Virus des hépatites et carcinome hépatocellulaire
Document sous presse à Gastroenterologie Clinique et Biologique

Olivier Rosmorduc, Raoul Poupon Service d'Hépatogastroenterologie , INSERM U. 402. CHU Saint-Antoine - Paris,
Patricia Paterlini Service de Biochimie et INSERM U. 370 CHU Necker Enfant-Malades  - Paris,
Christian Brechot Service d'Hépatologie et INSERM U. 370 CHU Necker Enfant-Malades - Paris

Cours du Diplôme d'Université Faculté de Médecine Saint Antoine
CHU Saint - Antoine 7 au 11 Juin 1999
Mis en ligne le 22 décembre 1999 par Bruno Bour MD        Maîtres Toiles

Le carcinome hépatocellulaire (CHC) est une des tumeurs les plus fréquentes dans le monde (8e rang). Cependant son incidence est très variable d'une région à l'autre. En effet, il existe des région à haut risque (Asie du Sud-Est, Chine, certaines régions d'Afrique sub-Saharienne) avec une incidence de 20 à 100 pour 100000 hommes par an; des régions à risque intermédiaire (Italie, Espagne, Argentine) avec une incidence de 8 à 12 pour 100000 hommes par an et des régions à faible risque (Europe du Nord, USA) avec une incidence d'environ 2 à 4 cas pour 100000 hommes par an. Cette incidence, significativement plus élevée chez les hommes surtout dans les régions de forte endémie, tend à augmenter avec l'age, avec une fréquence maximale variable d'une région à une autre (40 ans en Afrique, 50 ans en Asie et 60 ans en Europe). Les études de populations migrantes ont montré que celle-ci conservaient un risque correspondant à leur pays d'origine, mais qu'il existait une modification de ce risque avec les générations suivantes. Ceci suggère que le risque de CHC pour un groupe éthnique donné dépend étroitement de l'exposition à des facteurs environnementaux pendant les premières années de la vie (en particulier exposition aux virus des hépatites).
Plusieurs études épidémiologiques, cliniques et expérimentales ont depuis longtemps établi le lien entre CHC et infection par le virus de l'hépatite B. Des études plus récentes ont montré le rôle étiologique potentiel du virus de l'hépatite C dans le développement du cancer primitif du foie. Dans cette revue générale, le rôle potentiel du virus de l'hépatite G et du TTV dans la carcinogénèse hépatique ne sera pas abordé. Les résultats des études épidémiologiques les plus récentes sont en effet contradictoires (1, 2 ) ou trop préliminaires (3). Plusieurs arguments suggèrent que la cirrhose, qu'elle qu'en soit l'étiologie, est un facteur de risque majeur pour l'apparition du CHC. Les autres facteurs étiologiques potentiellement impliqués peuvent être des carcinogènes chimiques (l'alcool; l'aflatoxine BI dans certaines régions de Chine ou d'Afrique; peut-être les nitrosamines et, pour certains, le tabac), des facteurs hormonaux, en particuliers les stéroïdes anabolisants ou peut-être les oestrogènes, certaines maladies métaboliques (déficit en a1AT, tyrosinémie, hémochromatose, porphyrie cutanée, maladie de Wilson ... ) et d'éventuelles prédispositions génétiques actuellement non connues. Les mécanismes moléculaires de la carcinogénèse hépatique au cours des cirrhoses sont encore relativement méconnus. Les virus hépatotropes B et C pourraient intervenir en jouant un rôle direct (via l'intégration et/ou l'expression de protéines transactivatrices) ou indirect (via l'inflammation chronique). Cependant, d'autres facteurs non viraux interagissent probablement entre eux ou avec ces facteurs viraux, d'une façon variable d'une région à une autre, et jouent aussi un rôle dans la carcinogénèse hépatique.

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VIRUS DE L'HEPATITE B ET CARCINOME HEPATOCELLULAIRE

1) Organisation génétique du VHB: Le VHB est un petit virus à ADN de 3,2 kb dont la réplication débute par la synthèse à partir du génome viral localisé dans le noyau cellulaire d'un ARN prégénome qui va être encapsidé dans le cytoplasme. Cet ARN va ensuite être rétrotranscrit en ADN simple puis double brin à l'intérieur de sa capside, puis entouré d'une enveloppe et enfin exporté sous forme de virions dans le sérum. Au cours de son cycle de réplication, le VHB peut s'intégrer dans le génome de la cellule hôte, y persister indéfiniment et coder pour les différentes protéines virales. La séquence nucléotidique de son génome montre quatre cadres de lecture ouverts (ORFs) situés sur le brin (-), chevauchant et codant pour les protéines suivantes (4):
a - La région S code pour les trois protéines de surface: - le gène S, pour la protéine majeure (226 AA), portant les épitopes principaux a, d/y et r/w; - le gène PréS2/S, pour la protéine moyenne (281 AA),- le gène PréS1-PréS2-S, pour la grande protéine, jouant un rôle dans l'infectiosité du VHB par sa présence sur les particules de Dane (reconnaissance du récepteur hépatocytaire) et dans la régulation de la sécrétion de la protéine moyenne.
b - La région C code pour la protéine de nucléocapside qui porte une séquence C-terminale riche en AA basiques permettant une interaction entre protéine du core et acides nucléiques. La région PréC/C présente une séquence supplémentaire en 5' du gène C codant pour un peptide-signal adressant le précurseur PréC/C vers le réticulum endoplasmique (RE) où il subit une maturation par clivage (protéolyse N- et C-terminale) lui permettant d'être sécrété sous forme d'une protéine de 16 Kd, non nécessaire à la réplication virale, mais ayant probablement un rôle immunomodulateur l'Ag Hbe.
c - La région P code pour une protéine de 92 kDa: la polymérase virale. Ce gène présente 4 domaines de l'extrémité N-terminale vers l'extrémité C-terminale: 1) un domaine protéine terminale ayant un rôle dans l'initiation de la synthèse du brin long d'ADN et dans l'encapsidation; 2) un domaine non fonctionnel; 3) un domaine transcriptase inverse/ADN polymérase présentant des homologies avec la transcriptase inverse rétrovirale et 4) un domaine RNAse H. Il n'existe par contre aucune homologie avec l'intégrase ou la protéase rétrovirale.
d - La protéine HBx est une protéine virale de 17 kDa, de localisation cytoplasmique, qui semble jouer un rôle important dans la réplication du VHB. Son implication dans la carcinogenèse hépatique a été suggérée par l'obtention de tumeurs chez certaines souris transgéniques portant ce gène sous son propre promoteur (cf. plus loin). De plus, il a été montré que cette protéine pouvait activer la transcription de gènes cellulaires ou viraux in vitro (5-7).
e - Les régions régulatrices sont : 4 promoteurs, ne comportant pas de séquences classiques (TATA ou CAAT), situés en amont des quatre cadres de lecture (PréS 1 / PréS2 / PréC et X) et codant pour les 4 ARNm majoritaires (ARN prégénome, ARN codant pour les protéines d'enveloppe et pour HBx); 2 activateurs (Enhancer), respectivement situés au niveau de la région P et de la région X; un site unique de polyadénylation (région C); une région GRE (Glucocorticoide Responsive Element) dans la région S, qui lie un récepteur hormonal (récepteur à la déxaméthasone); et une séquence située en 3' de la région d'enveloppe et impliquée dans la régulation de l'épissage et le transport des ARN viraux (8, 9).

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2) Données épidémiologiques et moléculaires en faveur du rôle du VHB dans la carcinogénèse hépatique:
Plusieurs arguments épidémiologiques montrent qu'il existe une relation entre infection par le VHB et CHC. La prévalence de l'AgHBs chez les patients avec CHC varie de 60 à 80 % en Asie du Sud-Est ou en Afrique noire à 1020% en Europe du Nord ou aux USA (ces pourcentages augmentent encore jusqu'à 90% et 40% respectivement si on recherche l'anticorps anti-HBc). Ainsi, quelle que soit la zone géographique, la prévalence des marqueurs B est 6 à 20 fois supérieure dans la population de patients avec CHC par rapport à la population générale. Une étude prospective a permis de suivre 22707 hommes pendant 8,9 ans à Taïwan. Les auteurs ont montré que le risque relatif de développer un CHC atteignait 100 chez les porteur chronique de l'AgHBs (10) et ce risque semble plus élevé en cas de persistance de marqueurs de réplication (AgHBe) (11). La persistance de l'AgHBs semble associée à une évolution plus rapide vers le CHC puisqu'il a été montré que les patients AgHBs négatifs (ou sans aucun marqueur B) développaient des carcinomes au moins 10 ans plus tard que les patients AgHBs positifs (12). Concernant les patients porteurs asymptomatiques de l'AgHBs, une étude canadienne n'a retrouvé aucun CHC sur une population de 317 patients suivis pendant 16 ans, suggérant que le risque de CHC reste faible dans cette population occidentale ( 13 ).
Pratiquement 100 % des CHC survenant à Taïwan sont AgHBs positif démontrant la forte liaison entre infection B et CHC dans cette région. Chang et al. ont récemment présenté le résultat d'une campagne massive de vaccination contre le VHB sur l'incidence du CHC chez les enfants de 614 ans (14). Son étude montre que cette incidence annuelle est passée de 0,70 cas pour 100.000 enfants en 1981-1986 à 0,57 en 1986-90 et à 0,36 en 1990-1994. Par contre, l'incidence d'autres tumeurs non liées au VHB (en particulier tumeurs cérébrales) n'a pas été modifiée. Ainsi, la vaccination contre le VHB a permis de faire significativement diminuer l'incidence du CHC chez des enfants et des adolescents dans cette région d'endémie après une période de 8 à 10 ans, confirmant la relation étroite entre l'infection B et la survenue du CHC.
Enfin, les techniques de virologie moléculaire, sont venus confirmer les données épidémiologiques. La détection par PCR de séquences virales d'ADN du VHB dans le sérum et le foie de sujets atteints de CHC a montré la forte prévalence de l'infection virale B, quelle que soit la région examinée et le status sérologique vis à vis de l'AgHBs. En effet, des séquences d'ADN du VHB ont été détectées dans 15 à 50 % des sérum et 25 à 70 % des foies, chez les patients avec CHC et séronégatifs pour l'AgHBs (Tableau 1). Ces différences sont probablement dues à des différences méthodologiques et/ou à des variabilités géographiques en ce qui concerne la prévalence de la persistance virale chez ces patients. Dans une étude, cette prévalence varie avec la zone géographique étudiée (56 % en France, 63 % en Italie et 76 % en Afrique) et semble plus forte chez les patients avec Ac anti-HBs par rapport aux patients sans aucun marqueur sérologique (80 % vs 56 % en France par exemple) (15-18). Il a aussi été montré que si une réplication virale B pouvait être présente dans le tissu non tumoral de patients AgHBs positifs et porteurs d'un CHC, celle-ci était le plus souvent absente dans le tissu tumoral. Une différence similaire a été retrouvée chez les patients AgHBs négatifs, avec cependant un nombre de copies virales par cellule nettement inférieur (l copie/1 00 ou 1000 cellules) ( 16 ). Enfin, il a été récemment montré que la dédifférentiation observée dans les cellules tumorales s'accompagne de modification de l'expression de certains antigènes viraux (persistance de l'expression de la protéine HBx, diminution ou absence d'expression de l'AgHBc) pouvant être impliquée dans la diminution de la réplication virale observée dans ces cellules (19). A ce mécanisme, s'ajoute l'accumulation de mutations du génome viral, en particulier au niveau de la polymérase, au cours de l'évolution de l'hépatite (20, 21)
En résumé, la persistance du virus B chez les patients avec CHC est probablement beaucoup plus fréquente que ne l'indiquent les études sérologiques. Ainsi, en Europe du Nord 70 à 80 % des patients avec CHC sont AgHBs négatifs et pourtant des séquences virales B sont détectées dans le foie de 50-60 % d'entre eux. Il apparait donc clairement qu'une majorité de patients séronégatifs pour l'AgHBs (probablement en raison d'une réplication virale difficilement détectable ou absente) ont été considérés à tort comme guéris. Enfin, il est possible que le nombre de copies virales intégrées, qui dépend de la charge virale initiale, joue aussi un rôle dans la carcinogenèse hépatique.

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3) Mécanismes de la carcinogenèse hépatique liée au VHB

a) mécanisme indirect: Le facteur de risque principal d'apparition d'un carcinome hépatocellulaire est la cirrhose (22, 23). En effet, 71 % des CHC se développent sur une cirrhose d'origine virale, plus de 80 % des CHC surviennent sur un foie cirrhotique, sur-tout dans les pays occidentaux et au Japon, moins fréquemment (4060%) en Afrique. De plus, 20 à 40 % des patients décédés des suites de leur cirrhose présentent un CHC. Enfin, l'incidence du CHC dans l'évolution d'une cirrhose, qu'elle qu'en soit l'étiologie, est de 3 à 5% par an. La date de contamination semble être un facteur déterminant puisque les infections très précoces (en période périnatale, surtout dans les régions de forte endémie) deviennent le plus souvent persistantes (80 %) et évoluent donc plus fréquemment vers le développement d'une tumeur. Un premier mécanisme de carcinogénèse apparait donc comme indirect et secondaire au processus de nécrose et de prolifération hépatocytaires, à l'activation de facteurs de croissance (IGFII, TGFa, EGF, TGF b) (24, 2 5 ), à la sécrétion de cytokines et la production de radicaux libres, aboutissant à la constitution d'une cirrhose. Ces processus pourraient permettre ensuite la sélection de nodules de régénération monoclonaux (26), initiés par l'intégration virale pouvant potentiellement évoluer vers un CHC (27). Le rôle de la cirrhose elle-même reste discuté, l'inflammation (assoçiant nécrose cellulaire, infiltrat inflammatoire et libération de cytokines) joue vraissemblablement un rôle majeur.

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b) mécanismes directs: Il existe cependant des cas de CHC développés sur des foies non cirrhotiques, présentant seulement des lésions d'hépatite chronique peu active avec une faible activité de régénération. Ces cas sont plus fréquents en Afrique (40 %) qu'en Europe ou au Japon (10 %) et ont été observés chez des sujets non exposés à l'aflatoxine BI (Michael Kew. Communication personnelle. 09/98). Ces tumeurs, ainsi que les CHC décrits chez des enfants et développés sur un foie non cirrhotique (28), suggèrent l'existence de mécanismes de carcinogenèse indépendants de la cirrhose et pourtant associés à la présence du VHB. En fait, des études récentes en Chine montrent aussi que 40 % des cancers du foie se développent en l'absence de cirrhose (Dr Sun. Communication personnelle. 09/98). Plusieurs études, effectuées en Southern blot sur des tumeurs humaines et analysant le profil d'intégration du génome du VHB, ont montré la prolifération clonale (29) de cellules ayant toutes le même site d'intégration du génome viral dans le génome cellulaire. Dans les zones de forte endémie, où la charge virale et le nombre de copies virales présentes dans le foie sont élevés, il est aussi possible d'observer la formation de plusieurs clones tumoraux indépendants avec sites d'intégration différentes. Ces résultats moléculaires suggèrent que l'intégration de l'ADN viral dans le génome cellulaire est un événement précoce de la carcinogenèse hépatique liée au VHB.

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- mutagénèse insertionnelle ou cis-activation

Au cours de son cycle de réplication (y compris lors d'hépatite aiguës ou fulminantes (30), le génome du VHB peut s'intégrer dans le génome hépatocytaire de l'hôte et persister dans les cellules infectées. L'intégration du virus peut s'effectuer à proximité d'une région codante du génome, modifier l'expression de ce gène et provoquer ainsi une mutagénèse insertionnelle ou cis-activation. Si le gène en question est impliqué dans la croissance et/ou la différentiation cellulaire cette mutagénèse insertionnelle peut être une étape de la carcinogenèse hépatique.
Chez l'homme quatre cas seulement de mutagénèse insertionnelle ont été bien documentés. Il s'agit de l'intégration du VHB dans les gènes codant pour la cycline A, la mévalonate kinase, le récepteur béta de l'acide rétinoïque (24, 3 1, 3 2 ) et très récemment SERCA 1 (3 3), une ATPase localisée dans le réticulum sarcoplasmique (34). L'intégration dans la partie 5' du gène a rendu possible la production d'ARN hybrides (avec une partie virale et une partie dérivée du gène cellulaire) exprimées à partir d'un des promoteurs viraux. Dans les cas de l'intégration du génome viral dans le gène codant pour le récepteur b de l'acide rétinoïque et dans celui de la cycline A, il a été possible de montrer qu'une protéine hybride, potentiellement exprimée dans la tumeur d'origine, est transformante. Ainsi, par exemple l'insertion de l'ADN du VHB dans le second intron du gène de la cycline A (Fig. 3) permet la transcription de deux ARN hybrides (VHB-cycline A) à partir du promoteur PréS2/S. Dans la protéine chimère (VHB-cycline A), les 152 acides aminés N-terminaux de la cychne (incluant la région de dégradation) sont remplacés par 150 acides aminés provenant du VHB rendant cette protéine chimère non dégradable in vitro.
Dans le modèle de carcinogenèse hépatique chez la marmotte la situation est différente. Le génome du virus de l'hépatite de la marmotte (WHV) s'intègre dans un gène de la famille Myc (NMyc, c-Myc, N-Myc2) dans au moins 80% des tumeurs et active ce gène. Plus récemment, il a été mis en évidence un nouveau site d'intégration préférentielle du WHV (locus -win"), induisant à nouveau à une activation anormale d'un des gène de la famille myc, bien qu'il soit situé à une grande distance de celui-ci (35, 3 6 ). Le mécanisme de mutagénèse insertionnelle est donc très fréquent dans ce modèle animal et l'on peut dire que le M7FM se comporte ici comme un rétrovirus tumorigène lent.

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- transactivation

Un autre mécanisme direct est la "transactivation", c'est-à-dire l'activation anormale d'un gène cellulaire par une ou plusieurs protéines virales synthétisées à distance de ce gène par l'ADN du VHB intégré dans le génome de l'hôte. Il existe actuellement deux protéines pour lesquelles des propriétés transactivatrices ont été bien démontré in vitro: la protéine HBx, complète ou tronquée en C-terminale, et d'autre part des protéines d'enveloppe PreS2/S tronquées en C-terminale. Les différentes études concernant la structure des séquences virales intégrées dans le tissu tumoral ont montré que l'intégration s'accompagne assez fréquemment de l'interruption du gène X et/ou du gène PréS2/S (40% et 25% des cas respectivement). Il parait donc que le mécanisme de l'intégration virale lui-même pourrait générer assez fréquemment des protéines transactivatrices. Un mécanisme de transactivation similaire a aussi été décrit pour d'autres virus tumorigènes chez l'homme comme l'HTLV 1 et 2 (Human T cell Leukemia Virus).

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-HBx et carcinogénèse hépatique:

Il a été montré in vitro que la protéine HBx pouvait activer certains gènes cellulaires (les oncogènes myc,jun etfos, le gène du récepteur à l'EGF (37-40), les protéines du MHC de classe I) ou certains gènes viraux (VHB, VIH) (41). Il a été montré in vitro que la protéine HBx avait de multiples propriétés biologiques: en particulier, une activité inhibitrice des sérine-protéases (pouvant aboutir à la stabilisation anormale de certaines protéines cellulaires) (42), la possibilité de modification de la régulation du cycle cellulaire et de la réparation de l'ADN (par association au facteur de transcription impliqué dans la réparation de l'ADN ERCC3 (43)) ou une association possible au protéasome entrainant une perturbation de la prolifération cellulaire et de l'apoptose, via une modulation de la dégradation de certaines protéines cellulaires et l'activation du facteur NF-kB (43 bis). La protéine HBx peut aussi induire une apoptose (44) dépendante ou non de p53 (45) (H. Sirma. Observation non publiée) et/ou par sensibilisation des cellules à l'effet apoptotique du TNFa (46).
In vivo, il a été montré que des souris transgéniques exprimant la protéine HBx pouvaient développer un CHC, même en l'absence de cirrhose (47, 48 ), bien que ce résultat difficile à reproduire (49, 50 ), probablement parce que la protéine HBx n'est que faiblement carcinogène (51 ) et agit plutôt comme cofacteur en synergie par exemple avec des carcinogènes chimiques (5 2). Enfin, des études récentes in vitro et in vivo ont suggéré que la protéine HBx pourrait agir via une interaction avec p53 (53, 54, 55). En particulier, il a été suggéré dans un modèle de souris transgéniques que la protéine HBx pourrait se lier à la p53, entraîner sa séquestration et donc son inactivation dans le cytoplasme (56).
L'intégration du génome viral dans le génome cellulaire est le souvent associée à des délétions de séquences d'ADN viral mais la région codant pour la protéine HBx est fréquemment retrouvée dans le tissu tumoral (57). Chez les sujets AgHBs négatifs avec CHC et persistance du génome du VHB dans la tumeur, le gène X est très souvent le seul gène viral transcrit. Ceci a été récemment confirmé par une étude de l'expression de la protéine HBx dans le tissu tumoral ( 19). Enfin, il a été suggéré que certaines mutations dans le gène X pourraient jouer un rôle dans la transformation cellulaire (58).

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3) Réarrangements chromosomiques

L'intégration virale peut aussi s'effectuer au niveau de régions répétitives (CG) (59) et/ou non codantes du génome. Une conséquence possible de ce type d'intégration est l'apparition de réarrangements chromosomiques dans le génome cellulaire (microdélétions, translocation, inversion ou duplication) (60, 6 1 ) qui pourraient, par le biais d'une instabilité chromosonique, jouer un rôle dans la tumorigenèse hépatique. Des pertes alléliques ont été fréquemment observées dans les CHC en particulier sur les chromosomes 17p, 8p, 16p, 16q, 4q, 5q, 13q, lp et 6q ((62, 6 3 ) et pour une revue voir (64», impliquant en particulier les gènes codant pour P53 (65) ou très récemment la b-catenine (66), mais seuls de rares cas de réarrangements spécifiquement associés au site d'intégration virale ont été décrits, par exemple sur les chromosomes llp, l7p et 4 (67-69). Les données actuelles de la littérature, en l'absence d'étude comparative portant sur la totalité du génome, suggèrent que la fréquence et la localisation des pertes alléliques dans les CHC ne semblent pas influencées par l'étiologie virale B de l'hépatopathie (65, 70, 71, 72).

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4) Cas particulier des patients AgHBs négatifs

Chez les sujets AgHBs négatifs ayant développé un CHC, population majoritaire dans les pays occidentaux, le rôle direct du VHB est moins clair. Ces tumeurs sont en effet caractérisées par un nombre de copies du génome viral beaucoup plus faible que celui retrouvé dans les cancers du foie développés chez les sujets AgHBs positifs (l sur 100 à 1000 cellules). Un mécanisme possible de cette faible persistance pourrait être celui du "hit and run'' évoqué pour d'autres virus tumorigènes. Dans cette hypothèse, le génome viral est indispensable initialement pour induire la transformation cellulaire mais pas pour assurer le maintien du phénotype tumoral. Dans les zones géographiques de faible endémie, la charge virale est faible ainsi que le nombre de génomes viraux intégré. La prolifération hépatocytaire s'accompagne ensuite de remaniements et de délétions des génomes viraux qui ne sont souvent détectable que par PCR dans les tumeurs et dont l'expression se limite, dans la majorité des cas, aux transcrits du gène X. Enfin, l'observation récente d'un cas de mutagenèse insertionnelle dans une tumeur du foie développée chez un sujet AgHBs négatif (intégration dans le gène SERCA 1 (33)) suggère que des mécanismes moléculaires similaires peuvent exister chez les sujets AgHBs positifs ou négatifs. Cette hypothèse est confortée par le modèle de carcinogenèse hépatique chez la marmotte. En effet, tous les animaux infectés à la naissance par le WHV et porteurs de l'antigène S développent un cancer du foie et 27 % des animaux infectés mais devenus séronégatifs développent un cancer du foie.

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5) Modèles animaux de CHC liés aux hépadnavirus:

La famille des Hépadnavirus inclue également le WHV (Woodchuck Hepatitis Virus), le DHBV (Duck Hepatitis B Virus), le GHBV (Ground Squirrel Hepatitis B Virus) et le HHBV (Heron Hepatitis B Virus). Ces virus sont tous hépatotropes mais diffèrent par une grande spécificité d'hâte quant à leur infectiosité. Une infection par le VHB n'est possible que chez l'homme ou les primates (chimpanzés). Les marmottes infectées à la naissance par le virus de l'hépatite de la marmotte (WHV) développent un CHC, dans pratiquement 100 % des cas après un délai de 2 à 3 ans (73). Cependant à la différence de l'homme, le foie non tumoral n'est pas cirrhotique et les nodules peuvent être polyclonaux. Deux aspects intéressants associent les Hépadnavirus et le cancer du foie: 1) la réplication du génome par une étape intermédiaire de transcription inverse d'ARN en ADN, l'organisation et séquence de leur génome présentent des similitudes évidentes avec les rétrovirus, ce qui a fait inclure les Hépadnavirus dans le groupe des Pararetrovirus; 2) Les Hépadnavirus dont l'infection est associée au développement du cancer du foie (HBV, WHV, GHBV) possèdent tous, dans leur génome, la phase ouverte de lecture qui code pour la protéine X, alors que cette phase ouverte de lecture n'a pas été retrouvée chez les Hépadnavirus non associés au cancer (DHBV).

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6) VHB. alcool et CHC

Dans les pays occidentaux, le CHC survient le plus souvent tardivement (# 60 ans), sur une cirrhose préexistante (# 90%) et chez des patients AgHBs négatifs (# 80%). Au contraire, dans certaines régions rurales d'Afrique, le CHC peut survenir précocement, indépendamment d'une cirrhose (# 40 %), chez des patients en général AgHBs positifs avec une forte réplication virale. D'autres facteurs étiologiques doivent donc intervenir dans la carcinogenèse hépatique dans les régions de faible endémie du VHB. Un de ces facteur pourrait être l'alcool. En effet, le rôle de l'intoxication alcoolique chronique dans le développement d'un CHC par le biais de l'induction d'une cirrhose est largement admis. Ainsi, la prévalence des CHC au cours des cirrhoses alcooliques varie de 7 à 13 % et le risque relatif de CHC varie de 1,2 à 4,2 pour une consommation d'alcool > 80 g/i (74).
Cependant, la prévalence des marqueurs B chez les patients alcooliques chroniques est 2 à 4 fois celle de la population normale (16 à 40 % et jusqu'à 72 % dans une étude japonaise), bien que la cause n'en soit pas claire (74). En outre, le profil sérologique des patients alcooliques chroniques est souvent atypique (75): les marqueurs les plus souvent retrouvés sont les anticorps anti-HBs et HBc mais assez souvent, l'anticorps anti-HBc peut être isolé; par contre, la prévalence de l'AgHBs est faible. L'alcool pourrait être directement responsable de cette discordance, en modifiant par exemple le métabolisme de certaines protéines virales, comme cela a été montré pour la sécrétion de l'AgHBs dans un modèle de souris transgéniques (76), ou en modifiant la réponse immunitaire de ces malades vis à vis de l'AgHBs. La prévalence des marqueurs du VHB est relativement comparable chez les patients présentant une hépatopathie alcoolique quelqu'en soit la sévérité, incluant les patients cirrhotiques (25 à 30 %). Par contre, elle est significativement plus élevée chez les patients ayant développé un hépatocarcinome (45 à 82 %). De plus, l'ADN du VHB a été détecté (par Southern Blot) dans 100 % des foies tumoraux et 16 % des foies de patients sans CHC (74). Enfin, une étude plus récente a montré l'existence d'un effet synergique entre l'infection chronique par le VHB et la consommation excessive d'alcool sur l'apparition d'un CHC (77).
Il n'y a pas de donnée expérimentale démontrant le rôle direct mutagène de l'alcool, bien que celui-ci puisse potentiellement modifier le métabolisme de certains carcinogènes chimiques (tétrachlorure de carbone, aflatoxine BI ou dérivés des nitrosamines), via l'induction des cytochromes par exemple, et potentiellement jouer un rôle de promoteur de tumeur, comme cela a été suggéré dans un modèle animal (74). L'alcool pourrait donc jouer un rôle de promoteur de tumeur, par exemple en induisant un processus de nécrose et de régénération chronique aboutissant à une cirrhose et à la prolifération de clones d'hépatocytes préalablement initiés par une intégration virale ( 27 ).

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CHC ET VIRUS DE L'HEPATITE C

1) Organisation génétique du VHC:
Le VHC est un virus à ARN simple brin positif d'environ 9 kb comprenant un cadre de lecture codant pour une polyprotéine d'environ 3000 acides aminés. Cette polyprotéine va être successivement clivée par des enzymes d'origine cellulaire et virale en différentes protéines structurales (core, enveloppe El et E2, E2-p7) et non structurales (NS2, NS3, NS4A et 4B, NS 5A et 5B). Le clivage des protéines structurales est produit par des peptidases de l'hôte alors que le clivage des protéines non structurales est produit par NS2 et NS3. Les séquences situées en amont (5' noncodante) et en aval (Y non codante) de ce cadre de lecture pourraient être impliquées respectivement dans la régulation de la traduction de l'ARN en protéine et dans la réplication virale (78). L'ARN du VHC code pour deux protéases: NS3 qui présente une activité sérine-protéinase, hélicase et une activité nucléotide triphosphatase ATP-dépendante et NS2-NS3. NS4 est un cofacteur de NS3 (formant un hétérodimère). NS5A contient une séquence impliquée dans la sensibilité à l'interféron (située entre les codons 2209-2248) et NS5B a une activité ARN polymérase. L'ensemble des protéines NS4B, NS5A et NS5B sont associées en complexe(s) de réplication. Un certain nombre de ces protéines peuvent être ensuite modifiées, par exemple par phosphorylation (protéine de capside ou NS5A), ce qui pourrait entraîner une modification de la localisation (capside), de la fonction ou du métabolisme de ces protéines.
Le virus de l'hépatite C existe sous la forme d'une famille de différents génomes qui ont été classés en génotypes, sous-types et isolats en fonction de la divergence de séquence entre eux (respectivement : 30% 20% et 10%). La classification la plus utilisée est celle de Simmonds (79) qui comprend six génotypes principaux dont la prévalence dépend de la région géographique étudiée: ainsi par exemple, les génotypes prédominants en Europe et aux USA sont les génotypes let 2 et au Japon, le génotype 1.

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2) Données épidémiologiques et moléculaires en faveur du rôle du VHC dans la carcinogénèse hépatique: Les études épidémiologiques récentes ont clairement montré l'association entre l'infection par le VHC et le développement d'un CHC. L'utilisation des tests sérologiques récents ont permis de distinguer 3 zones géographiques de prévalence des anticorps anti-VHC chez les patients atteints de CHC: une zone de forte prévalence (60-80%) (Japon, Italie, Espagne); une zone de prévalence intermédiaire (20-50%) (Europe du Nord, France, USA) et une zone de faible prévalence (<10%) (Sénégal, Mozambique, Asie du Sud-Est). Ces pourcentages sont à rapporter à la prévalence des Ac anti-VHC dans la population générale (1,5 % au Japon, 0,6 à 1 % en France). Les études effectuées dans différentes régions géographiques ont montré une relation inverse entre la forte prévalence de l'AgHBs (région de forte endémie pour le VHB: Asie, Afrique) et la forte prévalence des Ac anti-VHC (Japon, Europe) et ont permis de déterminer un risque relatif d'apparition d'un CHC chez les patients cirrhotiques et anti-VHC positif de 1 à 70 en fonction de la région considérée. Enfin, des études moléculaires, par RT PCR ont permis de détecter l'ARN du VHC dans 50 à 70 % des sérums et 55 à 100 % des foie de patients avec CHC et négatifs pour l'AgHBs (15-17) (Tableau 2).

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3) Mécanisme de la carcinogénèse hépatique liée au VHC:

a) Rôle indirect du VHC: Comme dans le cas du VHB, la cirrhose induite par le VHC est le facteur de risque majeur pour le développement du CHC. En effet, 90 % des CHC liés au VHC surviennent sur une cirrhose et deux études prospectives ont montré une incidence élevée d'apparition du CHC chez les patients cirrhotiques et VHC positifs, en particulier au Japon (3 à 5% par an). La plupart des études occidentales, ont montré qu'il n'existait pas de différence significative entre l'âge d'apparition du CHC liés au VHC, par rapport à des CHC d'autres étiologies (80-85). Ces études n'ont d'ailleurs pas retrouvé de différence significative dans la prévalence de la sérologie VHC + entre patients du sexe masculin ou féminin présentant un CHC, à la différence du VHB (80, 81, 8 6). Cependant, dans les régions de forte endémie pour le VHB, l'âge de survenue du CHC est environ 10 ans inférieur à celui des patients anti-VHC + (85, 8 7 - 9 1 ). Plusieurs études récentes portant sur des populations de patients japonais ont aussi retrouvé une différence de 10 ans entre l'âge d'apparition du CHC chez les patients AgHBs + par rapport aux patients anti-VHC + (22, 9 2 ). Les patients avec CHC antiVHC + (avec ou sans AgHBs) avaient des lésions hépatiques plus sévères (70 % de cirrhose dont 60 70 % Child B ou C) par rapport aux patients uniquement AgHBs + (50 % de cirrhose dont 65 % Child A) (93) et des tumeurs plus souvent multicentriques (92). Cependant, aucune différence en terme de sur-vie et de survie sans récidive à 5 ans n'a pu être mise en évidence entre les deux populations après hépatectomie (92, 9 4 ).
Le rôle d'un génotype particulier du VHC dans la sévérité des hépatites (95), en particulier après transplantation (96, 97 ), et dans la carcinogenèse hépatique reste controversé. Les études initiales avaient mis en évidence une forte prévalence du génotype lb (80 à 100 %) dans les CHC associés au VHC (98-100). Mais un biais possible de ces études était la durée d'évolution de l'hépatite C ( 101 ). Naoumov, en étudiant 40 patients VHC + (21 patients avec CHC et 19 sans CHC) n'a retrouvé aucune différence dans la distribution des génotypes dans ces deux populations (102). Yotsuyanagi (Congrès Viral Hepatitis and Liver Diseases. Rome. 1996) a montré que le génotype lb était présent chez 79,2 % des patients avec CHC, 88,9 % des patients avec cirrhose et 81,8% des patients avec hépatite chronique. Le génotype 2a était présent chez 12,5% des patients avec CHC, 7,4 % des patients avec cirrhose et 13,6 % des patients avec hépatite chronique. Ainsi, dans cette étude, il n'y avait pas de différence significative entre la prévalence d'un génotype et l'existence ou non d'un CHC, suggérant qu'au moins au Japon un CHC peut se développer indifféremment sur les génotypes 1 ou 2. Un résultat équivalent a été retrouvé par deux études (103, 104) et récemment suggéré par une autre ( 105 ). A l'inverse, une étude prospective italienne a montré que le génotype 1b était le facteur de risque le plus important associé à la survenue d'un carcinome hépatocellulaire (106).

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b) Rôle direct du VHC Le virus VHC est un virus à ARN qui ne peut pas s'intégrer dans le génome hépatocytaire. Des études moléculaires ont permis de montrer que la réplication virale, à l'inverse de celle de VHB, peut persister à un niveau identique dans le sérum et à un niveau plus faible dans les zones tumorales par rapport au zones non tumorales. Certains arguments suggèrent que le VHC, comme le VHB, pourrait potentiellement jouer un rôle direct dans la carcinogenèse hépatique, en particulier, la détection de séquences virales du VHC dans de rares cas de CHC développés sur foie non cirrhotique. En effet, dans une étude récente de 13/19 CHC développés sur foie non cirrhotique, le seul facteur de risque retrouvé était la persistance de séquence d'ARN du VHC dans le tissu tumoral (7/19 étaient positifs pour l'ADN du VHB et 4/19 étaient positifs pour le VHB et le VHC). De manière remarquable, le génotype 1b a été retrouvé dans la grande majorité de ces cas (90 %) (99).
L'absence de système de culture et/ou d'expression permettant in vitro d'obtenir l'ensemble des protéines virales et une réplication du VHC, rend difficile l'étude de son rôle direct dans la carcinogenèse. Cependant, des études in vitro, utilisant la transfection de différent gènes codant pour des proteines virales du VHC, ont permis de montrer un rôle de ces protéines dans certaines perturbations du métabolisme cellulaire, en particulier la liaison de la protéine de capside aux lipoprotéines ou au récepteur du TNF, le rôle transformant de la protéine NS3 (hélicase potentiellement impliquée dans des processus de recombinaison ou d'instabilité génomique) ( 107, 108 ) et l'activité transactivatrice ou transsuppressive de la protéine de capside sur différents promoteurs cellulaires (oncogènes fos et myc; séquences régulatrices de l'interféron b, gène Rb) ou viraux (réplication virale du VHB) ( 109 ). Enfin, des anomalies de la P53 (transition G>T ou transversion A>T) au niveau du codon 249 ont été décrites dans certaines tumeurs asiatiques associées aux VHC, suggérant que celui-ci pourrait favoriser, par un mécanisme inconnu, la survenue (tardive) de ces mutations 0). Cependant, cette étude mérite confirmation. Plus récemment, il a été montré que la protéine de capside du VHC pouvait aussi coopérer avec l'oncogène ras et transformer des fibroblastes de rats ( 111 ). D'autres études ont montré que la protéine de capside pouvait inhiber la transcription du gène P53 (112) ou inhiber l'activité du promoteur du gène p2lWAF1 ( 113 ) et que la protéine NS3 pouvait bloquer certaines fonction de la protéine kinase A (en particulier la phosphorylation des histones) ( 114). Enfin, il a été montré que la protéine NS5A, possède un domaine transactivateur dans sa partie C-terminale et peut inhiber la PKR (115, 116), protéine cellulaire probablement impliquée dans l'effet antiprolifératif de l'interféron ( 117 ), suggérant qu'elle pourrait aussi jouer un rôle direct dans la carcinogenèse liée au VHC (Fig. 5). Ces résultats, uniquement issus d'études in vitro et qui doivent être confirmés in vivo, suggèrent néanmoins que certaines protéines du VHC pourraient interférer avec des protéines cellulaires impliquées dans la prolifération et/ou la différentiation cellulaire et jouer un rôle direct dans certaines étapes de la carcinogénèse hépatique. Cette hypothèse a été renforcée par une étude récente in vivo: il a en effet été montré dans un modèle de souris transgéniques exprimant la protéine de capside, l'apparition d'une stéatose hépatocytaire, puis d'adénomes et enfin de carcinomes hépatocellulaires à partir de ces lésions adénomateuse (117 bis).

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3) VHC, alcool et CHC

Comme pour le VHB, une forte association a été retrouvée entre alcool, CHC et VHC. La prévalence des anticorps antiVHC est plus élevée chez les alcooliques chroniques (15-20 %) par rapport à la population générale (0,6-1 %) et augmente avec la sévérité de la maladie hépatique (35-45 % dans les cirrhoses et 60-75 % en présence d'un CHC) (74, 118). Un effet synergique entre VHC et une consommation excessive d'alcool (> 80 g/j pendant > 5 ans) a été suggéré par une autre étude récente (77). Les facteurs de risques majeurs de contamination du VHC chez les patients alcooliques chroniques sont l'origine géographique, une contamination parentérale (transfusion ou toxicomanie) ou un alcoolisme familial (74). La présence de marqueurs sérologiques à la fois pour le VHB et le VHC a été retrouvée dans 12 à 17 % de l'ensemble des patients alcooliques. Enfin, deux études ont montré que chez les patients alcooliques, la présence d'anticorps anti-VHC était associée à une réplication virale: en effet, l'ARN viral a été détecté par PCR chez 82 à 86 % de ces patients et dans 0 à 10 % des patient séronégatifs (74). L'ensemble de ces résultats suggèrent donc que le VHC pourrait favoriser l'apparition d'une cirrhose puis d'un CHC chez les sujets alcooliques chroniques.

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4) CHC et coinfection VHB-VHC:

L'interaction entre VHB et VHC est habituellement accompagné par la diminution de la réplication des deux virus en cas de coinfection ( 119 ). Un des mécanisme possible pourrait être l'inhibition de l'encapsidation ou de la réplication de l'ADN du VHB par la capside du VHC ( 120 ). Tsai a récemment étudié une population de 400 cirrhoses non alcooliques pendant un suivi moyen de 54 mois à Taiwan ( 121 ). L'incidence globale du CHC a été de 20 % (avec une incidence annuelle de 6,8 %), de 2 % en l'absence d'anticorps anti-VHC et d'AgHBs, 6,6 % en présence d'AgHBs seuls, 7 % en présence d'anticorps anti-VHC seuls et 13,3 % en cas de coinfection VHB-VHC avec un risque relatif de survenue d'un carcinome hépatocellulaire de 3,74 en présence d'anti-VHC seuls, de 4,06 en présence d'AgHBs seuls et de 6,41 en cas de coinfection. Ces résultats ont été confirmés par une métaanalyse récente regroupant 32 études cas-témoins et montrant des odds ratio de 22,5 en l'absence d'anti-VHC/ARN VHC et en présence d'AgHBs, de 17,3 en présence d'anti-VHC/ARN VHC et de 165 en présence d'une coinfection VHB -VHC ( 122 ). Au Japon, l'association entre CHC et VHC est forte, or l'incidence des anticorps anti-VHC reste faible dans la population générale. Ceci suggère qu'un autre facteur (viral ou non) pourrait augmenter le risque de CHC chez ces patients. Une étude récente portant sur 28 CHC vient de montrer la présence de séquences clonales d'ADN du VHB intégrées chez 16/28 (57,1 %) des patients (incluant 5 patients AgHBs + et 11 patients AgHBs négatifs (10/11 étaient anti-VHC + et 11/11 étaient ARN VHC + dans le foie). En outre, la region codant pour la protéine HBx a été retrouvée chez 87,5 % des 16 patients et la région PréS2/S chez 37,5 % ( 123 ). L'ensemble de ces résultats suggèrent un rôle potentiel de l'ADN du VHB intégré dans le développement de certains hépatocarcinome liés au VHC.

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5) Virus et carcinogénèse chimique

L'aflatoxine n'est pas le seul toxique présent dans l'environnement susceptible de participer comme cofacteur à la carcinogenèse hépatique. Les dérivés tels que les N-diéthylnitrosamines ont été aussi impliqués. Ceux-ci peuvent être produit de manière endogéne en particulier dans les foies d'hépatite chronique et peuvent aussi agir en synergie avec le VHB, comme cela a été montré dans un modèle de souris transgéniques développant des CHC ( 12 4 ). L'une des principales lésions de l'ADN cellulaire induite par ces composés est l' 06-alkylguanine ( 12 5 ). Cette lésion est normalement réparée par l'enzyme 06 -alkylguanine-ADN-alkyltransférase (ATase). Dans le cas contraire, en cas de réplication de l'ADN, cette lésion peut aboutir à une mutation (transversion G > T) comme cela a été décrit pour la P53. Il a été montré que la distribution subcellulaire de FATase était modifiée dans des hépatopathies liées au VHB : en effet, alors que l'enzyme est essentiellement nucléaire dans le foie de sujets témoins, elle est séquestrée dans le cytoplasme chez des sujets présentant une cirrhose B ( 12 5 ). Il a aussi été montré que l'enzyme 06_Methylguanine-ADNmethyltransférase était diminué dans les foies cirrhotiques (quelles qu'en soit l'étiologie) ( 12 6 ). Ces résultats montrent que le système de réparation des lésions de l'ADN cellulaire pourrait être moins efficace dans les cirrhoses virales.

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CONCLUSIONS

L'ensemble des données épidémiologiques, moléculaires et expérimentales ont maintenant clairement établi l'association entre infections virales B et C et carcinogenèse hépatique, même dans les régions de faible endémie virale, comme la France. Chez l'homme le développement du cancer primitif du foie est probablement le résultat de différents facteurs viraux, dépendant de l'hôte, constitutionnels ou acquis et des facteurs exogènes. L'association d'un ou plusieurs de ces cofacteurs pourrait favoriser les mécanismes indirects ou directs des infections par VHB et VHC chez les sujets qui ne sont pas en mesure d'éliminer le virus (Fig. 6). Ainsi,, en Afrique où la charge virale est élevée et d'autres facteurs carcinogènes sont présents (aflatoxine B), les tumeurs du foie se manifestent souvent avant ou au même moment que la cirrhose et leur évolution est rapide. Dans ce cas des mécanismes de tumorigenèse directe semblent prévaloir sur les effets indirects. Dans nos zones géographiques le processus est inverse: la cirrhose précède de plusieurs années le développement de la tumeur dans la majorité des cas. Des facteurs tumorigènes indirects semblent donc être impliqués de façon prévalente, avec éventuelle association tardive de mécanismes tumorigènes directs. Dans cette optique, les données moléculaires disponibles à l'heure actuelle suggèrent que le VHB pourrait agir, chez les sujets AgHBs positifs, à la fois par un mécanisme de tumorigenèse indirecte (la nécrose hépatocytaire et prolifération cellulaire) et directe (intégration du génome viral dans le génome cellulaire, expression de la protéine HBx, réarrangements chromosomiques, mutagenèse insertionnelle). En revanche, chez les sujets AgHBs négatifs, la multiplication virale B est très faible ou absente, mais la coinfection par le VHC et l'intoxication alcoolique sont plus fréquentes. Chez ces patients, la persistance dans le foie du génome du VHB, représente un facteur de risque direct pour le développement du cancer. D'autres cofacteurs, en particulier le VHC, pourraient agir de façon "indirecte", et déterminer l'apparition de l'hépatopathie chronique. Les données moléculaires concernant le VHC sont encore préliminaires et ne permettent pas de conclure définitivement quant à son rôle direct dans la carcinogénèse hépatique.En conclusion, l'ensemble de ces données montre que la lutte contre les infections virales B et C (préventive par la vaccination ou curative par les traitements antiviraux) pourrait faire significativement diminuer l'incidence du CHC.

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