Andesvirus

10 Vacciner og neutraliserende antistoffer

Der findes ingen FDA-godkendte vacciner eller specifikke terapeutika til at forebygge eller behandle hantavirusinfektion og/eller -sygdom. Undersøgelser af HPS (ANDV- eller SNV-inficerede) såvel som HFRS (PUUV-inficerede) rekonvalescente patienter tyder på en direkte sammenhæng mellem den tidlige opbygning af et effektivt neutraliserende antistofrespons (nAb) og mildere sygdomsudfald (Bharadwaj et al., 2000; Pettersson et al., 2014; Valdivieso et al., 2006). Den beskyttende effekt af hyperimmune sera i dyremodeller og mennesker tyder yderligere på, at Gn/Gc-specifikke antistoffer fremkaldt ved aktiv eller passiv immunisering kan være nyttige i behandlingen af hantavirus-sygdom (Brocato et al., 2012, 2014; Hooper et al., 2008, 2014a,b; Klingström et al., 2008; Vial et al., 2015). Selv om talrige undersøgelser fremhæver betydningen af nAbs for beskyttelse mod hantavirus, kunne cDNA-baseret vaccination beskytte syriske hamstere mod dødelig ANDV-udfordring i fravær af enhver nAb-aktivitet, hvilket tyder på, at nAbs er tilstrækkelige, men ikke afgørende (Brocato et al., 2013).

Vaccination er den mest vellykkede tilgang til at inducere en potent antiviral tilstand og yde beskyttelse mod virale infektioner og sygdomme. I løbet af de sidste 20 år er adskillige vaccinekandidater og -modaliteter blevet evalueret for deres effektivitet mod hantavirus. Siden 1990 er en formalininaktiveret HTNV-vaccine, der er dyrket i hjerner fra ammende mus (Hantavax™), blevet markedsført i Republikken Korea (Cho et al., 2002; Yamanishi et al., 1988). Men på grund af manglen på veldesignede kliniske forsøg har dens kliniske effektivitet og immunogenicitet på lang sigt været uklar. I et nyligt klinisk fase III-forsøg blev der rapporteret om høj serokonversion, men dårlig nAb-generering (Song et al., 2016). En anden case-kontrolundersøgelse observerede en moderat beskyttende effekt af Hantavax™, især i højrisikopopopulationer (Jung et al., 2018). På trods af tilgængeligheden af Hantavax™ er der derfor et klart og presserende behov for nye og mere effektive hantavirusvacciner.

Som et alternativ til inaktiverede vacciner er der blevet udviklet levende, matterede vacciner, der anvender rekombinante VSV- eller adenovirus (AdV)-vektorer, der udtrykker hantavirus Gn/Gc. En enkelt injektion af en replikationskompetent VSV-vektor, der udtrykker ANDV Gn/Gc, beskyttede syriske hamstere mod dødelig ANDV-udfordring så tidligt som 3 dage efter immunisering (Brown et al., 2011; Prescott et al., 2014). Beskyttelsen varede i op til 6 måneder, og tab af beskyttelse på senere tidspunkter korrelerede med et tab af nAb-responser (Prescott et al., 2014). Vaccination af hamstere 24 timer efterANDV-udfordringen var stort set beskyttende, hvilket tyder på, at induktion af en potent antiviral tilstand af den rekombinante vektor selv kan have bidraget til beskyttelsen (Brown et al., 2011; Prescott et al., 2014). Enkeltcykliske VSV’er, der bærer HTNV Gn/Gc, gav også beskyttelse mod HTNV-infektion i en ikke-dødelig Balb/c-musemodel (Lee et al., 2006). Rekombinante humane AdV-serotype 5 (Ad5V)-baserede vektorer, der udtrykker ANDV Gn eller Gc, og rekombinante canine AdV-serotype 2-baserede vektorer, der udtrykker SEOV Gn, gav beskyttelse af henholdsvis syriske hamstere og Balb/c-mus mod dødelig virusudfordring (Safronetz et al., 2009; Yuan et al., 2009). Syriske hamstere vaccineret med en vacciniavirusvektor, der udtrykker HTNV Gn/Gc- og N-proteiner, viste ingen viræmi, når de blev udfordret med HTNV eller SEOV, men var delvist modtagelige for PUUV-infektion, hvilket tyder på delvis krydsbeskyttelse mellem nært beslægtede hantavirus og på muligheden for, at der kan designes bredt beskyttende hantavirusvacciner (Chu et al, 1995; Schmaljohn et al., 1992).

Og selv om virusbaserede vaccineplatforme har vist sig lovende i dyremodeller, har deres overførsel til human brug været kompliceret af flere faktorer (Tatsis og Ertl, 2004). Præeksisterende immunitet mod Ad5V og andre almindelige AdV-serotyper kan reducere vaccineeffektiviteten. Dette problem kan undgås ved at etablere vektorer baseret på sjældne serotyper af humane (Barouch et al., 2004; Lemckert et al., 2005) eller animalske adenovirus-serotyper (Kobinger et al., 2006). Dårlig vaccineeffektivitet på grund af allerede eksisterende immunitet blev også observeret med vacciniavirus-baserede vektorer: Vacciniavirus, der udtrykker HTNV Gn/Gc, fremkaldte HTNV-specifikke nAb-titere hos 72 % af vacciniavirus-naive patienter, men kun hos 26 % af vacciniavirus-immuniserede patienter (McClain et al., 2000). Selv om der er lidt præeksisterende immunitet mod VSV i de fleste menneskelige populationer, kan den stigende popularitet af VSV-baserede vacciner ændre dette scenarie i fremtiden (Lévy et al., 2018; Regules et al., 2017; Suder et al., 2018).

DNA-baserede underenhedsvacciner, der omfatter cDNA-vektorer, der koder for hantavirus Gn/Gc, er også blevet evalueret. Immunisering af syriske hamstere med DNA-vacciner, der koder for SEOV eller HTNV Gn/Gc, gjorde dem resistente over for udfordringer med HTNV, SEOV og DOBV, men ikke med den mere divergerende PUUV (Hooper et al., 1999, 2001). PUUV- og SNV Gn/Gc-baserede cDNA-vacciner var også beskyttende i syriske hamstere (Brocato et al., 2013; Hooper et al., 2013). Uventet var en tilsvarende ANDV cDNA-vaccine ikke immunogen eller beskyttende i syriske hamstere på trods af generering af høje nAb-niveauer mod ANDV såvel som heterolog SNV i rhesusmakaker (Custer et al., 2003). Passiv overførsel af sera gav fuldstændig beskyttelse til syriske hamstere, selv når den blev udført 4-5 dage efter ANDV-udfordringen, og forsinkede HPS-udviklingen, når den blev injiceret 1 dag før udfordringen (Custer et al., 2003). I to kliniske fase I-undersøgelser viste tre vaccinationer med cDNA-vacciner, der udtrykker HTNV eller PUUV Gn/Gc ved partikelmedieret epidermal levering, begrænset immunogenicitet: kun 30-56 % af individerne udviklede et nAb-svar (Boudreau et al., 2012; Hooper et al., 2014a,b). cDNA-elektroporation forbedrede nAb-generering og resulterede i nAb-svar hos op til 78 % af individerne (Hooper et al, 2014a,b).

Passiv overførsel af polyklonale antistoffer fra dyr, der er immuniseret med hantavirus Gn/Gc-baserede vacciner, gav beskyttelse mod dødelig ANDV-udfordring hos syriske hamstere (Brocato et al., 2012, 2014; Haese et al., 2015; Hooper et al., 2008, 2014a,b). Det er vigtigt, at passiv transfusion af hyperimmune sera fra ANDV-konvalescent donorer til akutte HPS-patienter forbedrede sygdomsresultaterne, og nAb-titre viste sig at korrelere omvendt med HPS-sværhedsgraden (Vial et al, 2015), hvilket tyder på, at mAb-baserede anti-hantavirusterapier kunne udvikles som et supplement til vacciner.

Med henblik på udvikling af mAb-baserede terapier isolerede Garrido et al. ANDV Gn/Gc-specifikke hukommelses-B-celler fra en HPS-konvalescent patient for at generere rekombinante humane IgG-antistoffer og evaluerede to potent neutraliserende mAbs (JL16 og MIB22) for deres posteksponeringseffektivitet i syriske hamstere (Garrido et al., 2018). Alle hamstere, der blev behandlet med mAbs, alene eller i kombination, 3 og 8 dage efter dødelig ANDV-udfordring var beskyttet. En af de to mAbs, JL16, clearede virus fuldstændigt fra hamsterens lunge på trods af dens lavere in vitro neutraliseringskapacitet, hvilket tyder på, at antistof Fc-afhængige effektorfunktioner, herunder antistofafhængig cellulær cytotoksicitet (ADCC), kan spille en rolle i hantavirus clearance in vivo.