Sikkerheden og immunogeniciteten af ​​en TB-vaccine; MVA85A, hos raske frivillige, der er smittet med HIV

Behovet for ny vaccine mod tuberkulose Tuberkulose (TB) dræber omkring tre millioner mennesker årligt. Det anslås, at en tredjedel af verdens befolkning er latent inficeret med Mycobacterium tuberculosis (M.tb) (Dye, 1999). Disse latent inficerede individer er i risiko for reaktivering af infektion, hvis de skulle blive immunsupprimerede. På verdensplan er samtidig infektion med HIV den hyppigste årsag til immunsuppression og øger chancerne for reaktivering fra en livstidsrisiko på 10 % til en årlig risiko på 10 % (Corbett, 1996). Den i øjeblikket tilgængelige vaccine, M. bovis BCG, er stort set ineffektiv til at beskytte mod lungesygdom hos voksne i endemiske områder, og der er bred enighed om, at en ny mere effektiv tuberkulosevaccine er en stor global folkesundhedsprioritet (Colditz, 1994). Det kan dog være uetisk og upraktisk at teste og implementere en vaccinestrategi, der ikke inkluderer BCG, da BCG giver en værdifuld beskyttelse mod TB meningitis og spedalskhed. En immuniseringsstrategi, der inkluderer BCG, er også attraktiv, fordi de populationer, hvor denne vaccinekandidat skal testes, allerede vil være blevet immuniseret med BCG. I betragtning af den høje forekomst af infektion med M.tb, ville en vaccine, der kunne administreres til latent inficerede individer og udrydde latent infektion, have en enorm indflydelse på dødeligheden og sygeligheden fra TB. M.tb er en intracellulær organisme. CD4+ Th1-type cellulære responser er essentielle for beskyttelse, og der er stigende beviser fra dyre- og menneskeforsøg på, at CD8+ T-celler også spiller en beskyttende rolle (Flynn, 2001). Imidlertid har det generelt været vanskeligt at inducere stærke cellulære immunresponser hos mennesker ved brug af underenhedsvacciner. DNA-vacciner, rekombinante virale vektorer og protein/adjuvans-kombinationer inducerer alle både CD4+ og CD8+ T-celler, men ingen af ​​disse antigenleveringssystemer inducerer høje niveauer af antigenspecifikke T-celler, når de anvendes alene.

Heterologe prime-boost immuniseringsstrategier involverer at give to forskellige vacciner, som hver koder for det samme antigen, med flere ugers mellemrum. Brug af en DNA prime-rekombinant modificeret vacciniavirus Ankara (MVA) boost inducerer højere niveauer af antigenspecifikke CD4+ og CD8+ T-celler end ved brug af homolog boosting med den samme vektor i en række forskellige sygdomsmodeller (Schneider, 1998; McShane, 2001). I betragtning af den beskyttende virkning af BCG i barndommen, ville BCG ideelt set være den primende immunisering i en sådan prime-boost-strategi. For at gøre dette har vi fokuseret på antigen 85A som et kandidatantigen. Antigen 85A er meget konserveret blandt alle mycobakterielle arter og er til stede i alle BCG-stammer. Antigen 85A er et hovedudskilt antigen fra M. tuberculosis, som udgør en del af antigen 85-komplekset (A, B og C). Dette kompleks udgør en stor del af de udskilte proteiner af både M.tb og BCG. Det er involveret i fibronectinbinding i cellevæggen og har mycolyltransferaseaktivitet. Antigen 85A er immundominant i murine og humane undersøgelser og er beskyttende i små dyr (Huygen, 1996).

Rekombinant modificeret vacciniavirus Ankara (rMVA). Mange vira er blevet undersøgt som potentielle rekombinante vacciner. Den vellykkede verdensomspændende udryddelse af kopper via vaccination med levende vacciniavirus fremhævede vaccinia som en kandidat til rekombinant brug. Erkendelsen i de senere år af, at ikke-replikerende stammer af poxvirus såsom MVA- og avipox-vektorer kan være mere immunogene end traditionelle replikerende vaccinia-stammer, har øget denne tilgangs tiltrækningskraft. MVA (modificeret vacciniavirus Ankara) er en stamme af vacciniavirus, som er blevet passeret mere end 570 gange gennem fugleceller, er replikationsinkompetent i humane cellelinjer og har en god sikkerhedsrecord. Det er blevet administreret til mere end 120.000 vaccinerede som en del af koppeudryddelsesprogrammet, uden bivirkninger, på trods af den bevidste vaccination af højrisikogrupper (Stickl, 1974; Mahnel, 1994). Denne sikkerhed hos mennesker er i overensstemmelse med avirulensen af ​​MVA i dyremodeller. MVA har seks større genomiske deletioner sammenlignet med forældregenomet, der alvorligt kompromitterer dets evne til at replikere i pattedyrsceller (Meher, 1991). Ingen replikation er blevet dokumenteret i ikke-transformerede pattedyrsceller. Viral replikation blokeres sent under infektion af celler, men vigtigst af alt er viral og rekombinant proteinsyntese uhæmmet selv under denne mislykkede infektion. Det virale genom har vist sig at være stabilt gennem en lang række passager i kyllingeembryofibroblaster. Replikations-deficient rekombinant MVA er blevet set som en usædvanlig sikker viral vektor. Når de er testet i dyremodelstudier, har rekombinante MVA'er vist sig at være avirulente, men alligevel beskyttende immunogene som vacciner mod virussygdomme og cancer. Nylige undersøgelser af alvorligt immunsupprimerede makakaber har understøttet synspunktet om, at MVA burde være sikkert hos immunkompromitterede mennesker (Akira, 2001; Stittelaar, 2001). Der er nu sikkerhedsdata fra en række rekombinante MVA'er, der i øjeblikket er i fase I/II forsøg i både Storbritannien og Afrika. Nyttige data om sikkerheden og effektiviteten af ​​forskellige doser af en rekombinant MVA-vaccine kommer fra data fra kliniske forsøg med en rekombinant MVA, der udtrykker et antal CTL-epitoper fra Plasmodium falciparum præ-erythrocytiske antigener fusioneret til et komplet præ-erythrocytisk stadium antigen, Thrombospondin Related Adhesion Protein (TRAP). Til dato er MVA ME-TRAP blevet administreret til over 600 raske frivillige (voksne og børn) i Oxford og Afrika (Gambia og Kenya) uden nogen alvorlige bivirkninger (Adrian Hill, upubliceret, personlig kommunikation). Frivillige har modtaget en til tre doser på fra 3 til 15 x 107 pfu pr. dosis af intradermal vaccine med tre ugers mellemrum. Alle forsøgspersoner har midlertidig lokal rødme med typisk et 5 mm centralt rødt område med et lysere lyserødt omgivende område, der varierer i størrelse fra omkring 1-7 cm i diameter og topper 48 timer efter vaccination. Syv dage efter vaccination er der generelt kun det centrale røde område tilbage. Dette forsvinder i løbet af de næste par uger og er normalt ikke synligt 2 måneder efter vaccination. Den nye sikkerhedsprofil for rekombinant MVA-vaccine er fremragende og understøttet af data fra kliniske undersøgelser af tre andre MVA-rekombinanter fremstillet i Oxford og i øjeblikket i kliniske undersøgelser med MVA'er til HIV, HBV og melanom. Til dato er disse vacciner blevet administreret til over 600 personer uden alvorlige bivirkninger (Hill; personlig kommunikation) 40 HIV-positive personer behandlet med højaktiv antiretroviral terapi (HAART) er blevet vaccineret med mindst 5 x 107 PFU MVA indeholdende HIV antigener uden alvorlige bivirkninger (Dorrell, upublicerede data; Cosma et al 2003; Harrer et al, 2005). 7 HIV-positive individer er blevet vaccineret med MVA indeholdende malariaantigener uden alvorlige bivirkninger og ingen signifikant eller vedvarende stigning i viral load (Bejon et al., CID 2006, in press).

Rekombinant MVA, der koder for antigen 85A MVA85A inducerer både en CD4+ og en CD8+ epitop, når den anvendes til at immunisere mus. Når mus primes med BCG og derefter gives MVA85A som et boost, er niveauerne af CD4+ og CD8+ T-celler induceret højere end med enten BCG eller MVA85A alene, og dette regime er mere beskyttende end begge vacciner alene (Goonetilleke et al, 2003) . I den mere følsomme marsvinemodel er marsvin vaccineret med BCG og derefter MVA85A og derefter en anden viral vektor, fjerkrækopper, der udtrykker antigen 85A, 6/6 marsvin i live ved slutningen af ​​eksperimentet, sammenlignet med 2/6 marsvin. grise vaccineret med BCG alene og 0/6 kontroldyr (Williams et al, 2005).

I rhesus makakaber er denne BCG prime-MVA85A og Fowlpox85A boost mere immunogen end nogen af ​​vaccinerne alene og er mere beskyttende end BCG alene (verrek et al, upublicerede data).

Kliniske undersøgelser med MVA85A MVA85A (i en dosis på 5 x 107pfu) er blevet administreret til 48 raske frivillige i Storbritannien, 21 raske frivillige i Gambia og 18 i Sydafrika uden alvorlige bivirkninger. Vi har designet vores fase I-studier til at muliggøre en vaccination af frivillige grupper sekventielt med en trinvis stigning i mykobakteriel eksponering for at minimere muligheden for en Koch-reaktion. En Koch-reaktion beskriver udviklingen af ​​immunopatologi hos en person eller et dyr med tuberkulose, når et overdrevet immunrespons på M.tb stimuleres. Det blev beskrevet hos patienter med TB-sygdom, da Koch udførte sine oprindelige undersøgelser med mykobakterier som en type terapeutisk vaccination. Det er nu blevet påvist i musemodellen for terapeutisk vaccination (Taylor, 2003). Tilgængelige dyredata tyder på, at disse reaktioner ikke forekommer hos mus, der er latent inficeret med M.tb, hvilket tyder på, at sådanne reaktioner kan korrelere med høj bakteriemængde, og at Koch-fænomenet muligvis ikke udgør et problem for vaccination af raske, omend latent inficerede mennesker. Vi startede disse undersøgelser med raske frivillige, som var så mykobakterielt naive som muligt. De var hudtest negative og Elispot negative for PPD, ESAT 6 og CFP10 og var ikke tidligere blevet vaccineret med BCG. Vi har nu afsluttet undersøgelser i Storbritannien med vaccination af frivillige, der tidligere var vaccineret med BCG (McShane, Nature Med, 2004) og i Gambia.

Der er to igangværende studier i Oxford. Det første er et fase I-forsøg af sikkerheden og immunogeniciteten af ​​MVA85A hos individer, som er latent inficeret med M.tb. Vi har nu vaccineret alle 12 frivillige uden alvorlige bivirkninger. Det andet er et dosisvalgsstudie, der evaluerer sikkerheden og immunogeniciteten af ​​2 forskellige doser af MVA85A (1x10^8 og 1x10^7 pfu), hos raske voksne frivillige, som tidligere er blevet vaccineret med BCG. Her har vi vaccineret 11 personer med den højere dosis (1x10^8) uden alvorlige bivirkninger, hovedbivirkningen er feber 24-48 timer efter vaccination, som forsvinder fuldstændigt over 24 timer. Resultater fra lavdosis-armen vil blive indsamlet i løbet af de næste par måneder.