Studie imunitních reakcí na perorálně podávané vakcíny v rozvojových zemích

Design a metody výzkumu

Místa vakcinačních polí a celkový design studie:

Mirpur. Studie vakcíny budou prováděny v terénu v Mirpuru v městské Dháce, kde se v posledních 15 letech provádějí studie orální cholery, ETEC a rotavirů a také studie amébózy. U vakcíny Dukoral budou účastníkům studie podány dvě dávky s odstupem 14 dnů. V případě přípravku Vivotif budou podávány 3 dávky každý druhý den, tj. 1., 3. a 5. den, nebo ve dvou dávkách s odstupem 28 dnů.

Vzorky krve a stolice budou odebrány před očkováním a 7 dní po podání každé dávky vakcíny proti choleře a 7 dní po podání poslední dávky vakcíny proti tyfu a objemy, které mají být odebrány pro imunologické testy, jsou popsány v příloze 2. Účastníci nebudou mít dovoleno jíst ani pít hodinu před a jednu hodinu po podání vakcíny. Pro posouzení účinku zinku na imunitní odpověď na vakcínu proti tyfu u malých dětí bude suplementace zahájena 2 týdny před první dávkou a bude pokračovat až 21 dní po poslední (třetí) dávce vakcíny proti tyfu (to je celkem 40 dní).

Koncentrace zinku v séru budou stanoveny pouze na začátku. Venózní krev bude odebírána do vakuových nádob bez stopových prvků, které budou umístěny v ledu až do příjezdu do laboratoře ICDDR,B téhož dne.

Studie vakcíny v oblasti kontaminované arsenem v Shahrasti:

Shahrasti thana s přibližně 200 000 obyvateli se nachází asi 40 kilometrů od Matlabu a má dobré silniční spojení s Comilla, Chandpur a Dhaka. Podle BAMWSP (Bangladesh Arsenic Mitigation Water Supply Project) je podzemní voda v Shahrasti Thana silně kontaminována arsenem; přibližně 99 % jamek zkumavek bylo hlášeno jako kontaminovaných (50 mikrogramů/l). BAMWSP a DGHS již identifikovaly 3000 pacientů s kožními lézemi odpovídajícími toxicitě arsenu a představují oblast s druhým nejvyšším počtem kožních lézí vyvolaných arsenem v Bangladéši. Ve spolupráci s ICDDR,B, University Chicago a Columbia University společně provádějí rozsáhlý longitudinální dohled a klinickou studii na pacientech s kožními lézemi vyvolanými arsenem. Cílem této rozsáhlé studie je snížit rakovinu kůže vyhodnocením klinických i biochemických markerů. Plánujeme studovat reakce dětí v těchto lokalitách na Dukoral s využitím infrastruktury a zařízení z probíhajících studií. Studie imunogenicity budou provedeny tak, jak bylo popsáno dříve. Plánujeme imunizovat 102 dětí ve věku 2-5 let dvěma dávkami Dukoralu v intervalu 14 dnů. Stejný počet dětí bude studován v oblasti, o které je známo, že má nízkou hladinu arsenu, v polní lokalitě Mirpur ve městě Dháka. Toto bude první studie, která porovná imunitní reakce na slizniční vakcínu v oblastech náchylných na arsen a s nízkým obsahem arzenu.

Informovaný souhlas a výběr subjektů studie pro studie vakcín:

K účasti dětí včetně jejich očkování a odběru krve a stolice pro různé testy bude získán dobrovolný písemný informovaný souhlas rodičů/zákonných zástupců (přílohy). Zdravé děti (1–5 let) a dospělí (18–45 let), muži i ženy žijící v terénu v Mirpuru, kteří v současné době nejsou zařazeni do žádné jiné výzkumné studie, ať už prováděné ICDDR, B nebo jinou organizací, budou prověřeno a zapsáno za předpokladu splnění kritérií způsobilosti. Podobné postupy budou použity pro část studie Dukoral, která bude provedena v Shahrasti.

Již dříve jsme zažili, že minimálně 60 % rodin souhlasí s účastí svých dětí ve výzkumných studiích. Potenciální účastníci této studie budou před zařazením pečlivě vyšetřeni a posouzeni lékařem. Bude získána podrobná historie jejich předchozích imunizací a před zařazením do studie bude zvážen jejich nutriční stav a nedávné onemocnění (jak je uvedeno níže), které by mohlo ohrozit imunitní systém a rodinné zázemí atd. Účastníci by neměli mít žádné chronické onemocnění nebo jakékoli nedávné onemocnění, které by mohlo ohrozit imunitní systém, včetně kožních lézí souvisejících s arsenem u dětí v Shahrasti, kde by byla hodnocena pouze vakcína Dukoral.

Děti budou rovněž vyloučeny, pokud mají: (i) v anamnéze chronické gastrointestinální onemocnění; (ii) průjmové onemocnění v posledních 2 týdnech (průjem definovaný jako průchod 3 nebo více abnormálně řídkých nebo vodnatých stolic za 24 hodin; (iii) jakékoli horečnaté onemocnění v předchozím týdnu; (iv) jiné chronické onemocnění; (v ) anamnéza léčby antibiotiky během posledních 7 dnů a (vi) těžká proteinová energetická malnutrice (PEM). Nutriční stav dětí bude hodnocen pomocí antropometrických měření (hmotnost na věk a váha na délku/výšku); děti pod -2SD pro váhu na výšku/délku NCHS mediánu nebudou zapsány. Stejně tak nebudou přijímány děti, které v posledních dvou měsících dostávaly zinek.

Základní laboratorní vyšetření:

Stolice: Mikroskopické vyšetření a kultivace pro izolaci a identifikaci střevních patogenů včetně ETEC. V. cholerae a S. Typhi budou prováděny čtyři dny před očkováním. Děti, které mají některý z těchto patogenů izolován ze vzorku stolice, nebudou očkovány, protože by zmařily hodnocení odpovědi na vakcínu. Když bude provedena imunizace druhou dávkou vakcíny (14 dní po první dávce), děti, které mají horečku nebo průjem, budou ze studie vyloučeny.

Pro studie související s arsenem bude shromažďována a uchovávána moč pro posouzení hladin arsenu. To bude provedeno v oddělení biochemie a výživy ICDDR,B za použití standardních postupů.

Vakcína, podání a přidělení:

Dukoral. Vakcínu proti choleře Dukoral vyrábí švédské bakteriologické laboratoře (SBL Vaccin AB Stockholm, Švédsko). Tato inaktivovaná orální vakcína proti choleře se skládá z usmrcených bakterií připravených z jednotlivých kmenů O1 ElTor a klasické V. cholerae, které obsahují jak LPS, tak proteinové antigeny, a také obsahuje rekombinantní B podjednotku toxinu cholery (rCTB). Jedna dávka vakcíny obsahuje 1,25 x 1011 usmrcených celých buněk plus 1 mg rCTB. Bezprostředně před použitím budou jednotlivé dávky tekuté formy vakcíny smíchány s rekonstituovaným hydrogenuhličitanovým pufrem. Pro děti bude vakcína suspendována ve 20 ml (celkem 4 čajové lžičky) hydrogenuhličitanového pufru s kyselinou citrónovou [pufr se připraví přidáním 100 ml vody do sáčku s hydrogenuhličitanovým pufrem (2 g hydrogenuhličitanu; 750 mg kyseliny citronové; Recip AB, Stockholm). U dospělých bude přípravek Dukoral rekonstituován ve 100 ml pufru.

Vivotif: Živá, atenuovaná perorální vakcína proti tyfu, Vivotif, obsahuje 2-6x109 CFU (jednotky tvořící kolonie) kmene S. Typhi Ty21a (1,2). Společnost Berna Biotech Ltd, Bern, Švýcarsko, vyrábí tuto vakcínu. Enterosolventní vakcíny proti tyfu jsou baleny jako sady 3 tobolek. Tobolka vakcíny se zapíjí pitnou vodou a podává se každý druhý den, tj. 1., 3. a 5. den. Pro imunizaci dětí do 5 let plánujeme aplikovat vakcínu v bikarbonátovém pufru tak, jak je to u dětí na cestovatelských klinikách (Švédsko a USA). Za tímto účelem se kapsle otevře a obsah se suspenduje ve 20 ml hydrogenuhličitanového pufru a poté se vezme orálně.

Celkové výpočty velikosti vzorku:

Velikost vzorku byla odhadnuta pro různé intervence pomocí jednostranné hypotézy s 95% spolehlivostí, minimálním detekovatelným průměrným rozdílem (DMD) 50% zlepšení oproti základní linii, upraveno pro asi 15% výpadků.

V dřívějších studiích vakcíny proti choleře Dukoral v Bangladéši reagovalo 56 % dětí příjemců ve věku 6 měsíců až 2 let vibriocidními protilátkami; Údaje o vakcíně Vivotif z vakcín starších než 6 let dokumentovaly 67% sérokonverzi. Velikosti vzorků pro různé složky studie byly vypočteny na základě předpokladu, že 50 % dětí bude reagovat na Vivotif. Na základě výsledků získaných se suplementací zinku na imunitní odpověď na Dukoral, které pozorovaly zvýšení míry suplementace z 56 % na 79 % a za předpokladu 30% nárůstu odpovědí na Vivotif (s přibližně 15 mírami opotřebení), velikost vzorku bude 75 v každé skupině (s a bez zinku).

Prevalence hlavních střevních parazitů u dětí ve věku 2-5 let v městské Dháce je kolem 78 %. Abychom viděli účinky antiparazitární léčby před očkováním proti choleře a tyfu, zapíšeme 102 dětí v každé skupině do Dukoralu (n=102x2=204) a dalších 102 dětí v každé skupině do vakcíny Vivotif (102 x 2 = 204). U každé vakcíny bude jedna skupina léčena, zatímco jiná nikoli. Plánujeme tedy studovat celkem 408 dětí, abychom určili účinek antiparazitik na imunitní odpovědi na orální vakcíny proti choleře a tyfu.

Pro stanovení vlivu arsenu na imunitní odpověď na Dukoral předpokládáme, že imunogenicita vakcíny u dětí v arsenem nekontaminované oblasti bude 55 % a v kontaminované oblasti bude snížena na 35 %. Abychom detekovali tento rozdíl s 95% spolehlivostí a 90% silou, odhadli jsme velikost vzorku 138 v každé ze dvou studijních oblastí. S přibližně 10% ztrátou na sledování bude požadovaná velikost vzorku 154. Celkem tedy bude zapsáno 308 (154 x 2 = 308) dětí ve věku 2-5 let.

Pro stanovení akutních a paměťových reakcí B a T buněk na perorální vakcínu proti choleře budou provedeny studie u dospělých (18-45 let) a dětí různých věkových skupin (1-5 let). Pro tuto část studie bude očkováno 25 dospělých, 25 batolat (2-5 let) a 25 dětí do dvou let. U odpovědí na Vivotif budeme studovat pouze dospělé (n=25) a batolata (n-25).

U účastníků budou studovány a sledovány reakce T a B buněk před imunizací a během časného období po imunizaci (po 7 dnech) a 30 dnů a 6, 12 a 24 měsíců po poslední dávce.

Administrace souvisejících intervencí

Vliv zinku na imunitní odpovědi na Vivotif Rádi bychom studovali účinek zinku na imunogenicitu perorální vakcíny proti tyfu a vakcíny proti choleře doplněním dětí o denní dávku síranu zinečnatého (20 mg/den) po dobu dvou týdnů před imunizací a do poslední kontrola pro odběr vzorků (n=150).

Vliv antiparazitik na imunitní odpovědi na Vivotif a Dukoral Celkem 408 dětí bude zařazeno, aby viděly účinky antiparazitární terapie před očkováním proti choleře a tyfu, stejné choleře a tyfu. Za tímto účelem bude dětem týden před očkováním podáván albendazol (400 mg) a secnidazol (500 mg).

Studie účinku arsenu na imunitní odpověď na přípravek Dukoral Tato studie bude provedena na dětech (2–5 let) v oblasti kontaminované arsenem (Shahrasti) a oblasti bez arzenu (Mirpur). Za tímto účelem bude zapsáno a očkováno přípravkem Dukoral celkem 308 dětí (154 z každého stanoviště). Tato studie bude poprvé porovnávat imunitní reakce na slizniční vakcínu v oblastech náchylných na arsen a s nízkým obsahem arzenu. Před imunizací bude všem účastníkům odebrána moč pro stanovení hladin arsenu.

Určete akutní a paměťové reakce B a T buněk na perorální vakcínu proti choleře a tyfu u dětí a dospělých:

Celkem 150 subjektů bude očkováno a sledovány na reakce T a B buněk během období časného postimunizačního období (7 dní po), 30 dní, 6, 12 a 24 měsíců později.