2 つの異なる髄膜炎ワクチンに対する免疫応答の理解

疫学

髄膜炎菌は、髄膜炎および敗血症の世界的に重要な原因です。 多糖莢膜は侵襲性疾患を引き起こす重要な病原因子です。 髄膜炎菌株の血清型は、多糖莢膜の生化学的組成によって決定されます。 13 種類の多様な多糖カプセルがありますが、一般的に侵襲性感染症を引き起こすのは A、B、C、W、および Y だけです。 特に、セログループ A、C、W、および Y は、北米の髄膜炎菌性疾患の 70% 以上を占め、セログループ B および C は、ヨーロッパにおける疾患の大部分の原因であり、セログループ A は、アフリカの髄膜炎帯で周期的な髄膜炎の流行を引き起こします。 2009/2010 年の最近のアウトブレイクを含む。

髄膜炎菌性疾患の急速な進行と深刻な後遺症を考慮すると、一次予防が不可欠であり、これはワクチン接種によって最も効果的に達成されます。 血清群 B ワクチンがない場合、血清群 ACW および Y に対する 4 価ワクチンは、世界中の髄膜炎菌性疾患の制御の最も広範なメカニズムを表しています。 これらのワクチンによって誘導される保護は、抗莢膜多糖抗体に依存しています。

髄膜炎菌多糖体およびコンジュゲートワクチン

多糖 ACWY ワクチンは、4 つの血清群のそれぞれに由来する純粋な莢膜多糖から構成され、1970 年代後半から広く使用されています。 しかし、他のカプセル化された細菌に対する多糖類ワクチンと同様に、髄膜炎菌多糖類ワクチンは幼児の免疫原性が低く、長期的な免疫応答を誘発せず[5]、鼻咽頭保菌を減少させない可能性があります。 新しいコンジュゲート ワクチンは、タンパク質担体に化学的に結合した莢膜オリゴ糖で構成されています。 タンパク質キャリアへの多糖類の結合により、同種の T 細胞の動員が可能になり、その後の抗原への曝露が増強された抗体応答と免疫記憶が誘発されます。

この研究の目的は、髄膜炎菌多糖体およびコンジュゲート ワクチンに対する B 細胞免疫応答の新しい側面を調査することです。 これを達成するために、4 価 ACWY 多糖体ワクチン (MenACWY-PS)、および CRM197 変異ジフテリアトキソイドに結合した血清群 A、C、W-135 および Y の莢膜オリゴ糖を含む 4 価 ACWY 結合ワクチン (MenACWY-CRM) を投与します。大人のボランティアへのキャリア。 これらの各ワクチンには、異なる量の莢膜抗原が含まれています (表 1 を参照)。 多糖体ワクチンには 4 つの血清群のそれぞれから 50µg の多糖体が含まれていますが、コンジュゲートには 10µg の A と C、W、Y のそれぞれから 5µg が含まれています。

Oxford Vaccine Group によって実施された MenACWY-PS および MenACWY-CRM を使用した最近の試験 (Understanding the Immune Response to Meningitis Vaccines、OXREC 09/H0606/20、Eudract 2007-001349-17) は、B 細胞応答の違いの予備的な証拠を示しました。多糖類および共役髄膜炎菌ワクチンに。 しかし、この試験のデータを解釈する際の交絡因子は、この試験で使用された 2 種類のワクチンのそれぞれに含まれる莢膜抗原の量の違いです。

全用量MenACWY-PS多糖体ワクチンには、MenA、MenC、MenW、およびMenY莢膜抗原がそれぞれ50μg含まれています。 MenACWY-CRM コンジュゲート ワクチンには、10 μg の MenA 莢膜抗原と、MenC、MenW、および MenY がそれぞれ 5 μg 含まれています。

現在の研究は、MenACWY-PS の全用量と 1/5 用量の MenACWY-PS (各血清群 10 μg を含む) の両方を、MenACWY-CRM の全用量と比較するように設計されています。 これにより、多糖の用量依存性応答と、真の多糖ワクチン対コンジュゲート ワクチンの応答が区別されます。 特に、多糖類および共役髄膜炎菌ワクチンに対する免疫応答の胸腺依存性または胸腺非依存性をそれぞれ調査することを目指しています。

胸腺非依存性および胸腺依存性免疫応答

胸腺非依存性 (TI) 抗原は、T 細胞欠損マウスまたは無胸腺マウスで免疫応答を誘導する能力によって定義されます。 反復構造を持つ他の高分子量分子と同様に、多糖ワクチン抗原はさらに 2 型 TI 抗原として分類されます。 反復多糖類エピトープは、抗原特異的 B 細胞の BCR を架橋し、活性化シグナルをトリガーし、増殖と抗体分泌形質細胞への分化を刺激します。 T 細胞の助けがないと、記憶 B 細胞の生成が妨げられます。

TI 応答は、脾臓の辺縁帯で成熟する辺縁帯 B 細胞 (MZB) によって主に媒介されると考えられています。 このコンパートメントは 2 歳未満の子供では発達が不十分であり、この年齢層では抗多糖類免疫応答が無効になります。 マウス研究は、適応免疫における成熟 B 細胞、B1b 細胞のさらなるサブセットの重要な役割を明らかにしました。 胚中心と T 細胞の形成を必要とする従来の B 細胞記憶の発達とは異なり、B1b 細胞を介した持続的な抗体応答の発達は、T 細胞の助けとは無関係に起こります。

対照的に、コンジュゲート ワクチンは、胸腺依存 (TD) 抗原として機能します。 多糖部分が抗原特異的 B 細胞受容体に結合すると、多糖タンパク質コンジュゲートが取り込まれ、古典的な MHC クラス II 経路を介して処理されます。 キャリアタンパク質に由来するペプチドは、CD4+ T ヘルパー細胞を同族化するために提示され、さらなる B 細胞分化のためのシグナルを提供します。

TD 応答は濾胞 B 細胞 (FOB) によって媒介され、抗体を分泌する形質細胞と記憶 B 細胞が生成され、さらに特異的な抗原チャレンジに応答することができます [10]。 Oxford Vaccine Group で実施された最近の研究は、肺炎球菌多糖体ワクチンとコンジュゲート ワクチンがそれぞれ B1b 細胞と FOB 細胞を誘導することを示唆しています。 この研究では、これが髄膜炎菌コンジュゲートおよび多糖体ワクチンにも当てはまるかどうかを調査します。 これは、私たちの研究室で開発された新しい免疫学的手法を使用して、多糖体ワクチン、1/5 多糖体ワクチン、複合体ワクチンに応答して産生された B 細胞のさまざまな集団を分析することによって行われます。

低反応性

ワクチン誘発性の低反応性は、プライミング用量に対して生成されたものと少なくとも同じ大きさのブースター反応を起こすことができないことです。 髄膜炎菌多糖体ワクチンによる以前のワクチン接種は、その後の髄膜炎菌多糖体またはコンジュゲートワクチンに対する抗体応答を損なうことが示されています。 この研究の設計により、記憶B細胞および形質細胞応答のレベルで、4価髄膜炎菌ワクチンにおける多糖類誘発性低応答性の現象の調査が可能になります。

セログループA

血清群 B、C、W-135 および Y のシアル酸ベースの多糖カプセルとは異なり、血清群 A の髄膜炎菌カプセルは N-アセチル マンノサミンリン酸で構成されています。 これらの結果は、おそらくその化学構造のために、グループ A 多糖類が免疫系によって古典的な TI 抗原として処理されない可能性があることを示唆しています。 この研究では、濾胞性 B 細胞が MenACWY-PS の血清群 A 成分に応答して産生され、対照的に、同じワクチンの血清群 C 成分に応答して辺縁帯または B1b 細胞が産生されるという仮説を検証します。 この研究では、濾胞性 B 細胞が MenACWY-CRM の血清群 A および C 成分に応答して産生されるという仮説も検証します。

抗体レパートリー

人間の体液性反応は予測的です。潜在的な特異的抗体は、個人の生涯にわたって遭遇する抗原の広範なコレクションに遭遇する前に存在します。 この多様なレパートリーの基礎は、抗体分子の可変領域を構成する複数の遺伝子セグメントです。 各 V D & J セグメントがランダムに結合する可能性があるため、組み合わせの多様性がレパートリーに導入されます。 再編成中に、さらにヌクレオチドが遺伝子セグメントの接合部に追加または除去される場合があり、これは接合部多様性と呼ばれます。 さらに、抗体応答の成熟中に、可変領域の体細胞超変異が胚中心での B 細胞増殖中に発生します。 これは、抗原に対する二次応答における抗体親和性の増加の根底にあります。 これらのメカニズムは、最大 1016 の抗体分子の潜在的なレパートリーを作成するのに役立ちます。

以前の研究では、特定の抗原に対するヒトの体液性応答は、個人内および集団全体で多様性が制限されており、利用されている可変領域遺伝子をコードする抗体の数が限られていることが示されています。 これらの研究は、単一細胞の再構成された重鎖遺伝子座の従来のベクタークローニングとサンガー配列決定に依存しており、潜在的なレパートリーの分析の範囲が限られています。

大規模並列シーケンシングとエマルジョン PCR は、大規模な DNA シーケンシングを可能にする強力な新しいツールであり、1 回の実行で最大 100 万回の読み取りを同時にシーケンシングできる可能性があります。 これらの技術は、ゼブラフィッシュの潜在的な抗体レパートリー、特定の B 細胞サブセットのヒト抗体レパートリー [20]、および白血病細胞のクローン性を評価するために適用されています。 この研究の目的は、記憶 B 細胞集団における VDJ レパートリーを、多糖類およびコンジュゲート ACWY ワクチン接種の前後で比較することです。

免疫応答に対する遺伝的影響の分析

この研究で評価されるさらなる側面は、免疫への反応に対する遺伝的要因の影響です。 はしか、おたふくかぜ、風疹を含むいくつかのワクチンに関する双子の研究では、ワクチンの抗体反応の高い遺伝率が示されています。 適応免疫応答および自然免疫応答の遺伝子と一部のワクチンとの間のいくつかの遺伝的関連性がすでに特定されています。たとえば、ヒト白血球抗原 (HLA) アレルおよび麻疹抗体応答、IL-1β 多型および B 型肝炎ワクチン応答などです。 これらの研究は小規模であり、単一の候補遺伝子に基づいており、遺伝的変異がワクチン反応にどの程度寄与するかはまだよくわかっていません。 どの遺伝子変異体が特定のワクチンに対する反応に影響を与えるかについての洞察は、ワクチン接種後の防御につながる重要な免疫経路を特定するのに役立ち、より効果的なワクチンの生産につながります。 さらに、野生型感染で重要な役割を果たす可能性のある遺伝子の同定により、疾患の病因の理解が深まり、新しい治療法の開発につながる可能性があります。

この研究で得られた血液サンプルは、DNA のソースを提供し、複数の異なるオックスフォード ワクチン グループ研究からのサンプルをプールする DNA バンクに貢献できます。 これらの DNA サンプルは、関連する研究で受けたワクチンに対する宿主の反応に影響を与える遺伝的要因のゲノム全体の分析に使用できます。 この DNA の抽出と保存は、参加者の特定の同意がある場合にのみ行われ、ワクチンに対する免疫応答に影響を与える要因を評価する以外の目的で DNA が分析されることはありません。 DNA抽出のためのセルラープラグの分離から残った血清も保存され、血清殺菌活性による機能的抗体の定量化などのさらなる免疫学的アッセイもそれらに対して実行される場合があります。

まとめ

この研究の目的は、さまざまな新しい検査方法を使用して、健康な成人のコンジュゲートおよび多糖類の 4 価髄膜炎菌ワクチンに対する B 細胞応答の詳細な側面を調査することです。