Andes Virus

10 Szczepionki i przeciwciała neutralizujące

Nie ma zatwierdzonych przez FDA szczepionek ani specyficznych leków do zapobiegania lub leczenia zakażenia hantawirusem i/lub choroby. Badania przeprowadzone u pacjentów w okresie rekonwalescencji z HPS (zakażonych ANDV lub SNV), jak również z HFRS (zakażonych PUUV) sugerują bezpośrednią korelację pomiędzy wczesnym wytworzeniem skutecznej odpowiedzi przeciwciał neutralizujących (nAb) a łagodniejszym przebiegiem choroby (Bharadwaj i in., 2000; Pettersson i in., 2014; Valdivieso i in., 2006). Skuteczność ochronna surowic hiperimmunologicznych w modelach zwierzęcych i u ludzi dodatkowo sugeruje, że przeciwciała swoiste dla Gn/Gc wywoływane przez czynną lub bierną immunizację mogą mieć zastosowanie w leczeniu choroby hantawirusowej (Brocato et al., 2012, 2014; Hooper et al., 2008, 2014a,b; Klingström et al., 2008; Vial et al., 2015). Chociaż liczne badania podkreślają znaczenie nAbs dla ochrony przed hantawirusami, szczepienie oparte na cDNA mogło chronić chomiki syryjskie przed śmiertelnym zakażeniem ANDV przy braku jakiejkolwiek aktywności nAb sugerując, że nAbs są wystarczające, ale nie niezbędne (Brocato et al., 2013).

Szczepienie jest najbardziej skutecznym podejściem do indukowania silnego stanu przeciwwirusowego i zapewnienia ochrony przed zakażeniami i chorobami wirusowymi. W ciągu ostatnich 20 lat oceniano skuteczność szczepionek przeciwko hantawirusom pod kątem wielu kandydatów i sposobów ich działania. Od 1990 roku w Republice Korei wprowadzono na rynek inaktywowaną formaliną szczepionkę przeciwko HTNV, wyhodowaną w mózgach myszy ssących (Hantavax™) (Cho i in., 2002; Yamanishi i in., 1988). Jednak ze względu na brak dobrze zaprojektowanych badań klinicznych jego skuteczność kliniczna i długoterminowa immunogenność pozostawały niejasne. W niedawnym badaniu klinicznym III fazy odnotowano wysoką serokonwersję, ale słabe wytwarzanie nAb (Song et al., 2016). W innym badaniu case-control zaobserwowano umiarkowaną skuteczność ochronną Hantavax™, szczególnie w populacjach wysokiego ryzyka (Jung et al., 2018). Pomimo dostępności szczepionki Hantavax™ istnieje zatem wyraźna i pilna potrzeba opracowania nowych i bardziej skutecznych szczepionek przeciwko hantawirusom.

Jako alternatywę dla szczepionek inaktywowanych opracowano żywe szczepionki atenuowane z wykorzystaniem rekombinowanych wektorów VSV lub adenowirusów (AdV) wyrażających hantawirusowe Gn/Gc. Pojedyncza iniekcja wektora VSV zdolnego do replikacji, wyrażającego ANDV Gn/Gc, chroniła chomiki syryjskie przed śmiertelnym zakażeniem ANDV już w 3 dniu po immunizacji (Brown i in., 2011; Prescott i in., 2014). Ochrona utrzymywała się do 6 miesięcy, a utrata ochrony w późniejszych punktach czasowych korelowała z utratą odpowiedzi nAb (Prescott i in., 2014). Szczepienie chomików w 24 h po zakażeniuANDV było w dużej mierze ochronne, co sugeruje, że indukcja silnego stanu przeciwwirusowego przez sam rekombinowany wektor mogła przyczynić się do ochrony (Brown i in., 2011; Prescott i in., 2014). Jednocyklowe VSV niosące HTNV Gn/Gc również zapewniały ochronę przed zakażeniem HTNV w nieśmiertelnym modelu myszy Balb/c (Lee i in., 2006). Rekombinowane ludzkie wektory oparte na AdV serotypu 5 (Ad5V) wyrażające ANDV Gn lub Gc oraz rekombinowane psie wektory oparte na AdV serotypu 2 wyrażające SEOV Gn zapewniły ochronę chomików syryjskich i myszy Balb/c odpowiednio przed śmiertelnym zakażeniem wirusem (Safronetz et al., 2009; Yuan et al., 2009). Chomiki syryjskie zaszczepione wektorem wirusa szczepionkowego wyrażającym białka HTNV Gn/Gc i N nie wykazywały wiremii po zakażeniu HTNV lub SEOV, ale były częściowo podatne na zakażenie PUUV, co sugeruje częściową ochronę krzyżową między blisko spokrewnionymi hantawirusami i możliwość zaprojektowania szczepionek hantawirusowych o szerokim zakresie ochronnym (Chu i in., 1995; Schmaljohn et al., 1992).

Pomimo że platformy szczepionkowe oparte na wirusach okazały się obiecujące w modelach zwierzęcych, ich przełożenie na zastosowanie u ludzi było skomplikowane przez kilka czynników (Tatsis i Ertl, 2004). Istniejąca wcześniej odporność na Ad5V i inne powszechnie występujące serotypy AdV może zmniejszyć skuteczność szczepionki. Tego problemu można uniknąć, tworząc wektory oparte na rzadkich ludzkich (Barouch i in., 2004; Lemckert i in., 2005) lub zwierzęcych serotypach adenowirusów (Kobinger i in., 2006). Słaba skuteczność szczepionki wynikająca z istniejącej wcześniej odporności była również obserwowana w przypadku wektorów opartych na wirusie szczepionkowym: wirusy szczepionkowe wykazujące ekspresję HTNV Gn/Gc wywoływały swoiste dla HTNV miana nAb u 72% pacjentów nieuodpornionych na wirus szczepionkowy, ale tylko u 26% pacjentów uodpornionych na wirus szczepionkowy (McClain i in., 2000). Chociaż w większości populacji ludzkich istnieje niewielka wcześniej istniejąca odporność przeciwko VSV, rosnąca popularność szczepionek opartych na VSV może zmienić ten scenariusz w przyszłości (Lévy i in., 2018; Regules i in., 2017; Suder i in., 2018).

Oceniono również szczepionki podjednostkowe oparte na DNA, składające się z wektorów cDNA kodujących hantawirusy Gn/Gc. Immunizacja chomików syryjskich szczepionkami DNA kodującymi SEOV lub HTNV Gn/Gc uodporniła je na zakażenie HTNV, SEOV i DOBV, ale nie na bardziej rozbieżny PUUV (Hooper i in., 1999, 2001). Szczepionki cDNA oparte na PUUV i SNV Gn/Gc były również ochronne u chomików syryjskich (Brocato i in., 2013; Hooper i in., 2013). Nieoczekiwanie, równoważna szczepionka ANDV cDNA nie była immunogenna ani ochronna u chomików syryjskich, pomimo generowania wysokiego poziomu nAb przeciwko ANDV, jak również heterologicznemu SNV u makaków rhesus (Custer i in., 2003). Pasywny transfer surowic zapewniał całkowitą ochronę chomikom syryjskim, nawet gdy był przeprowadzany 4-5 dni po zakażeniu ANDV i opóźniał rozwój HPS, gdy był podawany 1 dzień przed zakażeniem (Custer et al., 2003). W dwóch badaniach klinicznych I fazy, trzykrotne szczepienia szczepionkami cDNA wyrażającymi HTNV lub PUUV Gn/Gc przez naskórkowe dostarczanie cząsteczek wykazały ograniczoną immunogenność: tylko 30-56% osobników rozwinęło odpowiedź nAb (Boudreau i in., 2012; Hooper i in., 2014a,b). elektroporacja cDNA poprawiła generowanie nAb i spowodowała odpowiedź nAb nawet u 78% osobników (Hooper i in., 2014a,b).

Pasywny transfer przeciwciał poliklonalnych od zwierząt immunizowanych szczepionkami opartymi na Gn/Gc hantawirusa zapewniał ochronę przed śmiertelnym zakażeniem ANDV u chomików syryjskich (Brocato et al., 2012, 2014; Haese et al., 2015; Hooper et al., 2008, 2014a,b). Co ważne, bierne przetoczenie hiperimmunologicznych surowic od dawców rekonwalescentów ANDV do pacjentów z ostrym HPS poprawiło wyniki choroby, a miana nAb okazały się odwrotnie skorelowane z ciężkością HPS (Vial i in., 2015) sugerując, że terapie przeciwhantawirusowe oparte na mAb mogłyby zostać opracowane jako uzupełnienie szczepionek.

W celu opracowania terapii opartych na mAb, Garrido i wsp. wyizolowali ANDV Gn/Gc-specyficzne komórki B pamięci od pacjenta z rekonwalescencją HPS w celu wytworzenia rekombinowanych ludzkich przeciwciał IgG i ocenili dwa silnie neutralizujące mAbs (JL16 i MIB22) pod kątem ich skuteczności poekspozycyjnej u chomików syryjskich (Garrido i wsp., 2018). Wszystkie chomiki leczone mAbami, pojedynczo lub w kombinacji, w 3 i 8 dniu po śmiertelnym wyzwoleniu ANDV były chronione. Jedno z dwóch mAbs, JL16, całkowicie oczyściło wirusa z płuc chomika pomimo jego niższej zdolności neutralizacji in vitro, co sugeruje, że funkcje efektorowe zależne od Fc przeciwciał, w tym cytotoksyczność komórkowa zależna od przeciwciał (ADCC), mogą odgrywać role w klirensie hantawirusa in vivo.

.