Εμβόλιο έναντι του Staphylococcus aureus: είναι εφικτό; Αναστάσιος Δουδουλακάκης Νοσοκομείο Παίδων «Π. & Α. Κυριακού»

Εμβόλιο έναντι του Staphylococcus aureus: είναι εφικτό; Αναστάσιος Δουδουλακάκης Νοσοκομείο Παίδων «Π. & Α. Κυριακού»

Επιδημιολογικά δεδομένα Μόνιμος ή διαλείπων αποικισμός 20-60% των ανθρώπων Ο αποικισμός προδιαθέτει σε λοίμωξη, συχνά υποτροπιάζουσα Ποικιλία λοιμώξεων: SSTIs, οστεοαρθρικές, ενδοκαρδίτιδα, μικροβιαιμία, τροφική δηλητηρίαση, πνευμονία Προβληματική θεραπεία: MRSA, VISA, VRSA Στις προηγμένες χώρες η επίπτωση SA συχνότερη στα ηλικιακά άκρα (νεογνά, υπερήλικες) Στις φτωχές χώρες είναι συχνότερη σε νεογνά και βρέφη ως 1 έτους με σημαντική θνητότητα (50%) (Fowler et al., 2014) 14 εκ. SSTIs εξωτερικές επισκέψεις στις ΗΠΑ (Hersh et al., 2008) 358000 νοσηλείες SSTIs (2009), διπλάσιες οι ολικές SA-νοσηλείες με κόστος 4.84 δισ. $ (Suaya et al., 2014) 25% των HΑ-λοιμώξεων, θνητότητα 25% (Begier et al., 2017)

Βασικοί ανοσιακοί μηχανισμοί Κύρια άμυνα η φυσική ανοσία με PMNs, διαφυγή από τα PMNs και ανοσοτροποποιητικές πρωτεΐνες που μειώνουν τη φυσική και χυμική ανοσία Δεν καταλείπει ανοσία, αλλά οι επόμενες λοιμώξεις έχουν ηπιότερη κλινική εικόνα Τα Abs συχνά πολύ χαμηλά για προστασία και γρήγορη δευτερογενή απόκριση Όλοι έχουμε δεσμευτικά Αbs (ClfA, capsule) αλλά όχι λειτουργικά Δερματικές λοιμώξεις δεν καταλείπουν επαρκή anti-hla και anti-pvl Abs ώστε να αποτρέψουν υποτροπή ή διεισδυτική νόσο Διαταραχές κυτταρικής ανοσίας και PMSs αυξάνουν λοιμώξεις SA (Jobs, prednisolone, HIV, Th17/Il- 17 έλλειμμα) Εκφράζει πλειάδα λοιμογόνων παραγόντων (μόρια προσκόλλησης με επικαλυπτόμενη δράση [redundancy], μόρια διαφυγής από το ανοσιακό σύστημα του ξενιστή, τοξίνες) Στελέχη SA διαφέρουν γεωγραφικά με διαφορετικό μείγμα αντιγόνων το καθένα (ST-8_USA 300, ST- 80, ST-30 κ.α) Άγνωστοι ακόμη μηχανισμοί ανοσίας, απουσία δοκιμασίας που υποδηλώνει προστασία

Μηχανισμοί αποφυγής οψωνοφαγοκύττωσης (a) Πολυσακχαριτιδική κάψα (b) Σταφυλοκινάση (Sak) (c) SpA με 5 σημεία δέσμευσης Fc- IgG (d) fibrinogen-binding protein (Efb), δεσμεύει C3 (e) Clumping factor A (ClfA) δεσμεύει το ινωδογόνο (gchain) Foster T. 2005

Ρόλος μονοπατιού Th17/IL-17 στο κέντρο της ανοσιακής απάντησης Fowler VG Where does a Staphylococcus aureus vaccine stand? CMI 2014 May

Γιατί τα μοντέλα με ποντίκια δεν είναι αξιόπιστα? Models matter: the search for an effective Staphylococcus aureus vaccine. Salgado- Pabón W., et al. Nature Rev Microbiol. 2014

Στόχος της πρόληψης με το εμβόλιο Λοιμώξεις Eπεμβάσεις προσθετικών σωμάτων Βακτηριαιμία, μεταστατικές επιπλοκές Ενδοκαρδίτιδα Οστεομυελίτιδα Λοιμώξεις χειρουργικού πεδίου Δεν είναι στόχος: - SSTIs - SSSS (σπάνιο) - τροφική δηλητηρίαση Ασθενείς Χειρουργικοί ασθενείς Στρατιωτικοί / Αθλητές Πρόωρα νεογνά Αιμοδιυλιζόμενοι / περιτοναϊκή κάθαρση Διαβητικοί Επαγγελματίες Υγείας Χρήστες ενδοφλέβιων ουσιών Ανοσοκατεσταλμένοι Πολυτραυματίες

Στάδια ανάπτυξης εμβολίου Ανακάλυψη Πρώτη δοκιμή σε ανθρώπους Ασφάλεια Λειτουργική ανοσογονικότητα Δόση/ Φόρμουλα Τελικέςδοκιμασίες Αρχική μέτρηση αποτελεσματικότητας Αρχική ανάπτυξη Phase I ΙΙ ΙΙΙ Εύρεση αντιγόνου Παραγωγή αντιγόνου Ορολογικές δοκιμασίες λειτουργικότητας Διαγνωστικές δοκιμασίες Τοξικολογία Αποτελεσματικότητα Τελικές δοκιμές Πιστοποίηση αναλυτικών/ ορολογικών/ διαγνωστικών δοκιμασιών

Where does a Staphylococcus aureus vaccine stand? Fowler VG Jr, Proctor RA. Clin Microbiol Infect. 2014 May

Σήμερα: Status of vaccine research and development of vaccines for S. aureus Fast track (FDA) Feb 2014 Giersing BΚ et al., Vaccine 2016

Αποτυχία λογικής του ενός αντιγόνου Πλέον πολλαπλά αντιγόνα SA4Ag (Nabi/Pfizer): -rmclfa, - μεταφορέας rmmntc -CC5/CC8 - CRM 197 Στόχος: προστασία από λοίμωξη έναντι διαφόρων τύπων SA ανεξαρτήτου προφίλ αντοχής Φάση Ι: θετικά αποτελέσματα σε ανθρώπους 50-85 ετών με μετρήσιμα αντισώματα στον ορό για 12 μήνες και με θετικές δοκιμασίες οψωνοποιητικής δραστικότητας

2/2014: FDA, Fast Track 7/2015-3/2017: STRIVE=STaphylococcus aureus SuRgical Inpatient Vaccine Efficacy Εlective open, posterior approach, multilevel, instrumented, spinal fusion surgery RCT ΙΙb vs placebo σε 2600 ασθενείς >18 ετών με πρόσθια επέμβαση έγχυσης υλικού στην ΣΣ Endpoint: HA-SSI ή βακτηριαιμία στις 90 και 180 ημ. Υγιείς, ανοσοεπαρκείς ασθενείς, με υψηλή επίπτωση λοίμωξης (1.4%, 90 ημ.) 11/2017: Vaccines and Related Biological products Advisory Committee Meeting / FDA, η εταιρία θεωρεί επαρκή τα δεδομένα αποτελεσματικότητας και προτείνει επέκταση της ένδειξης: Αctive immunization for the prevention of invasive postoperative disease cause by S. aureus in adults 18 years of age and older who are undergoing elective orthopedic surgery (0.25-0.5% inv-sa) Εως 8/2019: ένταξη ως 6000 ασθενών

Ε. Begier et al. Vaccine 35 (2017)

Reverse Vaccinology / Protectome Holy Grail of Vaccinology: move straight from the genome to the clinic - όχι εφικτή ακόμη η διάκριση ενός προστατευτικού αντιγόνου από την πρωτοταγή ή/και τριτοταγή δομή του

Bιοπληροφορικές εφαρμογές: δομικοί/λειτουργικοί χαρακτήρες που επαναλαμβάνονται σε γνωστά προστατευτικά βακτηριακά αντιγόνα, «Protectome space» και «προστατευτικές υπογραφές» Reverse Vaccinology: Bexsero (Ν.meningitidis group B) Ως τώρα χρησιμοποιήθηκαν εργαλεία βιοπληροφορικής με τρεις αρχές/ κριτήρια: - ανοσογονικότητα: ο στόχος να είναι ανοσογονικός στη φυσική λοίμωξη - διαμερισματοποίηση: τα αντιγόνα προστασίας να είναι επιφανείας ή να εκκρίνονται - τα δύο προηγούμενα συν το αντιγόνο να είναι διατηρημένο και να εκφράζεται σταθερά Περιορισμός στα αντιγόνα επιφανείας, αυτά επάγουν βακτηριοκτόνα αντισώματα Εργαλεία PSORT, MOTIFS και FINDPATTERNS: περιορίζεται ο αριθμός των αντιγόνων που θα ελεγχθούν in vivo

Λίγες χιλιάδες πρωτεΐνες γενωμικής λίγες δεκάδες και με το τρίτο κριτήριο <10 (3% των ORFs) Protectome space (computer assisted scrutiny): Υπογραφές που σχετίζονται με λειτουργία (τοξίνες, συστήματα Fe, προσκολλησίνες) ή δομή Βάσεις δεδομένων και προγνωστικά εργαλεία PFAM, SMART, BLAST διαχωρίζουν αντιγόνα με ιδιότητα προστατευτικών υπογραφών από ανοσολογικά άσχετα κυτταρικά στοιχεία Με την τεχνική αυτή 89 πρωτεΐνες ξαναβρέθηκαν, κυρίως εκκριτικές ή επιφανείας, υποψήφιοι για πειραματικές δοκιμές, αλλά και δύο νέα Ags στον SA Η SAOUHSC_00427 φέρει ένα LysM πεδίο που μοιάζει με λοιμογόνους παράγοντες P60 της Listeria monocytogenes, Intimin πρωτεΐνες της E. coli, και Sip πρωτεΐνη του GBS Δοκιμές σε ποντίκια (περιτονίτιδα) ήταν θετικές Καταλήγει η μελέτη ότι το μόριο αυτό είναι υποσχόμενος υποψήφιος για την παρασκευή εμβολίου Protectome analysis: a new selective bioinformatics tool for bacterial vaccine candidate discovery. Altindis E. et al., Mol Cell Proteomics. 2015 Feb

Στόχος: διάκριση προστατευτικών υπογραφών από ανοσολογικά αδρανή μικροβιακά στοιχεία

Συμπερασματικά Το αντισταφυλοκοκκικό εμβόλιο είναι εν δυνάμει εφικτό τα επόμενα χρόνια υπό τις παρακάτω προϋποθέσεις: Ειδικές κατηγορίες ασθενών (ορθοπαιδικές επεμβάσεις, νεφροπαθείς) στις προηγμένες χώρες μιας και ανεπαρκή επιδημιολογικά δεδομένα από χώρες του 2 ου και 3 ου κόσμου Αναμονή από κλινικά δεδομένα σημαντικής μελέτης (SA4Ag) αλλά όχι σύντομα Οι κόνικλοι παρουσιάζουν ομοιότητες στην ανοσιακή απόκριση και στην ευαισθησία στους λοιμογόνους παράγοντες του SA (τεχνικά, νομικά ζητήματα) Ανάγκη μελέτης της ανοσιακής απάντησης του ανθρώπου για εύρεση βιοδεικτών (in vitro λειτουργικές δοκιμασίες, T- και B- κυτ. απάντηση, μονοπάτι Τh17/IL-1, χημειοκίνες MIP-2, KC) Ιδανικά, ο S. aureus αναγνωρίσιμος όπως ο S. epidermidis, χωρίς λοιμογόνες τοξίνες που θα αντιμετωπίζεται από τη φυσική ανοσία (C και PMNs) Ανάγκη γενναίας χρηματοδότησης και δέσμευσης στο στόχο, στην παθογένεση, στα προκλινικά μοντέλα και τις λειτουργικές δοκιμασίες (φαρμακοβιομηχανία, κυβερνήσεις, ΕΕ, NIH, υποτροφίες)

Ευχαριστώ