Sicherheit und Immunogenität eines humanen Hakenwurm-Kandidaten-Impfstoffs mit oder ohne zusätzliches Adjuvans bei brasilianischen Erwachsenen

Die menschliche Hakenwurminfektion ist eine durch den Boden übertragene Wurminfektion, die durch die Nematodenparasiten Necator americanus und Ancylostoma duodenale verursacht wird. Sie ist eine der häufigsten chronischen Infektionen des Menschen und betrifft bis zu 740 Millionen Menschen in den Entwicklungsländern der Tropen. Die meisten Fälle treten in verarmten ländlichen Gebieten in Subsahara-Afrika, Südostasien, China und den tropischen Regionen Amerikas auf. Etwa 3,2 Milliarden Menschen sind in diesen Gebieten von einer Hakenwurminfektion bedroht. N. americanus ist weltweit der häufigste Hakenwurm, während A. duodenale geografisch stärker eingeschränkt ist.

Der primäre Ansatz zur Kontrolle des Hakenwurms weltweit war die häufige und periodische Massenverabreichung von Benzimidazol-Anthelminthika an Kinder im Schulalter, die in Gebieten mit hoher Prävalenz leben. Im Jahr 2001 verabschiedete die Weltgesundheitsversammlung die Resolution 54.19, in der die Mitgliedstaaten aufgefordert werden, Hochrisikogruppen regelmäßig mit Anthelminthika zu behandeln, mit dem Ziel, mindestens 75 % aller gefährdeten Kinder im Schulalter regelmäßig zu behandeln. Die Heilungsraten für eine Einzeldosis eines Benzimidazols variieren jedoch mit Raten von nur 61 % (400 mg) und 67 % (800 mg) für Albendazol und 19 % (Einzeldosis) und 45 % (wiederholte Dosis) für Mebendazol gemeldet. Diese Bedenken haben das Interesse an der Entwicklung alternativer Werkzeuge zur Kontrolle des Hakenwurms geweckt. Eine Impfung zur Verhinderung der Anämie, die mit Hakenwurminfektionen mittlerer und schwerer Intensität verbunden ist, würde die Mängel der öffentlichen Gesundheit durch eine medikamentöse Behandlung allein lindern.

Die derzeitige Strategie zur Entwicklung von Impfstoffkandidaten für den menschlichen Hakenwurm konzentriert sich auf Antigene, die während des Erwachsenenstadiums des Hakenwurm-Lebenszyklus exprimiert werden und eine Rolle bei der Verdauung des Wirtshämoglobins spielen, das vom Wurm als Energiequelle verwendet wird. Diese Antigene sind während einer natürlichen Infektion vor dem menschlichen Immunsystem relativ verborgen und haben daher eine geringe Wahrscheinlichkeit, antigenspezifisches IgE bei exponierten/infizierten Personen zu induzieren, wodurch das Potenzial für allergische Reaktionen bei der Impfung verringert wird.

Die Ernährungs- und Stoffwechselanforderungen des im menschlichen Darm lebenden erwachsenen Hakenwurms hängen vom Abbau von Wirtshämoglobin ab, das von dem Wurm aufgenommen wurde. N. americanus Hakenwürmer sind zum Überleben auf das Hämoglobin des Wirts angewiesen. Nach der Hämolyse verwenden erwachsene Hakenwürmer eine geordnete Kaskade von Hämoglobinasen, um Hämoglobin in kleinere Moleküle zu spalten. Nach der Hämoglobin-Verdauung erzeugt das freigesetzte Häm toxische Sauerstoffradikale, die von Molekülen wie Glutathion-S-Transferase-1 (GST-1) gebunden und entgiftet werden können. GST-1 von N. americanus (Na-GST-1) ist ein entscheidendes Enzym, das bei der Bluternährung von Parasiten eine Rolle spielt; Wenn es als Impfstoff verwendet wird, nehmen die Forscher an, dass das Antigen antienzymneutralisierende Antikörper induziert, die die Blutversorgung der Parasiten stören und den Tod des Parasiten verursachen oder die Fruchtbarkeit des Wurms verringern.

Nach seiner Auswahl als Antigenkandidat wurde Na-GST-1 sowohl mit Alhydrogel® (Aluminiumhydroxid-Suspension) als auch mit Alhydrogel® plus Gluco-Pyranosylphospho-Lipid A wässrige Formulierung (GLA-AF) erfolgreich hergestellt und im Labor und an Tieren getestet. . Es hat sich gezeigt, dass Na-GST-1 rein, wirksam und stabil ist, wenn es als eine dieser beiden Formulierungen verabreicht wird.

Die in dieser Studie zu testenden Na-GST-1-Impfstoffformulierungen bestehen aus dem rekombinanten 24-kDa-Protein Na-GST-1, das entweder mit oder ohne Zugabe von GLA-AF an Alhydrogel® adsorbiert ist. Für die Na-GST-1/GLA-AF-Formulierung wird das GLA-AF der Alhydrogel®-Formulierung unmittelbar vor der Immunisierung zugesetzt. Der Wirkstoff in beiden Impfstoffformulierungen ist das rekombinante Na-GST-1-Protein, das durch Fermentation von Pichia pastoris-Hefezellen gewonnen wird, die gentechnisch verändert wurden, um Na-GST-1 zu exprimieren.

In dieser ersten Studie am Menschen wird die Bewertung der Sicherheit und Immunogenität der Na-GST-1- und Na-GST-1/GLA-AF-Formulierungen in zwei Teilen durchgeführt. Zunächst werden gesunde Erwachsene, die nicht mit Hakenwürmern infiziert oder ihnen ausgesetzt waren, im städtischen Zentrum von Belo Horizonte, Brasilien, aufgenommen. Der Hakenwurm in Brasilien ist in erster Linie eine ländliche Krankheit und in entwickelten städtischen Gebieten wie Belo Horizonte ungewöhnlich. Wenn bei diesen Freiwilligen keine signifikanten Sicherheitsbedenken festgestellt werden, wird die Studie fortgesetzt, um gesunde Erwachsene in einer Hakenwurm-endemischen Region im Bundesstaat Minas Gerais, Brasilien, aufzunehmen und zu impfen. Die Impfstoffformulierungen werden in beiden Bevölkerungsgruppen (d. h. in nicht endemischen und in endemischen Gebieten) getestet, da die Möglichkeit besteht, dass das Sicherheitsprofil der Impfstoffformulierungen in einer Population unterschiedlich sein kann, die chronisch dem in diesen Impfstoffen enthaltenen Antigen ausgesetzt war.

In Teil I der Studie werden 36 Freiwillige in eine von sechs Kohorten eingeschrieben. In der ersten Kohorte erhalten 6 Personen die 10-µg-Dosis von Na-GST-1/Alhydrogel®; in der zweiten Kohorte erhalten 6 Personen die 10-µg-Dosis von Na-GST-1/Alhydrogel®/GLA-AF; in der dritten und vierten Kohorte erhalten jeweils 6 Freiwillige 30 µg Na-GST-1/Alhydrogel® bzw. Na-GST-1/Alhydrogel®/GLA-AF; während in der fünften und sechsten Kohorte jeweils 6 Freiwillige 100 µg Na-GST-1/Alhydrogel® bzw. Na-GST-1/Alhydrogel®/GLA-AF erhalten. Die Aufnahme dieser Kohorten erfolgt gestaffelt in einwöchigen Intervallen: Kohorte 2 und 3 werden aufgenommen und beginnen mit den Impfungen 1 Woche nach Kohorte 1, Kohorte 4 und 5 werden 1 Woche nach Kohorte 2 und 3 geimpft und Kohorte 6 wird geimpft 1 Woche nach den Kohorten 4 und 5.

In Teil II der Studie werden 66 Freiwillige nach und nach in eine von sechs Dosiskohorten aufgenommen. In der ersten, dritten und fünften Kohorte werden Freiwillige randomisiert entweder Na-GST-1/Alhydrogel® (n=8) oder Butang® (n=2) erhalten, während Freiwillige in der zweiten, vierten und sechsten Kohorte dies erhalten randomisiert werden, um entweder Na-GST-1/Alhydrogel® (n=2) oder Na-GST-1/Alhydrogel®/GLA-AF (n=10) zu erhalten. Freiwillige, die randomisiert Na-GST-1 erhalten, erhalten entweder die 10-µg-, 30-µg- oder 100-µg-Dosis. Um sicherzustellen, dass die Impfstoffformulierungen bei kürzlich mit Hakenwürmern infizierten Personen bewertet werden, werden mindestens 4 Personen in jede der Teil-II-Kohorten aufgenommen, die auf der Grundlage der während des Screenings für die Studie durchgeführten Kotuntersuchung mit Hakenwürmern infiziert waren. oder die innerhalb von 3 Monaten nach dem geplanten Datum der ersten Impfung des Teilnehmers eine dokumentierte Infektion hatten.

Die Forscher haben den Hepatitis-B-Impfstoff Butang® (Instituto Butantan, Sao Paulo, Brasilien) aus fünf Hauptgründen als Vergleichsimpfstoff ausgewählt: (1) Er wird den Teilnehmern, die ihn erhalten, wahrscheinlich einen gewissen Nutzen bringen, (2) er hat einen etablierte Sicherheitsbilanz, (3) es ist ein aus Hefe stammendes rekombinantes Protein, das an ein aluminiumhaltiges Immunstimulans adsorbiert ist, (4) es hat das gleiche Erscheinungsbild wie Na-GST-1, das mit Alhydrogel immunstimuliert wurde, und (5) sein Dosierungsplan erlaubt es einfache Einbindung in das Studiendesign. Darüber hinaus ist Butang® der am weitesten verbreitete Hepatitis-B-Impfstoff in Brasilien, mit über 15 Millionen Dosen, die jährlich verteilt werden.

Jeder Teilnehmer erhält 3 Dosen des zugewiesenen Studienmittels in 56-Tages-Intervallen (d. h. Tag 0, Tag 56 und Tag 112). Die Studie soll insgesamt 24 Monate dauern. Jeder Teilnehmer wird ab dem Zeitpunkt der ersten Injektion 16 Monate lang beobachtet.

Die Sicherheitsparameter werden während beider Teile der Studie überwacht. Der primäre immunologische Endpunkt für beide Teile wird die Messung der antigenspezifischen Antikörperantwort sein.