Immuunivasteen ymmärtäminen kahdelle erilaiselle aivokalvontulehdusrokotteelle

Epidemiologia

Neisseria meningitidis on maailmanlaajuisesti tärkeä aivokalvontulehduksen ja septikemian aiheuttaja. Polysakkaridikapseli on tärkeä virulenssitekijä invasiivisen taudin aiheuttajana. Meningokokkikannan seroryhmä määräytyy polysakkaridikapselin biokemiallisen koostumuksen perusteella. On olemassa 13 erilaista polysakkaridikapselia, mutta vain A, B, C, W ja Y aiheuttavat yleensä invasiivisia infektioita. Erityisesti seroryhmät A, C, W ja Y aiheuttavat yli 70 % meningokokkitaudeista Pohjois-Amerikassa, seroryhmät B ja C ovat vastuussa suurimmasta osasta sairauksia Euroopassa ja seroryhmä A aiheuttaa syklisiä aivokalvontulehdusepidemioita Afrikan aivokalvontulehdusvyöhykkeellä, mukaan lukien äskettäinen epidemia vuosina 2009/2010.

Meningokokkitaudin nopean etenemisen ja vakavien seurausten vuoksi primaariehkäisy on elintärkeää, ja se saavutetaan tehokkaimmin rokottamalla. Seroryhmän B rokotteen puuttuessa neliarvoiset rokotteet seroryhmiä ACW ja Y vastaan ​​edustavat laajinta mekanismia meningokokkitaudin hallintaan maailmanlaajuisesti. Näiden rokotteiden aikaansaama suoja perustuu anti-kapselipolysakkaridivasta-aineisiin.

MENINGOKOKKIPOLYSAKKARIDI JA KONJUGATTIROKOTTEET

ACWY-polysakkaridirokotteet koostuvat puhtaasta kapselipolysakkaridista jokaisesta neljästä seroryhmästä ja ovat olleet laajassa käytössä 1970-luvun lopulta lähtien. Kuten polysakkaridirokotteet muita kapseloituja bakteereja vastaan, meningokokkipolysakkaridirokotteet ovat kuitenkin heikosti immunogeenisiä pienillä lapsilla, eivät aiheuta pitkäaikaisia ​​immuunivasteita[5] eivätkä ehkä vähennä nenänielun kantamista. Uudemmat konjugaattirokotteet koostuvat kapselioligosakkarideista, jotka on kemiallisesti liitetty proteiinikantajaan. Polysakkaridin konjugointi proteiinin kantaja-aineeseen mahdollistaa sukulais-T-soluavun värväämisen myöhempään antigeenialtistukseen, mikä saa aikaan voimistuneen vasta-ainevasteen ja immunologisen muistin.

Tämän tutkimuksen tavoitteena on tutkia uusia näkökohtia B-solujen immuunivasteista meningokokkipolysakkaridi- ja konjugaattirokotteille. Tämän saavuttamiseksi annamme neliarvoisen ACWY-polysakkaridirokotteen (MenACWY-PS) ja neliarvoisen ACWY-konjugaattirokotteen (MenACWY-CRM), joka sisältää seroryhmien A, C, W-135 ja Y kapseli-oligosakkarideja, jotka on konjugoitu mutaatiodiffateriaan7 mutaatiodiffateriaan7. kuljettaja aikuisille vapaaehtoisille. Jokainen näistä rokotteista sisältää erilaisia ​​määriä kapseliantigeenia (katso taulukko 1). Polysakkaridirokotteessa on 50 µg polysakkaridia kustakin neljästä seroryhmästä, kun taas konjugaatissa on 10 µg A:ta ja 5 µg kutakin C-, W- ja Y-seroryhmää.

Oxford Vaccine Groupin äskettäinen tutkimus, jossa käytettiin MenACWY-PS:ää ja MenACWY-CRM:ää (Understanding the Immune Response to Meningitis Vaccines, OXREC 09/H0606/20, Eudract 2007-001349-17), osoitti alustavien todisteiden eron B-soluvasteissa. polysakkaridi- ja konjugoituihin meningokokkirokotteisiin. Kuitenkin hämmentävä tekijä tämän kokeen tietojen tulkinnassa on ollut ero kapseliantigeenin määrässä, joka sisältyi kummassakin tutkimuksessa käytetyssä kahdessa rokotetyypissä.

Täysi annos MenACWY-PS-polysakkaridirokotte sisältää 50 µg MenA-, MenC-, MenW- ja MenY-kapseliantigeeniä. MenACWY-CRM-konjugaattirokote sisältää 10 µg MenA kapseliantigeenia ja 5 µg MenC, MenW ja MenY kutakin.

Nykyinen tutkimus on suunniteltu vertaamaan sekä MenACWY-PS:n täyttä annosta että 1/5 MenACWY-PS-annosta (joka sisältää 10 µg kutakin seroryhmää) MenACWY-CRM:n täyteen annokseen. Tämä tekee eron polysakkaridiannoksesta riippuvan vasteen ja todellisen polysakkaridirokotteen vs. konjugaattirokotevasteen välillä. Erityisesti pyrimme tutkimaan kateenkorvasta riippuvaa tai kateenkorvasta riippumatonta immuunivasteen luonnetta polysakkaridi- ja vastaavasti konjugoituihin meningokokkirokotteisiin.

kateenkorvasta riippumattomat ja kateenkorvasta riippumattomat immuunivasteet

Kateenkorvasta riippumattomat (TI) antigeenit määritellään niiden kyvyn perusteella indusoida immuunivasteita T-solupuutteellisissa tai kateenkorvausvajeissa hiirissä. Kuten muutkin suurimolekyylipainoiset molekyylit, joilla on toistuvia rakenteita, polysakkaridirokoteantigeenit luokitellaan edelleen tyypin 2 TI-antigeeneiksi. Toistuvat polysakkaridiepitoopit ristisitovat antigeenispesifisten B-solujen BCR:n, laukaisevat aktivaatiosignaaleja ja stimuloivat lisääntymistä ja erilaistumista vasta-aineita erittäviksi plasmasoluiksi. T-soluavun puuttuminen estää B-muistisolujen muodostumisen.

TI-vasteiden uskotaan olevan suurelta osin marginaalialueen B-solujen (MZB) välittämiä, jotka kypsyvät pernan marginaalivyöhykkeellä. Tämä osasto on huonosti kehittynyt alle 2-vuotiailla lapsilla, mikä johtaa tehottomaan polysakkaridien vastaiseen immuunivasteeseen tässä ikäryhmässä. Hiirillä tehdyt tutkimukset ovat paljastaneet tärkeän roolin kypsien B-solujen lisäalajoukolla, B1b-soluilla, adaptiivisessa immuniteetissa. Toisin kuin tavanomaisen B-solumuistin kehittyminen, joka edellyttää itukeskusten ja T-solujen muodostumista, B1b-soluvälitteisten pitkäkestoisten vasta-ainevasteiden kehittyminen tapahtuu T-soluavusta riippumatta.

Sitä vastoin konjugaattirokotteet toimivat kateenkorvasta riippuvina (TD) antigeeneina. Polysakkaridiosan sitoutuminen antigeenispesifisiin B-solureseptoreihin mahdollistaa polysakkaridiproteiinikonjugaatin sisäänoton ja prosessoinnin klassisen MHC-luokan II reitin kautta. Kantajaproteiinista johdetut peptidit esitellään CD4+-T-auttajasoluille, jotka tarjoavat signaaleja B-solujen lisäerilaistumista varten.

TD-vasteet välittyvät follikulaaristen B-solujen (FOB) kautta, jolloin syntyy vasta-aineita erittävät plasmasolut ja muisti-B-solut, jotka pystyvät reagoimaan lisäspesifiseen antigeenialtistukseen[10]. Äskettäin Oxford Vaccine Groupissa tehty työ ehdottaa, että pneumokokkipolysakkaridi- ja konjugaattirokotteet indusoivat B1b- ja FOB-soluja, vastaavasti. Tämä tutkimus tutkii, päteekö tämä myös meningokokkikonjugaatti- ja polysakkaridirokotteisiin. Tämä tehdään analysoimalla erilaisia ​​B-solupopulaatioita, jotka on tuotettu vasteena täyden annoksen polysakkaridirokotteelle, 1/5-polysakkaridirokotteelle ja konjugaattirokotteelle käyttämällä uusia immunologisia tekniikoita, jotka on kehitetty laboratorioissamme.

HYPORESPONSIIVINEN

Rokotteen aiheuttama hyporesponsiivisuus on kyvyttömyys saada aikaan tehostevastetta, joka on vähintään saman suuruinen kuin aloitusannos. Aiemman rokotuksen meningokokkipolysakkaridirokotteella on osoitettu heikentävän vasta-ainevasteita myöhemmille meningokokkipolysakkaridi- tai konjugaattirokotteille. Tämän tutkimuksen suunnittelu mahdollistaa polysakkaridien aiheuttaman hyporesponsiivisuuden ilmiön tutkimisen neliarvoisissa meningokokkirokotteissa muisti-B-solu- ja plasmasoluvasteiden tasolla.

SERORYHMÄ A

Toisin kuin seroryhmien B, C, W-135 ja Y siaalihappopohjaiset polysakkaridikapselit, seroryhmän A meningokokkikapselit koostuvat N-asetyylimannosamiinifosfaatista. Tavalliset seroryhmän A polysakkaridirokotteet osoittavat odottamatonta immunogeenisyyttä nuorilla vauvoilla. Nämä tulokset viittaavat siihen, että ehkä kemiallisen rakenteensa vuoksi immuunijärjestelmä ei ehkä käsittele A-ryhmän polysakkaridia klassisena TI-antigeeninä. Tämä tutkimus testaa hypoteesia, jonka mukaan follikulaarisia B-soluja tuotetaan vasteena MenACWY-PS:n seroryhmän A komponentille, ja sitä vastoin marginaalivyöhyke- tai B1b-soluja tuotetaan vasteena saman rokotteen seroryhmän C komponentille. Tämä tutkimus testaa myös hypoteesia, jonka mukaan follikulaarisia B-soluja tuotetaan vasteena MenACWY-CRM:n seroryhmien A ja C komponenteille.

VASTA-AINEREPERTOIRI

Ihmisen humoraalinen vaste on ennakoiva; potentiaalinen spesifinen vasta-aine on olemassa ennen kuin se kohtaa laajan antigeenikokoelman, joka on tavattu yksilön eliniän aikana. Tämän monipuolisen valikoiman perustana ovat useat geenisegmentit, jotka käsittävät vasta-ainemolekyylin vaihtelevan alueen. Jokaisen V D & J -segmentin mahdollisuus yhdistää satunnaisesti tuo ohjelmistoon kombinatorista monimuotoisuutta. Uudelleenjärjestelyn aikana geenisegmenttien liitoskohtaan voidaan lisätä tai poistaa lisää nukleotideja, joita kutsutaan liitosdiversiteettiksi. Lisäksi vasta-ainevasteen kypsymisen aikana tapahtuu vaihtelevan alueen somaattista hypermutaatiota B-solujen lisääntymisen aikana itukeskuksissa. Tämä on taustalla vasta-aineaffiniteetin lisääntymisen sekundaarisissa vasteissa antigeenille. Nämä mekanismit auttavat luomaan jopa 1016 vasta-ainemolekyylin potentiaalisen valikoiman.

Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että ihmisen humoraalinen vaste spesifisille antigeeneille on rajoitettu monimuotoisuudessa yksilön sisällä ja populaatioiden välillä, ja käytössä on rajoitettu määrä vasta-aineita koodaavia vaihtelevan alueen geenejä. Nämä tutkimukset ovat tukeutuneet yksittäisten solujen uudelleenjärjestäytyneiden raskaan ketjun lokusten perinteiseen vektorikloonaukseen ja Sanger-sekvensointiin, ja ne ovat rajoitettuja niiden mahdollisen valikoiman analyysin laajuudessa.

Massiivinen rinnakkaissekvensointi ja emulsio-PCR ovat tehokkaita uusia työkaluja, jotka mahdollistavat suuren mittakaavan DNA-sekvensoinnin mahdollistaen samanaikaisen sekvensoinnin jopa miljoonan lukeman ajoa kohti. Näitä tekniikoita on sovellettu tutkittaessa mahdollista vasta-ainevalikoimaa seeprakaloissa, ihmisen vasta-ainevalikoimaa spesifisissä B-solujen alaryhmissä[20] ja arvioitaessa leukaemoidisolujen kloonisuutta. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on verrata VDJ-valikoimaa muisti-B-solupopulaatioissa ennen ja jälkeen polysakkaridi- ja konjugaatti-ACWY-rokotuksen.

IMMUUNIOVASTEEN GENEETISTEN VAIKUTUSTEN ANALYYSI

Toinen tässä tutkimuksessa arvioitava näkökohta on geneettisten tekijöiden vaikutus immunisaatiovasteeseen. Kaksoistutkimukset useilla rokotteilla, mukaan lukien tuhkarokko, sikotauti ja vihurirokko, ovat osoittaneet rokotevasta-ainevasteiden suurta periytyvyyttä. Joitakin geneettisiä assosiaatioita on jo tunnistettu adaptiivisen ja synnynnäisen immuunivasteen geenien ja joidenkin rokotteiden välillä, esimerkiksi ihmisen leukosyyttiantigeenin (HLA) alleelit ja tuhkarokkovasta-ainevasteet sekä IL-1β-polymorfismit ja hepatiitti B -rokotevasteet. Nämä tutkimukset ovat olleet pienimuotoisia ja perustuneet yksittäisiin ehdokasgeeneihin, ja se, missä määrin geneettinen vaihtelu vaikuttaa rokotevasteisiin, on edelleen huonosti ymmärretty. Ymmärtäminen siitä, mitkä geneettiset variantit vaikuttavat tiettyjen rokotteiden vasteisiin, auttaa tunnistamaan kriittiset immuunireitit, jotka johtavat suojaukseen rokotuksen jälkeen ja johtavat tehokkaampien rokotteiden tuotantoon. Lisäksi sellaisten geenien tunnistaminen, joilla voi olla tärkeitä rooleja villityypin infektioissa, mahdollistaa paremman taudin patogeneesin ymmärtämisen, mikä puolestaan ​​voi johtaa uusien hoitojen kehittämiseen.

Tässä tutkimuksessa saadut verinäytteet tarjoavat DNA-lähteen, joka voi sitten edistää DNA-pankkia, joka yhdistää näytteitä useista eri Oxford Vaccine Group -tutkimuksista. Näitä DNA-näytteitä voidaan sitten käyttää genominlaajuiseen analyysiin niistä geneettisistä tekijöistä, jotka vaikuttavat isännän vasteeseen asiaankuuluvissa tutkimuksissa saatujen rokotteiden suhteen. Tämä DNA:n erottaminen ja varastointi tapahtuu vain osallistujien erityisellä suostumuksella, eikä DNA:ta analysoida muuhun tarkoitukseen kuin rokotteiden immuunivasteeseen vaikuttavien tekijöiden arvioimiseksi. DNA-uuttoa varten solutulpan erottamisesta jäljelle jäänyt seerumi myös varastoidaan ja niille voidaan myös suorittaa muita immunologisia määrityksiä, kuten funktionaalisen vasta-aineen kvantifiointi seerumin bakterisidisen aktiivisuuden perusteella.

YHTEENVETO

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on tutkia yksityiskohtaisesti B-soluvasteen näkökohtia konjugaatti- ja polysakkaridi-nelivalenttisille meningokokkirokotteille terveillä aikuisilla käyttämällä erilaisia ​​uusia laboratoriomenetelmiä.