Opracowanie szczepionki z żywym atenuowanym rotawirusem jako model prowokacji zakażeniami u ludzi

Choroba biegunkowa jest główną przyczyną zachorowalności i śmiertelności wśród małych dzieci, zwłaszcza w krajach rozwijających się Azji Południowej i Afryki Subsaharyjskiej1. Rotawirus jest najczęstszym czynnikiem sprawczym biegunki o nasileniu od umiarkowanego do ciężkiego u dzieci poniżej piątego roku życia, odpowiedzialnym za około 215 000 zgonów niemowląt każdego roku, z których większość ma miejsce w krajach o niższych i średnich dochodach (LMIC)2. Powszechne wprowadzenie dwóch zatwierdzonych przez Światową Organizację Zdrowia (WHO) szczepionek przeciwko rotawirusom, RotarixTM (GlaxoSmithKline Biologicals, Belgia) i RotaTeq (Merck and Co, New Jersey), znacznie przyczyniło się do zmniejszenia liczby hospitalizacji i zgonów związanych z rotawirusem3 -18. Jednak nawet przy tych korzyściach szczepionki rotawirusowe wielokrotnie wykazywały niższą immunogenność, skuteczność, skuteczność i czas trwania ochrony u dzieci żyjących w LMIC w porównaniu z krajami o wysokich dochodach19,20,21. Tak więc, nawet po wprowadzeniu szczepionek rotawirusowych (RV), rotawirusy pozostają główną przyczyną zachorowalności i śmiertelności z powodu biegunki w tych warunkach. Poprawa RV spowodowałaby znacznie większe zmniejszenie zachorowalności i śmiertelności z powodu biegunki wśród niemowląt; istnieje zatem pilna potrzeba zrozumienia zmniejszonej wydajności obecnie dostępnych żywych atenuowanych szczepionek doustnych w LMIC, aby poinformować i przyspieszyć rozwój maksymalnie skutecznych środków terapeutycznych.

Ostatnie badania sugerują, że alternatywne schematy mogą również zwiększyć immunogenność i ostateczną skuteczność szczepionki w LMIC22,23. Ponadto trwają prace nad nowymi kandydatami na szczepionkę RV z alternatywnymi drogami podawania, które obiecują poprawę skuteczności szczepionki21,24,25. Jednak tradycyjne ścieżki licencjonowania nowych szczepionek, które są w trakcie opracowywania w ramach badań klinicznych, stały się wyzwaniem, przy czym badania kontrolowane placebo nie są już uważane za etyczne, a próby skuteczności w terenie wymagają coraz większych kohort w celu porównania nowych kandydatów z istniejącymi szczepionkami. Modele Human Infection Challenge (HIC) były historycznie wykorzystywane do przyspieszania opracowywania szczepionek i oferowały możliwość badania zarówno patogenezy, jak i mechanizmów immunogenności szczepionek, szczególnie w patogenach ograniczonych do człowieka. Modele HIC nie były szeroko stosowane i akceptowane w LMIC, mimo że istnieją naukowe i etyczne zalety rozważenia wyjątkowej możliwości, jaką oferuje ta metodologia.

Proponujemy zbadanie metodologicznego rozwoju atenuowanej szczepionki jako modelu HIC w celu rozwoju immunologii i wakcynologii rotawirusów u niemowląt z Zambii. Ocenimy również zastosowanie procedur minimalnie inwazyjnych, w tym pobieranie śliny do pomiaru przeciwciał i próbek kału do wydalania wirusa szczepionkowego jako pomiarów odporności błony śluzowej wywołanej szczepionką.

Cel 1. Profilowanie swoistych dla rotawirusów odpowiedzi IgA i IgG na szczepienie i określenie korelacji między surowicą a śliną.

Cel szczegółowy 1a: Profilowanie swoistych dla rotawirusa odpowiedzi IgA i IgG na początku badania (dzień 0), przed podaniem dawki 2 (dzień 28) i 1 miesiąc po podaniu dawki 2 (dzień 56) w surowicy i ślinie w celu określenia seropozytywności i serokonwersji szczepionki.

Cel 2 Profilowanie odpowiedzi immunologicznych cytokin i określenie korelacji między surowicą a śliną.

Cel szczegółowy 2a: Określenie profili cytokin w surowicy i ślinie na początku badania (dzień 0) i śledzenie ich związku z serokonwersją szczepionki (dzień 56).

Cel szczegółowy 2b: Profilowanie odpowiedzi cytokin bezpośrednio przed dawką 2 szczepienia (dzień 28) i 3 dni po podaniu drugiej dawki szczepionki (dzień 31: prowokacja szczepionką rotawirusową).

Cel 3: Ocena zależności poziomów przeciwciał w surowicy i ślinie w czasie szczepienia (dzień 0) oraz w dniach 28, 31 i 56, przeciwko wydalaniu szczepu RV w kale w pobranym kale oraz w dniach 3,5,7 , 14 i 21, a także w dniu 28 i po dawce 2 w dniach 31, 33, 35, 42, 49 i 56.

Cel 4: Sprofilowanie i scharakteryzowanie natychmiastowej odpowiedzi immunologicznej cytokin na szczepionkę w ślinie pobranej w dniu 0 i dniu 31, w celu ustalenia, czy ślina może służyć jako zadowalający wskaźnik zastępczy dla surowicy w ocenie odporności błony śluzowej wywołanej szczepionką.

1. Metodologia

1. Projekt badania Eksploracyjne i obserwacyjne badanie kohortowe, w którym niemowlęta otrzymały dwie standardowe dawki żywego, atenuowanego, doustnego szczepionki Rotarix™ w wieku 6 i 10 tygodni. Niemowlęta zostaną zapisane podczas rutynowej wizyty EPI na szczepienia w 6. tygodniu po ich podaniu i uzyskaniu pisemnej świadomej zgody ich matek/opiekunów prawnych. Każde niemowlę pozostanie w badaniu przez maksymalnie 56 dni, podczas których będzie intensywnie monitorowane w ramach działań związanych z badaniem i/lub zaplanowanych wizyt w klinice badania (podsumowanie w Tabeli 1 poniżej).
2. Miejsce badania i populacja Badanie zostanie przeprowadzone w George Clinic w Lusace, gdzie znajdują się rządowe kliniki zdrowia matek i terapii antyretrowirusowej (ART), a także CIDRZ George Clinical Research Site. George Clinic ma populację 145 23053 i znajduje się w typowym otoczeniu podmiejskim w Lusace, w okolicznych slumsach. Planujemy rekrutować uczestników, którzy losowo odwiedzają placówkę medyczną. CIDRZ ma dobre zaplecze badawcze już istniejące w tej klinice, a poniżej znajduje się schematyczny obraz planu sytuacyjnego.
3. Dobór uczestników, metody pobierania próbek i wielkość próby Wielkość próby Uwagi Uczestnicy zostaną wybrani losowo spośród par matka-niemowlę uczęszczających na rutynową opiekę przedporodową w George Clinic. Ponieważ będzie to eksploracyjne i metodologiczne badanie rozwojowe, nie przeprowadzono formalnych obliczeń wielkości próby. Pragmatycznie podjęliśmy decyzję o zapisaniu 20 niemowląt, co jest ogólnie akceptowalne dla badań typu I fazy. W przypadku szacowanego 10% wyniszczenia z powodu utraty w celu obserwacji, dostosowaliśmy próbkę, aby rekrutować 22 niemowlęta.