Andesvirus
10 Vacciner och neutraliserande antikroppar
Ingen FDA-godkända vacciner eller specifika terapier finns tillgängliga för att förebygga eller behandla hantavirusinfektion och/eller sjukdom. Studier av HPS (ANDV- eller SNV-infekterade) samt HFRS (PUUV-infekterade) konvalescenta patienter tyder på ett direkt samband mellan tidig uppbyggnad av ett effektivt neutraliserande antikroppssvar (nAb) och mildare sjukdomsutfall (Bharadwaj et al., 2000; Pettersson et al., 2014; Valdivieso et al., 2006). Den skyddande effekten av hyperimmuna serum i djurmodeller och hos människor tyder ytterligare på att Gn/Gc-specifika antikroppar framkallade av aktiv eller passiv immunisering kan vara användbara vid behandling av hantavirus-sjukdom (Brocato et al., 2012, 2014; Hooper et al., 2008, 2014a,b; Klingström et al., 2008; Vial et al., 2015). Även om ett stort antal studier belyser betydelsen av nAbs för skydd mot hantavirus kunde cDNA-baserad vaccination skydda syriska hamstrar från dödlig ANDV-utmaning i avsaknad av nAb-aktivitet, vilket tyder på att nAbs är tillräckliga men inte nödvändiga (Brocato et al., 2013).
Vaccination är den mest framgångsrika metoden för att framkalla ett potent antiviralt tillstånd och ge skydd mot virusinfektioner och virussjukdomar. Under de senaste 20 åren har ett flertal vaccinkandidater och modaliteter utvärderats med avseende på deras effektivitet mot hantavirus. Sedan 1990 har ett formalininaktiverat HTNV-vaccin som odlats i hjärnor från ammande möss (Hantavax™) saluförts i Sydkorea (Cho et al., 2002; Yamanishi et al., 1988). På grund av bristen på väl utformade kliniska prövningar har dock dess kliniska effekt och långsiktiga immunogenicitet förblivit oklara. I en nyligen genomförd klinisk fas III-studie rapporterades hög serokonversion men dålig nAb-generering (Song et al., 2016). I en annan fall-kontrollstudie observerades en måttlig skyddseffekt av Hantavax™, särskilt i högriskpopulationer (Jung et al., 2018). Trots tillgången till Hantavax™ finns det därför ett tydligt och brådskande behov av nya och mer effektiva hantavirusvacciner.
Som ett alternativ till inaktiverade vacciner har levande försvagade vacciner med hjälp av rekombinanta VSV- eller adenovirus (AdV)-vektorer som uttrycker hantavirus Gn/Gc utvecklats. En enda injektion av en replikationskompetent VSV-vektor som uttrycker ANDV Gn/Gc skyddade syriska hamstrar mot dödlig ANDV-utmaning så tidigt som tre dagar efter immunisering (Brown et al., 2011; Prescott et al., 2014). Skyddet varade i upp till 6 månader och förlust av skydd vid senare tidpunkter korrelerade med en förlust av nAb-svar (Prescott et al., 2014). Vaccination av hamstrar 24 timmar efterANDV-utmaning var i stort sett skyddande, vilket tyder på att induktion av ett potent antiviralt tillstånd av den rekombinanta vektorn i sig kan ha bidragit till skyddet (Brown et al., 2011; Prescott et al., 2014). Encykliska VSV:er som bär på HTNV Gn/Gc gav också skydd mot HTNV-infektion i en icke-dödlig Balb/c-musmodell (Lee et al., 2006). Rekombinanta vektorer baserade på humant AdV serotyp 5 (Ad5V) som uttrycker ANDV Gn eller Gc och rekombinanta vektorer baserade på hund AdV serotyp 2 som uttrycker SEOV Gn skyddade syriska hamstrar respektive Balb/c-möss mot dödlig virusutmaning (Safronetz et al., 2009; Yuan et al., 2009). Syriska hamstrar som vaccinerats med en vacciniavirusvektor som uttrycker HTNV Gn/Gc- och N-proteiner uppvisade ingen viremi när de utmanades med HTNV eller SEOV, men var delvis mottagliga för PUUV-infektion, vilket tyder på ett partiellt korsskydd mellan närbesläktade hantavirus, och på att det är möjligt att utforma brett skyddande hantavirusvacciner (Chu et al, 1995; Schmaljohn et al., 1992).
Och även om virusbaserade vaccinplattformar har visat sig lovande i djurmodeller har deras övergång till användning hos människor försvårats av flera faktorer (Tatsis och Ertl, 2004). Förut existerande immunitet mot Ad5V och andra vanliga AdV-serotyper kan minska vaccineffektiviteten. Detta problem kan undvikas genom att skapa vektorer baserade på sällsynta serotyper av humana (Barouch et al., 2004; Lemckert et al., 2005) eller animaliska adenovirus (Kobinger et al., 2006). Dålig vaccineffekt på grund av redan existerande immunitet observerades också med vacciniavirusbaserade vektorer: vacciniavirus som uttrycker HTNV Gn/Gc framkallade HTNV-specifika nAb-titrar hos 72 % av vacciniavirusnaiva patienter, men endast hos 26 % av vacciniavirusimmuna patienter (McClain et al., 2000). Även om det finns liten befintlig immunitet mot VSV i de flesta mänskliga populationer kan den ökande populariteten av VSV-baserade vacciner förändra detta scenario i framtiden (Lévy et al., 2018; Regules et al., 2017; Suder et al., 2018).
DNA-baserade subenhetsvacciner som består av cDNA-vektorer som kodar för hantavirus Gn/Gc har också utvärderats. Immunisering av syriska hamstrar med DNA-vacciner som kodar för SEOV eller HTNV Gn/Gc gjorde dem resistenta mot utmaningar med HTNV, SEOV och DOBV, men inte med det mer avvikande PUUV (Hooper et al., 1999, 2001). PUUV- och SNV Gn/Gc-baserade cDNA-vacciner var också skyddande hos syriska hamstrar (Brocato et al., 2013; Hooper et al., 2013). Oväntat nog var ett motsvarande ANDV cDNA-vaccin inte immunogent eller skyddande i syriska hamstrar trots att det genererade höga nAb-nivåer mot ANDV samt heterologt SNV i rhesusmakaker (Custer et al., 2003). Passiv överföring av serum gav fullständigt skydd till syriska hamstrar även när den utfördes 4-5 dagar efter ANDV-utmaningen och fördröjde HPS-utvecklingen när den injicerades 1 dag före utmaningen (Custer et al., 2003). I två kliniska fas I-studier visade tre vaccinationer med cDNA-vacciner som uttrycker HTNV eller PUUV Gn/Gc genom partikelmedierad epidermal leverans begränsad immunogenicitet: endast 30-56 % av individerna utvecklade ett nAb-svar (Boudreau et al., 2012; Hooper et al., 2014a,b). cDNA-elektroporation förbättrade nAb-generering och resulterade i nAb-svar hos upp till 78 % av individerna (Hooper et al, 2014a,b).
Passiv överföring av polyklonala antikroppar från djur som vaccinerats med hantavirus Gn/Gc-baserade vacciner gav skydd mot dödlig ANDV-utmaning hos syriska hamstrar (Brocato et al., 2012, 2014; Haese et al., 2015; Hooper et al., 2008, 2014a,b). Viktigt är att passiv transfusion av hyperimmuna serum från ANDV-konvalescenta donatorer till akuta HPS-patienter förbättrade sjukdomsutfallet och nAb-titrar visade sig korrelera omvänt med HPS svårighetsgrad (Vial et al, 2015), vilket tyder på att mAb-baserade terapier mot hantavirus kan utvecklas som ett komplement till vacciner.
För utveckling av mAb-baserade terapier isolerade Garrido et al. ANDV Gn/Gc-specifika minnes-B-celler från en HPS-konvalescent patient för att generera rekombinanta humana IgG-antikroppar och utvärderade två potent neutraliserande mAbs (JL16 och MIB22) för deras postexponeringseffekt i syriska hamstrar (Garrido et al., 2018). Alla hamstrar som behandlades med mAbs, ensamma eller i kombination, 3 och 8 dagar efter dödlig ANDV-utmaning var skyddade. Ett av de två mAbs, JL16, rensade viruset helt från hamsterlungan trots dess lägre in vitro-neutraliseringskapacitet, vilket tyder på att antikropparnas Fc-beroende effektorfunktioner, inklusive antikroppsberoende cellulär cytotoxicitet (ADCC), kan spela en roll vid rensning av hantavirus in vivo.