Biomarqueurs dans l infection VIH Laurence WEISS
Biomarqueurs prédictifs dans l infection VIH 1. Reflet Degré de déficit immunitaire Intensité de la réplication virale; Niveau du réservoir VIH Degré d activation du système immunitaire / inflammation Intensité et/ou qualité de la réponse immune spécifique du VIH 2. Type de Marqueurs Marqueurs virologiques, immunologiques, inflammatoires et génétiques Marqueurs prédictifs de la progression VIH dans l histoire naturelle de la maladie VIH et/ou dans l infection traitée Marqueurs prédictifs de la survenue de co morbidités chez les patients à charge virale contrôlée 2
Biomarqueurs prédictifs dans l histoire naturelle 3
Les nombres absolus de LT CD4, le % de CD4 et le ratio CD4/CD8 sont prédictifs de l évolution vers le SIDA 395 MSM parmi les 813 inclus dans la MACS Fahey, NEJM 1990
Autres marqueurs prédictifs de l évolution vers le SIDA dans la MACS Fahey, NEJM 1990
L ARN VIH est prédictif de la progression clinique indépendamment des nombres de LT CD4 et de la chute des LT CD4 I < 500 copies/ml II 501 to 3000 copies/ml III 3001 to 10 000 copies/ml IV 10 001 to 30 000 copies/ml V >30 000 copies/ml Mellors, Ann Int Med, 1998 6
N= 271 à date de séroconversion connue Échantillons disponibles entre 6 à 24 mois après infection Gr A: ADN VIH< 3 log/10 6 PBMC Gr B: ADN VIH 3 log/10 6 PBMC
Marqueurs génétiques (1) Génotype CCR5 Dean science 1997 Arenzana Seminar immunol 2006
Marqueurs génétiques (2) HLA classe I, variants KIR et contrôle virologique Allele frequency (%) 60 50 40 30 20 10 B27 B57 B35 B07 0 France HIC PTC Carrington et al Trends microbiol 2008 Saez Cirion et al PLoS Path 2013
Biomarqueurs prédictifs sous ARV 10
Le nombre de LT CD4 à l initiation du traitement ARV: marqueur pronostic majeur Egger, Lancet 02 11
Place des biomarqueurs d activation immunitaire/inflammation 12
Inflammation Innate Immunity 13
Mécanismes à l origine de l activation immunitaire dans l infection VIH Infection par le VIH Réponses immunes innées et adaptatives anti VIH Déplétion des cellules T CD4 CD4 + CCR5 + muqueuses (dont Th17) intégrité de la barrière muqueuse intestinale Translocation Microbienne activation des monocytes réponse homéostatique Réactivation d autres virus (CMV, EBV..) Protéines du VIH Activation lymphocytaire T Adapté de Appay, 2008
Marqueurs cellulaires d activation LT (1): L activation LT en phase chronique d infection est associée à la mortalité expression membranaire des marqueurs d activation HLA DR (HLA de classe II), CD38, CD25, CD70, NKp44L Entrent en cycle cellulaire et expriment le marqueur intranucléaire Ki 67 Donneur sain Survie > 18 mois Survie < 6 mois CD4 CD3 8 CD8 HLA DR Giorgi, JID 99 Leng et al, J.AIDS 2001 Hazenberg et al, AIDS 2003 15
Marqueurs d activation (2): Marqueurs solubles β2 microglobuline, néoptérine CRP (hs CRP): protéine de la phase aigüe Cytokines de l immunité innée: IL 6, IL 1RA D dimères (marqueur d une activité pro coagulante) CD14s (protéine de la phase aigüe, activation des monocytes) CD163s (relargué par les monocytes/macrophages activés) ICAM, VCAM (activation/dysfonction endothéliale) IP 10 (CXCL10, chimiokine produite en réponse à l IFN γ) Kuller, PloS Med 2008, Sandler, JID 2011, Burdo, JID 2011 16
Biomarqueurs prédictifs en primo infection 17
L activation lymphocytaire T en fin de primo infection est prédictive de la déplétion lymphocytaire T CD4 proportion avec CD4 > 350 CD38-MFI sur les cellules T CD8 (post-primo) semaines d observation Le set point d activation lymphocytaire T CD8 détermine la vitesse de la chute ultérieure des LT CD4 Marqueur indépendant de progression Deeks et al, Blood 2004 Mahnke, AIDS 2012 18
La fréquence des cellules T DN, les taux plasmatiques de CD14s et d IL 1RA sont prédictifs du set point immunologique en post primoinfection % HLA-DR + parmi les LT CD8 à M6 R= -0.76 p= 0.004 % HLA-DR + CD38 + / CD8 à M6 CD14s IL-1RA % cellules T DN, à l inclusion non stimulées anti-cd3/cd28 CD14s plasmatique à l inclusion (ng/ml) IL-1RA plasmatique à l inclusion (log pg/ml) IL-10 Les taux plasmatiques de CD14s et IL 1RA à l inclusion pourraient définir un "set point d activation immunitaire innée" qui précède et prédit le set point d activation lymphocytaire T CD8. TGF-β Petitjean, Chevalier et al., AIDS 2012 Chevalier et al, submitted 19
Biomarqueurs prédictifs dans l infection chronique 20
C Reactive Protein Level is Associated with AIDS Free Survival CRP, mg/l <1.2 1.3-2.3 >2.3 Variable Relative Time (95% CI) 1.0 0.86 (0.68-1.09) 0.63 (0.51-0.79) 0.21 <0.001 P Value CD4+ cell count 1.12 (1.08-1.16) <0.001 HIV RNA (log10) 0.34 (0.29-0.39) <0.001 Hemoglobin (g/dl) 1.14 (1.06-1.23) <0.001 N= 513 patients MACS Median CD4: 532 (IQR 342;721) Median HIV-RNA: 18450 (IQR 5359; 63741) 62% AIDS event 2709 person-years of follow-up Lau et al, Arch Intern Med 2006 21
Baseline Biomarker Levels Associated with All Cause Mortality SMART Study Biomarker Baseline Level DC arm OR (95% CI) P value VS Arm OR (95%CI) P value Hs CRP (Ug/ml) 2.3 (1.2 4.4) 0.01 2.7 (0.9 7.9) 0.08 IL 6 (Ug/ml) 3.8 (2.1 7.2) 0.0002 2.4 (1.1 5.2) 0.03 Amyloid A (mg/l) 1.6 (0.9 2.8) 0.11 1.5 (0.6 3.8) 0.40 Amyloid P (Ug/ml 0.8 (0.5 1.3) 0.40 0.7 (0.3 1.6) 0.46 D dimer (ug/ml) 5.9 (1.9 18.7) 0.002 7.1 (0.8 63.2) 0.08 F1.2 (pmol/l) 0.8 (0.4 1.5) 0.47 0.7 (0.2 2.2) 0.55 Kuller et al. Plos Medicine 2008 22
Fibrinogène et CRP, prédictifs de la mortalité dans l'étude FRAM 922 HIV infected participants from the Study of Fat Redistribution and Metabolic Change in HIV infection (FRAM) > 85% on cart (past or present) 70% with history of AIDS 50% HIV RNA BLT 20% HCV+ 5 year mortality risk Tien, JAIDS 2010 23
Sous ARV, forte diminution de l activation LT mais persistance d une activation résiduelle n = 30 HIV+ avec CV < 75 c/ml Hunt et al, JID, 2003 Hunt, JID 2008 24
Malgré un traitement ARV actif sur le long terme, les marqueurs inflammatoires solubles demeurent élevés % Diff. from General Population (MESA) 200 175 150 125 100 75 50 25 0 Unadjusted Adjusted for age, gender, race Fully adjusted hscrp IL-6 D-dimer Cystatin-C Neuhaus et al JID 2010; 201(12): 1788, Folsom et al Am J Hematol 2009; 84(6):349, Harris et al Am J Med 1999; 106:506, and unpublished data (SMART adjusted ORs in table) 25
Inflammation sans ARV Inflammation sous ARV Inflammation Sujets HIV Monocytes pdcs Immunité innée NK Immunité adaptative 26
Etude cas contrôle nichée dans SMART 74 DCs + 120 événements CV + 100 événements SIDA (20 NA) / N= 5472 2 contrôles/cas Pts majoritairements sous ARV avec CV < 400 cp/ml Baseline plasma scd14, IFABP, LPS, EndoCAB SCD14: marqueur d activation monocytaire (et une protéine de la phase aigüe) et non un marqueur de translocation microbienne
Peut on améliorer la prédiction du risque de mortalité avec les biomarqueurs de l inflammation? Veteran Aging Cohort Study RI= age/cd4/cv VACS index RI + Hb/index FIB4 age, transa, plaquettes /VHC/DFG: meilleure prédiction de la mortalité que le RI et que chacun des biomarqueurs étudiés VACS+ biomarqueurs inflammatoires (IL 6, D dimères, scd14) 1302 vétérans sous ARV 915 avec CV <500 c/ml 154 DC Justice CID 2012
CANCER CHRONIC VIRAL INFECTIONS HIV Inflammation Cardio Vascular Diseases Neurodegeneratives Osteoporosis
Comorbidités cardiovasculaires Dans l infection VIH: modifications de biomarqueurs connus ou potentiellement associés aux maladies CV Déplétion HDL Inflammation ( CRP, IL 6, scd14) Activation/dysfonction endothéliale ( VCAM, ICAM) Activation de la coagulation (D dimères) Que partiellement normalisés sous ARV Floris Moore, AIDS 2009 30
CD163 soluble: marqueur associé à l inflammation artérielle Hypothèse: inflammation artérielle > pts VIH+ comparés aux contrôles VIH appariés sur les FRV traditionnels Corrélée à l activation des mono/mф 81 participants dont 27 pts tous sous ARV (nadir CD4 100) FDG TEP (Mф activés: forte activité métabolique): ratio capture du FDG: target to background (TBR) Subramanian JAMA 2012 Variables VIH+ (N= 27) VIH appariés sur FRV (N= 27) TBR moyenne (95%IC) CAC score médiane (IQR) Pts avec athérosclérose VIH (N= 27) P value 2.23 (2.07 2.40) 1.89 (1.80 1.97) 2.13 (2.03 2.23) <0.001 24.4 (0.92 6) 0 (0 4.8) [N= 24] 425.2 (88.8 1234) [N= 16] Pas d association TBR CRP ou D dimères dans la population VIH+ < 0.001 31
Soluble Markers of Inflammation & Coagulation, but not T-Cell Activation, Predict Non-AIDS Defining Events During Suppressive ART Case control study of ALLRT subjects (ACTG studies) (ART naïve, HIV 1 RNA < 400 copies/ml at W48 of ART and HIV RNA < 400 copies/ml at all subsequent time points (isolated blips allowed). Cases developed: non accidental non AIDS death, MI, stroke, non AIDS cancer, or serious non AIDS bacterial infection. Controls (2 3/case) have endpoint free followup time > case; matched for age, sex, baseline CD4+ T cells, ART regimen & parent study Greater CD4 change at yr 1 associated with a decreased risk of non AIDS event (OR per 100 cells increase= 0.81, p= 0.007) Higher IL 6,sCD14, stnfr I, stnfr II, & D dimer independently associated with non AIDS event prior to ART and persisted despite ART Tenorio CROI 2013
Inflammation Persistante CRP, IL 6, IL 1RA,, scd14, stnfr D dimères Fg Gains de LT CD4 suboptimaux Immunosénescence Comorbidités (Athérosclérose accélérée, inflammation artérielle, troubles neurocognitifs, maladie rénale chronique, ostéoporose: «Inflam Aging», cancers) réservoir VIH Risque accru de mortalité 33
Un avenir pour ces marqueurs en pratique clinique Des pistes à explorer? Identifier des patients à faible risque de progression immunologique et clinique ADN VIH associé aux PBMCs Biomarqueurs inflammatoires (par ex: scd14 et IL 1RA prédictifs du set point d activation immunitaire en post primo lui même prédictif de la chute ultérieure des LT CD4) Utilité de biomarqueurs plasmatiques de réalisation simple pour prédire l IRIS? Considérer les marqueurs inflammatoires (CRP US, D dimères, IL 6?) pour mieux quantifier le risque cardiovasculaire et guider les explorations à la recherche d une athérosclérose infraclinique 34
Remerciements Hôpital Européen G. Pompidou Maria Manea Erika Bourzam Hôpital Saint-Antoine Pierre-Marie Girard Pauline Campa Nelly Desplanques Hôpital Tenon Laurence Slama G. Pialoux et tous les cliniciens des différents hôpitaux Tous les patients inclus dans l étude CHU Carémeau Nîmes Jean-Philippe Lavigne Catherine Dunyach INSERM U 1018 Laurence Meyer Christiane Deveau Feriel Tibaoui Mathieu Chevalier Gaël Petitjean Céline Didier Daniel Scott-Algara Françoise Barré- Sinoussi 35