Μελέτη της επιδημίας HIV στην Ελλάδα με μοριακές μεθόδους

Abstract

Although in the latest years we are in the midst of the SARS-CoV-2 pandemic, other contagious diseases, such as HIV, continue to be major global issues for which there is no cure or a vaccine. In the absence of a vaccine, effective HIV prevention, early diagnosis and access to antiretroviral treatment provide the only ways to prevent HIV infections. One of the key actions for HIV prevention is to understand the characteristics of local epidemics. In addition to traditional methods, molecular epidemiology has provided a new tool for a better understanding of the HIV-epidemic, and it is considered as one of the key methods for responding to emerging HIV clusters.Our first aim was to estimate the date of the origin and the transmission rates of the major local clusters of subtypes A1 and B in Greece and in parallel to investigate the effect of the inclusion of HIV sequences from ART-treated PLHIV to molecular clock calculations. Phylodynamic analyses were conducted in 14 subtype A1 and 31 subtype B clusters. The earliest dates of origin for subtypes A1 and B were in 1982,6 and in 1985,5, respectively. The transmission rate for the subtype A1 clusters ranged between 7,54 and 39,61 infections / 100 person years (IQR: 9,39 - 15,88), and for subtype B clusters between 4,42 and 36,44 infections / 100 person years (IQR: 7,38 - 15,04). Statistical analysis revealed that the average difference in the transmission rate between the PWID and the MSM clusters was 6,73 (95%CI: 0,86 - 12,60; p = 0,026). Finally, we showed that sequences from ART-treated PLHIV can be used in a phylodynamic analysis without disturbing molecular estimations, only if their proportion within the MTC was < 30% approximately, providing an advantage for the analysis by increasing the sample size. Our study provides evidence that the date of introduction of subtype A1 in Greece was the earliest in Europe. Transmission rates were significantly higher for PWID than MSM clusters due to the conditions that gave rise to an extensive PWID HIV-1 outbreak ten years ago in Athens. Transmission rate can be considered as a valuable measure for public health since it provides a proxy of the rate of epidemic growth within a cluster and, therefore, it can be useful for targeted HIV prevention programs.Our second aim was to validate the molecular clock inferred infection dates that were estimated by analyzing sequences from 145 people living with HIV (PLHIV) with known transmission dates (clinically estimated infection dates). All HIV sequences were obtained by Sanger sequencing and were previously found to belong to well-established MTCs. Our analysis showed that the molecular clock inferred infection dates were correlated with the clinically estimated ones (Spearman's R = 0,93; p < 0.001) and that there was an agreement between them (Lin’s concordance correlation coefficient = 0,92; p < 0.001). For most cases (61,4%), the molecular clock inferred preceded the clinically estimated infection dates. The median difference between clinically and molecularly estimated dates of infection was of 0,18 (IQR: -0,21 - 0,89) years. The lowest differences were identified in people who inject drugs of our study population. Concluding, the estimated tMRCA of nodes within clusters provides a reliable approximation of HIV infections for PLHIV infected within MTCs.

Παρότι τα τελευταία χρόνια βρισκόμαστε εν μέσω της πανδημίας του SARS-CoV-2, και άλλες μολυσματικές ασθένειες, όπως ο HIV, συνεχίζουν να αποτελούν σημαντικά παγκόσμια προβλήματα για τα οποία δεν υπάρχει ούτε θεραπεία εκρίζωσης, ούτε εμβόλιο. Ελλείψει εμβολίου, η αποτελεσματική πρόληψη κατά του HIV, η έγκαιρη διάγνωση και η πρόσβαση σε αντιρετροϊκή θεραπεία αποτελούν τους μόνους τρόπους αποτροπής της HIV λοίμωξης. Μία από τις κυριότερες δράσεις για την αντιμετώπιση του HIV είναι η κατανόηση των χαρακτηριστικών των τοπικών επιδημιών. Σε συνδυασμό με τις παραδοσιακές μεθόδους, η μοριακή επιδημιολογία προσφέρει ένα νέο εργαλείο για την καλύτερη κατανόηση της επιδημίας HIV και θεωρείται ως μία από τις βασικές μεθόδους για την αντιμετώπιση αναδυόμενων δικτύων μετάδοσης του HIV.Πρωταρχικός στόχος μας ήταν να εκτιμήσουμε τις ημερομηνίες και τον ρυθμό μετάδοσης των τοπικών δικτύων διασποράς των υποτύπων Α1 και Β στην Ελλάδα με μεθόδους μοριακής επιδημιολογίας και παράλληλα να ελέγξουμε την επίδραση στις αναλύσεις μοριακού ρολογιού της χρήσης αλληλουχιών από PLHIV που λαμβάνουν ART. Οι αναλύσεις φυλοδυναμικής διενεργήθηκαν σε αλληλουχίες που ανήκαν σε 14 και 31 δίκτυα των υποτύπων Α1 ή Β, αντίστοιχα. Οι προγενέστερες ημερομηνίες προέλευσης για τα δίκτυα των υποτύπων Α1 και Β εκτιμήθηκαν το 1982,6 και το 1985,5, αντίστοιχα. Ο ρυθμός μετάδοσης εκτιμήθηκε μεταξύ 7,54 - 39,61 (IQR: 9,39 - 15,88) και 4,42 - 36,44 (IQR: 7,38 - 15,04) μεταδόσεων ανά 100 ανθρωποέτη για τους υπότυπους Α1 και Β, αντίστοιχα. Η στατιστική ανάλυση έδειξε ότι η μέση διαφορά στον ρυθμό μετάδοσης μεταξύ δικτύων ΧΕΝ και MSM ήταν 6,73 (95%CI: 0,86 - 12,60; p = 0,026). Επιπλέον, βρέθηκε ότι οι αλληλουχίες από PLHIV που λαμβάνουν ART μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε φυλοδυναμικές αναλύσεις χωρίς να επηρεάζουν τις μοριακές εκτιμήσεις, αλλά μόνον εάν το ποσοστό τους εντός του εκάστοτε MTC είναι < 30% περίπου, παρέχοντας έτσι πλεονέκτημα για την ανάλυση αυξάνοντας το μέγεθος του διαθέσιμου δείγματος. Η παρούσα μελέτη υποδεικνύει ότι η ημερομηνία εισαγωγής του υπότυπου Α1 στην Ελλάδα είναι η προγενέστερη στην Ευρώπη. Ο ρυθμός μετάδοσης βρέθηκε σημαντικά υψηλότερος για τα δίκτυα των ΧΕΝ συγκριτικά με εκείνα των MSM, λόγω των ιδιαιτέρων συνθηκών που προκάλεσε η εκτεταμένη επιδημική έκρηξη προ δεκαετίας στους ΧΕΝ στην Αθήνα. Συνολικά, ο ρυθμός μετάδοσης μπορεί να θεωρηθεί ως ένας πολύτιμος δείκτης για τη δημόσια υγεία, καθώς παρέχει μία προσέγγιση του ρυθμού αύξησης των μεταδόσεων εντός του εκάστοτε δικτύου και συνεπώς μπορεί να αποτελέσει ένα χρήσιμο εργαλείο για ανάπτυξη στοχευμένων μέτρων πρόληψης των μεταδόσεων HIV.Ο δεύτερος στόχος μας ήταν να ελέγξουμε την εγκυρότητα των ημερομηνιών μετάδοσης οι οποίες εκτιμήθηκαν με χρήση μοριακού ρολογιού. Στις αναλύσεις μας συμπεριελήφθησαν 145 PLHIV για τα οποία ήταν γνωστή η ημερομηνία μετάδοσης (κλινικά γνωστές ημερομηνίες μετάδοσης). Η αλληλούχιση των εν λόγω αλληλουχιών HIV έγινε με τη μέθοδο Sanger, ενώ είχε βρεθεί από προηγούμενες αναλύσεις ότι ανήκουν σε τοπικά δίκτυα μετάδοσης του ιού. Η ανάλυση έδειξε την ύπαρξη συσχέτισης (Spearman’s R = 0,93; p < 0,001) και συμφωνίας (Lin’s concordance correlation coefficient = 0,92; P < 0,001) μεταξύ των εκτιμώμενων με τη μέθοδο μοριακού ρολογιού και των κλινικά γνωστών ημερομηνιών μετάδοσης. Για τις περισσότερες των περιπτώσεων (61,4%), οι ημερομηνίες που εκτιμήθηκαν με τη μέθοδο μοριακού ρολογιού ήταν προγενέστερες των κλινικών. Η διάμεση διαφορά μεταξύ των εκτιμηθεισών και των κλινικά γνωστών ημερομηνιών μετάδοσης ήταν 0,18 (IQR: -0,21, 0,89) έτη. Οι μικρότερες διαφορές στον υπό μελέτη πληθυσμό εντοπίστηκαν στους ΧΕΝ. Τελικώς, δεικνύεται ότι το εκτιμώμενο tMRCA αποτελεί μια αξιόπιστη προσέγγιση της ημερομηνίας μετάδοσης του HIV για τα PLHIV του εκάστοτε MTC.