Aus der Klinik für Gastroenterologie, Hepatologie und Endokrinologie der Medizinischen Hochschule Hannover
Interferon-free therapy of chronic hepatitis C with direct-acting antivirals does not change
the short-term risk for de novo hepatocellular carcinoma in patients with liver cirrhosis
Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Medizin an der Medizinischen Hochschule Hannover
vorgelegt von Friederike Ebel aus Celle
Hannover 2018
Angenommen vom Senat der Medizinischen Hochschule Hannover am 11.06.2019
Gedruckt mit Genehmigung der Medizinischen Hochschule Hannover
Präsident: Prof. Dr. med. Michael P. Manns Wissenschaftliche Betreuung: Prof. Dr. med. Heiner Wedemeyer
1. Referent: PD Dr. med. Matthias Bahr 2. Referent: PD Dr. med. Rainer Lück
Tag der mündlichen Prüfung: 11.06.2019
Prüfungsausschuss:
Vorsitz: Prof. Dr. med. Tobias Welte
1. Prüfer: Prof. Dr. med. Carlos Guzmann
2. Prüfer: PD Dr. med. Frank Gossé
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis ... 3
Abkürzungsverzeichnis ... 4
Kapitel 1: Einleitung ... 5
1.1 Hepatitis C ... 5
1.1.1 Epidemiologie ... 5
1.1.2 Virologie ... 7
1.1.3 Natürlicher Verlauf ... 7
1.1.4 Therapie der chronischen Hepatitis C ... 8
1.1.4.1 Interferon-alpha ... 9
1.1.4.2 Direct-acting antivirals ... 9
1.2 Hepatitis C und HCC ... 10
1.2.1 HCC-Inzidenz bei HCV (historisch) ... 10
1.2.2 HCC-assoziierte Faktoren ... 11
1.2.3 Mechanismen der HCC-Entstehung bei HCV ... 11
1.2.4 HCC-Entstehung unter HCV-Therapie ... 12
1.2.4.1 Interferon-alpha ... 12
1.2.4.2 Direct-acting antivirals ... 12
Kapitel 2: Ziele des Dissertationsprojektes ... 13
Kapitel 3: Manuskript ... 13
Kapitel 4: Zusammenfassung ... 24
Kapitel 5: Schlussfolgerungen und neue Perspektiven ... 25
Kapitel 6: Literaturverzeichnis ... 27
Danksagungen ... 37
Lebenslauf ... 38
Ethik ... 39
Eidesstaatliche Erklärung nach § 2 Abs. 2 Nrn. 6 und 7 ... 39
Abkürzungsverzeichnis
AFP Alpha-Fetoprotein
ALT Alanin-Aminotransferase
DAA Direct-acting antivirals
DHC-R Deutsches Hepatitis C-Register
EMT Epithelial-mesenchymale Transition
HBV Hepatitis-B-Virus
HCC Hepatozelluläres Karzinom
HCV Hepatitis-C-Virus
HIV Humanes Immundefizienz-Virus
IFN Interferon
INR International Normalized Ratio
IRES Internal ribosomal entry side
MELD Model of End Stage Liver Disease
NASH Nichtalkoholische Steatohepatitis
NTRs Nontranslated regions
PCR Polymerasekettenreaktion (polymerase chain reaction)
PEG Polyethylenglycol
PEG-IFN-alpha Pegyliertes Interferon-alpha
RBV Ribavirin
RNA Ribonukleinsäure
SVR Sustained Virological Response
TERT Telomerase reverse transcriptase
Kapitel 1: Einleitung 1.1. Hepatitis C
Mit der Entwicklung spezifischer Diagnostik für das Hepatitis-A- und B-Virus in den 1970er Jahren wurde deutlich, dass die meisten Hepatitisfälle nach Bluttransfusion durch ein bisher unbekanntes infektiöses Agens verursacht werden mussten (Knodell et al., 1975; Tateda et al., 1979). Das Hepatitis-C-Virus wurde 1989 erstmals von der Arbeitsgruppe von Michael Houghton aus dem Serum eines Schimpansen, der künstlich mit der damals so genannten „Non-A-Non-B-Hepatitis“ infiziert worden war, identifiziert. Die Entdeckung des bis dahin unbekannten Virus erfolgte mit Hilfe der erstmaligen Klonierung von Genomfragmenten (Choo et al., 1989).
1.1.1 Epidemiologie
Die Hepatitis-C-Virusinfektion ist eine der Hauptursachen für chronische Lebererkrankungen (Polaris Observatory HCV Collaborators, 2017). Weltweit hatten mehr als 100 Millionen Menschen Kontakt mit dem Virus (Gower et al., 2014). Circa 70 Millionen Menschen leiden an einer chronischen HCV- Infektion mit positivem RNA Nachweis, was etwa 1% der Weltbevölkerung entspricht (Polaris Observatory HCV Collaborators, 2017).
Die Häufigkeit der Erkrankung variiert im weltweiten Vergleich stark zwischen den Regionen. In Entwicklungsländern besteht eine deutlich höhere Durchseuchungsrate als in Industrienationen. Die höchste Prävalenz besteht im Mittleren Osten und in Afrika (Hajarizadeh et al., 2013). In Ägypten und Kamerun sind mehr als 10% der Bevölkerung mit HCV infiziert (Nerrienet et al., 2005; Guerra et al., 2012). Trotz einer nur niedrigen bis mittleren Prävalenz in vielen asiatischen Ländern, lebt etwa die Hälfte der weltweit HCV-infizierten Menschen in dieser Region. China hat mit 29,8 Millionen die größte Anzahl an Hepatitis C-Kranken (Polaris Observatory HCV Collaborators, 2017). Im Gegensatz dazu ist die Erkrankungshäufigkeit in Nordamerika, Nord- und Westeuropa, Australien und Japan gering (Prävalenz < 2%). In Europa sind circa 8 Millionen Menschen mit dem Hepatitis C Virus infiziert. Dabei ist das Vorkommen der Hepatitis C in Ost- und Südeuropa sowie Italien deutlich höher (Prävalenz >
2,5%) als in West- und Nordeuropa (Prävalenz ≤ 1%) (Hajarizadeh et al., 2013).
So wie bei den Durchseuchungsraten bestehen auch bei den HCV Genotypen geographische Unterschiede. Am weltweit häufigsten ist der Genotyp 1. Er ist für etwa 46% der HCV-Infektionen verantwortlich und in Nord- und Lateinamerika sowie Europa vorherrschend. 20-30% der HCV- Infektionen werden durch den Genotyp 3 verursacht, welcher vor allem in Indien und Pakistan verbreitet ist. Die Genotypen 2, 4 und 6 sind seltener und machen insgesamt 23% der HCV-Fälle aus.
In Ägypten besteht eine besonders hohe Prävalenz des Genotyps 4. In Südafrika ist der Genotyp 5 und in Südostasien der Genotyp 6 besonders häufig (Hajarizadeh et al., 2013; Gower et al., 2014;
Messina et al., 2015; Thrift et al., 2017).
Abbildung 1.1: HCV-Genotypen. Darstellung der häufigsten HCV-Genotypen nach Ländern.
Modifiziert nach Messina et al., 2015.
Der klassische Übertragungsweg des Hepatitis-C-Virus ist parenteral. Die Transfusion von HCV- infiziertem Blut oder Blutprodukten sowie die Injektion mit kontaminierten Nadeln im Rahmen von intravenösem Drogenabusus sind heute die häufigsten Erkrankungsursachen bei HCV-Kranken (Alter, 1995). Seit der Etablierung routinemäßiger Untersuchungen bei Blutspendern in den frühen 1990er- Jahren spielen Bluttransfusionen in Industrieländern eine nur noch untergeordnete Rolle bei der Infektionsübertragung, während in Entwicklungsländern iatrogene Übertragungen durch Bluttransfusionen und unsichere medizinische Anwendungen hauptsächlich für HCV-Epidemien verantwortlich bleiben (Pomper et al., 2003; Hajarizadeh et al., 2013). In den Ländern der ersten Welt stellt heutzutage intravenöser Drogenabusus den häufigsten Übertragungsweg dar (Sharara et al., 1996). Auch intranasaler Drogenkonsum geht durch die gemeinsame Verwendung von Utensilien, wie blutkontaminierten Strohhalmen, mit einem erhöhten Infektionsrisiko einher (Grebely et al., 2012).
Eine Ansteckung durch andere Körperflüssigkeiten ist möglich, aber sehr unwahrscheinlich. Somit ist auch das Risiko der sexuellen Übertragung insgesamt niedrig. Allerdings werden Männer mit gleichgeschlechtlichen Sexualkontakten, Partner von intravenös Drogenabhängigen und Heterosexuelle mit sexuell übertragbaren Erkrankungen als Risikogruppen angesehen (Thomas et al., 1995; Rockstroh, 2005; Grebely et al., 2012; Ingiliz et al., 2017). Eine vertikale Virustransmission von der Mutter auf das Kind ist äußerst selten. Das Risiko liegt bei 3-10% und ist von der Viruskonzentration im mütterlichen Blut abhängig (Dunkelberg et al., 2014). Im Fall einer HIV- Koinfektion der Mutter steigt das Übertragungsrisiko auf das 4-fache. Die Möglichkeit einer Transmission des Virus durch die Muttermilch ist nicht gesichert (Gibb et al., 2000). Im medizinischen Bereich beträgt das Infektionsrisiko des Personals durch Nadelstichverletzungen in Europa im Durchschnitt weniger als 0,5% (Kubitschke et al., 2007). In einigen Ländern zeigen Hämodialysepatienten weiterhin erhöhte HCV-Prävalenzen (Kamal et al., 2018). Weitere Ursachen der HCV-Übertragung können Tätowierungen und Piercings sein (Robert Koch Institut, 2004).
1.1.2 Virologie
Das Hepatitis-C-Virus gehört zur Familie der Flaviviridae und dem Genus der Hepaciviren (Bartenschlager und Lohmann, 2000). Gemeinsame Merkmale aller Flaviviridae ist eine Virushülle aus Lipiden und ein positivsträngiger RNA-Einzelstrang als Genom (Simmonds et al., 2017). Bisher sind sieben unterschiedliche HCV-Genotypen (1-7) mit diversen Subtypen (a, b, c, etc.) bekannt (Mauss et al., 2017). Das Genom des Hepatitis-C-Virus besteht aus 9600 Basen mit einem offenen Leseraster, welches am 5‘ und 3‘ Ende von zwei nicht-kodierenden Regionen begrenzt wird (engl. nontranslated regions, NTRs). Das NTR 5‘ Ende besteht aus einer sogenannten internal ribosomal entry side (IRES), welche die Translation des viralen Genoms in das Polyprotein ermöglicht. Dieses Polyprotein wird wiederum in zehn verschiedene Proteine prozessiert, welche in Strukturproteine und Nicht- Strukturproteine unterteilt werden (Pietschmann, 2017). Zu den drei Strukturproteinen des Hepatitis-C- Virus gehören die zwei Glykoproteine E1 und E2. Sie sind in der Lipidhülle des Hepatitis-C-Virus verankert, bilden Heterodimere und spielen eine wichtige Rolle beim Eintritt des Virus in die Wirtszelle und der Fusion von Virusmembran und Endosom (Vieyres et al., 2014). Das die Nukleinsäure umhüllende Nukleokapsid des Virus ist aus mehreren Kopien des sogenannten Coreproteins, dem dritten Strukturprotein, aufgebaut. Die Nicht-Strukturproteine bilden den Replikationskomplex, in welchem das Genom des Virus repliziert wird (Quinkert et al., 2005; Moradpour et al., 2007).
Das Hepatitis-C-Virus tritt durch rezeptorvermittelte Endozytose in die Wirtszelle, den Hepatozyten, ein. Es folgt die Bildung eines Endosoms um das Virus. Durch den niedrigen pH-Wert im Endosom fusioniert die Virushülle mit der Membran des Endosoms. Das HCV-Genom wird aus dem Nukleokapsid in das Zytoplasma entlassen und am rauen endoplasmatischen Retikulum translatiert (Doerr und Gerlich, 2010). Es kommt zur Produktion des Polyproteins und zur Virusgenomvermehrung im Replikationskomplex (Thimme et al., 2012). Die Virusmontage erfolgt mit Hilfe von Lipidtröpfchen.
Über den Golgi-Apparat wird das Virus schließlich in Endosomen „verpackt“ und mittels Exozytose ausgeschleust (Dustin et al., 2016).
1.1.3 Natürlicher Verlauf
Bei der Hepatitis C-Infektion wird zwischen der akuten und chronischen Infektion unterschieden. Die Diagnose basiert auf dem Nachweis von HCV-RNA und Anti-HCV-Antikörpern. HCV-RNA ist im Blut innerhalb von wenigen Tagen bis hin zu 8 Wochen nach Exposition, häufig jedoch innerhalb von 2 Wochen, mittels PCR nachweisbar. Anti-HCV-Antikörper werden meist nach 2 bis 6 Monaten nachgewiesen. Das Auftreten der Anti-HCV- Antikörper wird als „Serokonversion“ bezeichnet (Kamal, 2008). Wird die Diagnose innerhalb von 6 Monaten nach Virusübertragung gestellt, spricht man von einer akuten HCV-Infektion (Hajarizadeh et al., 2013). Für die akute HCV-Infektion gibt es keinen spezifischen serologischen Marker. Sie wird durch den alleinigen Nachweis von HCV-RNA ohne Anti- HCV-Antikörper angezeigt. Bei der gleichzeitigen Anwesenheit beider Marker ist die Unterscheidung zwischen akuter und chronischer Infektion nicht eindeutig möglich. Hier sind weitere klinische und epidemiologische Faktoren zu berücksichtigen (European Association for Study of Liver, 2017).
Die akute Infektion verläuft in den meisten Fällen meist asymptomatisch. Nur 15-30% der Patienten entwickeln Symptome. Diese sind oft mild und unspezifisch, wie zum Beispiel Muskel- oder Gelenkschmerzen und Müdigkeit. Teilweise treten Ikterus oder rechtsseitige Oberbauchschmerzen auf (Manns et al., 2017). Ein fulminantes Leberversagen ist bei der akuten Infektion äußerst selten und tritt eventuell häufiger bei Patienten mit einer Hepatitis B-Koinfektion auf (Chu et al., 1999). In circa 10- 50% heilt die Infektion aus, d.h. HCV-RNA ist nicht mehr im Blut nachweisbar. Bei dem Großteil der Erkrankten chronifiziert die Erkrankung jedoch (Santantonio et al., 2008). Interessanterweise ist die Chronizitätsrate bei Patienten mit symptomatischer akuter HCV-Infektion niedriger als bei asymptomatisch Erkrankten (Gerlach et al., 2003). Die Ursache dafür, warum eine Minderheit der akut infizierten Patienten das Virus spontan eliminieren kann, ist bisher unklar. Wahrscheinlich ist dieses Phänomen von verschiedenen Wirts- und Viruseigenschaften sowie deren komplexen Interaktionen abhängig. In diversen Studien wurden unter anderem Zusammenhänge mit weiblichem Geschlecht, Stärke der Immunantwort, Präsenz virusspezifischer neutralisierender Antikörper und Genetik beschrieben (Micallef et al., 2006; Pestka et al., 2007; Heim und Thimme, 2014; Park und Rehermann, 2014; Cornberg und Wedemeyer, 2016). Ein Polymorphismus des IL28B Gens ist demnach stark mit der spontanen HCV-Elimination assoziiert (Thomas et al., 2009).
Wenn 6 Monate nach Virusexposition weiterhin HCV-RNA im Blut nachweisbar ist, wird von einer chronischen Hepatitis C-Infektion gesprochen. Patienten mit chronischer Hepatitis C unterliegen einem erhöhten Risiko für Leberfibrose und letztlich Leberzirrhose mit ihren Komplikationen (Manns et al., 2017). Solange keine Leberzirrhose vorliegt, sind die meisten Patienten asymptomatisch oder haben nur leichte Symptome (Merican et al., 1993). Nach 20 Jahren der HCV-Infektion entwickeln 4- 24% der Patienten eine Leberzirrhose (Maasoumy und Wedemeyer, 2012). Das Risiko für eine hepatische Dekompensation liegt dann bei fast 5% pro Jahr (Poynard et al., 1997). Sobald eine hepatische Dekompensation vorliegt, reduziert sich die 5-Jahres-Überlebensrate drastisch auf circa 50% (Planas et al., 2004). Bei Zirrhotikern besteht weiterhin eine kumulative jährliche Inzidenz von 4- 5% für ein hepatozelluläres Karzinom (HCC) (El-Serag, 2012). Bei chronisch HCV-Infizierten ist eine erfolgreiche Therapie die beste Möglichkeit, um Sterblichkeit und das Risiko der hepatischen Dekompensation zu senken (van der Meer et al., 2014; Anderson et al., 2014).
1.1.4 Therapie der chronischen Hepatitis C
Das Ziel der Therapie ist die Heilung in Form der sogenannten „Sustained virological response“
(SVR). Diese ist erreicht, wenn 12 Wochen nach Therapieende kein Virus mehr im Blut des Patienten nachweisbar ist. In den letzten 25 Jahren hat die Hepatitis C-Therapie einen revolutionären Wandel durchlaufen, und die Infektion ist heute in den meisten Fällen heilbar (Pawlotsky et al., 2015;
Wedemeyer, 2015). Dadurch können Komplikationen der Hepatitis C-assoziierten hepatischen und extrahepatischen Erkrankungen vermieden werden (European Association for the Study of the Liver, 2017).
1.1.4.1 Interferon-alpha
Die INF-alpha basierte Therapie stellte 1991 die erste zugelassene Therapieform gegen das erst kürzlich entdeckte Hepatitis-C-Virus dar (Hoofnagle et al., 1986; Di Bisceglie et al., 1989). Eine SVR konnte unter dieser ursprünglichen Therapie in nur circa 6% der Fälle erzielt werden. Außerdem waren dreimal wöchentliche Injektionen über eine Therapiedauer von 6 Monaten notwendig. Um 1998 wurde IFN-alpha dann mit Ribavirin (RBV), einem synthetischen Nukleosidanalogon mit breiter antiviraler Aktivität,kombiniert. Ursprünglich war RBV zur Behandlung von HIV-Infektionen entwickelt worden. Es hatte sich zwar bei der Therapie von HIV als ineffektiv erwiesen, in Zusammenhang mit der Anwendung war jedoch eine Reduktion der ALT aufgefallen (Manns et al., 2006;Pawlotsky et al., 2015). Die Hinzunahme von RBV und Verlängerung der Therapiedauer auf 48 Wochen brachte Erfolg.
Beim Genotyp 1 wurde eine verbleibende Viruselimination von bis zu 32% erreicht (Carter et al., 2017).
Die Zulassung von zwei pegylierten IFN-alpha Produkten in 2001-2002 bewirkte einen weiteren Fortschritt. Die pharmakokinetischen Eigenschaften von IFN-alpha wurden durch Pegylierung, d.h. die Bindung von Polyethylenglycol (PEG), verbessert. Durch die damit verbundene Verzögerung von Resorption und Elimination, nahmen Wirkdauer und -konzentration von IFN-alpha zu, sodass eine einmalige Injektion pro Woche ausreichend wurde (Manns et al., 2006). Durch Applikation von PEG- IFN-alpha zusammen mit RBV stieg die SVR Rate auf 46% für Patienten mit dem HCV-Genotyp 1 (Fried et al., 2002). Diese Kombinationstherapie zeigte zwar eine deutlich erhöhte Wirksamkeit, war allerdings auch sehr nebenwirkungsreich. Typische Nebenwirkungen waren grippeähnliche Symptome, schwere Anämie, Granulozytopenie, Thrombopenie, Müdigkeit und psychopathologische Veränderungen bis hin zu Suizidgedanken, welche in vielen Fällen zum Abbruch der Therapie führten und teilweise tödlich verliefen. Weiterhin kamen viele Patienten nicht für eine Interferon-basierte Therapie in Frage, da sie zum Beispiel bei Patienten mit dekompensierter Leberzirrhose oder anderweitig fortgeschrittener Lebererkrankung kontraindiziert war (Janssen et al., 1994; European Association for the Study of the Liver, 2014).
1.1.4.2 Direct-acting antivirals
Nachdem die in vitro Infektion von Gewebe und Zelllinien mit dem HCV-Virus möglich wurde und seine Replikation in der Zellkultur gelang, konnten Aufbau und Lebenszyklus des Hepatitis-C-Virus detailliert untersucht werden (Lindenbach et al., 2005; Wakita et al., 2005). Dadurch war die Entwicklung neuer direkt antiviral wirkender Substanzen, den „Direct-acting antivirals“ (DAAs), möglich. Die DAAs greifen drei verschiedene Schlüsselproteine des HCV-Lebenszyklus an, nämlich die NS3/4A Protease, die NS5B Polymerase und das NS5A Protein. NS3/NS4A-Proteasehemmer verhindern die Prozessierung des Polyproteins (z.B. Simeprevir, Paritaprevir, Asunaprevir, Grazoprevir, Boceprevir und Telaprevir (beide nicht mehr empfohlen)). NS5A-Hemmer greifen den Replikationskomplex an und verhindern sowohl die Vermehrung des HCV-RNA-Genoms als auch die Assemblierung und Freisetzung des Virus (z.B. Daclatasvir, Ledipasvir, Ombitasvir, Elbasvir, Velpatasvir). NS5B Polymerase-Hemmer greifen direkt in die Replikation ein (z.B. Sofosbuvir,
Dasabuvir). Es werden zwei Wirkstoffgruppen unterschieden, die nukleos(t)idischen und nicht- nukleos(t)idischen Polymerasehemmer (Manns et al., 2017).
DAAs werden seit 2011 in der HCV-Therapie eingesetzt. Von 2011 bis 2014 erfolgte dies zunächst üblicherweise in Form einer Triple-Therapie aus Erstgenerations-Proteaseinhibitoren, PEG-IFN-alpha und RBV. Darunter wurden zwar gesteigerte Ausheilungsraten von 70-80% verzeichnet, es bestanden aber nach wie vor zahlreiche, teils schwerwiegende Nebenwirkungen. Dies war unter anderem der weiterhin bestehenden Notwendigkeit einer Kombination mit IFN und/oder RBV geschuldet. Für Patienten mit dem Genotyp 1 waren beispielsweise sechs Behandlungsoptionen, einschließlich IFN- freier Therapieoptionen, zugelassen. Die wirksamste und in Bezug auf Handhabung und Sicherheit empfohlene Therapie war jedoch weiterhin die IFN-enthaltende, d.h. die Kombination von PEG-IFN- alpha, Ribavirin und Sofosbuvir (European Association for the Study of the Liver, 2014).
Durch die Entwicklung und Zulassung neuer DAAs im Januar 2014 wurde die Therapie der Hepatitis C revolutioniert. Da für diese neuen Substanzen keine absoluten Kontraindikationen mehr existieren und sie gut verträglich sind, können heutzutage viele Patienten, die bisher keiner Therapie zugänglich waren, erstmals behandelt werden. Es werden in kurzen Therapiezeiten Heilungsraten von mehr als 95% erreicht (Deterding et al., 2018). Behandlungsdauer und -art hängen von verschiedenen Faktoren, wie HCV-Genotyp, Viruslast und Schweregrad der Lebererkrankung bei Therapiebeginn, ab.
Therapieregimen variieren zwischen 8 und 24 Wochen und setzten sich aus Kombinationen von ein bis drei DAAs mit oder ohne RBV zusammen. Neben der hohen Ausheilungsrate und guten Verträglichkeit ist die Möglichkeit der oralen Einnahme als weiterer Fortschritt gegenüber den früheren IFN-basierten Therapien hervorzuheben (Solbach und Wedemeyer, 2015; Manns et al., 2017). Die Sicherheit und Verträglichkeit dieser Therapieoptionen ist mittlerweile in zahlreichen Studien und sogenannten Real-World-Kohorten, z.B. dem „Deutschen Hepatitis C-Register“ (DHC-R), belegt. Die Daten des DHC-Rs untermauern unter anderem eine sichere, erfolgreiche und nebenwirkungsarme Behandlung der zuvor schwierig zu therapierenden Patientengruppen mit Genotyp 3 und HIV- Koinfektion (Cornberg et al. 2017; Höner zu Siederdissen et al., 2017). Ein weiterer Vorteil der DAA- Therapie ist die oben erwähnte Kürze der Therapiedauer bis zu minimal 8 Wochen. Die Effektivität und Gleichwertigkeit einer 8-wöchigen Therapie mit Ledipasvir/Sofosbuvir (LDV/SOF) konnte durch die Daten des DHC-Rs ebenso bestätigt werden (Buggisch, 2017). Aktuell werden in Deutschland im Wesentlichen noch folgende Substanzen verwendet: Ledipasvir-Sofosbuvir (insbesondere beim HCV- Genotyp 1), Sofosbuvir/Velpatasvir (pangenotypisch), Pibrentasvir/Glecaprevir (pangenotypisch) und Elbasvir/Grazoprevir (Gentoyp 1 und 4) (Deterding et al., 2018).
1.2. Hepatitis C und HCC
1.2.1 HCC-Inzidenz bei HCV (historisch)
Das hepatozelluläre Karzinom ist weltweit die dritthäufigste Ursache für einen krebsbedingten Tod (Shlomai et al., 2014; Thrift et al., 2017). Die chronische Hepatitis-C-Virusinfektion ist wiederum für circa 25% der HCCs verantwortlich (Perz et al., 2006). Insbesondere Patienten mit HCV-bedingter Leberzirrhose haben ein stark erhöhtes Risiko ein HCC zu entwickeln. Dieses liegt bei 1,4-4,9% pro
Jahr (Fattovich et al., 1997; Sangiovanni et al., 2006; Lok et al., 2009). Das kumulative 5-Jahres- Risiko wird zwischen 2,1-30% beschrieben (Fattovich et al., 1997; 2004). Bei HCV-infizierten Patienten ohne Zirrhose ist eine HCC-Entstehung ungewöhnlich, aber nicht ausgeschlossen. So besteht auch bei Patienten mit fortgeschrittener Leberfibrose ein insgesamt erhöhtes Risiko von ungefähr 0,8 % pro Jahr (Lok et al., 2009).
1.2.2 HCC-assoziierte Faktoren
Neben der Leberzirrhose sind weitere Hepatitis C-assoziierte Risikofaktoren für die Entstehung eines hepatozellulären Karzinoms identifiziert worden. Dazu gehören Patienteneigenschaften, wie höheres Alter und männliches Geschlecht, ebenso wie bestimmte Koerkrankungen (Degos et al., 2000). Bei Vorliegen einer HBV-Koinfektion, einer NASH und insbesondere eines Diabetes mellitus Typ 2 besteht ein signifikant erhöhtes HCC-Risiko (Veldt et al., 2008; Lai et al., 2012; Kruse et al., 2014), Alkohol- und Nikotinabusus sind weitere Risikofaktoren, die in diesem Zusammenhang erwähnt werden müssen (Kuper et al., 2000; Koh et al., 2011). Auf Seite des Hepatitis-C-Virus wurde der Genotyp 3 als unabhängiger Risikofaktor bei Patienten mit Leberzirrhose und fortbestehender Infektion festgestellt (Nkontchou et al., 2011; Probst et al., 2011).
1.2.3 Mechanismen der HCC-Entstehung bei HCV
Die molekularen Mechanismen der HCC-Entstehung bei Patienten mit einer HCV-Infektion sind nur teilweise verstanden. Immer mehr Studien zeigen jedoch direkte und indirekte Wege der HCV- bedingten Krebsentstehung auf. Zudem scheinen genetische Faktoren die HCC-Pathogenese zu beeinflussen. Die Hepatokarzinogenese wird durch verschiedene virale Faktoren direkt angetrieben.
Zum Beispiel kann eine Umprogrammierung des Energiestoffwechsels zur Beeinträchtigung des Lipidmetabolismus führen. Das HCV-Coreprotein spielt eine Rolle in der Insulinresistenzentwicklung, aus welcher eine intrahepatische Lipidanreicherung und Steatoseentwicklung resultiert. Das Coreprotein trägt außerdem zu mitochondrialer Dysfunktion und damit oxidativem Stress bei. Beide Mechanismen sind wichtig in der HCV-assoziierten HCC-Entwicklung. Weiterhin wurde eine erhöhte Telomerase (TERT) Aktivität in HCV Core-transfizierten Hepatozyten beobachtet, die für transformierende und transformationsanfällige Zellen charakteristisch ist (Bandiera et al., 2016). Bei 60% der HCCs werden amplizierte TERT Gene gefunden. Zudem kann HCV in antiapoptotische Mechanismen involviert sein (Nault und Zucman-Rossi, 2016; Vescovo et al., 2016). Verschiedene Studien zeigen, dass die Fas-vermittelte Apoptose direkt durch verschiedene HCV-Proteine inhibiert wird. Es gibt jüngste Hinweise auf einen Einfluss von HCV-Proteinen auf die epithelial-mesenchymale Transition (EMT), welche Tumor- und Metastasenentwicklung fördert (Bandiera et al., 2016).
Zudem gibt es indirekte Mechanismen, welche die HCC-Entstehung durch Induktion einer immunvermittelten chronischen Entzündung antreiben. Ein Großteil der HCV-assoziierten HCCs entwickelt sich auf dem Boden einer Leberzirrhose, also klassischerweise nach mehreren Jahrzehnten chronischer Inflammation. Durch die Entzündungsantwort wird oxidativer Stress verstärkt. Reaktive Sauerstoffspezies, Zytokine und apoptotische Signale führen zu einem progredienten Zelluntergang und zur Fibrose, wobei das funktionstüchtige Leberparenchym fortschreitend durch nicht-
funktionsfähiges fibrosiertes Gewebe ersetzt wird. Die ausgleichende Regeneration mit erhöhter Proliferationsrate begünstigt chromosomale Instabilität und irreversible genetische und epigenetische Veränderungen. Es entsteht eine hochgradig krebsempfängliche Umwelt. Mehrere sog. „Inflammatory pathways“ werden mit HCC-Entstehung in Verbindung gebracht, zum Beispiel der NF-κB Pathway und IFN Pathway (Rusyn und Lemon, 2014; Vescovo et al., 2016; Bandiera et al., 2016).
1.2.4 HCC-Entstehung unter HCV-Therapie 1.2.4.1 Interferon-alpha
Durch eine Interferon-basierte Ausheilung der Hepatitis C wird das Risiko für die Entstehung eines hepatozellulären Karzinoms gesenkt und das Langzeitüberleben verbessert (Akamatsu et al., 2006;
van der Meer et al., 2012; Ogawa et al., 2013; van der Meer et al., 2014). Zahlreiche Studien haben unter IFN-Therapie ausgeheilte mit nicht ausgeheilten Patienten verglichen und zeigten bessere Ergebnisse bei Patienten mit SVR. Nach Interferon-basierter Ausheilung wird ein jährliches HCC- Risiko um 1%, beziehungsweise 0,9 pro 100 Personenjahren, beschrieben (El-Serag et al., 2016; van der Meer et al., 2017). Bei Patienten ohne SVR liegt das HCC-Risiko bei 4-5% pro Jahr. Es ist allerdings zu bedenken, dass das Ansprechen auf eine IFN-Therapie als Surrogat-Marker für einen ohnehin günstigeren Verlauf angesehen werden kann. Dies wurde zum Teil heftig diskutiert. Es gab zuvor außerdem nur wenige Studien, die ausgeheilte mit unbehandelten Patienten verglichen. Die deutsche LOTOS Kohorte ist eine der wenigen Studien, die diesen Punkt berücksichtigt. Sie zeigte bereits nach einem sehr kurzem Beobachtungszeitraum von 3 Jahren eine deutlich erhöhte Mortalität von unbehandelten Patienten (Wedemeyer et al., 2017). Insgesamt ist das Risiko für eine HCC- Entstehung nach SVR zwar deutlich reduziert, besteht aber bis zu 8 Jahre nach Ausheilung (Aleman et al., 2013).
1.2.4.2 Direct-acting antivirals
Die Frage ob interferonfreie DAA-Therapien das Risiko für eine HCC-Entstehung beeinflussen wurde unter anderem angeregt von Forschern aus Spanien, Italien, Frankreich, Österreich und dem Vereinigten Königreich diskutiert (Reig et al., 2016; Conti et al., 2016; ANRS collaborative study group on hepatocellular carcinoma, 2016; Kozbial et al., 2016; Cheung et al., 2016). Grundsätzlich muss hier zwischen dem Auftreten von de novo HCCs und Rezidiv-HCCs unterschieden werden. Die vor Beginn unserer Studie veröffentlichten Daten aus Italien und Spanien zeigten ein hohes HCC-Rezidivrisiko von fast 30% innerhalb von 6 Monaten, allerdings ohne den Vergleich mit einer Kontrollkohorte vorzunehmen (Reig et al., 2016; Conti et al., 2016). Die französische ANRS Studie hingegen verglich DAA-therapierte mit unbehandelten Patienten und wies in drei verschiedenen prospektiven multizentrischen Kohorten kein erhöhtes HCC-Rezidivrisiko nach. Die Rekurrenzraten betrugen 0,73 und 1,11 pro 100 Personenmonaten. Nur 2,2% der bei HCC Lebertransplantierten entwickelten ein Rezidiv (ANRS collaborative study group on hepatocellular carcinoma, 2016).
Das Auftreten von de novo HCCs nach DAA-Therapie war hingegen deutlich seltener. De novo HCCs entstanden in 3,2% innerhalb von 6 Monaten und in 5,2% innerhalb von 48 Wochen bei DAA- therapierten mit SVR (Conti et al., 2016; Kozbial et al., 2016). Dies entspricht ungefähr den zuvor
genannten Daten zum natürlichen Verlauf bei HCV-Zirrhose ohne Therapie. Auch die Studie von Cheung et al. zeigte insgesamt keinen signifikanten Unterschied in der HCC-Inzidenz zwischen behandelten und unbehandelten Patienten, ohne dabei zwischen de novo und Rezidiv-HCCs zu unterscheiden. De novo HCCs und Rezidive entstanden hier zusammengefasst in 5,4% innerhalb von 15 Monaten. Es bestand jedoch ein statistisch signifikanter Unterschied zu der HCC-Rate von 11,2 % bei Therapieversagern (p = 0,049) (Cheung et al., 2016). Zu Beginn dieses Dissertationsprojektes lagen noch keine weiteren Daten vor, um die Frage, ob Therapien mit den neuen Direct-acting antivirals das Risiko für eine HCC Entstehung verändern, zu beantworten. Mittlerweile sind jedoch zahlreiche weitere Arbeiten erschienen, die in der Zusammenfassung diskutiert werden.
Kapitel 2: Ziele des Dissertationsprojektes
Die Hepatitis C nimmt häufig einen chronischen, leberdestruierenden Verlauf. Bei weltweit etwa 70 Millionen chronisch Infizierten und prognostisch ungünstigen Folgeerkrankungen, wie Leberzirrhose und dem hepatozellulären Karzinom, stellt die Hepatitis C ein globales Gesundheitsproblem dar. Das Ziel dieser Arbeit war die Beantwortung der Frage, ob IFN-freie DAA-basierte antivirale Therapien das kurzzeitige Risiko für eine de novo HCC-Entstehung bei Patienten mit chronischer Hepatitis C und Leberzirrhose beeinflussen. Dabei sollte die de novo HCC-Inzidenz von Patienten mit Leberzirrhose, die eine chronische Hepatitis C mit interferonfreien Therapien ausgeheilt haben, mit der einer unbehandelten Kontrollkohorte von HCV-Zirrhotikern verglichen werden. Weiterhin sollten Risikofaktoren für die HCC-Entstehung nach IFN-freier HCV-Ausheilung identifiziert werden.
Kapitel 3: Manuskript
Interferon-free therapy of chronic hepatitis C with direct acting antivirals does not change the short-term risk for de novo hepatocellular carcinoma in patients with liver cirrhosis
F. Mettke, B. Schlevogt, K. Deterding, A. Wranke, A. Smith, K. Port, M. P. Manns, A. Vogel, M.
Cornberg, H. Wedemeyer
Alimentary Pharmacology & Therapeutics, Published: December 2017; DOI: 10.1111/apt.14427
Kapitel 4: Zusammenfassung
In dieser Arbeit wurde die HCC-Inzidenz von Patienten mit Hepatitis C und Leberzirrhose, welche die HCV-Infektion mit IFN-freien DAA-basierten antiviralen Therapien ausgeheilt haben, mit der von unbehandelten HCV-Zirrhotikern verglichen. Im Detail wurde eine prospektive Kohorte von Patienten, die seit der Zulassung von Sofosbuvir in Deutschland im Januar 2014 mit IFN-freien DAA-Therapien behandelt wurden, mit einer retrospektiven unbehandelten Kohorte bezüglich der Entstehung von de novo HCCs verglichen. Zusätzlich sollten im Rahmen der Studie Risikofaktoren für die HCC- Entwicklung identifiziert werden.
Die Patienten der beiden Kohorten wurden aus den Leberambulanzen der Medizinischen Hochschule Hannover rekrutiert. Einschlusskriterium war das Vorhandensein einer chronischen Hepatitis C- Infektion mit vorbestehender Leberzirrhose. Weiterhin musste zum Zeitpunkt des Beobachtungsbeginns ein HCC bildmorphologisch ausgeschlossen sein. Ebenso wurden Patienten mit HCC und/oder Lebertransplantation in der Vorgeschichte ausgeschlossen. Der Mindestbeobachtungzeitraum jedes Patienten betrug 12 Wochen. Ein ausreichender zeitlicher Abstand zu IFN-haltigen Therapien (mindestens 6 Monate) musste dokumentiert und nachvollziehbar sein. In die DAA-therapierten Kohorte wurden nur Patienten mit SVR eingeschlossen.
Die DAA-behandelte Kohorte beinhaltete 158, die Kontrollkohorte 184 Patienten. Es bestanden vergleichbare Baseline Characteristics. Die Leberfunktion, angezeigt durch MELD- und Child-Pugh- Score, sowie die Leberfunktionstests, waren gleichwertig. Allein der Bilirubinwert war in der DAA- behandelten Kohorte signifikant niedriger als in der unbehandelten Kohorte (Median [Spannweite] von 14 [3-78] vs. 16 [1,5-167] µmol/L, p = 0,0498). Ein statistisch signifikanter Unterschied bestand außerdem im Alter der Patienten, wobei die DAA-therapierten Patienten etwas älter waren (Median [Spannweite] von 59 [30-88] vs. 56 [33-84] Jahre, p = 0,02). Der mediane Beobachtungszeitraum der DAA-behandelten Kohorte betrug 440 Tage (Spannweite [91-908]), der mediane Beobachtungszeitraum der unbehandelten Kohorte 592 Tage (Spannweite [90-1000]). De novo HCCs wurden bei 3,8% der therapierten und 7,6% der „unbehandelten“ Patienten nachgewiesen. Wegen der signifikant unterschiedlichen Beobachtungszeiträume berechneten wir zur besseren Vergleichbarkeit die HCC Rate pro 100 Personenjahren. Dies ergab 2,9 HCCs pro 100 Personenjahren in der behandelten Kohorte und 4,5 HCCs pro 100 Personenjahren in der Kontrollkohorte. Die Kaplan-Meier Überlebenszeitanalyse und der Log-rank-Test zeigten, dass zwischen den beiden Kohorten kein signifikanter Unterschied in Bezug auf HCC-freies Überleben bestand (log-rank p = 0,39). Des Weiteren trennten sich die beiden Kurven nach ungefähr 15 Monaten. Die DAA-behandelte Kohorte blieb nach Tag 450 HCC-frei. Ab einem Jahr nach Therapiestart bestand ein jährliches HCC-Risiko von circa 1%. Dies entspricht dem in der Literatur beschriebenen HCC-Langzeitrisiko nach IFN-basierter HCV-Ausheilung (Bruno et al., 2016; van der Meer et al., 2017).
Zusammenfassend haben wir anhand einer großen prospektiven Single-Center-Studie gezeigt, dass Patienten mit HCV-bedingter Leberzirrhose nach IFN-freier DAA-Therapie eine ähnliche HCC-Inzidenz wie unbehandelte Patienten haben. In Zusammenschau mit den Daten der Literatur können die
Ergebnisse unserer Studie weiterhin nicht bestätigen, dass eine HCV-Ausheilung durch IFN-basierte und IFN-freie Therapieregimen in verschiedenen Langzeitrisken für eine HCC-Entstehung resultiert.
Basierend auf der univariaten Analyse war die Entwicklung eines HCC mit männlichem Geschlecht (p
= 0,02), fortgeschrittener Lebererkrankung, im Sinne von höheren MELD- (p = 0,02) und Child-Pugh Scores (p = 0,04), assoziiert. Passend dazu zeigte sich auch ein signifikanter Unterschied bei solchen Leberwerten, die einen fortgeschrittenen Leberschaden anzeigen, d.h. höheres Bilirubin (p = 0,01), höherer INR (p = 0,03), und niedrigeres Albumin (p = 0,02). Auch die AFP-Werte waren bei den Patienten mit HCC höher (p = 0,048). In der multivariaten Regressionsanalyse waren ein höherer MELD-Score (p = 0,001) und höhere AFP-Werte (p = 0,016) unabhängig mit einem höheren HCC- Risiko assoziiert.
Kapitel 5: Schlussfolgerungen und neue Perspektiven
Die vorliegende Studie erbrachte wesentliche neue Erkenntnisse in der aktuell kontrovers diskutierten Frage, ob Therapien mit neuen direkt antiviralen Substanzen das Risiko für die Entstehung von hepatozellulären Karzinomen verändern. Während der Durchführung unserer Untersuchungen wurden parallel mehrere Arbeiten aus verschiedenen Ländern publiziert, die unsere Befunde untermauern. In einer großen Arbeit aus Japan wurden Patienten, die mit IFN-basierten und IFN-freien Therapien behandelt worden waren, bezüglich ihres HCC-Risikos verglichen. Es zeigte sich kein signifikanter Unterschied in de novo (p = 0,49) und Rezidiv-HCC-Entstehungsraten (p = 0,54) zwischen den beiden Gruppen (Nagata et al., 2017). Ebenso beschreiben die Analysen der amerikanischen Veteranen- Kohorte kein höheres HCC-Risiko im Vergleich zur IFN-basierten Behandlung und sogar ein um 71%
reduziertes HCC-Risiko durch eine erfolgreiche DAA-Therapie (Ioannou et al., 2017). Die Studie von Li et al. aus den USA verdeutlichte gleichfalls eine geringere Wahrscheinlichkeit für eine HCC- Entstehung gegenüber unbehandelten Patienten (Li et al., 2017).
Fasst man alle bisher zu diesem Thema publizierten Studien zusammen, lässt sich zusammenfassen, dass das kurzfristige HCC-Risiko bei Patienten, die bisher keinen Nachweis eines hepatozellulären Karzinoms hatten, nicht verändert wird. Das bedeutet einerseits zwar kein erhöhtes Risiko nach Ausheilung mit direkt antiviralen Substanzen, andererseits aber auch keine kurzfristige Reduktion des Risikos. Mittel- und langfristig scheint sich dann jedoch das HCC-Risiko signifikant zu reduzieren und insgesamt im gleichen Bereich zu liegen wie nach einer Ausheilung durch Interferon-alpha. Weitere Studien müssen jedoch zeigen inwiefern sich das Risiko gegebenenfalls langfristig noch verändert.
Im Gegensatz dazu ist die Situation für Patienten, bei denen die Therapie der HCV-Infektion auf eine erfolgreiche HCC-Therapie folgt, nicht ganz so eindeutig. Hier gibt es einige Hinweise, dass Rezidive nach DAA-Therapie möglicherweise früher auftreten und einen aggressiveren Verlauf zeigen. Die zugrundeliegende Hypothese ist, dass sich durch die Ausheilung der Hepatitis-C-Virusinfektion immunologische Veränderungen einstellen, die einen Einfluss auf Immunantworten zur Überwachung von HCCs haben. Unsere Arbeitsgruppe konnte in ausführlichen Analysen zeigen, dass sich das inflammatorische Milieu vor und nach einer Ausheilung der Hepatitis C deutlich verändert (Hengst et al., 2016). Diese Befunde wurden auch von anderen Arbeitsgruppen bestätigt (Martin et al., 2014;
Einflusses einer HCV-Ausheilung auf die Funktion verschiedener Immunzellen weiterhin kontrovers.
Unsere Arbeitsgruppe hat Hinweise, dass sich sowohl Stärke als auch Funktion von HCC-spezifischen T-Zellen im Rahmen einer Ausheilung der HCV-Infektion abschwächen (Owusu Sekyere, in press).
Zukünftige Studien müssen somit den Einfluss einer Hepatitis C-Ausheilung auf die Mechanismen der Immunkontrolle von hepatozellulären Karzinomen genauer untersuchen. Es sollte in Zukunft außerdem eruiert werden, inwiefern eine zurückliegende Exposition gegenüber Interferon-alpha einen Einfluss auf die langfristige HCC-Entstehung hat. Weiterhin ist unklar, ob spezifische direkt antivirale Substanzen (zum Beispiel Proteasehemmer vs. Nukleotidanaloga vs. NS5A Hemmer) einen direkten Einfluss auf die HCC-Entstehung haben. Andere Faktoren, die grundsätzlich mit einem erhöhten Risiko für ein HCC einhergehen, spielen wahrscheinlich auch nach Ausheilung weiterhin eine Rolle.
Dazu gehören das Alter, das Geschlecht, die Rasse des Patienten oder auch das Vorliegen von metabolischen Faktoren wie ein Diabetes mellitus. Ob diese Faktoren allerdings eine gleichwertige relative Bedeutung vor und nach HCV-Ausheilung haben ist ebenfalls in zukünftigen Studien zu diskutieren.
Unsere Studie hatte Limitationen. Aus ethischen Gründen konnte nur eine retrospektive Kontrollkohorte untersucht werden und die Anzahl der Patienten und der absoluten Ereignisse von neu aufgetretenen HCCs ist relativ klein. Dennoch ist es die erste Studie dieser Art, die aus Deutschland publiziert wurde. Außerdem ist es die erste Studie, die eine unbehandelte gematchte Kontrollgruppe beinhaltet, und es ist hervorzuheben, dass das HCC-Screening mit gleichen Standards an einem einzigen Zentrum durchgeführt wurde.
Wir konnten zeigen, dass sich das kurzfristige HCC-Risiko bei Patienten mit HCV-induzierter Leberzirrhose durch eine Ausheilung der HCV-Infektion mit direkt antiviralen Substanzen nicht signifikant verändert. Dieser Befund hat direkte Konsequenzen für die klinische Praxis. Er legt nahe, dass Patienten mit HCV und vorbestehender Leberzirrhose, die eine antivirale Therapie beginnen, unbedingt regelmäßig und auch nach Ausheilung der HCV-Infektion auf das Vorliegen von hepatozellulären Karzinomen untersucht werden sollten.
Kapitel 6: Literaturverzeichnis
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