En studie av MVA85A, hos asymptomatiske frivillige infisert med tuberkulose, HIV eller begge deler

Prime-boost-immuniseringsstrategier Heterologe prime-boost-immuniseringsstrategier innebærer å gi to forskjellige vaksiner, som hver koder for samme antigen, med flere ukers mellomrom. Bruk av en DNA prime-rekombinant modifisert vaccinia virus Ankara (MVA) boost induserer høyere nivåer av antigenspesifikke CD4+ og CD8+ T-celler enn å bruke homolog boosting med samme vektor i en rekke forskjellige sykdomsmodeller (Schneider, 1998; McShane, 2001). Gitt den beskyttende effekten av BCG i barndommen, vil BCG ideelt sett være den første immuniseringen i en slik prime-boost-strategi. For å gjøre dette har vi fokusert på antigen 85A som et kandidatantigen. Antigen 85A er svært konservert blant alle mykobakterielle arter og er tilstede i alle BCG-stammer. Antigen 85A er et hovedutskilt antigen fra M. tuberculosis som utgjør en del av antigen 85-komplekset (A, B og C). Dette komplekset utgjør en stor del av de utskilte proteinene til både M.tb og BCG. Det er involvert i fibronektinbinding i celleveggen og har mykolyltransferaseaktivitet. Antigen 85A er immundominant i murine og humane studier og er beskyttende i små dyr (Huygen, 1996).

Rekombinant modifisert vacciniavirus Ankara (rMVA). Mange virus har blitt undersøkt som potensielle rekombinante vaksiner. Den vellykkede verdensomspennende utryddelsen av kopper via vaksinasjon med levende vacciniavirus fremhevet vaccinia som en kandidat for rekombinant bruk. Erkjennelsen de siste årene av at ikke-replikerende stammer av poxvirus som MVA- og avipox-vektorer kan være mer immunogene enn tradisjonelle replikerende vaccinia-stammer, har forbedret attraktiviteten til denne tilnærmingen. MVA (modifisert vacciniavirus Ankara) er en stamme av vacciniavirus som har blitt passert mer enn 570 ganger gjennom fugleceller, er replikasjonsinkompetent i humane cellelinjer og har gode sikkerhetsresultater. Det har blitt administrert til mer enn 120 000 vaksinerte som en del av koppeutryddelsesprogrammet, uten bivirkninger, til tross for bevisst vaksinasjon av høyrisikogrupper (Stickl, 1974; Mahnel, 1994). Denne sikkerheten hos mennesker er i samsvar med avirulensen til MVA i dyremodeller. MVA har seks store genomiske delesjoner sammenlignet med foreldregenomet som alvorlig kompromitterer dets evne til å replikere i pattedyrceller (Meher, 1991). Ingen replikasjon er dokumentert i ikke-transformerte pattedyrceller. Viral replikasjon blokkeres sent under infeksjon av celler, men viktigere er viral og rekombinant proteinsyntese uhemmet selv under denne abortive infeksjonen. Det virale genomet har vist seg å være stabilt gjennom en stor serie passasjer i kyllingembryofibroblaster. Replikasjonsmangelfull rekombinant MVA har blitt sett på som en usedvanlig sikker viral vektor. Når testet i dyremodellstudier har rekombinante MVA vist seg å være avirulente, men likevel beskyttende immunogene som vaksiner mot virussykdommer og kreft. Nyere studier på alvorlig immunsupprimerte makaker har støttet oppfatningen om at MVA bør være trygt hos immunkompromitterte mennesker (Akira, 2001; Stittelaar, 2001).

Sikkerhet til rMVAer ved immunsuppresjon. Det er nå betydelige prekliniske og kliniske data som viser sikkerheten og immunogenisiteten til MVA som en viral vektor ved immunsuppresjon og HIV-infeksjon. Rekombinante MVAer som uttrykker HIV-antigener har blitt administrert til immunsupprimerte makaker uten alvorlige bivirkninger (Stittelaar et al, 2001). I tillegg har sikkerheten til rekombinante MVA-er som uttrykker HIV-antigener og epitoper nå blitt evaluert i flere fase I kliniske studier av HIV-infiserte personer, både på og utenfor antiretroviral terapi, uten alvorlige bivirkninger (Cosma et al, 2003; Harrer et al. al 2005).

Prekliniske data som støtter denne BCG prime-MVA85A booststrategien Hos BALB/c mus, bruk av BCG som primende immunisering og deretter boosting med MVA85A induserer høyere nivåer av både antigenspesifikke IFN-γ som utskiller CD4+ og CD8+ T-celler og betydelig høyere nivåer av beskyttelse mot aerosolutfordring enn etter BCG alene (Goonetilleke et al, 2003). Dette regimet har nå blitt ytterligere evaluert i den mer sensitive marsvinaerosolutfordringsmodellen med svært oppmuntrende resultater. Marsvin vaksinert med BCG og boostet med MVA85A, og deretter ytterligere boostet med en andre rekombinant viral vektor som uttrykker antigen 85A, fowpox-85A (FP85A) viste signifikant større beskyttelse mot utfordring enn marsvin vaksinert med BCG alene (Williams et al, 2005) . Dette regimet er også immunogent i rhesus macaques, og beskyttende (Verrek, personlig meddelelse).

Kliniske data til dags dato med MVA85A UK-studier I løpet av de siste 3 årene har HM etablert et klinisk studieprogram for å evaluere sikkerheten og immunogenisiteten til denne BCG prime-MVA85A boost-vaksinasjonsstrategien i en serie av fase I-studier. MVA85A var den første TB-kandidaten som gikk inn i kliniske studier hvor som helst i verden i september 2002, og er for tiden den eneste i kliniske studier i Afrika. Utformingen av disse fase I-studiene med MVA85A tillot sekvensiell vaksinasjon av frivillige grupper med en trinnvis økning i mykobakteriell eksponering, for å minimere muligheten for en Koch-reaksjon. Forsøk ble også utført sekvensielt i Storbritannia og Gambia, da det er en større grad av eksponering for både miljømykobakterier og M.tb i Gambia. En Koch-reaksjon beskriver utviklingen av immunpatologi hos en person eller et dyr med tuberkulose, når en overdreven immunrespons mot M.tb stimuleres. Det ble beskrevet hos pasienter med tuberkulose når Koch utførte sine opprinnelige studier med mykobakterier som en type terapeutisk vaksinasjon. Det har nå blitt demonstrert i musemodellen for terapeutisk vaksinasjon27. Tilgjengelige dyredata tyder på at disse reaksjonene ikke forekommer hos mus som er latent infisert med M.tb, noe som tyder på at slike reaksjoner kan korrelere med høy bakteriemengde og at Koch-fenomenet kanskje ikke utgjør et problem for vaksinasjon av asymptomatiske om enn latent infiserte mennesker25.

I Storbritannia ble 14 mykobakterielt og BCG-naive, asymptomatiske frivillige rekruttert. og vaksinert to ganger med 5 x 107pfu MVA85A, administrert intradermalt med 3 ukers intervaller. I disse studiene ble MVA85A funnet å være trygg og godt tolerert. Alle forsøkspersoner opplevde noen lokale bivirkninger (rødhet, kløe osv.) som varte i 3-7 dager etter vaksinasjon. Omtrent en tredjedel av pasientene opplevde noen forbigående systemiske symptomer (myalgi, hodepine) de første 12-24 timene etter vaksinasjon. Alle lokale og systemiske bivirkninger forsvant spontant. Det var ingen alvorlige eller alvorlige bivirkninger i noen av disse studiene.

Det viktigste immunologiske resultatet brukt i disse pågående kliniske studiene er ex-vivo interferon-gamma (IFN-γ) Elispot-analysen, som ble brukt til å vurdere spesifikke T-celleresponser på tuberkulin PPD, renset antigen 85-kompleks og samlinger av overlappende 15-mer peptider lengden av antigen 85A. En enkelt vaksinasjon med MVA85A induserte bemerkelsesverdig høye nivåer av spesifikke effektor-T-celleresponser 1 uke etter vaksinasjon (gjennomsnittlig IFN-γ Elispot-respons på PPD var 460 flekker per million PBMC).

Deretter ble sikkerheten til MVA85A hos frivillige tidligere vaksinert med BCG demonstrert hos 17 frivillige. Sikkerhetsprofilen til MVA85A hos disse 17 frivillige var den samme som i den BCG-naive gruppen. Disse 17 frivillige viste enda høyere toppnivåer av antigenspesifikke T-celler (gjennomsnittlig respons på PPD var 917 flekker per million PBMC) 1 uke etter vaksinasjon enn de som var immunisert med MVA85A alene. Kanskje enda viktigere for induksjonen av T-celleminne, opprettholdt frivillige som tidligere ble BCG-vaksinert betydelig høyere nivåer av antigenspesifikke T-celler etter MVA85A i opptil 24 uker etter vaksinasjon, sammenlignet med de frivillige vaksinert med enten BCG eller MVA85A alene (McShane) et al, 2004).

Den neste studien som skal gjennomføres i Storbritannia, så på den økende effekten av MVA85A når det ble administrert en måned etter BCG-vaksinasjon. 10 friske, BCG-naive frivillige ble vaksinert med BCG og en måned senere ble boostet med MVA85A. Sammenlignbar sikkerhet og økende effekt ble sett med den forrige studien der intervallet mellom BCG og MVA85A var 0,5-37 år.

Den nåværende pågående studien i Storbritannia er designet for å vurdere sikkerheten og immunogenisiteten til MVA85A hos asymptomatiske frivillige som er latent infisert med M.tb. Latent infeksjon med M.tb beskriver en tilstand der et individ antas å ha et svært lavt nivå av vedvarende bakterieinfeksjon uten kliniske eller radiologiske bevis på sykdom, og likevel har en påviselig immunrespons mot M.tb. Latent infeksjon i denne studien er definert ved hjelp av spesifikke diagnostiske tester basert på antigener som er fraværende fra BCG og de fleste miljømykobakterier som ESAT 6 og CFP 10, noe som gjør det mulig å stille en nøyaktig diagnose av latent M.tb-infeksjon. Forsøkspersoner for denne studien ble rekruttert fra TB-kontaktklinikker og vaksinert med en enkelt dose MVA85A. Oppfølgingen innebar detaljert radiologisk og klinisk vurdering av sikkerheten til denne vaksinen i denne gruppen. Til dags dato har 11 personer blitt vaksinert med MVA85A i denne studien, og sikkerhets- og immunogenisitetsprofilen til MVA85A er identisk med den som er sett i tidligere studier. Det er viktig at det ikke har vært noen kliniske, radiologiske eller immunologiske bevis på en Koch-reaksjon. Elispot-responsene på PPD, ESAT 6, CFP10, antigen 85A og andre mykobakterielle antigener overvåkes i 12 måneder etter vaksinasjon.

Gambiske studier Etter suksessen med forsøkene med MVA85A i Storbritannia, ble det innledet et samarbeid med MRC-enheten i Gambia. MVA85A ble først evaluert i fase I kliniske studier i BCG-naive personer (n = 11) og deretter i BCG-primede personer (n=10). I disse studiene er sikkerhets- og immunogenisitetsprofilen sammenlignbar med den som er sett i studier i Storbritannia. I både britiske og gambiske studier induserer MVA85A 5-10 ganger høyere immunrespons enn noen annen rekombinant MVA i kliniske studier. Den mest sannsynlige forklaringen på dette er at de frivillige har en svak eksisterende anti-mykobakteriell immunitet indusert av eksponering for miljømykobakterier, og dette blir forsterket av vaksinasjon med MVA85A. Når MVA85A administreres til BCG-naive individer i Gambia, ligner størrelsen og kinetikken på respons den BCG-primede gruppen i Storbritannia, et funn som sannsynligvis representerer en større grad av miljøpriming i tropiske klimaer.

Sørafrikanske studier En fase II-studie av sikkerheten og immunogenisiteten til MVA85A hos friske, M.tb uinfiserte og HIV uinfiserte voksne i Cape Town startet i august 2005. Studiene med MVA85A på dette stedet har begynt hos voksne, som et sikkerhetskrav til tross for at vi allerede har sikkerhets- og immunogenisitetsdata hos voksne fra både britiske og gambiske studier. Befolkningen i Sør-Afrika er svært forskjellig fra befolkningen i Storbritannia og Gambia når det gjelder både vertsgenetikk og mykobakteriell eksponering. Det er betydelig mer M.tb-eksponering i Sør-Afrika enn i Gambia, og eksponeringen for miljømykobakterier antas å være lavere i Sør-Afrika enn Gambia. BCG-litteraturen viser stor variasjon i effekt på tvers av geografiske områder, og det var viktig å bekrefte funnene våre hos voksne i Cape Town før man går videre til en studie på ungdom. Vi har som mål å vaksinere 24 voksne totalt. Disse studiene startet i august 2005, og til dags dato er 14 frivillige vaksinert. Oppmuntrende nok er resultatene av sikkerhet og immunogenisitet så langt sammenlignbare med tidligere studier i Storbritannia og Gambia.