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Zentrum für Virologie, Nationales Referenzlabor für Hepatitisviren
Heidemarie Holzmann
Das ABCDE der Virushepatitis
– eine diagnostische Herausforderung?
Fortbildung
Blutspendezentrale
9. und 30. Mai 2017
Heidemarie Holzmann
Nationales Referenzzentrum für Hepatitisviren
Zentrum für Virologie, Nationales Referenzlabor für Hepatitisviren
Heidemarie Holzmann
Hepatitis A Virus Hepatitis B Virus Hepatitis C Virus
akut
nie chronisch akut & chronisch
chronisch
selten akut
nie Viruspersistenz Viruspersistenz:
~ 10% der Infektionen
Viruspersistenz:
~ 75-80% der Infektionen
fäko-orale Übertragung parenterale Übertragung parenterale Übertragung
HBV-DNA HAV-RNA HBV-DNA HCV-RNA HCV-RNA
Hepatitis Viren (1)
Zentrum für Virologie, Nationales Referenzlabor für Hepatitisviren
Heidemarie Holzmann
Hepatitis D Virus Hepatitis E Virus
Hepatitis G Virus
GB-Virus C
meist chronisch, manchmal fulminante Hepatitis
akut,
in der Regel nicht chronisch
chronisch,
asymptomatisch
Persistenz und Elimination
zusammen mit HBV
meist keine Viruspersistenz
Ausnahme: Immundefizienz
häufig Viruspersistenz
parenterale Übertragung fäko-orale Übertragung parenterale Übertragung
HEV-RNA HBV-DNA HCV-RNA HCV-RNA HDV-RNA
+
Hepatitis Viren (2)
HEV-RNA
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Virushepatitis A – E: Klinik
• Prodromalstadium: ~ 2 - 7 Tage – Grippale Symptome: Fieber, Abgeschlagenheit
– Gastrointestinale Symptome: Übelkeit, Appetitlosigkeit, DS rechter OB
• Hepatitische Organmanifestation: 4 – 8 Wochen – häufig Hepatomegalie + DS,
seltener Splenomegalie und Lymphadenopathie (10-20%)
– Anikterischer Verlauf (2/3): wie grippaler Infekt
– Ikterischer Verlauf (1/3): Ikterus, Juckreiz, acholische Stühle, dunkler Urin; mit Beginn des Ikterus geht es Patienten oft besser
– Fulminante Hepatitis: selten mit 0.2% (HA) – 3 % (HE); Ausnahme HE Genotyp 1 (+2?) bei Schwangeren 20%
• Extrahepatische Manifestationen – Arthralgien, Exanthem: durch Immunkomplexbildung
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Hepatitis A Virus
Global Burden of Disease
1,5 Millionen Hepatitis A Fälle jährlich
eine der häufigsten Lebensmittelinfektionen
sehr kleines,
nicht umhülltes
Virus
8 Genotypen
1 Serotyp
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Hepatitis A: fäko-orale Übertragung
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HAV Übertragung: kontaminiertes Wasser, Lebensmittel
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Geographic Distribution of Hepatitis A Virus Infection
Source: CDC
Hepatitis A – assoziiert mit:
verunreinigtem Wasser
unzureichenden Abwassersystemen
mangelnder Hygiene
Anti-HAV Prevalence
high
high/intermediate
intermediate
low
very low
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Hepatitis A – eine Reiseerkrankung:
Visiting Friends and Relatives: VFR‘s
• VFRs gelten reisemedizinisch als DIE Höchstrisikogruppe
für reise-assoziierte Krankheiten (nicht nur hinsichtlich
Infektionskrankheiten).
• Das erhöhte Risiko der VFRs ergibt sich aus einer oft
überdurchschnittlichen Aufenthaltsdauer einerseits, einer
vom Standardtouristen abweichenden Urlaubsgestaltung
andererseits.
• Das Risiko von VFRs unterscheidet sich erheblich von
jenem der Immigranten, Flüchtlingen, Asylsuchenden
oder auch Adoptivkindern.
Risk ratio: VFR:tourists = 600:1
Quellen: Kollaritsch, H; Nielsen US et al, J.Infection 2009
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Hepatitis A in der EU
Zunahme von multinationalen„foodborne“ Ausbrüchen
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Hepatitis A in Österreich
Gemeldete Fälle 2000 - 2016
222
133
166148
192
161
124 117
142
90
5442
6778
4760
93
0
50
100
150
200
250
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Hepatitis A
Jan. 2017: 21 HA Fälle!
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Hepatitis A in Österreich und Europa
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0 2 4 6 8 10 12
Wochen nach Exposition
Rela
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HA
VIgG
IgM
HEPATITIS A
Virus im Blut
Virus im Stuhl
Transaminasen
Symptome/Gelbsucht
Hepatitis A
Inkubationszeit:
30 Tage (15-50)
PCR Serum: 2-6 Wochen pos.
Diagnostik der akuten HA:
Serologie: anti-HAV-IgM und IgG pos
Virusnachweis (PCR): aus Serum / Stuhl
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Hepatitis E Virus
Global Burden of Disease
Jährlich 3,3 Millionen akute Hepatitis E Fälle
56.600 Todesfälle
3.000 Totgeburten
Quellen: WHO Fact Sheet Nr. 280, 2016; Blaine Hollinger
nicht umhülltes Virus
4 Genotypen: 1- 4 1 Serotyp
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Hepatitis E Virus: Wirtsspektrum
GT 1: Asien, Afrika
GT 2: Zentralamerika, Afrika
GT 3: Nordamerika, Europa
GT 4: China, Taiwan Ostasien
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Hepatitis E Virus: Wirtsspektrum
GT 1: Asien, Afrika
GT 2: Zentralamerika, Afrika
GT 3: Nordamerika, Europa
GT 4: China, Taiwan Ostasien
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Hepatitis E Virus Diagnostik:
Virus in Blood
+PCR erlaubt
Genotypisierung
Diagnostik der akuten HE:
Serologie: anti-HEV-IgM und IgG pos
Virusnachweis (PCR): aus Serum / Stuhl
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HE GT 3: chronische Verläufe bei Immunsuppression:
Übertragungsmöglichkeiten: zoonotische Transmission
Spenderorgan
Blutprodukte
Infektionsverlauf: akute Hepatitis mit milder Symptomatik (median ALT ~ 150 U/L)
~ 40% Spontanheilung (z.T. anti-HEV IgG negativ)
~ 60% chronische HEV→ Leberfibrose, Leberzirrhose
Diagnostik: Virusnachweis im Serum (und Stuhl) mittels PCR Serologie bei Immunsuppression unzuverlässig!
Quellen: Suneetha PV; Hepatology 2012; Terrault N; NIH Research Workshop 2012; Wedemeyer H; Gastroenterology 2012
+ + + + + + + + + + HEV RNA (blood)
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HEV GT 3 : Bedeutung im Blutspendewesen
30 – 40% der Blutprodukte erhalten immunsupprimierte Personen (Huzly 2014)
Prävalenz von HEV RNA im Spenderblut:
D 1 : 1240 13 von 16.125 Spenden = 0.08% (Vollmer 2012)
NL 1 : 1761 20 von 35.220 Spenden = 0.06% (Hogema 2014)
UK 1 : 2848 79 von 225.000 Spenden = 0.04% (Hewitt 2014)
Akute HEV- Infektionen jährlich:
0.04% UK: 80.000 – 100.000
0.08% D: 1.600 – 5.900 HEV-RNA pos Spenden pro Jahr
bei 7.4 Mio Blutprodukten 2013
0.06% NL: 1 HEV pos Spende pro Tag
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HEV GT 3 : Bedeutung im Blutspendewesen
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Hepatitis B Virus
• kleines, umhülltes DNA-Virus
• gehört zu den häufigsten und
folgenreichsten Virusinfektionen
des Menschen
• weltweit
hatten ca 2 Milliarden Menschen eine HBV-Infektion
gibt es 240 Mio. HB-Virusträger (Erregerreservoir)
780.000 Todesfälle/Jahr als Folge einer HBV Infektion
650.000 an Leberzirrhose/-krebs; 130.000 an akuter HB
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Risiko eines chronischen HB-Infektionsverlaufs
in Abhängigkeit vom Alter
Carr
ier-
Ris
iko in %
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Die HBV Übertragungswege
Parenteral: Blut und Blutprodukte
Perkutan: Injektionsnadeln – Stichverletzungen von med. Personal
- i.v. Drogenabhängige
Blutig kontaminierte Gegenstände oder Hygieneartikel
z.B Rasierklingen, Zahnbürste, möglicherweise Tätowierung
Nosokomial: - z.B. Dialyse
Vertikal: Perinatal
Sexuell: Sperma, Vaginalsekret
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DNA Polymerase HBV DNA
außere Lipid-Hülle
mit Oberflächen-(surface)
Antigen (HBsAg)
inneres Core-protein
(HBcAg)
HBeAg HBsAg
Das Hepatitis B Virus: Schema
lösliches Antigen
nicht am Aufbau des
Viruspartikels beteiligt
SVP
SVP = subviral particle
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HBcAg
HBeAg
Anti-HBeAk
Anti-HBcAk
HBV DNA
HBsAg
HBsAg
Anti-HBsAk
Serologische Marker einer HBV Infektion
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unkomplizierter Verlauf: „Ausheilung“
Inkubationsphase: Zunächst keine detektierbare, dann starke Virusvermehrung
Immunaktive Phase: „Angriff“ virus-spezifischer CTLs
Zerstörung infizierter Zellen intrazelluläre Virusinaktivierung durch Zytokine Entzündungsprozess evtl. symptomatische Hepatitis
Niedrig replikative Phase
Erscheinen protektiver Antikörper (anti-HBs) volle Immunität gegen HB Virus
Ausgang der akuten HB Infektion:
HBV
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Akute selbst-limitierte HBV Infektion
An
tige
n d
oe
r A
ntikö
rpe
r
Wochen nach Exposition Jahre nach Exposition
0 5 10 15 20 48 2 4 6 8 >10
HBV DNA
HBeAg
Anti-HBs
HBsAg
Anti-HBc
Anti-HBe
HBV DNA
HBeAg
HBsAg
Anti-HBc Ak
Anti-HBe Ak
Anti-HBs Ak
Symptome
HBV: Antigene & Antikörper im Verlauf (1)
Transaminasen
HBV DNA
HBsAgHBcAg
HBeAgHBsAg
YY
Y
YYYYY
YY
Anti-HBsAk
YY
YY
YY
YY
YY
Y
Y
Anti-HBeAk
Anti-HBcAk
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Heidemarie Holzmann
Definition: >6 Mon. Präsenz HBs-Ag und HBc-Ak im Serum
unabhängig vom Nachweis einer Lebererkrankung 4 möglicherweise aufeinanderfolgende Phasen: • Immuntolerante Phase: HBs-Ag und HBe-Ag positiv HBV-DNA ▲, TA normal / minimal ▲ • Immunaktive Phase: HBV-DNA▼, TA ▲ Immunantwort zu schwach für
Viruselimination
• Niedrig/ nicht replikative Phase: normale TA Virusreplikation vom Immunsystem auf niedrigem Niveau gehalten
• HBsAg-negative Phase: HBV-DNA sehr niedrig; okkulte HB
Chronische HBV Infektion:
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Wochen nach Exposition Jahre nach Exposition
keine Anti-HBs Ak
HBV: Antigene & Antikörper im Verlauf (2)
An
tige
n d
oe
r A
ntikö
rpe
r
0 5 10 15 20 48 2 4 6 8 >10
Anti-HBc Ak
HBV DNA
HBeAg
HBsAg
Transaminasen
(Symptome)
Chronische HBV Infektion
HBV DNA
HBeAg
Anti-HBs
HBsAg
Anti-HBc
Anti-HBe
keine Anti-HBe Ak
HBV DNA
HBsAgHBcAg
HBeAgHBsAg
YY
YY
Y
Y
Anti-HBcAk
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Heidemarie Holzmann Torbenson M et al., Lancet Infect Dis 2002
Phasen der HBV Infektion
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• preC/C Gen Mutanten: HBe-Ag negativ
• preS/S Gen Mutanten:
`diagnosis escape´ HBs-Ag negativ (nicht detektiert)
`vaccine escape´ HBs-Ag zugleich mit HBs-Ak positiv
• Polymerase/Reverse Transcriptase Mutanten:
Lamivudin-resistente Mutanten (YMDD Motiv)
Famciclovir-resistente Mutanten
• X Gen Mutanten:
HBs-Ag und HBe-Ag negativ
Abwesenheit konventioneller serologischer Marker
• Core Promoter Mutanten:
Abwesenheit konventioneller serologischer Marker
reduzierte HBe-Ag Expression
HBV Mutanten
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HBV HDV
Gudima et al. 2007
ICTV Report (2005)
Hepatitis B- und Hepatitis Delta Viruspartikel
HBV virion
SVPs:
filamentous
spherical
HBsAg
SVP: subviral particle
Diagnostik:
Serologische Marker für HB
+ anti-HD- IgM, -IgG-AK, pos. HD-PCR
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HCV/12
Hepatitis C Virus
RNS Virus, Genus der Fam. Flaviviridae
weltweit > 170 Mio. chron. Träger, 399.000 Todesfälle p.a.
Anti-HCV Prävalenz: 0.2 - 1.5 %, in Europa Nord-Süd-Gefälle
vor seiner Entdeckung 1989 Hauptursache der NonA NonB Posttransfusionshepatitiden
Neue anti-virale Medikamente können ca. 95% der cHC
Patienten heilen
Inkubationszeit ca. 6 - 8 Wochen (2 - 26 Wochen)
Großteil der HCV Infektionen verläuft subklinisch: akuter Ikterus ca. 15 % chron. Hepatitis 60 - 85 %
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Blut & Blutprodukte
Nosokomial
Nadelstichverletzungen
Drogenabusus
Hygieneartikel & Tätowierung
Vertikal & Geschlechtsverkehr
Die HCV Übertragungswege
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HCV Diagnostik
HCV-Screening: Anti-HCV-AK ELISA • falls positiv zur Sicherung der Diagnose HCV-RNA Nachweis erforderlich
HCV Genotypisierung
HCV-Nukleinsäure PCR
(Goldstandard)
• bei Immundefizienz, Dialysepatienten
• bei Verdacht auf akute Infektion
• Bei Verdacht/Ausschluss Mutter-Kind-Transmission
Quantitative HCV-RNA (PCR) Wichtig zur Planung/Überwachung der antiviralen Kombinationstherapie
Sequenzanalyse: Mutationen, Resistenzen vor / während Therapie
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Hepatitis E Risiko!?
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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Heidemarie Holzmann
Department für Virologie
Wahlfach: Virushepatitiden – Heidemarie Holzmann
Schiller et al.
Gastroenterology,
2014
Diagnostik der chronischen HEV Infektion:
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Hepatitis B Befundung
• HBs Ag negativ
• HBs Ak negativ
• HBc Ak negativ
• HBs Ag negativ
• HBs Ak positiv
• HBc negativ
• HBs Ag negativ
• HBs Ak positiv
• HBc Ak positiv
• HBs Ag positiv
• HBs Ak negativ
• HBc positiv
• HBs Ag negativ
• HBs Ak negativ
• HBc Ak positiv
Kein Beweis für
eine Infektion
Immunität aufgrund
einer Impfung
Immunität aufgrund
einer durchgemachten
Infektion
Beweis für eine
Hep B Infektion
Falls reproduzierbar
„Anti-HBc only“ Status
oder okkulte HBV-
Infektion
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Heidemarie Holzmann
HCV/12
1a
1b
2
3
4
5
6
USA und westliche Industrienationen
USA, Japan, Europa
in meisten Industrienationen, jedoch nicht häufig
steigende Prävalenz bei i.v. Drogensüchtigen
begrenzt auf den Mittleren Osten u. Nordafrika
Südafrika
Asien
Genotyp: überwiegendes Vorkommen:
Hepatitis C Virus
Kleines, unhülltes RNS Virus
Genotypisierung wichtig für Therapie!
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Heidemarie Holzmann
HCV Diagnostik
Anti-HCV-AK ELISA
(pos. ab 7-8 Wo. bis 6 Mon. post Infektion)
(Nachweis von AK gegen verschiedene HCV Proteine)
HCV-Nukleinsäure PCR
(pos. ab 1-2 Wo. post Infektion)
qualitativ quantitativ
Genotypisierung wichtig für Therapie }
HCV Core Antigen ELISA (Quantitativ) Korreliert mit RNA Spiegel
HCV-AK-Bestätigungstest