健康なボランティアの DNA ワクチン接種の最適化 (DNAVAC001)

世界的に有効な HIV-1 ワクチンは、HIV-1 に対する bnAb を誘導する必要がある可能性が高いと一般に認められています。 提案された研究は、HIV-1 免疫原の発見を加速するために反復的な小規模ヒト研究を実施することの潜在的な戦略的重要性の認識に基づいています。DNA ワクチンは、複数の免疫原の迅速なスクリーニングのための最速かつ最も費用対効果の高いアプローチを提供します。 この研究は、ヒトで bnAb を誘導できる HIV-1 免疫原の発見を加速するためのプラットフォームとして DNA 免疫を活用することを目的としています。

この目的を達成するために、この研究は、単一細胞レベルと分子レベルの両方で、DNAワクチン接種と免疫モニタリングにおける最近の最先端の技術的進歩を適用して、ワクチン誘導抗体応答の発生の詳細な調査を可能にしようとしています。 この点で、DNA ワクチン アプローチを使用して、ワクチン接種に対する B 細胞応答の発生と集中を調査する、ヒトにおける最初の試みを表しています。 このアプローチが成功すれば、HIV-1ワクチン分野を、ヒトにおけるbnAbの誘導に必要な免疫原とワクチン戦略の同定という重要な目的の達成に近づけることを目的とした、ヒトでの体系的な臨床研究研究を迅速に実施するための重要な新しい戦略が提供されるでしょう。 .

2012 年末の時点で、世界中で推定 3,530 万人が HIV とともに生きており、2001 年から 17% 増加しています。 これは、継続的な多数の新規 HIV 感染と抗レトロウイルス療法へのアクセスの大幅な拡大を反映しており、特に近年、エイズ関連の死亡が減少しています (UNAIDS Report on the global AIDS epidemic 2013. ジュネーブ 2013)。 新しい HIV 感染の大部分は、サハラ以南のアフリカで発生し続けています。 HIV検査とカウンセリング、行動介入、コンドームの使用、性感染症の治療、ハームリダクション、男性の割礼などの既存および新しい予防方法を強化し、規模を拡大する緊急の必要性があります (Wamai, Morris et al. 2011)。予防のための抗レトロウイルス薬 (Granich, Gupta et al. 2011). 流行を制御し、新たな感染を防ぐための新しい予防戦略には、曝露前予防 (Kim, Becker et al. 2010)、予防のための抗ウイルス治療 (Granich, Lo et al. 2011)、局所殺菌剤 (Krakower and Mayer 2011)、 HIV予防ワクチンを調査し、それらへのアクセスを確保する必要があります。 しかし、HIV-1 に対する有効な予防ワクチンの開発は、HIV/AIDS のパンデミックを制御するための最良の希望の 1 つです (Kim, Rerks-Ngarm et al. 2010, Koff 2010)。

カナリア痘ベクター ALVAC-HIV によるプライミング、HIV の gag、pro、および env 遺伝子の発現、および組換え AIDSVAX B/E HIV Env タンパク質によるブーストからなるワクチン接種レジメンをテストする、タイでの最近の地域ベースの有効性試験 (RV144) からのデータHIV獲得に対する中程度のワクチン保護を示しました。 ワクチンの有効性は、ワクチン接種後の最初の 1 年で 60% から最初のワクチン接種後 3.5 年で 31.2% に減少しました。 ）。 このレジメンは、HIV に感染したワクチン接種者の HIV ウイルス量を減少させませんでした。 CD8 T 細胞の応答はワクチン接種者のほとんどに見られませんでしたが、結合抗体はそれらの大部分で検出され、HIV に対する検出可能な中和抗体応答は非常に限られていました。 これらの結果は、ウイルスの複製を制御するだけでなく、HIVの獲得に対して重要かつ持続的な保護を提供するために、より強力なワクチンが必要であることを示唆しています。

循環分離株に対する中和抗体は、主に HIV Env によって誘導され、非ヒト霊長類 SHIV チャレンジ研究 (Mascola, Stiegler et al. 2000, Pantophlet and Burton 2006, Hessell, Poignard et al. 2009)。 さらに、最近の非ヒト霊長類 (NHP) の研究では、SIV (サル免疫不全ウイルス) Env 抗原が SIV チャレンジに対する保護を与えるために不可欠であり、SIV Env 特異的結合非中和抗体がこの保護に役割を果たすことが示されています (Barouch, Liuら 2012)。 単量体 AIDSVAX gp120 を使用した以前の試験では、第 III 相試験で有効性が示されませんでした (Flynn, Forthal et al. 2005, Pitisuttithum, Gilbert et al. 2006)。 現在の免疫原は、ワクチン抗原に密接に関連する HIV 株に対して非常に狭い保護しか提供しないため、この失敗は Env ベースの HIV ワクチンの大きな欠点となっています (Zhang and Dimitrov 2007, Montero, van Houten et al. 2008)。 RV144 では、リスクの相関関係の分析により、足場 V1V2 組換えタンパク質に対する IgG3 結合抗体は感染率と逆相関し、Env 結合血漿 IgA は感染率と直接相関することが示されました (Haynes, Gilbert et al. 2012)。 いくつかの証拠は、ワクチン誘導抗体が足場 V1V2 試薬中のコンフォメーション エピトープを認識することを示唆しており、コンフォメーション V1V2 抗体を検出することが示されています (Pinter, Honnen et al. 1998, Zolla-Pazner, deCamp et al. 2013)。 RV144 試験における患者からのブレークスルー ウイルスの分析結果は、HIV-1 Env の V1V2 領域内および隣接するアミノ酸パターンに焦点を当てた免疫圧と一致していました (Edlefsen, Gilbert et al. 2013)。 この領域は、CD4 受容体およびケモカイン受容体結合への関与、α4β7 インテグリンへの結合 (Nawaz, Cicala et al. 2011)、中和抗体の結合部位としての機能 (Gorny, Stamatatos et al. 2005, Walker, Phogat et al. 2009, Changela, Wu et al. 2011, McLellan, Pancera et al. 2011)。 しかし、広範な交差防御性と持続性のある中和/機能性抗体を誘導できる免疫原の探索は依然として困難で重要です (Burton, Desrosiers et al. 2004, Montefiori, Sattentau et al. 2007)。

HIV の自然感染の大部分では、発生する抗体反応は「少なすぎる、遅すぎる」 - ウイルスの増殖が起こった後の最初の暴露から約 12 週間後に発生する (McMichael, Borrow et al. 2010)。 最近のデータはまた、通常の状況下では、異性間感染は比較的まれな事象であり、潜伏感染の確立を阻止できるかもしれない小さな「機会の窓」（数日程度）があることを示唆しています. 理想的なワクチンは、初期のウイルス複製を効果的に制御するために、複数の中和エピトープを標的とする非常に初期の広範な抗体応答を準備します。 しかし、bnAb は通常、慢性感染者のわずか 1% にしか発生せず、発生するのに数年かかり、例外的なレベルの体細胞超変異を示し、異常に長い CDR3 領域を持ち、現在のワクチン候補では誘導されない重要な糖鎖結合特性を示します。 したがって、HIV-1 に対する広域中和抗体 (bnAbs) の誘発は、免疫原設計とヒト免疫応答性の両方の問題です。

非常に少数の感染者における広範中和抗体の特定と、それらの同族エピトープの詳細な特徴付けにおける重要な進歩にもかかわらず、HIV特異的広範中和抗体を誘導する適切な免疫原を設計する試みは、これまでのところ失敗しています。 実際、次世代ワクチンは、ヒトで防御反応を誘発できる新規免疫原の発見に大きく依存する可能性があります。 しかし、これは、免疫原がどのように防御抗体応答を誘導するか、それらの遺伝子の使用、それらの成熟経路、および幅と効力を促進する要因に関する現在の理解の欠如によって制限されています. 動物研究は、HIV および関連するレトロウイルスの病因を理解する上で重要な役割を果たしてきましたが、免疫遺伝学および種特異性の違いにより、ヒトの免疫研究のモデル化に関してはかなり制限されています。 単一細胞および分子レベルでヒトの免疫応答性を調査する技術的進歩の出現により、これらの問題を解決するために前臨床モデルを超えて検討するために必要なツールが提供されるようになりました。 実際、（以前の大規模な動物試験の現在の長いプロセスの代わりに）ヒトでの初期の臨床研究の増加と改善に対する強力な議論は、非ヒト霊長類（NHP）を含む動物がB細胞の生殖細胞の関与を正確に再現しない可能性があるということです.これは、HIV-1 エンベロープ (Env) bnAbs を誘導するように設計されたワクチンにとって重要である可能性があります。 これを解決するには、免疫原設計への最良のアプローチを選択して改良するために、迅速で反復的、小規模、実験的な初期のヒトワクチン研究が必要であることが現在一般的に合意されています. このようなアプローチにより、初期段階で最も有望なワクチン戦略を迅速に選択できるようになり、それにより、より進んだ段階の臨床開発における失敗のリスクが軽減されます。 ただし、組換えタンパク質の製造に関連するコストと長い時間のラインは、HIV-1 エンベロープ構造の複数の反復をテストすることが現実的ではないことを意味します。 対照的に、DNAワクチンは、製造の容易さとコストの削減に基づいて、ヒト試験で複数の免疫原をスクリーニングするための迅速かつ実行可能なアプローチを提供します。

DNA ワクチン接種への初期のアプローチでは、ヒトに有意な抗体反応を誘発することはできませんでしたが、最近の試験では、DNA ワクチンが多くのウイルスに対する中和抗体を誘発できることが示されました (Martin, Pierson et al. 2007, Martin, Louder et al. 2008, Ledgerwood , Pierson et al. 2011, Ledgerwood, Hu et al. 2012) および HIV-1 に対する検出可能な抗体応答 (Catanzaro, Roederer et al. 2007)。 DNAワクチンの免疫原性を改善および増強するために、さまざまな戦略を使用できるようになりました。プロモーターの選択とコドンの最適化。エレクトロポレーション（EP）の使用;投与経路（筋肉内（IM）または皮内（ID））; IL-12 などの分子アジュバントの使用 (Sardesai and Weiner 2011, Yin, Dai et al. 2011, Kopycinski, Cheeseman et al. 2012)。 他の送達プラットフォーム (ウイルスベクター) に関連する抗ベクター免疫の欠如によって提供される追加の利点は、複数の DNA 由来免疫原による連続免疫の機会を提供します。 この文脈において、DNAワクチン接種は、タンパク質の追加免疫時に抗体応答を決定的にリダイレクトする可能性がある、標的生殖細胞系プライミングを提供する可能性を提供します (Schittek and Rajewsky 1990, Yoshida, Mei et al. 2010)。 さらに、ベクター免疫の欠如により、一連のDNAコード化免疫原を使用して生殖系列B細胞に関与し、タンパク質ブースティングによる増幅の前にbnAbエピトープの認識に向けることができます。 複数回の DNA ワクチン接種は、予防的な大量ワクチン接種キャンペーンへの実用的なアプローチではないかもしれませんが、抗体応答性を誘発する可能性があるため、ヒトにおける免疫原の発見と改良のための重要な臨床研究ツールになる可能性があります。 このようなアプローチの真の力は、単一細胞および分子レベルで免疫応答の進化を監視するための高度なツールの開発を通じて初めて完全に実現できます。 ここで、応答する個々のヒト B 細胞から Ab 遺伝子をクローニングする能力は、進化する Ab レパートリーの特異性と機能性に関する新たな洞察を収集する機会を提供し、一方で次世代シーケンシング (NGS) アプローチはクロノタイプ レベルでの応答の進化的研究を促進します。 このプロジェクトでは、これらのツールを概念実証 (POC) 研究に適用して、DNA ワクチン接種が人間の進化する Ab レパートリーを体系的に調査するための貴重なツールを提供できることを実証しようとしています。