La sicurezza e l'immunogenicità di un vaccino contro la tubercolosi; MVA85A, in volontari sani con infezione da HIV

La necessità di un nuovo vaccino contro la tubercolosi La tubercolosi (TBC) uccide circa tre milioni di persone ogni anno. Si stima che un terzo della popolazione mondiale sia latentemente infetto da Mycobacterium tuberculosis (M.tb) (Dye, 1999). Questi individui con infezione latente sono a rischio di riattivazione dell'infezione, se diventano immunosoppressi. In tutto il mondo, la coinfezione da HIV è la causa più comune di immunosoppressione e aumenta le possibilità di riattivazione da un rischio del 10% nel corso della vita a un rischio annuale del 10% (Corbett, 1996). Il vaccino attualmente disponibile, M. bovis BCG, è in gran parte inefficace nella protezione contro le malattie polmonari degli adulti nelle aree endemiche ed è ampiamente riconosciuto che un nuovo vaccino più efficace contro la tubercolosi è una delle principali priorità di salute pubblica globale (Colditz, 1994). Tuttavia, potrebbe non essere etico e poco pratico testare e implementare una strategia vaccinale che non includa il BCG, poiché il BCG conferisce una protezione utile contro la meningite tubercolare e la lebbra. Una strategia di immunizzazione che includa BCG è interessante anche perché le popolazioni in cui questo vaccino candidato dovrà essere testato saranno già state immunizzate con BCG. Data l'elevata prevalenza dell'infezione da M.tb, un vaccino che potrebbe essere somministrato a individui con infezione latente e sradicare l'infezione latente avrebbe un enorme impatto sulla mortalità e morbilità da TB. M.tb è un organismo intracellulare. Le risposte cellulari di tipo CD4+ Th1 sono essenziali per la protezione e ci sono prove crescenti da studi su animali e umani che anche le cellule T CD8+ svolgono un ruolo protettivo (Flynn, 2001). Tuttavia, è stato generalmente difficile indurre forti risposte immunitarie cellulari negli esseri umani utilizzando vaccini a subunità. I vaccini a DNA, i vettori virali ricombinanti e le combinazioni proteina/adiuvante inducono tutti i linfociti T CD4+ e CD8+, tuttavia nessuno di questi sistemi di rilascio dell'antigene induce alti livelli di linfociti T antigene specifici, se usati da soli.

Le strategie di immunizzazione eterologa prime-boost comportano la somministrazione di due vaccini diversi, ciascuno codificante per lo stesso antigene, a diverse settimane di distanza. L'utilizzo di un potenziamento del virus vaccinico Ankara (MVA) modificato con ricombinazione primaria del DNA induce livelli più elevati di cellule T CD4+ e CD8+ specifiche per l'antigene rispetto all'utilizzo del potenziamento omologo con lo stesso vettore in un numero di diversi modelli di malattia (Schneider, 1998; McShane, 2001). Data l'efficacia protettiva del BCG durante l'infanzia, idealmente il BCG sarebbe l'immunizzazione iniziale in una tale strategia di primo potenziamento. Per fare ciò, ci siamo concentrati sull'antigene 85A come antigene candidato. L'antigene 85A è altamente conservato tra tutte le specie micobatteriche ed è presente in tutti i ceppi di BCG. L'antigene 85A è un importante antigene secreto da M. tuberculosis che fa parte del complesso dell'antigene 85 (A, B e C). Questo complesso costituisce una parte importante delle proteine ​​secrete sia di M.tb che di BCG. È coinvolto nel legame della fibronectina all'interno della parete cellulare e ha attività micoliltransferasica. L'antigene 85A è immunodominante negli studi sui topi e sull'uomo ed è protettivo nei piccoli animali (Huygen, 1996).

Vaccinia virus ricombinante modificato Ankara (rMVA). Molti virus sono stati studiati come potenziali vaccini ricombinanti. Il successo mondiale dell'eradicazione del vaiolo attraverso la vaccinazione con virus vaccinico vivo ha evidenziato il vaccino vaccino come candidato per l'uso ricombinante. Il riconoscimento negli ultimi anni che i ceppi non replicanti di poxvirus come i vettori MVA e avipox possono essere più immunogenici rispetto ai tradizionali ceppi di vaccinia replicanti ha accresciuto l'attrattiva di questo approccio. MVA (virus vaccinico modificato Ankara) è un ceppo di virus vaccinico che è stato trasmesso più di 570 volte attraverso le cellule aviarie, è incapace di replicarsi nelle linee cellulari umane e ha un buon record di sicurezza. È stato somministrato a più di 120.000 vaccinati come parte del programma di eradicazione del vaiolo, senza effetti avversi, nonostante la deliberata vaccinazione di gruppi ad alto rischio (Stickl, 1974; Mahnel, 1994). Questa sicurezza nell'uomo è coerente con l'avirulenza di MVA nei modelli animali. MVA ha sei principali delezioni genomiche rispetto al genoma parentale che compromettono gravemente la sua capacità di replicarsi nelle cellule di mammifero (Meher, 1991). Nessuna replicazione è stata documentata in cellule di mammifero non trasformate. La replicazione virale è bloccata in ritardo durante l'infezione delle cellule, ma la sintesi proteica virale e ricombinante è importante anche durante questa infezione abortita. È stato dimostrato che il genoma virale è stabile attraverso un'ampia serie di passaggi nei fibroblasti di embrioni di pollo. L'MVA ricombinante carente di replicazione è stato visto come un vettore virale eccezionalmente sicuro. Quando testati in studi su modelli animali, gli MVA ricombinanti hanno dimostrato di essere avirulenti, ma protettivi immunogenici come vaccini contro le malattie virali e il cancro. Recenti studi su macachi gravemente immunodepressi hanno supportato l'idea che l'MVA dovrebbe essere sicuro negli esseri umani immunocompromessi (Akira, 2001; Stittelaar, 2001). Ora sono disponibili dati sulla sicurezza di una serie di MVA ricombinanti che sono attualmente in studi di fase I/II sia nel Regno Unito che in Africa. Dati utili sulla sicurezza e l'efficacia di varie dosi di un vaccino MVA ricombinante provengono da dati di studi clinici con un MVA ricombinante che esprime un numero di epitopi CTL da antigeni pre-eritrocitici del Plasmodium falciparum fusi a un antigene completo dello stadio pre-eritrocitico, adesione correlata alla trombospondina Proteine ​​(TRAPPOLA). Ad oggi MVA ME-TRAP è stato somministrato a oltre 600 volontari sani (adulti e bambini) a Oxford e in Africa (Gambia e Kenya) senza alcun evento avverso grave (Adrian Hill, non pubblicato, comunicazione personale). I volontari hanno ricevuto da una a tre dosi da 3 a 15 x 107 pfu per dose di vaccino intradermico a intervalli di tre settimane. Tutti i soggetti presentano rossore locale temporaneo con tipicamente un'area rossa centrale di 5 mm con un'area circostante rosa più pallida che varia in dimensioni da circa 1 a 7 cm di diametro e raggiunge picchi a 48 ore dopo la vaccinazione. A sette giorni dalla vaccinazione generalmente rimane solo l'area rossa centrale. Questo svanisce nelle prossime settimane e di solito non è evidente a 2 mesi dopo la vaccinazione. Il profilo di sicurezza emergente del vaccino MVA ricombinante è eccellente e supportato dai dati degli studi clinici di altri tre MVA ricombinanti realizzati a Oxford e attualmente in studi clinici che utilizzano MVA per HIV, HBV e melanoma. Ad oggi questi vaccini sono stati somministrati a oltre 600 persone senza eventi avversi gravi (Hill; comunicazione personale) 40 individui sieropositivi trattati con terapia antiretrovirale altamente attiva (HAART) sono stati vaccinati con almeno 5 x 107 PFU MVA contenenti HIV antigeni senza eventi avversi gravi (Dorrell, dati non pubblicati; Cosma et al 2003; Harrer et al, 2005). 7 individui sieropositivi sono stati vaccinati con MVA contenente antigeni della malaria senza eventi avversi gravi e senza aumento significativo o sostenuto della carica virale (Bejon et al, CID 2006, in corso di stampa).

MVA ricombinante che codifica per l'antigene 85A MVA85A induce sia un epitopo CD4+ che un epitopo CD8+ quando utilizzato per immunizzare i topi. Quando i topi sono innescati con BCG e poi ricevono MVA85A come boost, i livelli di cellule T CD4+ e CD8+ indotte sono più alti che con BCG o MVA85A da soli, e questo regime è più protettivo rispetto a entrambi i vaccini da soli (Goonetilleke et al, 2003) . Nel modello di cavia più sensibile, cavie vaccinate con BCG, e poi MVA85A, e quindi un secondo vettore virale, il vaiolo che esprime l'antigene 85A, 6/6 cavie sono vive alla fine dell'esperimento, rispetto a 2/6 cavie suini vaccinati solo con BCG e 0/6 animali di controllo (Williams et al, 2005).

Nei macachi rhesus, questo boost di BCG prime-MVA85A e Fowlpox85A è più immunogenico di qualsiasi vaccino da solo ed è più protettivo del solo BCG (verrek et al, dati non pubblicati).

Studi clinici con MVA85A MVA85A (alla dose di 5 x 107 pfu) è stato somministrato a 48 volontari sani nel Regno Unito, 21 volontari sani in Gambia e 18 in Sud Africa, senza eventi avversi gravi. Abbiamo progettato i nostri studi di Fase I per consentire una vaccinazione di gruppi di volontari in sequenza con un aumento graduale dell'esposizione ai micobatteri, al fine di ridurre al minimo la possibilità di una reazione di Koch. Una reazione di Koch descrive lo sviluppo dell'immunopatologia in una persona o animale affetto da tubercolosi, quando viene stimolata una risposta immunitaria esagerata al M.tb. È stato descritto in pazienti con malattia tubercolare quando Koch ha eseguito i suoi studi originali impiegando micobatteri come tipo di vaccinazione terapeutica. Ora è stato dimostrato nel modello murino di vaccinazione terapeutica (Taylor, 2003). I dati sugli animali disponibili suggeriscono che queste reazioni non si verificano nei topi con infezione latente da M.tb, suggerendo che tali reazioni possono essere correlate a un'elevata carica batterica e che il fenomeno di Koch potrebbe non rappresentare un problema per la vaccinazione di esseri umani sani anche se con infezione latente. Abbiamo iniziato questi studi su volontari sani che erano il più naïve possibile ai micobatteri. Erano negativi al test cutaneo ed Elispot negativo per PPD, ESAT 6 e CFP10 e non erano stati precedentemente vaccinati con BCG. Abbiamo ora completato gli studi nel Regno Unito vaccinando volontari precedentemente vaccinati con BCG (McShane, Nature Med, 2004) e in Gambia.

Ci sono due studi in corso a Oxford. Il primo è uno studio di fase I sulla sicurezza e l'immunogenicità di MVA85A in soggetti con infezione latente da M.tb. Ora abbiamo vaccinato tutti i 12 volontari senza eventi avversi gravi. Il secondo è uno studio di selezione della dose che valuta la sicurezza e l'immunogenicità di 2 diverse dosi di MVA85A (1x10^8 e 1x10^7 pfu), in volontari adulti sani che sono stati precedentemente vaccinati con BCG. Qui abbiamo vaccinato 11 individui con la dose più alta (1x10^8) senza eventi avversi gravi, il principale effetto collaterale è stato la febbre a 24-48 ore dopo la vaccinazione, che si risolve completamente nell'arco di 24 ore. I risultati del braccio a basso dosaggio saranno raccolti nei prossimi mesi.