Studien zur Immunantwort auf oral verabreichte Impfstoffe in Entwicklungsländern

Forschungsdesign und Methoden

Impfstofffelder und Gesamtdesign der Studie:

Mirpur. Die Impfstoffstudien werden am Feldstandort in Mirpur im städtischen Dhaka durchgeführt, wo in den letzten 15 Jahren orale Cholera-, ETEC- und Rotavirus-Studien sowie Amöbiasis-Studien durchgeführt wurden. Für den Dukoral-Impfstoff werden den Studienteilnehmern zwei Dosen im Abstand von 14 Tagen verabreicht. Im Fall von Vivotif werden 3 Dosen an abwechselnden Tagen verabreicht, d. h. an den Tagen 1, 3 und 5, oder in zwei Dosen im Abstand von 28 Tagen.

Blut- und Stuhlproben werden vor der Impfung sowie 7 Tage nach Einnahme jeder Dosis des Cholera-Impfstoffs und 7 Tage nach Einnahme der letzten Dosis des Typhus-Impfstoffs entnommen, und die für immunologische Tests zu entnehmenden Volumina sind im Anhang beschrieben 2. Die Teilnehmer dürfen eine Stunde vor und eine Stunde nach der Einnahme des Impfstoffs weder essen noch trinken. Um die Wirkung von Zink auf die Immunantwort auf Typhus-Impfstoff bei kleinen Kindern zu beurteilen, wird die Supplementierung 2 Wochen vor der ersten Dosis begonnen und bis zu 21 Tage nach der letzten (dritten) Dosis des Typhus-Impfstoffs fortgesetzt (d.h. insgesamt 40 Tage).

Serumzinkkonzentrationen werden nur zu Studienbeginn bestimmt. Venöses Blut wird in Spurenelement-freien Vacutainern gesammelt, die bis zur Ankunft im ICDDR,B-Labor am selben Tag in Eis gelegt werden.

Impfstudien in einem mit Arsen kontaminierten Gebiet in Shahrasti:

Shahrasti Thana mit rund 200.000 Einwohnern liegt etwa 40 Kilometer von Matlab entfernt und ist über die Straße gut mit Comilla, Chandpur und Dhaka verbunden. Laut BAMWSP (Bangladesh Arsenic Mitigation Water Supply Project) ist das Grundwasser in Shahrasti Thana stark mit Arsen verseucht; Berichten zufolge waren etwa 99 % der Röhrchenvertiefungen kontaminiert (50 Mikrogramm/L). BAMWSP und DGHS haben bereits 3000 Patienten mit Hautläsionen identifiziert, die auf eine Arsentoxizität hindeuten, und repräsentieren das Gebiet mit der zweithöchsten Anzahl von Arsen-induzierten Hautläsionen in Bangladesch. In Zusammenarbeit mit ICDDR,B führen die University Chicago und die Columbia University gemeinsam eine große Längsschnittüberwachung und klinische Studie an Patienten mit arseninduzierten Hautläsionen durch. Ziel dieser großen Studie ist es, Hautkrebs zu reduzieren, indem sowohl klinische als auch biochemische Marker evaluiert werden. Wir planen, die Reaktionen von Kindern an diesen Standorten auf Dukoral zu untersuchen, indem wir die Infrastruktur und Einrichtungen aus den laufenden Studien nutzen. Die Immunogenitätsstudien werden wie zuvor beschrieben durchgeführt. Wir planen, 102 Kinder im Alter von 2-5 Jahren mit zwei Dosen Dukoral im Abstand von 14 Tagen zu immunisieren. Eine gleiche Anzahl von Kindern wird in einem Gebiet untersucht, von dem bekannt ist, dass es niedrige Arsenwerte aufweist, in der Mirpur-Feldstelle in der Stadt Dhaka. Dies wird die erste Studie sein, die die Immunantworten auf einen Schleimhautimpfstoff in einem Gebiet mit Arsenanfälligkeit und einem Gebiet mit niedrigem Arsengehalt vergleicht.

Einverständniserklärung und Auswahl der Studienteilnehmer für Impfstoffstudien:

Für die Teilnahme von Kindern, einschließlich ihrer Impfung und Blut- und Stuhlprobenentnahme für verschiedene Tests, wird von den Eltern/Erziehungsberechtigten eine freiwillige schriftliche Einverständniserklärung eingeholt (Anhänge). Gesunde Kinder (1–5 Jahre) und Erwachsene (18–45 Jahre), sowohl Männer als auch Frauen, die am Feldstandort Mirpur leben und derzeit nicht in eine andere Forschungsstudie eingeschrieben sind, unabhängig davon, ob sie von ICDDR, B oder einer anderen Organisation durchgeführt wird geprüft und eingeschrieben, sofern die Zulassungskriterien erfüllt sind. Ähnliche Verfahren werden für einen Teil der Dukoral-Studie befolgt, die in Shahrasti durchgeführt wird.

Wir haben bereits die Erfahrung gemacht, dass mindestens 60 % der Familien der Teilnahme ihrer Kinder an Forschungsstudien zustimmen. Die potenziellen Teilnehmer dieser Studie werden vor der Aufnahme sorgfältig von einem Arzt untersucht und beurteilt. Eine detaillierte Vorgeschichte ihrer früheren Impfungen wird eingeholt, und ihr Ernährungszustand und ihre kürzliche Krankheit (wie unten beschrieben), die das Immunsystem und den familiären Hintergrund usw. beeinträchtigen könnten, werden vor der Studieneinschreibung berücksichtigt. Die Teilnehmer sollten frei von chronischen Krankheiten oder kürzlich aufgetretenen Krankheiten sein, die das Immunsystem beeinträchtigen könnten, einschließlich arsenbedingter Hautläsionen bei Kindern in Shahrasti, wo nur der Dukoral-Impfstoff evaluiert würde.

Kinder werden auch ausgeschlossen, wenn sie Folgendes haben: (i) Vorgeschichte einer chronischen Magen-Darm-Erkrankung; (ii) Durchfallerkrankungen in den letzten 2 Wochen (Durchfall definiert als 3 oder mehr ungewöhnlich lockerer oder wässriger Stuhlgang innerhalb von 24 Stunden; (iii) jede fieberhafte Erkrankung in der vorangegangenen Woche; (iv) andere chronische Erkrankung; (v ) antibiotische Behandlung in der Vorgeschichte innerhalb der letzten 7 Tage und (vi) schwere Protein-Energie-Mangelernährung (PEM). Der Ernährungszustand der Kinder wird anhand anthropometrischer Messungen (Gewicht für Alter und Gewicht für Länge/Größe) bewertet; Kinder unter -2SD für Gewicht für Größe/Länge des NCHS-Medianwerts werden nicht aufgenommen. Ebenso werden Kinder, die in den letzten zwei Monaten Zink erhalten haben, ebenfalls nicht rekrutiert.

Baseline-Laborbewertungen:

Stuhl: Mikroskopische Untersuchung und Kultur zur Isolierung und Identifizierung enterischer Pathogene einschließlich ETEC. V. cholerae und S. Typhi werden vier Tage vor der Impfung durchgeführt. Kinder, bei denen einer dieser Krankheitserreger aus ihrer Stuhlprobe isoliert wurde, werden nicht geimpft, da sie die Bewertung der Reaktion auf den Impfstoff verfälschen. Wenn die Immunisierung für die zweite Dosis des Impfstoffs durchgeführt wird (14 Tage nach der ersten Dosis), werden Kinder mit Fieber oder Durchfall von der Studie ausgeschlossen.

Für Studien im Zusammenhang mit Arsen wird Urin gesammelt und zur Bestimmung des Arsengehalts aufbewahrt. Dies wird in der Biochemie- und Ernährungsabteilung des ICDDR,B unter Verwendung von Standardverfahren durchgeführt.

Impfung, Verabreichung und Zuteilung:

Dukoral. Der Cholera-Impfstoff Dukoral wird von den schwedischen bakteriologischen Laboratorien (SBL Vaccin AB Stockholm, Schweden) hergestellt. Dieser inaktivierte, orale Choleraimpfstoff besteht aus abgetöteten Bakterien, die aus einzelnen Stämmen von O1 ElTor und klassischen V. cholerae hergestellt wurden, die sowohl LPS als auch Proteinantigene enthalten, und enthält außerdem die rekombinante B-Untereinheit des Choleratoxins (rCTB). Eine Impfstoffdosis enthält 1,25 x 1011 abgetötete ganze Zellen plus 1 mg rCTB. Unmittelbar vor der Anwendung werden Einzeldosen der flüssigen Form des Impfstoffs mit dem rekonstituierten Bicarbonatpuffer gemischt. Bei Kindern wird der Impfstoff in 20 ml (insgesamt 4 Teelöffel) Bicarbonat-Zitronensäure-Puffer suspendiert [der Puffer wird durch Zugabe von 100 ml Wasser zu einem Beutel Bicarbonat-Puffer (2 g Bicarbonat; 750 mg Zitronensäure; Recip AB, Stockholm). Für Erwachsene wird Dukoral in 100 ml des Puffers rekonstituiert.

Vivotif: Attenuierter oraler Typhus-Lebendimpfstoff, Vivotif, enthält 2-6x109 KBE (koloniebildende Einheiten) des Stammes S. Typhi Ty21a (1,2). Die Berna Biotech AG, Bern, Schweiz, stellt diesen Impfstoff her. Die magensaftresistenten Typhus-Impfstoffe sind als Sets mit 3 Kapseln verpackt. Die Impfkapsel wird mit Trinkwasser geschluckt und an abwechselnden Tagen verabreicht, d. h. an den Tagen 1, 3 und 5. Für die Immunisierung von Kindern unter 5 Jahren planen wir, den Impfstoff in Bikarbonatpuffer zu verabreichen, wie es in Reisekliniken (Schweden und USA) für Kinder üblich ist. Dazu wird die Kapsel geöffnet und der Inhalt in 20 ml Bicarbonatpuffer suspendiert und dann oral eingenommen.

Berechnungen der Gesamtstichprobengröße:

Die Stichprobengröße wurde für verschiedene Interventionen geschätzt, unter Verwendung einer einseitigen Hypothese mit 95 % Konfidenz, einer minimalen nachweisbaren mittleren Differenz (DMD) von 50 % Verbesserung gegenüber dem Ausgangswert, bereinigt um etwa 15 % Dropouts.

In früheren Dukoral-Cholera-Impfstoffstudien in Bangladesch sprachen 56 % der Empfängerkinder im Alter von 6 Monaten bis 2 Jahren mit vibrioziden Antikörpern an; Für den Vivotif-Impfstoff dokumentierten Daten von Impfstoffen im Alter von >6 Jahren eine Serokonversion von 67 %. Die Stichprobenumfänge für verschiedene Komponenten der Studie wurden auf der Grundlage der Annahme berechnet, dass 50 % der Kinder auf Vivotif ansprechen. Basierend auf den Ergebnissen, die mit einer Zinkergänzung zur Immunantwort auf Dukoral erzielt wurden, wurde ein Anstieg der Raten mit der Supplementierung von 56 % auf 79 % beobachtet, und unter der Annahme einer 30 %igen Erhöhung der Reaktionen auf Vivotif (mit etwa 15 Schwundraten) der Stichprobengröße 75 in jeder Gruppe (mit und ohne Zink).

Die Prävalenz der wichtigsten enterischen Parasiten bei Kindern im Alter von 2 bis 5 Jahren liegt im städtischen Dhaka bei etwa 78 %. Um die Auswirkungen einer medikamentösen Therapie gegen Parasiten vor der Impfung gegen Cholera und Typhus zu sehen, werden wir 102 Kinder in jeder Gruppe in Dukoral (n = 102 x 2 = 204) und weitere 102 Kinder in jeder Gruppe für den Vivotif-Impfstoff (102 x 2 = 204). Für jeden Impfstoff wird eine Gruppe behandelt, während eine andere nicht behandelt wird. Daher planen wir, insgesamt 408 Kinder zu untersuchen, um die Wirkung von Antiparasitika auf die Immunantwort auf orale Cholera- und Typhus-Impfstoffe zu bestimmen.

Um die Wirkung von Arsen auf die Immunantwort auf Dukoral zu bestimmen, gehen wir davon aus, dass die Immunogenität des Impfstoffs bei Kindern im mit Arsen nicht kontaminierten Bereich 55 % beträgt und im kontaminierten Bereich auf 35 % reduziert wird. Um diesen Unterschied mit 95 % Konfidenz und 90 % Trennschärfe zu erkennen, haben wir eine Stichprobengröße von 138 in jedem der beiden Untersuchungsgebiete geschätzt. Bei einem Nachverfolgungsverlust von etwa 10 % beträgt die erforderliche Stichprobengröße 154. Somit werden insgesamt 308 (154 x 2 = 308) Kinder im Alter von 2-5 Jahren eingeschrieben.

Um die akuten und Gedächtnis-B- und T-Zell-Antworten auf den oralen Cholera-Impfstoff zu bestimmen, werden Studien an Erwachsenen (18-45 Jahre) und Kindern verschiedener Altersgruppen (1-5 Jahre) durchgeführt. Für diesen Teil der Studie werden 25 Erwachsene, 25 Kleinkinder (2-5 Jahre alt) und 25 Kinder unter zwei Jahren geimpft. Für Antworten auf Vivotif werden wir nur Erwachsene (n=25) und Kleinkinder (n-25) untersuchen.

Die Teilnehmer werden vor der Immunisierung und während der frühen Zeit nach der Immunisierung (nach 7 Tagen) und 30 Tage sowie 6, 12 und 24 Monate nach der letzten Dosis untersucht und auf die T- und B-Zell-Reaktionen hin untersucht.

Verwaltung der damit verbundenen Eingriffe

Wirkung von Zink auf die Immunantwort auf Vivotif Wir möchten die Wirkung von Zink auf die Immunogenität von oralen Typhus- und Cholera-Impfstoffen untersuchen, indem wir Kindern zwei Wochen vor der Immunisierung und bis zum 2. Tag täglich Zinksulfat (20 mg/Tag) verabreichen letztes Follow-up zur Probenentnahme (n=150).

Wirkung antiparasitärer Medikamente auf die Immunantwort auf Vivotif und Dukoral Insgesamt 408 Kinder werden aufgenommen, um die Auswirkungen einer antiparasitären Therapie vor einer Impfung gegen Cholera und Typhus, gleich Cholera und Typhus, zu sehen. Zu diesem Zweck erhalten Kinder eine Woche vor der Impfung Albendazol (400 mg) und Secnidazol (500 mg).

Untersuchung der Wirkung von Arsen auf die Immunantwort auf Dukoral Diese Studie wird an Kindern (2-5 Jahre) in arsenverseuchten Gebieten (Shahrasti) und arsenfreien Gebieten (Mirpur) durchgeführt. Zu diesem Zweck werden insgesamt 308 Kinder (154 von jedem Standort) aufgenommen und mit Dukoral geimpft. Diese Studie wird zum ersten Mal die Immunantworten auf einen Schleimhautimpfstoff in einem arsengefährdeten und arsenarmen Gebiet vergleichen. Von allen Teilnehmern wird vor der Impfung zur Bestimmung des Arsenspiegels Urin gesammelt.

Bestimmen Sie die akuten und Gedächtnis-B- und T-Zell-Antworten auf orale Cholera- und Typhus-Impfstoffe bei Kindern und Erwachsenen:

Insgesamt 150 Probanden werden geimpft und über einen Zeitraum während der frühen Nachimmunisierungsperiode (7 Tage nach), 30 Tage, 6, 12 und 24 Monate später auf T- und B-Zell-Antworten untersucht.