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Le resistenze di HIV sono destinate a scomparire? Andrea De Luca Istituto di Clinica delle Malattie Infettive Univ. Cattolica S. Cuore, Roma Malattie Infettive Universitarie, AOU, Siena

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Le resistenze di HIV sono destinate a scomparire?

Andrea De Luca Istituto di Clinica delle Malattie Infettive

Univ. Cattolica S. Cuore, RomaMalattie Infettive Universitarie, AOU, Siena

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Background

• I trattamenti più potenti e ad elevata barriera genetica dovrebbero determinare una riduzione delle resistenze

• Sempre meno pazienti in trattamento presentano viremie rilevabili

• Se la fonte primaria delle resistenze (i pazienti in fallimento con resistenze) viene ad esaurirsi, le resistenze dovrebbero scemare

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Prevalence of HIV resistance at several classes: all ARV-treated individuals (ARCA db; n=4,887)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

pe

rce

nt o

f p

atie

nts

Resistance NRTI

Resistance NNRTI

Resistance PI

Resistance any class

Multidrug resistance

Non B subtypes

n= 395 362 490 488 760 974 829 224Di Giambenedetto et al. Antivir Ther 2009

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0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

pe

rce

nt

of

pa

tien

ts

Resistance NRTI

Resistance NNRTI

Resistance PI

Resistance any class

Multidrug resistance

Non B subtypes

Di Giambenedetto et al. Antivir Ther 2009 n= 52 52 64 68 126 163 116 26

Prevalence of HIV resistance at several classes: in first line cART failures (ARCA db; n=717)

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Di Giambenedetto S et al. EACS 2009

Surveillance of the Epidemiology of Emergent HIV drug Resistance in Europe (SEHERE) (n=20763)

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Di Giambenedetto S et al. EACS 2009

Resistance to Drug Classes per Calendar Year

00.10.20.30.40.50.60.70.8

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

NRTI NNRTI PI_major

n= 365 839 1620 2027 2199 2306 2591 2731 2581 1900 1274 325

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Prevalence of different non-B subtypes by calendar year

0

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4

6

8

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12

199719981999200020012002200320042005200620072008

%

02_AG14_BG29_BFA1CDGOther

Di Giambenedetto S et al. EACS 2009

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Di Giambenedetto S et al. EACS 2009

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Prevalence of type 1 TAMs over calendar years

Di Giambenedetto S et al. EACS 2009

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Di Giambenedetto S et al. EACS 2009

Prevalence of other NRTI-RMover calendar years

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Di Giambenedetto S et al. EACS 2009

Prevalence of NNRTI-RMover calendar years

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Prevalence of selected major PI-RMover calendar years

Di Giambenedetto S et al. EACS 2009

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Di Giambenedetto S et al. CROI 2010

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Prevalence of transmitted HIV-1 drug resistance in Italy (n=1690)

Bracciale L J Antimicrob Chemother 2009

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Prevalence of transmitted HIV-1 drug resistance in Italy: subtype B only

Bracciale L J Antimicrob Chemother 2009

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Decline in transmitted HIV-1 drug resistance in the UK

UK Collaborative Group on HIV Drug Resistance, AIDS 2007

All patients (n = 4454)

Acutely infected (n = 316)

NRTI

NNRTI

PI

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Resistance can be transmitted from one individual to another

• Drug resistant virus is prevalent in primary infection and the transmission of resistant virus from individuals who have failed antiretroviral therapy is well documented

– Reviewed by Tang JW & Pillay D. J Clin Virol 2004; 30:1–10

• Transmitted resistant virus persists for long periods of time

– Pao D, et al. JAIDS 2004; 37:1570–1573– Little S, et al. Antirvir Ther 2003; 8:S129– Brenner B et al. AIDS. 2004; 18:1653–1660

• Resistant virus can be ‘re-transmitted’ from one treatment-naive individual to another

– Taylor S et al. AIDS Res & Hum Retroviruses 2003; 19:353–361– DeMendoza et al. Clin Inf Dis 2005; 41;1350–1354

‘Transmission chains’ could generate an undetected epidemic of infection with drug resistant virus

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How much does transmitted DR depend from emerging DR?

TDREDR

TDRTDR

EDR

Probabilità di trasmissione di DR:-efficienza intrinseca-carica virale-frequenza e modalità di esposizione

Probabilità di trasmissione di DR:>per mutazioni ad alta fitness>da pazienti off-therapy >in pazienti a diagnosi ignota>a pazienti non in terapia

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Analisi filogenetica in pazienti naive (ARCA, prima sequenza, sottotipo B, n=442)

resistance class0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

any RNRTI RNNRTI R maj PI R

Perc

ent r

esis

tant

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Assessment dei cluster tramite analisi filogenetica bayesiana

Branch lengths expressed in nt substitutions per site

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Analisi filogenetica in pazienti naive (ARCA, prima sequenza, sottotipo B, n=442)

• ML con 100 bootstrap runs:– 44 cluster identificati (mediana 2 pazienti: range 2-7)– 112/442 sequenze (25.3%) in cluster di naive– 7/44 cluster (15.9%) contengono resistenze– 13/41 (31.7%) sequenze con resistenze sono in cluster– 99/401 (24.7%) sequenze senza resistenze sono in

cluster

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Cluster con sequenze discordanti riguardo le resistenze

• 7 cluster con resistenze:– 3 concordanti (tutte le sequenze con

resistenze)– 4 discordanti (alcune sequenze con

resistenze, altre senza)

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Potenziali cause di discordanza rispetto alle resistenze nei cluster

EDR

TDR

noRPaziente 1

Paziente 2

Trattamento e fallimento

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Potenziali cause di discordanza rispetto alle resistenze nei cluster

TDR

noRPaziente 1

Paziente 2

-Resistenze non rilevabili (quasispecie minoritarie)

-Resistenze non trasmesse (minore fitness virale, bottleneck)

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Studi futuri per comprendere il fenomeno dei cluster discordanti

• Ampliamento del campione• Dinamica temporale?• Studio della direzionalità delle trasmissioni• Necessità di studio di sequenze longitudinali

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De Luca A Curr Op HIV AIDS 2009, in press

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Conclusions: is HIV drug resistance disappearing?

• Improved treatments and more active new agents are reducing EDR

• There are reports of reduced TDR• Nonetheless, TDR is continuously fuelled by

treatment naive individuals with at risk behaviors

• The entity of TDR derived from treated and from naive patients requires clarification

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Conclusions: is HIV drug resistance disappearing?

• Interventions towards naive individuals:– Earlier diagnosis– Behavioral changes– Treatment

may significantly reduce TDR• In the future there might be a further reduction of EDR and

TDR, but DR disappearance probably a dream:

– EDR and TDR in low-middle income countries– Durability of current regimens

• Will depend on wise and rationale usage/sequencing• No big news at the horizon

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Acknowledgements

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Acknowledgements• D Dunn, D Pillay, C Sabin UK-HIVDR and CHIC• R Camacho, Lisbon• M Ciccozzi, A Lo Presti, ISS, Roma, Italy• P Sloot, Univ. of Amsterdam, the Netherlands• ARCA: M Zazzi, C Balotta• Euresist: ARCA, AREVIR (R Kaiser), Karolinska (A. Sonnerborg) • Virolab: FP6 INFSO-IST-027446 (C Torti, D vd Vjver, AM Vandamme) • Computing Real-World Phenomena with Dynamically Changing

Complex Networks (DYNANETS): FP7-233847• Collaborative HIV and Anti-HIV Drug Resistance Network (CHAIN):

FP7 HEALTH-2007-B -223131

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Special acknowledgements

Iuri Fanti, B.Eng.CS Mattia Prosperi, PhD