Virus d’Immunodéficience Humaine Découverte du premier cas de VIH-1 en 1981 en France et de VIH-2 en 1986 en Afrique de l’Ouest

Les rétrovirus : structure Particule sphérique de 80 à 100 nanomètres de diamètre Virus enveloppés origine: membrane cellule infectée enrichie par des protéines spécifiques Capside complexe Génome : Diploïde 2 brins monocaténaires d’ARN de polarité +, reliés par des ponts hydrogène à leur extrémité 5' Le virus de l’immunodéficience humaine appartient à l famille des rétrovirus qui partagent tous une structure et des caractères communs.

Les rétrovirus : classification Selon la pathogénie des retrovirus on distingue 3 sous-familles. Les oncovius à arn qui sont les plus répandus. Capable de transformer des LT CD4+ in vitro Les lentivirus, respons de mal à evo lente et cythopatho en culture.

VIH : structure Enveloppe : Matrice p17 Capside conique complexe p24 Glycoprotéines Transmembranaires TM : gp 41 De surface SU : gp120 qui couvre gp41 Matrice p17 Capside conique complexe p24 Nucléocapside : p7 & p6 Génome : 2 ARN identiques de 9,2 kb Enzymes Reverse transcriptase RT Intégrase Protéase

VIH : structure

VIH : Génome Extrémités : séquences Long Terminal Repeat LTR Séquences nécessaires à la réplication Intégration sous forme de provirus dans le génome de la cellule hôte Gènes majeurs  protéines structurales caractéristiques de tous les rétrovirus Gag : protéines internes du virion (matrice, capside, nucleocapside) Pol : enzymes nécessaires à la réplication RT Intégrase Protéase Env : protéines de surface gp120 & gp41 Gènes accessoires protéines non structurales spécifiques du VIH Tat, rev, nef, vpr, vif, vpu (VIH-1) & vpx (VIH-2) Régulation de l’expression des protéines virales  réplication

Cycle de réplication Interaction VIH-cellule & entrée du virus Transcription inverse & réplication Transport nucléaire & intégration dans le génome humain Transcription du provirus Transport, maturation de l’ARNm & traduction Assemblage et libération des nouveaux virions Commun à tous les rétrovirus

Variabilité génomique du VIH Grande variabilité / autres virus Causes : Cycle rapide de réplication : 109 à 1010 virions/j Taux de mutation élevé (3.10-5/nt/cycle) lié aux erreurs de la RT Capacité de recombinaison du génome Conséquence : 1 cellule peut être infectée par 2 ou + souches différentes de VIH

Variabilité génomique du VIH VIH-1 & VIH-2 Origine : SIV (singe, Afrique) Génomes  50% de différence VIH-1 Présent dans le monde entier Proche du SIVCPZ VIH-2 Présent en Afrique de l’ouest uniquement Proche du SIVSM Présence de 2 gènes de régulations vpu vpx Vpu VIH1 et vpx VIH2

Variabilité génomique du VIH Phylogénie moléculaire du VIH-1 Classification en 3 groupes M Major O Outlier N nonM-nonO or New Groupe M est divisé en 9 sous types A-D, F-H, J et K Différenciation des groupes par séquençage env, gag & pol

Variabilité génomique du VIH VIH-1 & recombinaison Lors de co-infection entre 2 sous types Possibilité de recombinaison CRFs : Circulating Recombinant Forms 34 CRFs ont été identifiées URF: Unique Recombinant Forms

Variabilité génomique du VIH Répartition du VIH-1 + prévalents dans le monde : sous type C puis B

Variabilité génomique du VIH Répartition du VIH-1

Physiopathologie Exemple de la transmission sexuelle Contact avec le virus Cellules dendritiques de la muqueuse véhiculent le virus dans les ganglions lymphatiques régionaux = réservoirs viraux Transmission aux LT CD4+  activé Virémie = dissémination

Histoire naturelle Infection caractérisée par 3 phases : Primo-infection Phase asymptomatique Phase symptomatique Paramètres pris en compte Lymphocytes CD4+ Charge virale

Histoire naturelle CD4+ T cell count (cells per µL) HIV RNA copies per mL of plasma

Classification CDC

Classification OMS 2010

Classification OMS 2010

Atteintes rénales Diffuse Infiltrative Lymphocytosis Syndrome Néphropathie spécifique induite par le VIH ou HIVAN Glomérulonéphrite prolifératives diffuses à dépôts immuns ou HIVICK

Encéphalopathie à VIH Plus de 30% en absence d’ARV Symptômes : -troubles de concentration et de mémoire -ralentissement psychomoteur -troubles de l’humeur, apathie -myélopathie : paraplégie, troubles sphinctériennes -pas de troubles de consciences CV dans le LCR élevée

Cancers classants SIDA Sarcome de Kaposi Carcinome invasif du col de l’utérus Lyphomes : -Burkitt : stade précoce, monoclonal -grandes cellules immunoblastiques ou plasmocytaire : lymphome primitif du cerveau (EBV) -diffus à grandes cellules immuno- blastiques ou anaplasiques : lymphome primitif des séreuses (HHV8)

Cancers non classants SIDA Lymphome de Hodgkin : RR x 5 à 10 Maladie de Castelman multicentrique (HHV8) Carcinome anal : multiples sérotypes de HPV Carcinome bronchique : RR x 2 à 3 Mélanome Hépatocarcinome (co-infection VHB et/ou VHC)

Epidémiologie mondiale En 1995 : 20 millions d’individus infectés En 2008 : 33,4 millions d’individus infectés dont 22,4 millions en Afrique (71% des nouveaux cas) Depuis le début de l’épidémie : 60 millions d’infections Prévalence en Afrique de 5%, avec 5 pays dont la prévalence >20% : Afrique du Sud, Botswana, Lesotho, Namibie et Swaziland Première cause de décès chez l’adulte en Afrique

Epidémiologie mondiale Le mode de transmission principal hétérosexuel, mais diffère en fonction des continents : -Afrique, Caraïbes : hétérosexuel -Amérique Latine et Europe occidentale : Homosexuel et hétérosexuel -Europe de l’Est : drogues intraveineuses -Asie : drogues intraveineuses et hétérosexuel -USA : Afro-américains hétérosexuel, homosexuel En Afrique parmi les plus de 15 ans infectés, 60% sont des femmes

Epidémiologie mondiale Principales causes de décès en Afrique chez les VIH+ : -bactériémies -tuberculoses -paludismes L’amaigrissement est le symptôme le plus fréquent (80%).

Epidémiologie en France 50000 individus infectés Tests du VIH 4.96 millions de tests réalisés en 2008: stable/2006 et 2007 8% en CDAG Sérologies VIH positives 10.600 séro + en 2008 11 % = consultants de CDAG Diminution depuis 2005, stable/2007 Variations régionales ↑ IDF, DOM ↓ Aquitaine, Champagne-Ardennes

Découverte de séropositivité 3586 cas notifiés par les laboratoires 6500 découvertes de séropositivité estimées en 2007 et 2008 Diminution significative depuis 2004

Cas de sida 1550 cas diagnostiqués en 2008 34600 personnes ayant développé un sida & vivantes au 31.12.08 Diminution accentuée depuis 2003 qq soit Sexe Age Nationalité Mode de contamination

Cas de sida Pathologies inaugurales Pneumocystose 25% Tuberculose 20% Toxoplasmose cérébrale 14% Candidose oesophagienne 13% Kaposi 7% Diminution globale

Diagnostic indirect Tests de dépistage - ELISA Utilise protéines virales recombinantes, représentatif de l’ensemble des souches virales en circulation Très sensible et spécifique Nouvelle génération: détection combinée Ac anti-VIH1 et 2 de type IgG et IgM ainsi que la protéine p24 - Test rapide Immunochromatographie sur membrane Moins sensibles ++ dépistage Ac anti-VIH1 et 2 à la phase chronique

Diagnostic indirect Tests sérologique de confirmation - Western blot Technique de référence Protéines virales séparées par électrophorèse - Immunoblot Protéines recombinantes et peptides de synthèse

Diagnostic direct Détection de l’antigène p24 P24 du VIH1 mais réaction croisée avec p26 du VIH2 ELISA, confirmation par un test de neutralisation ++ suspicion primo-infection Isolement VIH en culture cellulaire Sur cellules mononuclées sanguines Multiplication du virus détectée par apparition Ag p24 ou activité RT dans le milieu ++ virus variants Test de neutralisation qui inhibe spécifiquement la détection de l’Ag

Diagnostic direct Détection acides nucléiques viraux - Amplification génique ADN proviral intégré dans ADN cellulaire ou ARN génomique + RT - Hybridation amplifiée: « ADN branché » Quantification virale Par les 4 techniques précédentes Quantification sur les virus libres plasmatiques ou intégrés dans les cellules sanguines mononuclées Dans le suivi: quantification ARN viral plasmatique = charge virale par PCR en temps réel (associé au taux de LTCD4+) Test de neutralisation qui inhibe spécifiquement la détection de l’Ag

Recommandations HAS (Oct 08) Le diagnostic biologique de l’infection par le VIH repose sur une stratégie en deux temps : analyse de dépistage analyse de confirmation Une analyse de dépistage positive doit toujours être complétée par une analyse de confirmation sur le même prélèvement. L’infection par le VIH n’est établie que lorsque le résultat de l’analyse de confirmation est positif et que des résultats concordants sont obtenus sur deux prélèvements distincts.

Recommandations HAS (Oct 08) Le maintien de la réalisation de deux techniques de dépistage des Ac sur le même prélèvement, n’est plus justifié en 2008. Dépistage de l’infection par le VIH: test ELISA combiné marqué CE avec un seuil de détection de l’Ag p24 au moins équivalent au seuil minimal requis par la réglementation européenne en vigueur pour les tests de détection de l’Ag p24 seul. Un résultat négatif de l’analyse de dépistage signe l’absence d’infection par le VIH, sauf dans le cas d’une exposition supposée au VIH datant de moins de 6 semaines. Cette modification de la pratique actuelle repose sur l’analyse des performances des techniques actuellement disponibles sur le marché européen pour le dépistage de l’infection par le VIH ainsi que la comparaison des performances des stratégies reposant sur une ou deux techniques de dépistage.

Recommandations HAS (Oct 08)

Quand débuter un traitement antirétroviral dans les pays industrialisés (PI)? Patients symptomatiques : -stade C du CDC -symptômes marques ou récidivants du stade B -HIVAN Patients asymptomatiques : CD4 < 500/µl Patients asymptomatiques et CD4 > 500/µl : -> 50 ans -CV > 100000 cp/ml ou décroissance des CD4 -co-infection VHC ou si indication à traiter le VHB -facteurs de risque cardio-vasculaire -souhaite réduire le risque de transmission sexuelle du VIH

Quand débuter un traitement antirétroviral dans les pays en développement (PED)? Stade OMS 3 et 4 CD4 < 350/µl En 2008 le taux de couverture en ARV dans les pays à faibles ressources était de 44% (4005000/9158000)

Traitements antirétroviraux (ARV) Inhibiteurs d’entrée Inhibiteurs du bourgeonnement Inhibiteurs de Protéase RNA RNA Proteins Inhibiteurs de la TI RT RNA RNA DNA RT DNA Inhibiteurs de l’intégrase DNA Provirus

Traitements antirétroviraux (ARV) Inhibiteurs nucléosidiques et nucléotidiques INTI zidovudine (ZDV, AZT) didanosine (ddI) zalcitabine (ddC) stavudine (d4T) lamivudine (3TC) abacavir (ABC) emtricitabine (FTC) tenofovir (TFV) Inhibiteurs non nucléosidiques INNTI nevirapine (NVP) efavirenz (EFV) Etravirine (ETR) Inhibiteurs de protéase IP saquinavir (SQV) ritonavir (RTV) indinavir (IDV) nelfinavir (NFV) fosamprenavir (fAPV) lopinavir (LPV) atazanavir (ATV) tipranavir (TPV) darunavir (DRV) Inhibiteurs d’Intégrase INI Raltegravir (RAL) Elvitegravir Inhibiteurs d’entrée Inhibiteur de fusion: enfuvirtide (T20) Inhibiteur de CCR5: Maraviroc (MVC)

INTI Les INTIs sont des pro-médicaments, à la différence des INNTIs et IPs Les INTIs agissent après avoir été transformés dans la cellule en composés triphosphorylés par des kinases cellulaires Les INTIs ressemblent aux dNTPs naturels -compétition pour liaison avec la RT et incorporation dans l’ADN viral -absence de groupement 3′-hydroxyl nécessaire à la polymérisation -terminaison de l’élongation du brin d’ADN viral Effets indésirables : lipodystrophie, acidose lactique, pancrétite, neuropathie périph, anémie (ZDV), rénal (TDF)

INNTI Mode d’action : fixation au niveau d’une poche étroite hydrophobe de la RT située près du site actif en 2 régions de la RT (AA 100 - 108 et AA 181 - 190) Inactifs sur VIH-1 O et VIH-2 Faible barrière génétique Effets indésirables : cutanées, neuropsychiques, hépatiques INNTI de seconde génération : étravirine (ETR), moins d’effets indésirables et pas de résistances croisées avec EFV et NVP.

IP Mis sur le marché en 1996 Inhibe la phase d’assemblage Forte barrière génétique Inhibiteur du cytochrome P450 : association avec ritonavir pour booster les concentrations intracellulaires. Effets indésirables : dyslipidémies, troubles digestifs, interactions médicamenteuses. IP de seconde génération : darunavir (DRV), moins d’effets indésirables et pas de résistances croisées.

INI Inhibe l’intégration de l’ADN proviral Réduction rapide de la CV Peu d’effets indésirables Mais faible barrière génétique Coût très élévé

Initiation du traitement antirétroviral dans les PI Trithérapie associant : -2 INTI : TDF/FTC ou ABC/3TC ou ZDC/3TC -3ème agent : IP/r (LPV ou ATV ou DRV) ou INNTI (NVP ou EFV) ou INI (RAL)

Initiation du traitement antirétroviral dans les PED Trithérapie associant : -2 INTI : AZT/3TC ou TDF/3TC ou TDF/FTC -1 INNTI : EFV ou NVP

Prévention des infections opportunistes Cotrimoxazole si CD4 < 200/µl en prévention de la pneumocystose et de la toxoplasmose

Suivi : tolérance Rythme : 2 sem, 1 mois, 3 mois puis tous les 3 à 4 mois Dans les PED, 30 à 35% de perdus de vues à 2 ans Objectifs : -adhérence et observance -examen clinique : état général, cutané, neurologique, digestif -dépistage du IRIS -contrôler des interactions médicamenteuses -examen paraclinique : NFS, bilan rénal, hépatique, métabolique, radiographie de thorax

Suivi : efficacité CV plasmatique : 1 mois, 3 mois, 6 mois puis tous les 6 mois CD4 tous les 6 mois Echec virologique : CVP > 50 cp/ml à 6 mois (ou 12 mois si CVP initiale > 105 cp/ml), dans les PED CVP > 5000 cp/ml Echec immunologique : absence d’ascension après 6 mois d’ARV

Suivi : efficacité -diminution < 2 log10 de la CV à 1 mois Suivi de l’efficacité clinique : -disparition des symptômes -infection opportunistes -néoplasie -atteintes neurologiques et rénales Facteurs prédictifs de mauvaise réponse : -CV initiale > 105 cp/ml ou CD4 < 200/µl -diminution < 2 log10 de la CV à 1 mois -CV > 400 cp/ml à 3 mois

Syndrome Inflammatoire de Restitution Immunitaire (IRIS) Exacerbation d’infections après la mise sous ARV : -CD4 < 100/µl -CVP > 105 cp/ml Manifestations les plus fréquentes : -rétinite à CMV -tuberculose pulmonaire ou cérébrale -cryptococcose cérébrale -LEMP -hépatite B et C

Prise en charge du succès Changement de traitement pour simplification et/ou diminution des effets indésirables. Avant tout changement faire un test de résistance pour vérifier que les ARV restants et nouveaux soient pleinement actifs Contrôle de la CV 1 mois et 3 mois après le changement

Prise en charge du succès Changement de ddI, d4T, AZT contre TDF, FTC, ABC, 3TC Changement de IP/r contre EFV, NVP, RAL Changement ATV/r contre ATV déboosté Si trithéprapie avec LVP/r ou DRV/r, passage à monothérapie LVP/r ou DRV/r

Prise en charge de l’échec Inhibition suboptimale de la CV : diminution de la CV < 2 log à 1 mois Absence de réponse virologique: CV > 50cp/ml à 12 mois Rebond virologique : ré-ascension de la CV après qu’elle aie été indétectable (2 points consécutifs)

Prise en charge de l’échec Quantifier l’échec: intensité et durée Retracer l’histoire thérapeutique du patient : échec précoce ou tardif Evaluer l’adhérence et l’observance Dosage plasmatique des ARV et recherche d’interactions médicamenteuses (ex : rifampicine) Recherche de résistance : tests génotypiques

Sélection de variants résistants Variants sensibles Variants résistants Début du traitement Sélection de variants résistants Charge virale Suppression incomplète de la réplication virale Défaut de puissance Taux plasmatiques insuffisants Défaut d’observance Pré-existence de résistance Temps

Prise en charge de l’échec Changement d’ARV en fonction du profil de résistance. Molécules de seconde ligne : -IP : darunavir, tripanavir -INNTI : étravirine -INI : raltégravir -Inhibiteurs d’entrée : enfurvitide et maraviroc Dans les PED, si test de résistance non disponible : -changer les INTI -remplacer INNTI par IP/r

Tests de résistances génotypiques Séquençage direct de la RT, la protéase, et de l’intégrase Limites : détections des sous-populations de variants > 20% Alternatives : Ultra Deep Sequencing (UDPS)

Epidémiologie des résistances en France Résistance primaire à au moins 1 ARV stable depuis 10 ans, en 2006 : 10,6% Chez les patients traités: -58% de R à au moins 1 ARV (48% INTI, 21% INNTI, 29% IP) -3,4% de R complète à 2 classes d’ARV -4,3% à tous les INTI -3,2% à tous les INNTI -4,4% à toutes les IP

Accès aux ARV dans les PED Depuis 2000, grâce à un effondrement du prix des ARV (10439$ vs 68$) le taux de couverture en ARV à nettement augmenté dans les PED jusqu’à 44% même si il reste insuffisant : -Afrique Sub-saharienne 44% -Amérique Latine et Caraïbes 54% -Asie du Sud et du Sud-Est 37% -Europe et Asie centrale 23% -Moyen-Orient et Afrique du Nord 14%