14 Distribución de las variantes no-b del VIH-1 más representativas CRF02_AG CRF01_AE Otros recomb A B Distribución del VIH-2 y grupo O del VIH-1 D F,G,H,K D C

15 >50% cepas en pandemia son recombinantes entre subtipos: CRFs o URFs

16 PANDEMIA EN AFRICA SUBSAHARIANA PRINCIPALMENTE GENERADA POR SUBTIPOS no-b Y RECOMBINANTES DEL VIH-1 90% de los 33 millones de infecciones a nivel mundial

17 Variantes del VIH circulando en España

18 Epidemiología a del VIH en España HIV-2 >170 Subtipo B prevalente Group N 0 HIV-1 Group O Group M >5 subtypes Todos Prevalencia no-b recombinants Múltiples CRFs y URFs Recombinantes entre CRFs aprox % nativos VIH % en nuevos diagnósticos en sudamericanos VIH+ residentes >95% sub-saharianos VIH+ residentes

19 % variantes no-b por phy (pol) TOTAL 8.9% 32.2% NATIVOS 3.8% 10% AFRICANOS 75% 96.3% Las infecciones por variantes no-b del VIH-1 están aumentando en España Favorecido por inmigración y movimientos de población SUDAMERICANOS 11% 20% nuevos diagnósticos ( ) 8% de pacientes VIH+ en Madrid 1,8% de VIH-1+ en España

20 Variantes del VIH-1 en la cohorte nacional CoRIS ( ) A. Total of sequences analysed (n=670) B 88% URF 3% CRF 7% Pure non-b subtypes 2% 84% de infecciones no-b en España están causadas por recombinantes del VIH-1 Non-B subtypes and recombinants (n=83) B. G 1% CRF02_AG 37% F2 5% F1 5% C 4% A1 1% URF 28% CRF non-02 19% 1 CRF01_AE 2 CRF03_AB 1 CRF06_cpx 1 CRF11_cpx 1 CRF12_BF 4 CRF14_BG 1 CRF15_01B 2 CRF19_cpx 1 CRF20_BG 1 CRF28_BF 1 CRF42_BF PR RT PR RT PR RT A1 C F1 J CRF01_AE CRF03_AB B D G K CRF02_AG Unknown Yebra.., Holguín et al. En preparación

21 LA DISTRIBUCIÓN DE LAS VARIANTES DEL VIH-1 DE UN PAÍS/POBLACIÓN DE ESTUDIO DEPENDE DE LA TÉCNICA DE SUBTIPAJE EMPLEADA Análisis filogenético: técnica gold standard para subtipar LA EFICACIA DE CADA TÉCNICA DE SUBTIPAJE RÁPIDO DEPENDE DE LAS VARIANTES DEL VIH-1 PREVALENTES EN LA POBLACIÓN DE ESTUDIO Yebra..Holguín. Antiviral Research 2010

22 Potenciales implicaciones clínicas de las infecciones por variantes no-b

23 Causan 90% de infecciones mundiales Diagnóstico genético Caída de linfocitos T CD4+ En aumento en Europa y EEUU Generación continua de nuevos recombinantes Virulencia? Implicaciones clínicas de infecciones por variantes no-b del VIH-1 Eficacia de vacunas Seguimiento (determinación de carga viral) Con polimorfismos naturales en posiciones de resistencia Respuesta a terapia a largo plazo? Vías diferentes de R Progresión a SIDA Herramientas rápidas (1. interpretación de resistencia 2. Subtipaje rápido)

24 Efecto de la variabilidad genética del VIH en el diagnóstico genético y en la cuantificación de la carga viral

25 Diagnóstico + del VIH en niños 1. DIAGNÓSTICO SEROLÓGICO-DETECCIÓN DE ANTICUERPOS: >18 meses Técnicas ELISA/Western-Blot 2. DIAGNÓSTICO GENÉTICO: AISLAMIENTO DEL VIRUS: Técnicas PCR/cultivo viral/carga viral/p24 <18 meses

26 Diagnóstico genético del VIH Detección viral: Técnica de PCR Amplifica material genético del virus de la sangre/fluidos biológicos del paciente Aconsejable amplificar 3 regiones distintas del virus No es de rutina en adultos (sí en niños <18meses) Problema en periodo de ventana (<1 mes) PCR VIH- ENV Posibles falsos negativos debido a la variabilidad genética del VIH-1 o a fallo de la técnica por niveles bajos de virus (baja carga viral) en el paciente. Termociclador para realizar la PCR 500pb

27 Pediatr Infect Dis J Feb;24(2): Failure of serial HIV-1 DNA PCR to identify HIV-1 clade A/G. Obaro et al An Pediatr (Barc). 2006;65: Falso negativo en el diagnóstico de VIH-1 P Díaz Pernas, et al PeptiLav BioRad paciente Control +

28 La variante del VIH (tipo, grupo, subtipo o recombinante) puede alterar (infravalorar o no detectar) la carga viral de un paciente 1. Técnicas de CV del VIH-1 no cuantifican VIH-2 (excepto Nuclisens) 2. Sólo 1 técnica cuantifica grupo O y N del VIH-1 (Abbott) 3. Variabilidad en valores de CV entre técnicas y versiones al cuantificar subtipos no-b/recombinantes del grupo M del VIH-1

29 TÉCNICAS COMERCIALES PARA MEDIR CARGA VIRAL Distintos genes diana: gag/integrasa/pol Métodos basados en la amplificación de ácidos nucleicos 1. Amplificación por RT- PCR: - Amplicor Monitor (Roche Diagnostics) gag - Amplicor COBAS TaqMan (Roche Diagnostics) gag - Abbott RealTime m2000rt (Abbott Molecular Diagnostics) gag 2. Amplificación por NASBA - NucliSens EasyQ (Biomerieux) integrasa Métodos basados en la amplificación de una señal unida a moléculas de ARN del virus pol Branched chain DNA (bdna) - Versant TM bdna (Siemens Medical Solutions)

30 COBAS AmpliPrep/COBAS TaqMan HIV-1 Test VERSANT HIV-1 RNA bdna v3.0 COBAS AmpliPrep (Roche) NUCLISENS HIV-1 EasyQ v1. Analizador Siemens System 440 Nuclisens EasyMag (Biomerieux) 55 PACIENTES NAIVE no-b: 23/55 (42%) de variantes no-b del VIH-1 dieron CV<50c/ml por >1 técnica, a pesar de esperarse CV elevada. 69% de las 32 muestras no-b de pacientes naive que fueron cuantificables por los 3 métodos mostraron discrepancias de >0.5 log. de CV entre alguna de las 2 técnicas. Necesaria optimización de primers y sondas empleados en técnicas estudiadas para una buena cuantificación de los subtipos no-b y recombinantes del VIH-1. Se debería cuantificar la viremia en pacientes en terapia antirretroviral siempre por el mismo método y subtipar genéticamente el VIH-1 de manera rutinaria.

31 Cuantificación de subtipos Variabilidad entre técnicas Variabilidad entre versiones Recomendación: Medir la CV de las muestras de un mismo individuo siempre por la misma técnica.

32 INFLUENCIA DE L A VARIANTE DEL VIH-1 EN LAS TASAS DE RESISTENCIAS TRANSMITIDAS A POBLACIÓN NAIVE: determinado por el origen del paciente

33 Los subtipos no-b y recombinantes del VIH-1 en pacientes naive en España presentan mayor prevalencia de resistencias a ITINAN que el subtipo B 354 pacientes naive: 128 no-b/226 B 13.6% no-b pacientes naive con mutaciones de resistencia primaria (nuevos diagnósticos ) Subtipos B (n=226) Variantes no-b (n=128) p Para IP 4,4% 6,2% NS Para ITIAN 5,2% 4,6% NS Para ITINAN 7,6% 15,7% p<0.05 Global 10,6% 18,7% p<0.05

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35 INFLUENCIA DE POLIMORFISMOS NATURALES EN CEPAS no-b EN RESISTENCIA A FÁRMACOS

36 Resistencias secundarias a IP son frecuentes en pacientes naive y específicas de subtipo Posiciones con resistencias secundarias a IP más frecuentes (B vs. no-b) Variantes del VIH-1 n=354 pacientes españoles naive B (n=226) nob/ recom binantes (n=128) p p<0.05

37 Influencia de los polimorfismos naturales en genes que codifican proteínas dianas de fármacos antirretrovirales en resistencia a los mismos y en su monitorización M36 acelera L90M R a NVP antes en D vs. A R a TDF (K65R) antes en C vs. B NFV en C vs. B TPV en G vs. B EFV en C vs. B Holguín et al., AIDS Reviews 8: (2006)

38 EXISTEN DISCORDANCIAS ESPECÍFICAS DE SUBTIPO EN INTERPRETACIÓN DE RESISTENCIAS POR DISTINTOS ALGORITMOS % DE SECUENCIAS CON DISCREPANCIAS TOTALES ESPECÍFICAS DE SUBTIPO EN LA INTERPRETACIÓN DE RESISTENCIAS POR DISTINTOS ALGORITMOS 354 PACIENTES Subtipos B subtipos no-b p ESPAÑA NAIVE (n=226) /recombinantes (n=128) tipranavir 0,9% 73,4% p<0.05 fosamprenavir 0,4% 3,1% p<0.05 nevirapina 1,4% 11% p<0.05 didanosina 1,9% 6,5% p<0.05 tenofovir 8,6% 1,8% p<0.05 Discrepancias totales cuando dos algoritmos consideraron resistente y susceptible, respectivamente, la misma secuencia 5 algoritmos comparados: ANRS, Stanford, Rega, Geno2Pheno, RIS 2008

39 Algunos ejemplos Distinct mutation pathways of non-subtype B HIV-1 during in vitro resistance selection with nonnucleoside reverse transcriptase inhibitors. Lai MT et al. Antimicrob Agents Chemother Nov;54(11):

40 La presencia de polimorfismos asociados a R en subtipos no-b afecta a la eficacia al tratamiento antirretroviral a largo plazo? Datos insuficientes para saber si pacientes infectados por cada subtipo no-b o forma recombinante circulante responden igual que aquellos infectados con subtipos B a corto y largo plazo a fármacos concretos Requerido optimizar el diseño de estudios clínicos al respecto

41 IMPLICACIONES EN EL DESCENSO de LINFOCITOS T CD4 Y EN PATOGENICIDAD DE LAS INFECCIONES POR VARIANTES no-b

42 Algunos ejemplos AIDS. 2009; 23(6): J Acquir Immune Defic Syndr. 2009;52(5):

43 FUTURO EN ESTUDIOS DE SUBTIPOS NO-B 1. Estudios de prevalencia de variantes no-b del VIH-1 en poblaciones 2. Conocimiento mejor de vías de Resistencia alternativas en subtipos/crf 3. Estudiar la eficacia de ciertos fármacos en ciertas variantes a largo plazo 4. Variabilidad genética conduce a propiedades biológicas alteradas? 5. Los nuevos recombinantes son más patogénicos? 6. Extender estudios de progresión/infectividad a otros subtipos 7. Mejorar las técnicas diagnósticas y de CV en países donde no-b prevalecen

44 Casos clínicos VIH en Africa Subsahariana. Subtipos. Casos basados en artículos publicados

45 VIH en Africa Subsahariana. Subtipos. Caso 1: Implicación en diagnóstico genético y en cuantificación de carga viral Caso 2: Implicación en eficacia de técnicas de subtipaje rápido y falsa predicción de superinfección

46 CASO 1: IMPLICACIÓN EN DIAGNÓSTICO GENÉTICO Y CUANTIFICACIÓN DE CV Niño nacido de madre congoleña VIH+ sin tratamiento durante el embarazo, con CV baja (80 copias ARN VIH/ml, Amplicor Monitor assay v 1.5; Roche Diagnostics). Parto por cesárea a las 38 semanas gestación. AZT administrado vía intravenosa en parto. Recién nacido tratado con AZT (2 mg/kg), 4 veces al día durante 4 semanas. Alimentación con leche de fórmula. PCR diagnóstico negativo en niño al nacimiento y en semana 5 y 6 de vida usando HIV-1 Amplicor Monitor assay, v 1.5. En semana 7 niño ingresa en hospital por deshidratación tras dos semanas con diarrea. Sospecha de gastroenteritis, pero agente causal no identificado. Recuperación lenta del niño. Buen estado clínico a los 5 meses, pero se observa linfoadenopatía. CD4: 2000 cells/mm3. PCR VIH positivo. Confirmado por CV de 360 c/ml (Amplicor). CV negativa (< 50 c/ml) en muestra retrospectiva recogida al nacer. No plasma disponible de semanas 5 y 6 para hacer CV. Usando bdna (Bayer HIV-1 Versant assay v. 3.0), mayor CV en plasma de 5 meses del niño ( c/ml) y mayor CV madre durante embarazo ( c/ml, 200 veces más que usando Amplicor). Virus niño subtipo A (env) y K (pol).

47 Cuál es verdadera? 1. La variante del VIH-1 nunca afecta al diagnóstico genético en niños <18 meses. 2. La variabilidad genética en el gen pol del virus afecta por igual a todas las técnicas de cuantificación de CV. 3. Todas las técnicas disponibles de CV viral pueden fallar o cuantificar mal tanto cepas del subtipo B como cepas de variantes no-b del VIH-1 (subtipos y recombinantes). 4. Ninguna variante no-b del VIH-1 es cuantificable. 5. No importa cuantificar la viremia de un paciente durante su seguimiento clínico cambiando las técnicas de cuantificación de CV.

48 Cuál es verdadera? 1. La variante del VIH-1 nunca afecta al diagnóstico genético en niños <18 meses. 2. La variabilidad genética en el gen pol del virus afecta por igual a todas las técnicas de cuantificación de CV. 3. Todas las técnicas disponibles de CV viral pueden fallar o cuantificar mal tanto cepas del subtipo B como cepas de variantes no-b del VIH-1 (subtipos y recombinantes). 4. Ninguna variante no-b del VIH-1 es cuantificable. 5. No importa cuantificar la viremia de un paciente durante su seguimiento clínico cambiando las técnicas de cuantificación de CV.

49 CASO 2: IMPLICACIÓN VARIANTES NO-B EN SUBTIPAJE RÁPIDO Y FALSA PREDICCIÓN DE SUPERINFECCIÓN Paciente de Montreal (Canadá), de origen pakistaní. Infectado por VIH-1 subtipo D (2002) y Unknown (U) en 2008 según Virco Type1 report. Se mueve a Calgaria (Canadá) y nuevo subtipaje sugiere virus sub-subtipo A1 ( ). Muestras referidas a McGill AIDS Centre (Canadá) por sospecha de superinfección. Comparación de 3 secuencias pol longitudinales del paciente: 2002, y Analizados aa en RT. Identificación de la cepa usando 5 métodos de subtipaje rápido: Stanford, STAR, REGA, Geno2pheno, jphmm. Análisis filogenético de secuencias problema con secuencias de 462 pacientes de Quebec (Canadá) infectados por variantes no-b del VIH-1. Discrepancias en subtipo informado según método de subtipaje rápido empleado y longitud de secuencia. Árboles filogenéticos indican que las 3 secuencias derivaron de una única variante recombinante que incluye subtipos A1 y C en pol, subtipos que circulan en Pakistán. Se descarta la superinfección.

50 Cuál es verdadera? 1. Las técnicas de subtipaje rápido siempre fallan en rutina clínica. 2. Las técnicas de subtipaje rápido sólo fallan en secuencias cortas del virus y funcionarán perfectamente en genomas completos. 3. Las técnicas de subtipaje rápido tienen la misma eficacia en cualquier zona del mundo donde se usen. 4. El éxito en la identificación de subtipos y recombinantes del VIH-1 por cualquier método depende principalmente del tipo y representación de las secuencias de referencia con las que se compara y de la longitud de la secuencia analizada. 5. Los análisis filogenéticos son capaces de identificar todos los variantes del VIH-1, incluso los recombinantes más complejos, empleando secuencias cortas.

51 Cuál es verdadera? 1. Las técnicas de subtipaje rápido siempre fallan en rutina clínica. 2. Las técnicas de subtipaje rápido sólo fallan en secuencias cortas del virus y funcionarán perfectamente en genomas completos. 3. Las técnicas de subtipaje rápido tienen la misma eficacia en cualquier zona del mundo donde se usen. 4. El éxito en la identificación de subtipos y recombinantes del VIH-1 por cualquier método depende principalmente del tipo y representación de las secuencias de referencia con las que se compara y de la longitud de la secuencia analizada. 5. Los análisis filogenéticos son capaces de identificar todos los variantes del VIH-1, incluso los recombinantes más complejos, empleando secuencias cortas.