Untersuchung von HLA-assoziierten Escape-Mutationen und deren Einfluss auf den Verlauf der akuten Hepatitis C Infektion
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im geförderten Projekt wurde an vier akut mit Hepatitis C infizierten Patienten das Ausmaß und die Kinetik der Virusevolution unter Einfluss der zellulären Immunantwort charakterisiert. Das komplette Virusgenom wurde zu mehreren Zeitpunkten zwischen 1 und 30 Monaten nach Übertragung sequenziert und auf CD8 T-Zell-Antworten gescreent. Für zwei Patienten konnte auch das Virus des Überträgers sequenziert werden. Nur 11% der Virusmutationen ausserhalb von Envelope waren direkt mit CDS T-Zeil-Antworten assoziiert, weitere 19% mutierten in Richtung Consensus und entsprachen damit wahrscheinlich Reversionen in Abwesenheit von Selektionsdruck im vorherigen Wirt (Virusüberträger). Die Mutationskinetik war abhängig vom Konservierungsgrad der betroffenen Aminosäure in der Bevölkerung, was darauf hinweist, dass die Möglichkeit des Virus, sich an die Umgebung anzupassen durch strukturelle und funktionelle Zwänge begrenzt ist. Die Mutationsrate nahm im Verlauf ab, möglicherweise im Zusammenhang mit im Verlauf nachlassendem Selektionsdruck durch T-Zell Dysfunktion. Zusammenfassend charakterisieren die Daten die Adaptationsmöglichkeiten des Virus an das zelluläre Immunsystem und unterstützen die Hypothese, dass T-Zell Dysfunktion mit ursächlich ist für einen chronischen Verlauf der Hepatitis C Infektion. In diesem ersten Projekt blieb unklar, ob mit den derzeit verfügbaren zellulären Methoden alle Immunantworten mit ausreichender Sensitivität erfasst werden können. Um den Zusammenhang zwischen Virus evolution und zytotoxischen Immunantworten umfassend zu charakterisieren werden derzeit in einem weiterführenden Projekt HLA assoziierte Viruspolymorphismen als alternative Methode zur Detektierung von Escape Mutationen evaluiert. In Kooperation mit mehreren interationalen HCV Kohorten wurden mehr als 500 Proben HCV infizierter Patienten gesammelt, deren HLA Typ bestimmt und das HCV Genom in ganzer Länge sequenziert. In einer vorläufigen Auswertung an 133 Patienten konnten 31 HLA assoziierte Sequenzpolymorphismen identifiziert werden. Mehrere dieser Mutationen entsprachen bekannten Escape Mutationen oder fielen in beschriebene CD8 T-Zell Epitope. Weitere aufgrund von HLA Assoziationen vorhergesagte Mutationen wurden in den akut infizierten Patienten aus dem ersten Projekt beobachtet. Zusammen validieren diese Ergebnisse HLA assoziierte Mutationen als eine mögliche sensitive Ergänzung für die Identifizierung von Escape Mutationen. Es ist ausserdem geplant, einen möglichen Einfluss von Viruspolymorphismen und Escape Mutationen auf das Therapieansprechen auf Interferon und Ribavirin zu untersuchen. In einem weiteren Projekt werden in Zusammenarbeit mit der Los Alamos HCV Datenbank seltene Hepatitis C Genotypen charakterisiert.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Impaired hepatitis C virus-specific T cell responses and recurrent hepatitis C virus in HIV coinfection. PLoS Med 2006;3:e492
Kim AY, Schulze zur Wiesch J, Kuntzen T, Timm J, Kaufmann DE, Duncan JE, Jones AM, Wurcel AG, Davis BT, Gandhi RT, Robbins GK, Allen TM, Chung RT, Lauer GM, Walker BD
- Characterization of full-length hepatitis C virus genotype 4 sequences. J Viral Hepat 2007;14:330-337
Timm J, Neukamm M, Kuntzen T, Kim AY, Chung RT, Brander C, Lauer GM, Walker BD, Allen TM
- Escape from the dominant HLA-B27- restricted cytotoxic T-lymphocyte response in Gag is associated with a dramatic reduction in human immunodeficiency virus lype 1 replication. J Virol 2007;81:12382-12393
Schneidewind A, Brockman MA, Yang R, Adam RI, Li B, Le Gall S, Rinaldo CR, Craggs SL, Allgaier RL, Power KA, Kuntzen T, Tung CS, LaBute MX, Mueller SM, Harrer T, McMichael AJ, Goukler PJ, Aiken C, Brander C, Kelleher AD, Allen TM
- Human leukocyte antigen-associated sequence polymorphisms in hepatitis C virus reveal reproducible immune responses and constraints on viral evolution. Hepatology 2007;46:339-349
Timm J, Li B, Daniels MG, Bhattacharya T, Reyor LL, Allgaier R, Kuntzen T, Fischer W, Nolan BE, Duncan J, Schulze zur Wiesch J, Kim AY, Frahm N, Brander C, Chung RT, Lauer GM, Korber BT, Allen TM
- Immunologie evidence for lack of heterologous protection following resolution of HCV in patients with non-genotype 1 infection. Blood 2007; 110:1559-1569
Schulze Zur Wiesch J, Lauer GM, Timm J, Kuntzen T, Neukamm M, Berical A, Jones AM, Nolan BE, Longworth SA, Kasprowicz V, McMahon C, Wurcel A, Lohse AW, Lewis-Ximenez LL, Chung RT, Kim AY, Allen TM, Walker BD
- Viral sequence evolution in acute hepatitis C virus infection. J Virol 2007;81:11658-11668
Kuntzen T, Timm J, Berical A, Lewis-Ximenez LL, Jones A, Nolan B, Schulze zur Wiesch J, Li B, Schneidewind A, Kim AY, Chung RT, Lauer GM, Allen TM
