Studie eines lebenden rNDV-basierten Impfstoffs gegen COVID-19

Der Mangel an hochwirksamen Behandlungen gegen COVID-19 und die sozialen und wirtschaftlichen Auswirkungen der aktuellen Pandemie auf die öffentliche Gesundheit unterstreichen die unbestrittene Bedeutung der Entwicklung von Impfstoffen, die neben ihrer Sicherheit und der Fähigkeit, eine Schutzreaktion auszulösen, auch logistisch geeignet sind für massive Verwaltung in einer Vielzahl von Ländern und Umgebungen.

Dies ist die erste klinische Studie des Entwicklungsprogramms eines Impfstoffs, der auf einer einzigartigen rekombinanten viralen Vektortechnologie basiert, die bei der Entwicklung von Vogelimpfstoffen erfolgreich war und die keine Kontraindikation für die Anwendung beim Menschen aufweist.

Der in dieser Studie untersuchte rekombinante Impfstoff basiert auf einem aktiven viralen Vektor eines rekombinanten LaSota-Stammes des Newcastle-Disease-Virus (rNDV), in den das Gen eingefügt wurde, das für das S-Glykoprotein von SARS-CoV-2 kodiert.

Das Newcastle Disease Virus (NDV) ist ein Paramyxovirus, das für die Newcastle Disease bei Vögeln verantwortlich ist. Je nach Virulenzgrad gibt es drei Hauptfamilien von NDV. Die Gruppe mit der geringsten Virulenz ist die lentogene Gruppe. Ein lentogener Virusstamm ist LaSota (NDV_LS), der in großem Umfang bei der Entwicklung von Vogelimpfstoffen verwendet wird. Der LaSota-Stamm scheint sich nur an der Inokulationsstelle zu replizieren, und obwohl er die Lymphknoten nicht erreicht, reduziert er die Induktion entzündungsfördernder Zytokine und stärkt gleichzeitig eine robuste schützende Immunantwort. Ganz wichtig: Dieses Virus kann sich nicht in das menschliche Genom einfügen.

Einer der Schlüsselfaktoren für eine erhöhte Virulenz bei NDV ist die Aktivierung der Spaltstelle, die dem Phänotyp des Protein-F-Vorläufers entspricht. Bei hochvirulenten Stämmen erfolgt die Spaltung durch allgegenwärtige intrazelluläre Proteine, was zu einer weit verbreiteten Replikation bei Vögeln führt.

Die Spaltstelle in abgeschwächten oder nicht-virulenten Stämmen wird jedoch durch eine sekretorische Protease aktiviert, die die virale Replikation auf Schleimhautoberflächen einschränkt. Dies ist dieselbe sekretorische Protease, die bei NDV-LS bei Menschen und nichtmenschlichen Primaten wirkt und die virale Replikation auf die oberen Atemwege beschränkt.

Es ist anzumerken, dass das NDV-Genom nicht segmentiert ist. Aus diesem Grund führt die Transkription zu einer einzelsträngigen RNA, die dem Genom genügend Stabilität verleiht, um Reassortment-Ereignisse zu vermeiden. Diese Merkmale untermauern die antigene und genetische Stabilität, die jahrzehntelang zum Erfolg von NDV als Impfstoffvektor beigetragen haben.

Die rekombinante Natur des viralen Vektors basiert auf dem Design und der Synthese eines Gens, das für das Spike-Protein in SARS-CoV-2 kodiert. Ein solches Design basiert auf der Sequenz des Wuhan-Hu-1-Virus (NC_045512.2) und wird in silico zusammengesetzt.

Lentogene Stämme wie LaSota werden seit mehr als 70 Jahren zur Impfung von Vogelpopulationen verwendet und haben sich als sicher und mit einer bemerkenswert natürlich abgeschwächten Virusaktivität erwiesen. Tatsächlich haben Studien gezeigt, dass die Insertion fremder Gene in das NDV-Genom zu einer weiteren Verringerung der Pathogenität bei Vögeln führt. Außerdem wird das rNDV nicht mit dem Kot ausgeschieden und daher nicht von Vogel zu Vogel übertragen. Sicherheitstests mit Vogel-rNDV-Impfstoffen haben gezeigt, dass Dosen, die zehnmal höher sind als die in dieser Studie vorgeschlagene Dosis, nicht mit einer Pathogenität verbunden sind.

Ein rNDV-Impfstoff gegen SARS-CoV und andere neu auftretende Infektionen war vorgeschlagen worden. Es wurde gezeigt, dass ein rNDV-Vektor, der das S-Protein im SARS-CoV-Coronavirus exprimiert, in der Lage ist, ohne Sicherheitsbedenken eine schützende Immunität zu entwickeln, wenn er afrikanischen grünen Meerkatzen intranasal verabreicht wird.

Es wurde berichtet, dass rNDV, das intravenös in nichtmenschliche Primaten (Macaca fascicularis) injiziert wurde, nicht mit schweren Erkrankungen oder Anomalien der hämatologischen oder biochemischen Laborwerte in Verbindung gebracht wurde.

Kürzlich wurde im Zusammenhang mit der COVID-19-Pandemie ein Impfstoff auf der Grundlage eines S-Protein-exprimierenden viralen Vektors des Newcastle-Disease-Virus (NDV) unter Verwendung sowohl eines Wildtyp- als auch eines membranverankerten Präfusionsvektorformats untersucht. Diese Studien wurden in Maus- und Hamstermodellen mit zwei Verabreichungen des Impfstoffs durchgeführt. Die getesteten Impfstoffe induzierten hohe Konzentrationen an neutralisierenden Antikörpern, wenn sie intramuskulär verabreicht wurden. Bemerkenswerterweise schützten diese Impfstoffprototypen Mäuse vor einer an Mäuse angepassten SARS-CoV-2-Challenge: In der Lunge wurden weder Viruslast noch virales Antigen nachgewiesen.

Um das rNDV herzustellen, wird eine Zelllinie mit Plasmiden transfiziert, die das gesamte virale Genom exprimieren, das das fragliche Gen enthält. Der Klon des gesamten NDV-Genoms wird mit Helferplasmiden transfiziert, die für die viralen Proteine ​​N, P und L unter der Kontrolle des RNA-Polymerase-Promotors des Bakteriophagen T7 kodieren. Das chimäre Virus wird aus der Kultur erhalten und in SPF-Hühnerembryos im Alter von 10 Tagen vermehrt, bis das ursprüngliche Impfvirus erzeugt ist.

Der Impfstoff wurde für die intranasale und intramuskuläre Verabreichung formuliert.

In unserer Studie werden neunzig gesunde Freiwillige ohne Vorgeschichte von COVID-19, Impfung gegen SARS-CoV-2 oder einer Aktivität, die mit einem höheren Risiko einer Exposition gegenüber SARS-CoV-2 verbunden ist, nacheinander einer von neun Behandlungsgruppen zugeteilt a einzigen Forschungsstandort in Mexiko-Stadt.

Diese Behandlungsgruppen entsprechen drei verschiedenen Dosierungen und drei verschiedenen Verabreichungsschemata. Alle diese Schemata sehen zwei Impfstoffverabreichungen im Abstand von 21 Tagen vor. (siehe "Waffen und Interventionen").

Die Patienten werden für Wirksamkeits- und Sicherheitsmessungen beobachtet. Die Wirksamkeit wird durch zirkulierende und neutralisierende IgG- und IgM-Antikörper gegen das S-Protein von SARS-CoV-2, IgA-Titer in der Nasenschleimhaut und Zytokin-vermittelte T-Zell-Antworten gemessen. Die Patientensicherheit wird durch das Sammeln von Informationen über unerwünschte Ereignisse und Sicherheitslaborbewertungen (hauptsächlich Hämatologie und Blutchemie) überwacht.

Die erste Intervention für jede Behandlungsgruppe wird nacheinander an achtzehn Sentinel-Probanden verabreicht. Sobald alle Sentinel-Probanden die erste Intervention erhalten haben und das Safety Data Monitoring Board festgestellt hat, dass die Sicherheitsbedingungen erfüllt sind, werden die restlichen Probanden in die Studie aufgenommen, bis insgesamt 90 Teilnehmer erreicht sind.

Statistische Tests werden auf jede Behandlungsgruppe mit ähnlichen Ausgangsmerkmalen angewendet. Für kontinuierliche Variablen werden Student's t-Verteilung und ANOVA verwendet, um Mittelwerte zu vergleichen, während Chi-Quadrat und Fishers exakter Test verwendet werden, um kategoriale Werte zu bewerten.

Es müssen drei Arbeitshypothesen getestet werden, eine für jedes Verabreichungsschema. Sie können wie folgt konsolidiert werden: Der rekombinante Anti-SARS-CoV-2-Impfstoff auf der Grundlage eines viralen Vektors (rNDV), der [zweimal intramuskulär / zweimal intranasal / der erste intranasal und der zweite verabreicht wird auf intramuskulärem Weg] sicher ist (d. h. ein akzeptables niedriges Profil oder eine akzeptable Reaktogenität: geringe Häufigkeit von leichten bis mittelschweren und keine schweren lokalen oder systemischen Nebenwirkungen) und induziert eine humorale und zelluläre Immunantwort gegen SARS-CoV-2 ähnlich (oder größer) als in Seren von natürlich erworbenen COVID-19-Rekonvaleszenten gemessen.