Entwicklung eines attenuierten Lebend-Rotavirus-Impfstoffs als menschliches Infektionsherausforderungsmodell

Durchfallerkrankungen sind eine der Hauptursachen für Morbidität und Mortalität bei kleinen Kindern, insbesondere in den Entwicklungsländern Südasiens und Subsahara-Afrikas1. Rotavirus ist der häufigste Erreger von mittelschwerem bis schwerem Durchfall bei Kindern unter fünf Jahren und verantwortlich für geschätzte 215.000 Todesfälle bei Säuglingen pro Jahr, von denen die meisten in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen (LMICs) auftreten2. Die weit verbreitete Einführung von zwei von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) zugelassenen Rotavirus-Impfstoffen, RotarixTM, (GlaxoSmithKline Biologicals, Belgien) und RotaTeq, (Merck and Co, New Jersey), hat wesentlich dazu beigetragen, die Zahl der Rotavirus-assoziierten Krankenhauseinweisungen und Todesfälle zu verringern3 -18. Trotz dieser Fortschritte haben Rotavirus-Impfstoffe jedoch wiederholt eine geringere Immunogenität, Wirksamkeit, Wirksamkeit und Schutzdauer bei Kindern, die in LMICs leben, im Vergleich zu Ländern mit hohem Einkommen gezeigt19,20,21. Somit bleibt das Rotavirus auch nach der Einführung von Rotavirus-Impfstoffen (RV) die Hauptursache für Morbidität und Mortalität durch Durchfall in diesen Umgebungen. Eine verbesserte RV würde zu einer wesentlich stärkeren Verringerung der Morbidität und Mortalität von Durchfallerkrankungen bei Säuglingen führen; Es besteht daher ein dringender Bedarf, die reduzierte Leistung der derzeit verfügbaren attenuierten oralen Lebendimpfstoffe in LMICs zu verstehen, um die Entwicklung von maximal wirksamen Therapeutika zu informieren und zu beschleunigen.

Jüngste Studien haben gezeigt, dass alternative Schemata auch die Immunogenität und die letztendliche Impfstoffleistung bei LMICs verbessern könnten22,23. Darüber hinaus befinden sich neue RV-Kandidaten mit alternativen Verabreichungswegen in der Entwicklung und sind vielversprechend für eine verbesserte Impfstoffleistung21,24,25. Die traditionellen Wege zur Zulassung neuer Impfstoffe, die sich in der Entwicklungspipeline durch klinische Studien befinden, sind jedoch zu einer Herausforderung geworden, da placebokontrollierte Studien nicht mehr als ethisch vertretbar gelten und Feldstudien zur Wirksamkeit immer größere Kohorten erfordern, um neue Kandidaten mit bestehenden Impfstoffen zu vergleichen. Human Infection Challenge (HIC)-Modelle wurden in der Vergangenheit eingesetzt, um die Entwicklung von Impfstoffen zu beschleunigen und bieten die Möglichkeit, sowohl die Pathogenese als auch die Immunogenitätsmechanismen von Impfstoffen zu untersuchen, insbesondere bei auf den Menschen beschränkten Krankheitserregern. HIC-Modelle wurden in LMICs nicht weit verbreitet und akzeptiert, obwohl es wissenschaftliche und ethische Vorteile gibt, die einzigartige Gelegenheit zu berücksichtigen, die diese Methodik bietet.

Wir schlagen vor, die methodische Entwicklung eines abgeschwächten Impfstoffs als HIC-Modell zu untersuchen, um die Rotavirus-Immunologie und -Vakzinologie bei sambischen Säuglingen voranzutreiben. Wir werden auch den Einsatz von minimal-invasiven Verfahren evaluieren, einschließlich der Entnahme von Speichel für die Antikörpermessung und Stuhlproben für die Ausscheidung von Impfviren als Maß für die impfstoffinduzierte Immunität der Schleimhaut.

Ziel 1 Profilierung der Rotavirus-spezifischen IgA- und IgG-Antworten auf die Impfung und Bestimmung der Korrelation zwischen Serum und Speichel.

Spezifisches Ziel 1a: Profilierung der Rotavirus-spezifischen IgA- und IgG-Antworten zu Studienbeginn (Tag 0), vor Dosis 2 (Tag 28) und 1 Monat nach Dosis 2 (Tag 56) in Serum und Speichel, um die Seropositivität und die Serokonversion des Impfstoffs zu bestimmen.

Ziel 2 Profilierung von Zytokin-Immunantworten und Bestimmung der Korrelation zwischen Serum und Speichel.

Spezifisches Ziel 2a: Bestimmung von Zytokinprofilen in Serum und Speichel zu Studienbeginn (Tag 0) und Verfolgung ihres Zusammenhangs mit der Serokonversion des Impfstoffs (Tag 56).

Spezifisches Ziel 2b: Profilierung der Zytokinreaktionen unmittelbar vor der Impfung mit Dosis 2 (Tag 28) und 3 Tage nach Verabreichung der zweiten Impfstoffdosis (Tag 31: Provokation mit Rotavirus-Impfstoff).

Ziel 3: Bewertung des Verhältnisses von Antikörperspiegeln in Serum und Speichel zum Zeitpunkt der Impfung (Tag 0) und an den Tagen 28, 31 und 56 im Vergleich zur fäkalen Ausscheidung des RV-Stammes im gesammelten Stuhl und an den Tagen 3, 5, 7 , 14 und 21, sowie an Tag 28 und an den Impftagen 31, 33, 35, 42, 49 und 56 nach Dosis 2.

Ziel 4: Profilierung und Charakterisierung der unmittelbaren Zytokin-Immunantwort auf den Impfstoff in Speichel, der an Tag 0 und Tag 31 gesammelt wurde, um festzustellen, ob Speichel als zufriedenstellender Proxy für Serum bei der Bewertung der durch Impfstoff induzierten Schleimhautimmunität dienen könnte.

1. Methodik

1. Studiendesign Eine explorative und beobachtende Kohortenstudie, bei der Säuglinge zwei Standarddosen lebendes, attenuiertes, orales Rotarix™ nach 6 und 10 Wochen erhielten. Säuglinge werden während des routinemäßigen EPI-Besuchs für die Impfungen in Woche 6 nach der Verabreichung und der Bereitstellung einer schriftlichen Einverständniserklärung durch ihre Mütter/Erziehungsberechtigten aufgenommen. Jeder Säugling bleibt bis zu 56 Tage in der Studie, während derer er intensiv mit Studienaktivitäten und/oder planmäßigen Besuchen in der Studienklinik nachbeobachtet wird (zusammengefasst in Tabelle 1 unten).
2. Studienort und Population Die Studie wird an der George Clinic in Lusaka durchgeführt, wo sich die staatlichen Kliniken für Mutter-Kind-Gesundheit (MCH) und antiretrovirale Therapie (ART) sowie der CIDRZ George Clinical Study Site befinden. Die George Clinic hat ein Einzugsgebiet von 145.23053 Einwohnern und befindet sich in einer typischen stadtnahen Umgebung in Lusaka in einem umliegenden Slum. Wir planen, Teilnehmer zu rekrutieren, da sie zufällig die Gesundheitseinrichtung besuchen. CIDRZ hat bereits eine gute Forschungseinrichtung in dieser Klinik und unten ist ein schematisches Bild des Lageplans.
3. Auswahl der Teilnehmer, Stichprobenverfahren und Stichprobengröße Überlegungen zur Stichprobengröße Die Teilnehmer werden nach dem Zufallsprinzip aus Mutter-Kind-Paaren ausgewählt, die an der routinemäßigen vorgeburtlichen Versorgung in der George Clinic teilnehmen. Da es sich um eine explorative und methodologische Entwicklungsstudie handelt, wurden keine formellen Berechnungen der Stichprobengröße durchgeführt. Wir haben uns pragmatisch entschieden, 20 Säuglinge aufzunehmen, was im Allgemeinen für Phase-I-Studien akzeptabel ist. Im Falle einer geschätzten 10%igen Fluktuation aufgrund von Nachsorgeverlusten haben wir die Stichprobe angepasst, um 22 Säuglinge zu rekrutieren.