Analysis of Hepatitis C Virus Intrahost Diversity across the Coding Region by Ultradeep Pyrosequencing

Hepatitis C virus (HCV) is the leading cause of liver disease worldwide. In this study, we analyzed four treatment-naive patients infected with subtype 1a and performed Roche/454 pyrosequencing across the coding region. We report the presence of low-level drug resistance mutations that would most likely have been missed using conventional sequencing methods. The approach described here is broadly applicable to studies of viral diversity and could help to improve the efficacy of direct-acting antiviral agents (DAA) in the treatment of HCV-infected patients.

Acute hepatitis C virus infection assessment among chronic hemodialysis patients in the Southwest Parana State, Brazil

Abstract Background Chronic hemodialysis patients are at higher risk for acquiring hepatitis C virus (HCV). The prevalence varies among different countries and hemodialysis centers. Although guidelines for a comprehensive infection control program exist, the nosocomial transmission still accounts for the new cases of infection. The aim of this study was analyze the follow up of newly acquired acute hepatitis C cases, during the period from January 2002 to May 2005, in the Hemodialysis Center, located in the Southwest region of Parana State, Brazil and to analyze the effectiveness of the measures to restrain the appearance of new cases of acute hepatitis C. Methods Patients were analyzed monthly with anti-HCV tests and ALT measurements. Patients with ALT elevations were monitored for possible acute hepatitis C. Results During this period, 32 new cases were identified with acute hepatitis C virus infection. Blood screening showed variable ALT levels preceding the anti-HCV seroconversion. HCV RNA viremia by PCR analysis was intermittently and even negative in some cases. Ten out of 32 patients received 1 mcg/kg dose of pegylated interferon alfa-2b treatment for 24 weeks. All dialysis personnel were re-trained to strictly follow the regulations and recommendations regarding infection control, proper methods to clean and disinfect equipment were reviewed and HCV-positive patients were isolated. Conclusion Laboratory tests results showed variable ALT preceding anti-HCV seroconversion and intermittent viremia. The applied recommendations contributed importantly to restrain the appearance of new cases of acute hepatitis C in this center and the last case was diagnosed in May 2004.

Distribution of hepatitis c virus (hcv) genotypes in patients with chronic infection from Rondônia, Brazil

Abstract Background Hepatitis C virus (HCV) is an important human pathogen affecting around 3% of the human population. In Brazil, it is estimated that there are approximately 2 to 3 million HCV chronic carriers. There are few reports of HCV prevalence in Rondônia State (RO), but it was estimated in 9.7% from 1999 to 2005. The aim of this study was to characterize HCV genotypes in 58 chronic HCV infected patients from Porto Velho, Rondônia (RO), Brazil. Methods A fragment of 380 bp of NS5B region was amplified by nested PCR for genotyping analysis. Viral sequences were characterized by phylogenetic analysis using reference sequences obtained from the GenBank (n = 173). Sequences were aligned using Muscle software and edited in the SE-AL software. Phylogenetic analyses were conducted using Bayesian Markov chain Monte Carlo simulation (MCMC) to obtain the MCC tree using BEAST v.1.5.3. Results From 58 anti-HCV positive samples, 22 were positive to the NS5B fragment and successfully sequenced. Genotype 1b was the most prevalent in this population (50%), followed by 1a (27.2%), 2b (13.6%) and 3a (9.0%). Conclusions This study is the first report of HCV genotypes from Rondônia State and subtype 1b was found to be the most prevalent. This subtype is mostly found among people who have a previous history of blood transfusion but more detailed studies with a larger number of patients are necessary to understand the HCV dynamics in the population of Rondônia State, Brazil.

Structural studies of Helicase NS3 variants from Hepatitis C virus genotype 3 in virological sustained responder and non-responder patients

Abstract Background About 130 million people are infected with the hepatitis C virus (HCV) worldwide, but effective treatment options are not yet available. One of the most promising targets for antiviral therapy is nonstructural protein 3 (NS3). To identify possible changes in the structure of NS3 associated with virological sustained response or non-response of patients, a model was constructed for each helicase NS3 protein coding sequence. From this, the goal was to verify the interaction between helicases variants and their ligands. Findings Evidence was found that the NS3 helicase portion of non-responder patients contained substitutions in its ATP and RNA binding sites. K210E substitution can cause an imbalance in the distribution of loads, leading to a decrease in the number of ligations between the essential amino acids required for the hydrolysis of ATP. W501R substitution causes an imbalance in the distribution of loads, leading and forcing the RNA to interact with the amino acid Thr269, but not preventing binding of ribavirin inhibitor. Conclusions Useful information is provided on the genetic profiling of the HCV genotype 3, specifically the coding region of the NS3 protein, improving our understanding of the viral genome and the regions of its protein catalytic site.

Comparative performance evaluation of hepatitis C virus genotyping based on the 5' untranslated region versus partial sequencing of the NS5B region of brazilian patients with chronic hepatitis C

Background Genotyping of hepatitis C virus (HCV) has become an essential tool for prognosis and prediction of treatment duration. The aim of this study was to compare two HCV genotyping methods: reverse hybridization line probe assay (LiPA v.1) and partial sequencing of the NS5B region. Methods Plasma of 171 patients with chronic hepatitis C were screened using both a commercial method (LiPA HCV Versant, Siemens, Tarrytown, NY, USA) and different primers targeting the NS5B region for PCR amplification and sequencing analysis. Results Comparison of the HCV genotyping methods showed no difference in the classification at the genotype level. However, a total of 82/171 samples (47.9%) including misclassification, non-subtypable, discrepant and inconclusive results were not classified by LiPA at the subtype level but could be discriminated by NS5B sequencing. Of these samples, 34 samples of genotype 1a and 6 samples of genotype 1b were classified at the subtype level using sequencing of NS5B. Conclusions Sequence analysis of NS5B for genotyping HCV provides precise genotype and subtype identification and an accurate epidemiological representation of circulating viral strains.

Hepatitis B revaccination for healthcare workers who are anti-HBs-negative after receiving a primary vaccination series

INTRODUCTION: This study aimed to evaluate the response to hepatitis B (HB) revaccination of healthcare workers (HCW) who are negative for antibodies to HB surface antigen (anti-HBs) after a complete vaccination series. METHODS: HCW whose anti-HBs test was performed > 90 days after a HB vaccination course were given a 4th dose. A post-vaccination test was done within 30 to 90 days. RESULTS: One hundred and seventy HCW were enrolled: 126 (74.1%) were anti-HBs-positive after the 4th dose. CONCLUSIONS: Rechecking anti-HBs after the 4th HB vaccine dose is a practical approach in case of post-vaccination tests performed >90 days after the full vaccination course.

Mechanismen der Aktivierung und Detoxifizierung von Aflatoxin B 1 in verschiedenen Leberzelltypen von Ratten, Mäusen und Waldmurmeltieren

Zusammenfassung: Die Applikation des Mykotoxins Aflatoxin B1 (AFB1) führt in der Ratte zu Lebertumoren hepatozellulären Ursprungs, während bisher keine transformierende Wirkung dieses Mykotoxins auf Kupffer- und Endothelzellen (Nichtparenchymzellen, NPC) nachgewiesen werden konnte. Diese Resistenzmechanismen der NPC gegenüber AFB1 wurden im ersten Teil dieser Arbeit untersucht. AFB1 ist per se inaktiv, wird jedoch durch Verstoffwechselung in den chemisch reaktiven, an DNA bindenden Metaboliten AFB1-8,9-Epoxid überführt. Daneben stellt die enzymatische Hydroxylierung von AFB1 am Kohlenstoff-9a zum Aflatoxin M1 eine Detoxifizierung dar. Durch HPLC-Analyse der AFB1-Metabolite konnte gezeigt werden, daß in Nichtparenchymzellen (NPC) das Verhältnis von 9a-Hydroxylierung zu 8,9-Epoxidierung höher als in Parenchymzellen (PC) ist. Die AFB1-9a-hydroxylase fördert insbesondere in den NPC der Leber die Bildung des weniger gentoxischen Metaboliten AFM1 und konkurriert daher um die Aktivierung von AFB1 zum mutagenen und kanzerogenen 8,9-Epoxid. Dieser metabolische Unterschied scheint also einen Beitrag zur Resistenz der NPC der Leber gegenüber der hepatokanzerogenen Wirkung von AFB1 zu leisten. Da ein Synergismus zwischen der AFB1-Exposition und einer Infektion mit dem Hepatitis B-Virus (HBV) beim Menschen bezüglich des Auftretens von hepatozellulären Karzinomen zu bestehen scheint, wurde im zweiten Teil dieser Arbeit untersucht, ob die metabolische Aktivierung von AFB1 durch eine HBV-Infektion verstärkt wird. In einem Vergleich der Biotransformation von AFB1 mit mikrosomalen Leberfraktionen von transgenen HBV-Mäusen und Kontrollmäusen wurde keine signifikanten Unterschiede festgestellt. Dagegen wurde bei Virus-infizierten Waldmurmeltieren eine deutlich reduzierte Bildung des AFB1-8,9-Epoxids beobachtet. Es konnte z.T. ein Zusammenhang zwischen den verschiedenen Stadien der Leberschädigung und den Metabolismusraten festgestellt werden, wobei die metabolische Aktivierung mit zunehmender Leberschädigung abzunehmen scheint. Auch hinsichtlich der Aktivitäten verschiedener Cytochrom P450 abhängiger Monooxygenasen wurde eine weitgehende Übereinstimmung mit den durch HPLC ermittelten Metabolitenprofilen des AFB1 beobachtet. Diese Studien mit subzellulären Leberfraktion der transgenen HBV-Mäusen und der Waldmurmeltieren zeigen, daß die Interaktion zwischen Hepatitis und AFB1 nicht mit der verstärkten metabolischer Aktivierung von AFB1 zu erklären ist. TGF-ß1, aus der Gruppe der Cytokine, wird als Mediator bei Entzündungsprozessen in der Leber so z.B. im Verlauf einer Virushepatitis freigesetzt. Aufgrund der besonderen Bedeutung des murinen CYP2A5 (ortholog zum humanen CYP2A6) bei der Aktivierung von AFB1 wurde der Einfluß von TGF-ß1 auf CYP2A5 in Primärkulturen von Maushepatozyten untersucht. Durch Messung der Aktivität der Cumarin-7-hydroxylase sowie durch Bestimmung der Proteinmenge von CYP2A5 mittels Western Blotting konnte zunächst die Induzierbarkeit des CYP2A5-Isoenzyms durch Phenobarbital in kultivierten Hepatozyten der Maus gezeigt werden. Nur bei einer niedrigen TGF-ß1-Konzentration wurde eine leicht erhöhte Expression von CYP2A5 festgestellt, ansonsten führte die Behandlung der kultivierten Maushepatozyten mit TGF-ß1 zu einer dosisabhängigen Verminderung der Expression von CYP2A5.

Structural and functional analysis of the hepatitis C virus non-structural protein 5A

Das Hepatitis C Virus (HCV) ist ein umhülltes RNA Virus aus der Familie der Flaviviridae. Sein Genom kodiert für ein ca. 3000 Aminosäuren langes Polyprotein, welches co- und posttranslational in seine funktionellen Einheiten gespalten wird. Eines dieser viralen Proteine ist NS5A. Es handelt sich hierbei um ein stark phosphoryliertes Protein, das eine amphipatische α-Helix im Amino-Terminus trägt, welche für die Membran-Assoziation von NS5A verantwortlich ist. Welche Rolle die Phosphorylierung für die Funktion des Proteins spielt, bzw. welche Funktion NS5A überhaupt ausübt, ist zur Zeit noch unklar. Beobachtungen lassen Vermutungen über eine Funktion von NS5A bei der Resistenz infizierter Zellen gegenüber Interferon-alpha zu. Weiterhin wird vermutet, das NS5A als Komponente des membranständigen HCV Replikasekomplexes an der RNA Replikation beteiligt ist. Das Ziel dieser Doktorarbeit war es, die Funktion von NS5A für die RNA Replikation zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurde eine Serie von Phosphorylierungsstellen-Mutanten generiert, die auf Ihre Replikationsfähigkeit und den Phosphorylierungsstatus hin untersucht wurden. Wir fanden, dass bestimmte Serin-Substitutionen im Zentrum von NS5A zu einer gesteigerten RNA Replikation führten, bei gleichzeitig reduzierter NS5A Hyperphosphorylierung. Weiterhin studierten wir den Einfluß von Mutationen in der Amino-terminalen amphipatischen α-Helix von NS5A auf die RNA-Replikation, sowie Phosphorylierung und subzelluläre Lokalisation des Proteins. Wir fanden, dass geringfügige strukturelle Veränderungen der amphipatischen Helix zu einer veränderten subzellulären Lokalisation von NS5A führten, was mit einer reduzierten oder komplett inhibierten RNA Replikation einherging. Zudem interferierten die strukturellen Veränderungen mit der Hyperphosphorylierung des Proteins, was den Schluß nahe legt, dass die amphipatische Helix eine wichtige strukturelle Komponente des Proteins darstellt, die für die korrekte Faltung und Phosphorylierung des Proteins essentiell ist. Als weitere Aspekte wurden die Trans-Komplementationsfähigkeit der verschiedenen viralen Komponenten des HCV Replikasekomplexes untersucht, sowie zelluläre Interaktionspartner von NS5A identifiziert. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse dieser Doktorarbeit, dass NS5A eine wichtige Rolle bei der RNA-Replikation spielt. Diese Funktion wird wahrscheinlich über den Phosphorylierungszustand des Proteins reguliert.

RNA-Strukturen im Hepatitis-C-Virus und ihre Bedeutung für Translation und Replikation

Das Hepatitis C Virus (HCV) ist ein umhülltes Virus aus der Familie der Flaviviridae. Es besitzt ein Plusstrang-RNA Genom von ca. 9600 Nukleotiden Länge, das nur ein kodierendes Leseraster besitzt. Das Genom wird am 5’ und 3’ Ende von nicht-translatierten Sequenzen (NTRs) flankiert, welche für die Translation und vermutlich auch Replikation von Bedeutung sind. Die 5’ NTR besitzt eine interne Ribosomeneintrittsstelle (IRES), die eine cap-unabhängige Translation des ca. 3000 Aminosäure langen viralen Polyproteins erlaubt. Dieses wird ko- und posttranslational von zellulären und viralen Proteasen in 10 funktionelle Komponenten gespalten. Inwieweit die 5’ NTR auch für die Replikation der HCV RNA benötigt wird, war zu Beginn der Arbeit nicht bekannt. Die 3’ NTR besitzt eine dreigeteilte Struktur, bestehend aus einer variablen Region, dem polyU/UC-Bereich und der sogenannten X-Sequenz, eine hochkonservierte 98 Nukleotide lange Region, die vermutlich für die RNA-Replikation und möglicherweise auch für die Translation benötigt wird. Die genuae Rolle der 3’ NTR für diese beiden Prozesse war zu Beginn der Arbeit jedoch nicht bekannt. Ziel der Dissertation war deshalb eine detaillierte genetische Untersuchung der NTRs hinsichtlich ihrer Bedeutung für die RNA-Translation und -Replikation. In die Analyse mit einbezogen wurden auch RNA-Strukturen innerhalb der kodierenden Region, die zwischen verschiedenen HCV-Genotypen hoch konserviert sind und die mit verschiedenen computer-basierten Modellen vorhergesagt wurden. Zur Kartierung der für RNA-Replikation benötigten Minimallänge der 5’ NTR wurde eine Reihe von Chimären hergestellt, in denen unterschiedlich lange Bereiche der HCV 5’ NTR 3’ terminal mit der IRES des Poliovirus fusioniert wurden. Mit diesem Ansatz konnten wir zeigen, dass die ersten 120 Nukleotide der HCV 5’ NTR als Minimaldomäne für Replikation ausreichen. Weiterhin ergab sich eine klare Korrelation zwischen der Länge der HCV 5’ NTR und der Replikationseffizienz. Mit steigender Länge der 5’ NTR nahm auch die Replikationseffizienz zu, die dann maximal war, wenn das vollständige 5’ Element mit der Poliovirus-IRES fusioniert wurde. Die hier gefundene Kopplung von Translation und Replikation in der HCV 5’ NTR könnte auf einen Mechanismus zur Regulation beider Funktionen hindeuten. Es konnte allerdings noch nicht geklärt werden, welche Bereiche innerhalb der Grenzen des IRES-Elements genau für die RNA-Replikation benötigt werden. Untersuchungen im Bereich der 3’ NTR ergaben, dass die variable Region für die Replikation entbehrlich, die X-Sequenz jedoch essentiell ist. Der polyU/UC-Bereich musste eine Länge von mindestens 11-30 Uridinen besitzen, wobei maximale Replikation ab einer Länge von 30-50 Uridinen beobachtet wurde. Die Addition von heterologen Sequenzen an das 3’ Ende der HCV-RNA führte zu einer starken Reduktion der Replikation. In den hier durchgeführten Untersuchungen zeigte keines der Elemente in der 3’ NTR einen signifikanten Einfluss auf die Translation. Ein weiteres cis aktives RNA-Element wurde im 3’ kodierenden Bereich für das NS5B Protein beschrieben. Wir fanden, dass Veränderungen dieser Struktur durch stille Punktmutationen die Replikation hemmten, welche durch die Insertion einer intakten Version dieses RNA-Elements in die variable Region der 3’ NTR wieder hergestellt werden konnte. Dieser Versuchsansatz erlaubte die genaue Untersuchung der für die Replikation kritischen Strukturelemente. Dadurch konnte gezeigt werden, dass die Struktur und die Primärsequenz der Loopbereiche essentiell sind. Darüber hinaus wurde eine Sequenzkomplementarität zwischen dem Element in der NS5B-kodierenden Region und einem RNA-Bereich in der X-Sequenz der 3’ NTR gefunden, die eine sog. „kissing loop“ Interaktion eingehen kann. Mit Hilfe von gezielten Mutationen konnten wir zeigen, dass diese RNA:RNA Interaktion zumindest transient stattfindet und für die Replikation des HCV essentiell ist.

Risposta Immunitaria Epatite B specifica in pazienti affetti da Epatocarcinoma

Hepatitis B x protein (HBx) is a non structural, multifunctional protein of hepatitis B virus (HBV) that modulates a variety of host processes.Due to its transcriptional activity,able to alter the expression of growth-control genes,it has been implicated in hepatocarcinogenesis.Increased expression of HBx has been reported on the liver tissue samples of hepatocellular carcinoma (HCC),and a specific anti-HBx immune response can be detected in the peripheral blood of patients with chronic HBV.However,its role and entity has not been yet clarified.Thus,we performed a cross-sectional analysis of anti-HBx specific T cell response in HBV-infected patients in different stage of disease.A total of 70 HBV-infected subjects were evaluated:15 affected by chronic hepatitis (CH-median age 45 yrs),14 by cirrhosis (median age 55 yrs),11 with dysplastic nodules (median age 64 yrs),15 with HCC (median age 60 yrs),15 with IC(median age 53 yrs).All patients were infected by virus genotype D with different levels of HBV viremia and most of them (91%) were HBeAb positive.The HBx-specific T cell response was evaluated by anti-Interferon (IFN)-gamma Elispot assay after in vitro stimulation of peripheral blood mononuclear cells,using 20 overlapping synthetic peptides covering all HBx protein sequence.HBx-specific IFN-gamma-secreting T cells were found in 6 out of 15 patients with chronic hepatitis (40%), 3 out of 14 cirrhosis (21%), in 5 out of 11 cirrhosis with macronodules (54%), and in 10 out of 15 HCC patients (67%). The number of responding patients resulted significantly higher in HCC than IC (p=0.02) and cirrhosis (p=0.02). Central specific region of the protein x was preferentially recognize,between 86-88 peptides. HBx response does not correlate with clinical feature disease(AFP,MELD).The HBx specific T-cell response seems to increase accordingly to progression of the disease, being increased in subjects with dysplastic or neoplastic lesions and can represent an additional tool to monitor the patients at high risk to develop HCC

Novel hepatitis E virus genotype in Norway rats, Germany

Human hepatitis E virus infections may be caused by zoonotic transmission of virus genotypes 3 and 4. To determine whether rodents are a reservoir, we analyzed the complete nucleotide sequence of a hepatitis E–like virus from 2 Norway rats in Germany. The sequence suggests a separate genotype for this hepatotropic virus.

Role of hepatitis C virus genotype 3 in liver fibrosis progression - a systematic review and meta-analysis

The progression of liver fibrosis in chronic hepatitis C has long been considered to be independent from viral genotypes. However, recent studies suggest an association between Hepatitis C virus (HCV) genotype 3 and accelerated liver disease progression. We completed a systematic review and meta-analysis of studies evaluating the association between HCV genotypes and fibrosis progression. PubMed, Embase and ISI Web of Knowledge databases were searched for cohort, cross-sectional and case-control studies on treatment-naïve HCV-infected adults in which liver fibrosis progression rate (FPR) was assessed by the ratio of fibrosis stage in one single biopsy to the duration of infection (single-biopsy studies) or from the change in fibrosis stage between two biopsies (paired biopsies studies). A random effect model was used to derive FPR among different HCV genotypes. Eight single-biopsy studies (3182 patients, mean/median duration of infection ranging from 9 to 21 years) and eight paired biopsies studies (mean interval between biopsies 2-12 years) met the selection criteria. The odds ratio for the association of genotype 3 with accelerated fibrosis progression was 1.52 (95% CI 1.12-2.07, P = 0.007) in single-biopsy studies and 1.37 (95% CI 0.87-2.17, P = 0.17) in paired biopsy studies. In conclusion, viral genotype 3 was associated with faster fibrosis progression in single-biopsy studies. This observation may have important consequences on the clinical management of genotype 3-infected patients. The association was not significant in paired biopsies studies, although the latter may be limited by important indication bias, short observation time and small sample size.