Die Sicherheit und Immunogenität eines TB-Impfstoffs; MVA85A, bei gesunden Freiwilligen, die mit HIV infiziert sind

Die Notwendigkeit eines neuen Impfstoffs gegen Tuberkulose Tuberkulose (TB) tötet jährlich etwa drei Millionen Menschen. Schätzungen zufolge ist ein Drittel der Weltbevölkerung latent mit Mycobacterium tuberculosis (M.tb) infiziert (Dye, 1999). Bei diesen latent infizierten Personen besteht das Risiko einer Reaktivierung der Infektion, falls sie immunsupprimiert werden. Weltweit ist die Koinfektion mit HIV die häufigste Ursache für eine Immunsuppression und erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Reaktivierung von einem 10-prozentigen Lebenszeitrisiko auf ein 10-prozentiges jährliches Risiko (Corbett, 1996). Der derzeit verfügbare Impfstoff, M. bovis BCG, ist zum Schutz gegen Lungenerkrankungen bei Erwachsenen in endemischen Gebieten weitgehend unwirksam, und es besteht weitgehend Einigkeit darüber, dass ein neuer, wirksamerer Tuberkulose-Impfstoff eine wichtige globale Priorität für die öffentliche Gesundheit ist (Colditz, 1994). Es kann jedoch unethisch und unpraktisch sein, eine Impfstoffstrategie zu testen und einzusetzen, die kein BCG enthält, da BCG einen wertvollen Schutz gegen TB-Meningitis und Lepra bietet. Eine Impfstrategie, die BCG enthält, ist auch deshalb attraktiv, weil die Populationen, in denen dieser Impfstoffkandidat getestet werden muss, bereits mit BCG immunisiert worden sein werden. Angesichts der hohen Prävalenz von M.tb-Infektionen hätte ein Impfstoff, der latent infizierten Personen verabreicht werden könnte und eine latente Infektion beseitigen könnte, einen enormen Einfluss auf die Mortalität und Morbidität durch TB. M.tb ist ein intrazellulärer Organismus. CD4+-Zellreaktionen vom Th1-Typ sind für den Schutz unerlässlich, und es gibt zunehmend Hinweise aus Tier- und Humanstudien, dass CD8+-T-Zellen ebenfalls eine schützende Rolle spielen (Flynn, 2001). Es war jedoch im Allgemeinen schwierig, starke zelluläre Immunantworten bei Menschen unter Verwendung von Untereinheiten-Impfstoffen zu induzieren. DNA-Impfstoffe, rekombinante virale Vektoren und Protein/Adjuvans-Kombinationen induzieren alle sowohl CD4+- als auch CD8+-T-Zellen, jedoch induziert keines dieser Antigen-Abgabesysteme hohe Konzentrationen an Antigen-spezifischer T-Zellen, wenn es allein verwendet wird.

Heterologe Prime-Boost-Immunisierungsstrategien beinhalten die Verabreichung von zwei verschiedenen Impfstoffen, die jeweils dasselbe Antigen codieren, im Abstand von mehreren Wochen. Die Verwendung eines DNA-Prime-rekombinanten modifizierten Vacciniavirus Ankara (MVA)-Boosts induziert höhere Spiegel antigenspezifischer CD4+- und CD8+-T-Zellen als die Verwendung eines homologen Boosters mit demselben Vektor in einer Reihe verschiedener Krankheitsmodelle (Schneider, 1998; McShane, 2001). Angesichts der Schutzwirkung von BCG in der Kindheit wäre BCG idealerweise die Grundimmunisierung in einer solchen Prime-Boost-Strategie. Dazu haben wir uns auf das Antigen 85A als Kandidatenantigen konzentriert. Antigen 85A ist unter allen Mykobakterienarten hoch konserviert und in allen BCG-Stämmen vorhanden. Antigen 85A ist ein Hauptsekretionsantigen von M. tuberculosis, das einen Teil des Antigen-85-Komplexes (A, B und C) bildet. Dieser Komplex macht einen Hauptteil der sezernierten Proteine ​​von sowohl M.tb als auch BCG aus. Es ist an der Fibronectin-Bindung innerhalb der Zellwand beteiligt und hat Mycolyltransferase-Aktivität. Antigen 85A ist in Studien an Mäusen und Menschen immundominant und schützt kleine Tiere (Huygen, 1996).

Rekombinantes modifiziertes Vacciniavirus Ankara (rMVA). Viele Viren wurden als potenzielle rekombinante Impfstoffe untersucht. Die erfolgreiche weltweite Ausrottung der Pocken durch Impfung mit lebenden Vacciniaviren hat Vaccinia als Kandidaten für die rekombinante Verwendung hervorgehoben. Die Erkenntnis der letzten Jahre, dass nicht-replizierende Pockenvirusstämme wie MVA- und Avipox-Vektoren immunogener sein können als herkömmliche replizierende Vaccinia-Stämme, hat die Attraktivität dieses Ansatzes erhöht. MVA (modifiziertes Vacciniavirus Ankara) ist ein Stamm des Vacciniavirus, der mehr als 570 Mal durch Vogelzellen passagiert wurde, in menschlichen Zelllinien nicht replikationsfähig ist und eine gute Sicherheitsbilanz aufweist. Es wurde im Rahmen des Pockenausrottungsprogramms mehr als 120.000 Impflingen verabreicht, ohne Nebenwirkungen, trotz der gezielten Impfung von Hochrisikogruppen (Stickl, 1974; Mahnel, 1994). Diese Sicherheit beim Menschen stimmt mit der Avirulenz von MVA in Tiermodellen überein. MVA weist im Vergleich zum elterlichen Genom sechs größere genomische Deletionen auf, was seine Fähigkeit zur Replikation in Säugerzellen stark beeinträchtigt (Meher, 1991). In nicht-transformierten Säugerzellen wurde keine Replikation dokumentiert. Die virale Replikation wird spät während der Infektion von Zellen blockiert, aber was wichtig ist, die virale und rekombinante Proteinsynthese wird selbst während dieser fehlgeschlagenen Infektion nicht beeinträchtigt. Das virale Genom hat sich durch eine große Reihe von Passagen in Hühnerembryo-Fibroblasten als stabil erwiesen. Replikationsdefizientes rekombinantes MVA gilt als außergewöhnlich sicherer viraler Vektor. Bei Tests in Tiermodellstudien haben sich rekombinante MVAs als avirulent, aber als Impfstoffe gegen virale Erkrankungen und Krebs als schützend immunogen erwiesen. Jüngste Studien an stark immunsupprimierten Makaken haben die Ansicht gestützt, dass MVA bei immungeschwächten Menschen sicher sein sollte (Akira, 2001; Stittelaar, 2001). Es liegen jetzt Sicherheitsdaten von einer Reihe von rekombinanten MVAs vor, die sich derzeit sowohl in Großbritannien als auch in Afrika in Phase-I/II-Studien befinden. Nützliche Daten zur Sicherheit und Wirksamkeit verschiedener Dosen eines rekombinanten MVA-Impfstoffs stammen aus klinischen Studiendaten mit einem rekombinanten MVA, das eine Reihe von CTL-Epitopen von präerythrozytären Antigenen von Plasmodium falciparum exprimiert, die mit einem vollständigen Antigen im präerythrozytären Stadium, Thrombospondin Related Adhesion, fusioniert sind Eiweiß (TRAP). Bis heute wurde MVA ME-TRAP über 600 gesunden Freiwilligen (Erwachsene und Kinder) in Oxford und Afrika (Gambia und Kenia) ohne schwerwiegende Nebenwirkungen verabreicht (Adrian Hill, unveröffentlicht, persönliche Mitteilung). Freiwillige haben eine bis drei Dosen von 3 bis 15 x 107 pfu pro Dosis des intradermalen Impfstoffs in dreiwöchigen Abständen erhalten. Alle Probanden haben vorübergehende lokale Rötungen mit typischerweise einem 5 mm großen zentralen roten Bereich mit einem blasseren rosa umgebenden Bereich, der in der Größe von etwa 1–7 cm im Durchmesser reicht und 48 Stunden nach der Impfung seinen Höhepunkt erreicht. Sieben Tage nach der Impfung verbleibt im Allgemeinen nur noch der zentrale rote Bereich. Dies lässt in den nächsten Wochen nach und ist normalerweise 2 Monate nach der Impfung noch nicht sichtbar. Das neu entstehende Sicherheitsprofil des rekombinanten MVA-Impfstoffs ist ausgezeichnet und wird durch Daten aus klinischen Studien mit drei anderen MVA-Rekombinanten gestützt, die in Oxford hergestellt wurden und derzeit in klinischen Studien mit MVAs für HIV, HBV und Melanome durchgeführt werden. Bis heute wurden diese Impfstoffe über 600 Personen ohne schwerwiegende unerwünschte Ereignisse verabreicht (Hill; persönliche Mitteilung). 40 HIV-positive Personen, die mit einer hochaktiven antiretroviralen Therapie (HAART) behandelt wurden, wurden mit mindestens 5 x 107 PFU MVA, das HIV enthält, geimpft Antigene ohne schwerwiegende Nebenwirkungen (Dorrell, unveröffentlichte Daten; Cosma et al. 2003; Harrer et al., 2005). 7 HIV-positive Personen wurden mit MVA geimpft, das Malaria-Antigene enthielt, ohne schwerwiegende unerwünschte Ereignisse und ohne signifikanten oder anhaltenden Anstieg der Viruslast (Bejon et al., CID 2006, im Druck).

Rekombinantes MVA, das Antigen 85A codiert MVA85A induziert sowohl ein CD4+- als auch ein CD8+-Epitop, wenn es zur Immunisierung von Mäusen verwendet wird. Wenn Mäuse mit BCG geprimt werden und dann MVA85A als Auffrischungsimpfung erhalten, sind die induzierten CD4+- und CD8+-T-Zellen-Spiegel höher als mit BCG oder MVA85A allein, und dieses Regime ist schützender als jeder Impfstoff allein (Goonetilleke et al., 2003) . In dem empfindlicheren Meerschweinchenmodell, Meerschweinchen, die mit BCG und dann MVA85A und dann einem zweiten viralen Vektor, Geflügelpocken, der Antigen 85A exprimiert, geimpft wurden, leben am Ende des Experiments 6/6 Meerschweinchen, verglichen mit 2/6 Meerschweinchen Schweine, die nur mit BCG geimpft wurden, und 0/6 Kontrolltiere (Williams et al., 2005).

Bei Rhesusaffen ist dieser BCG-Prime-MVA85A- und Fowlpox85A-Boost immunogener als jeder der Impfstoffe allein und schützt besser als BCG allein (verrek et al., unveröffentlichte Daten).

Klinische Studien mit MVA85A MVA85A (in einer Dosis von 5 x 107 pfu) wurde 48 gesunden Freiwilligen im Vereinigten Königreich, 21 gesunden Freiwilligen in Gambia und 18 in Südafrika ohne schwerwiegende Nebenwirkungen verabreicht. Wir haben unsere Phase-I-Studien so konzipiert, dass sie eine sequentielle Impfung von Freiwilligengruppen mit einer schrittweisen Erhöhung der mykobakteriellen Exposition ermöglichen, um die Möglichkeit einer Koch-Reaktion zu minimieren. Eine Koch-Reaktion beschreibt die Entwicklung einer Immunpathologie bei einer Person oder einem Tier mit Tuberkulose, wenn eine übertriebene Immunantwort auf M.tb stimuliert wird. Es wurde bei Patienten mit TB-Erkrankung beschrieben, als Koch seine ursprünglichen Studien unter Verwendung von Mykobakterien als eine Art therapeutischer Impfung durchführte. Es wurde nun im Mausmodell der therapeutischen Impfung nachgewiesen (Taylor, 2003). Verfügbare Tierdaten deuten darauf hin, dass diese Reaktionen bei latent mit M.tb infizierten Mäusen nicht auftreten, was darauf hindeutet, dass solche Reaktionen mit einer hohen Bakterienlast korrelieren können und dass das Koch-Phänomen möglicherweise kein Problem für die Impfung gesunder, wenn auch latent infizierter Menschen darstellt. Wir begannen diese Studien mit gesunden Freiwilligen, die so mykobakteriell naiv wie möglich waren. Sie waren Hauttest-negativ und Elispot-negativ für PPD, ESAT 6 und CFP10 und waren zuvor nicht mit BCG geimpft worden. Wir haben jetzt Studien in Großbritannien abgeschlossen, in denen Freiwillige geimpft wurden, die zuvor mit BCG geimpft worden waren (McShane, Nature Med, 2004) und in Gambia.

Es gibt zwei laufende Studien in Oxford. Die erste ist eine Phase-I-Studie zur Sicherheit und Immunogenität von MVA85A bei Personen, die latent mit M.tb infiziert sind. Wir haben jetzt alle 12 Freiwilligen ohne schwerwiegende Nebenwirkungen geimpft. Die zweite ist eine Dosisauswahlstudie zur Bewertung der Sicherheit und Immunogenität von 2 verschiedenen Dosen von MVA85A (1x10^8 und 1x10^7 pfu) bei gesunden erwachsenen Freiwilligen, die zuvor mit BCG geimpft wurden. Hier haben wir 11 Personen mit der höheren Dosis (1x10^8) ohne schwerwiegende Nebenwirkungen geimpft, wobei die Hauptnebenwirkung ein Fieber 24-48 Stunden nach der Impfung war, das innerhalb von 24 Stunden vollständig zurückging. Die Ergebnisse aus dem Niedrigdosis-Arm werden in den nächsten Monaten gesammelt.