Badanie kliniczne oceniające minimalną liczbę ukąszeń komarów powodujących zakażenie P. vivax u dorosłych mieszkańców Tajlandii (MIST4)

Kontrolowana infekcja malarią u ludzi (CHMI) stała się kluczowym podejściem w przyspieszonym rozwoju szczepionek przeciwmalarycznych i interwencji terapeutycznych. Ta metodologia obejmuje inokulację ochotników pasożytami malarii, poprzez ukąszenia komarów lub bezpośrednie podanie sporozoitów lub zarażonych erytrocytów. CHMI umożliwia ocenę kandydatów na szczepionki i leki w dobrze kontrolowanych badaniach klinicznych we wczesnych fazach, pozwalając na wybór najbardziej obiecujących kandydatów do dalszej oceny w regionach endemicznych dla malarii.

Chociaż w takich badaniach można zastosować dożylne wstrzyknięcia pasożytów, naturalna droga infekcji poprzez ukąszenie komara ma znaczące zalety, szczególnie w stymulowaniu odpowiedzi immunologicznych w miejscu infekcji w skórze i dokładnym odwzorowaniu naturalnego procesu zakażenia, umożliwiając rozwój infekcji zarówno w stadium wątrobowym, jak i krwi. Dodatkowo, modele prowokacji oparte na komarach stanowią cenną platformę do oceny kandydatów na szczepionki przederytrocytowe (sporozoitowe). Skuteczne szczepionki sporozoitowe powinny wywoływać produkcję przeciwciał surowicy zdolnych do neutralizacji sporozoitów, zanim te zaatakują hepatocyty, tym samym zapobiegając malarii w stadium wątrobowym i krwi.

Historycznie, liczne badania prowokacyjne z użyciem ukąszeń komarów zarażonych P. falciparum lub pasożytów malarii przeprowadzono w uznanych ośrodkach badawczych, w tym w Walter Reed Army Institute of Research, Sanaria Inc., University of Maryland, Seattle Biomedical Research Institute, University of Oxford oraz Radboud University Medical Centre. Badania te objęły duże grupy, z ponad 45 próbami obejmującymi komary zarażone P. falciparum. Jednak badań wykorzystujących ukąszenia komarów zarażonych P. vivax było mniej, z 8 próbami przeprowadzonymi w regionach takich jak Kolumbia, Wielka Brytania i Tajlandia.

P. vivax jest najczęstszym gatunkiem malarii poza Afryką Subsaharyjską i stanowi istotną przyczynę malarii w krajach takich jak Tajlandia. Biorąc pod uwagę znaczące obciążenie P. vivax w Tajlandii i Azji Południowo-Wschodniej, międzynarodowy zespół badawczy zaproponował przyspieszenie rozwoju i oceny kandydatów na szczepionki przeciw malarii P. vivax w regionie endemicznym. Inicjatywa ta ma na celu włączenie ochotników o cechach genetycznych i immunologicznych podobnych do populacji docelowej, zapewniając tym samym trafność i zastosowalność wyników.

Pierwsze badanie prowokacyjne u ludzi w Tajlandii z użyciem infekcji sporozoitami P. vivax, znane jako „Malaria Infection Study in Thailand 1 (MIST1)”, jest obecnie prowadzone na Wydziale Medycyny Tropikalnej, instytucji uznanej na arenie międzynarodowej za ekspertyzę w badaniach nad malarią. Badanie ma na celu ocenę wykonalności i bezpieczeństwa prowokacji ludzkiej sporozoitami P. vivax w lokalnej populacji. Stanowi ono kluczowy kamień milowy we wspieraniu rozwoju i oceny skutecznych szczepionek przeciwmalarycznych w regionach endemicznych dla P. vivax.

W większości badań prowokacyjnych z użyciem sporozoitów malarii (75%, 39 z 52 badań) tradycyjnie opierano się na ukąszeniach pięciu zarażonych komarów w celu wywołania malarii. Uzasadnienie użycia 5 ukąszeń komarów opiera się na szerokim wcześniejszym doświadczeniu z P. falciparum, gdzie sporozoity wprowadzone przez mniej niż pięć komarów prowadziły do niespójnych infekcji u ochotników naiwnych wobec malarii. Jednak ten wzorzec nie wydaje się obowiązywać dla komarów zarażonych P. vivax, ponieważ większość badań wykazała 100% wskaźniki zarażalności przy użyciu 2-4 ukąszeń komarów i 5 ukąszeń komarów. W jednym badaniu z użyciem komarów zarażonych P. vivax odnotowano, że 1 z 18 uczestników nie rozwinął infekcji malarii po prowokacji komarami. Jednakże, ponieważ w tym badaniu nie mierzono poziomów leków przeciwmalarycznych, przyczyna tego wyniku pozostaje niejasna. Warto zauważyć, że żadne badanie nie użyło tak małej liczby jak jedno ukąszenie komara do wywołania malarii P. vivax.

Osoby rzadko są kąsane przez więcej niż jednego zarażonego komara na noc w warunkach naturalnych, z wyjątkiem miejsc o bardzo wysokim natężeniu transmisji malarii. W miejscu o bardzo niskiej transmisji na granicy tajsko-birmańskiej, niedawne badanie wykazało średnią geometryczną 57 sporozoitów na komara (zakres 9-11,428). Porównuje się to z wcześniejszymi badaniami w Afryce i PNG, gdzie endemiczność była wyższa, a średnie geometryczne wynosiły >4000 (zakres 150-10,000). Prawdopodobieństwo infekcji wzrasta wraz z liczbą zakaźnych ukąszeń. Istnieje stosunkowo mało danych na temat liczby sporozoitów w naturalnie zarażonych komarach. Wykazano, że silnie zarażone komary częściej powodowały infekcję niż słabo zarażone komary w relacji dawka-odpowiedź.

Badanie MIST1 początkowo zastosowało pięć ukąszeń komarów, aby zapewnić spójną infekcję w małej grupie sześciu ochotników. Jednak użycie pięciu ukąszeń komarów może stworzyć nierealistyczną prowokację i utrudnić ocenę rzeczywistej skuteczności szczepionki. Jeden z pięciu ochotników w badaniu MIST1 rozwinął nawracającą infekcję Plasmodium vivax, co sugeruje, że standardowa prowokacja obejmująca pięć komarów zarażonych Plasmodium vivax może przyczyniać się do przytłaczającej infekcji.

Głównym celem tego badania jest określenie minimalnej liczby ukąszeń komarów zarażonych Plasmodium vivax wymaganej do niezawodnego wywołania infekcji malarii u zdrowych osób. Badanie to rozpocznie się od dawki prowokacyjnej dwóch ukąszeń komarów, ponieważ tylko ograniczona liczba badań oceniła modele prowokacyjne z użyciem tak małej liczby jak 2-4 zarażonych komarów, a niektóre obejmowały małe próbki. Ponadto, żadne badanie nie użyło tak małej liczby jak jedno ukąszenie komara do wywołania malarii P. vivax.

Badacze mają na celu potwierdzenie, czy 1-3 ukąszenia są wystarczające do konsekwentnego wywołania infekcji P. vivax, przy jednoczesnym utrzymaniu modelu prowokacyjnego, który dokładniej odzwierciedla naturalną transmisję, unika nadmiernej ekspozycji na pasożyty i mógłby osłabić oceny skuteczności szczepionki. Jeśli co najmniej jeden ochotnik, który otrzyma dwa ukąszenia komarów, nie zostanie pomyślnie zarażony, badacze zwiększą dawkę prowokacyjną do trzech ukąszeń. Jeśli co najmniej jeden ochotnik pozostanie niezarażony po trzech ukąszeniach, badacze nie zwiększą prowokacji do czterech ukąszeń, ponieważ zmniejszenie ze standardowych pięciu ukąszeń do czterech może nie przynieść znaczącej korzyści, jak sugeruje Komitet Sterujący.

Badanie dostarczy ważnych informacji dla rozwoju platformy badań CHMI z dostarczaniem przez komary P. vivax, umożliwiając bezpieczniejszą i dokładniejszą ocenę skuteczności szczepionek w badaniach nad malarią. Ponadto, przeprowadzenie tej próby w lokalnej populacji zwiększy zastosowalność wyników w rzeczywistych warunkach endemicznych.