Текущие и будущие стратегии вакцинации против инвазивной пневмококковой инфекции

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале НПЖ Вакциныисследователи рассмотрели иммунные механизмы, используемые существующими вакцинами против инвазивной пневмококковой инфекции (ИПЗ).

Они обсудили предстоящие стратегии вакцинации, а также проблемы, связанные с селективностью серотипов и использованием белков пневмококкового происхождения в качестве альтернативы. антигены в разработке вакцин.

Фон

Несмотря на реализацию во всем мире программ вакцинации, ИПЗ, вызванный бактериальным возбудителем, Пневмококкпродолжает вызывать широко распространенные заболевания, а уровень смертности составляет около 5%. Пневмококк бессимптомно колонизирует носоглотку хозяина и впоследствии вызывает инвазивное заболевание, поскольку иммунная система человека способна противодействовать С.пневмония Факторы вирулентности, такие как белок оболочки капсульного полисахарида (CPS), уменьшаются.

Способность бактерии использовать гетерогенные моносахаридные строительные блоки CPS, связывать и модифицировать их также приводит к серотипированию, при этом почти 90% всех случаев ИПЗ относятся к 20–25 серотипам. Обычными проявлениями ИПЗ являются инфекция легких и пневмония, при этом продолжающаяся инфекция приводит к острой инфекции крови, бактериемии, септицемии, инфекциям спинного и головного мозга и, в конечном итоге, к менингиту. ИПЗ у пациентов, госпитализированных с коронавирусной болезнью 2019 года (COVID-19) или гриппом, также увеличивает уровень смертности.

Учитывая тот факт, что на ИПЗ по-прежнему приходится значительная часть инфекций нижних дыхательных путей (15 случаев на каждые 100 000 человек в год) и ежегодно умирает около 1,1 миллиона человек, разработка более эффективных вакцин против С.пневмония продолжает оставаться приоритетом.

Существующие пневмококковые вакцины

Основным методом иммунного клиренса пневмококковой колонизации является фагоцитоз, а CPS ингибирует активацию комплемента и помогает С.пневмония уклоняться от иммунного клиренса. Однако особая структура CPS и его поверхностное воздействие также обеспечивают вакцинам подходящий антиген для нацеливания и индукции опсонофагоцитарного клиренса бактерий.

Начало программ вакцинации в 20^й использование CPS, экспрессируемого в наиболее распространенных серотипах, добилось значительных успехов. Однако использование очищенного CPS бактериального происхождения не может инициировать адаптивный иммунный ответ хозяина и вызывает только низкоаффинные, кратковременные реакции иммуноглобулина M (IgM), которые ослабевают через шесть месяцев.

Антигены CPS могут распознаваться только специфическими В-клетками, что приводит к секреции антител IgM без активации индуцированного Т-клетками переключения класса антител и созревания аффинности, что приводит к отсутствию памяти B или Т-клетки требуется для долгосрочной защиты.

Технология гликоконъюгированной вакцины, в которой CPS конъюгируется с белком-носителем с иммуногенными свойствами, помогла вызвать адаптивные иммунные ответы, нацеленные на CPS, вызывая переключение класса IgM на IgG и созревание аффинности, что приводит к иммунной памяти. Однако, несмотря на их успех в индукции долговременного иммунитета, несоответствия между различными партиями вакцин и различия в иммуногенности продолжают создавать проблемы.

Разработка конъюгированных вакцин также представляет некоторые препятствия, поскольку CPS химически активируется для ковалентного присоединения к нему белка-носителя, и этот метод активации может играть вредную роль. Более того, неспецифическая конъюгация CPS и белка-носителя может привести к неспособности представить ключевые антигены главному комплексу гистосовместимости (MHC). Современная технология вакцин ориентирована на создание конъюгированных вакцин, структурная однородность и иммуногенность которых не затрагиваются.

Недавно разработанная 10-валентная конъюгированная вакцина «Пневмосил», в которой не используется метод перекисного окисления для ковалентного присоединения CPS к белку-носителю, продемонстрировала сопоставимые результаты. эффективность к другим одобренным пневмококковым вакцинам.

Другая 24-валентная вакцина, VAX-24, конъюгирует CPS с запатентованным белком-носителем, который модифицирован для обеспечения сайт-селективной конъюгации и обогащает сайты эпитопов конъюгата CPS, сохраняя при этом третичную структуру CPS нетронутой.

Исследователи также обсудили другие недавние составы вакцин, призванные обойти проблемы, связанные с традиционными методами конъюгации. Кроме того, также обсуждались неоднородность распространенности серотипов по всему миру и проблема переключения капсул, которые создают дополнительные проблемы для разработки эффективных пневмококковых вакцин.

Альтернативные мишени антигена

Сосредоточение технологии вакцин на CPS и серотип-специфических вакцинах сокращает сферу применения вакцин, поскольку они могут индуцировать иммунитет только против конкретных серотипов, включенных в состав.

Появление неинкапсулированных С.пневмония штаммы также участвуют в повышении заболеваемости ИПЗ. Исследователи предлагают другой подход, при котором вакцины нацелены на консервативные поверхностные белки С.пневмония.

Белки, такие как пневмолизин, холестерин-зависимый цитолизин, давно изучены и обнаружены в каждом организме. С.пневмония штамм, вызывающий ИПЗ.

Хотя было обнаружено, что полноразмерный белок пневмолизин защищает от широкого спектра С.пневмония серотипов, это также было связано с цитотоксичностью. Однако мутированные версии пневмолизина с пониженной токсичностью, а также другие белки, такие как пневмококковый поверхностный белок А и поверхностный белок D пневмококковой гистидиновой триады, являются многообещающими потенциальными мишенями для вакцинных антигенов.

Выводы

Подводя итог, в обзоре обсуждается существующее состояние пневмококковых вакцин и проблемы, связанные с гетерогенностью серотипов, процессами конъюгации вакцин и сменой капсул. Эти проблемы продолжают препятствовать разработке вакцин, эффективных против широкого спектра инфекций. С.пневмония серотипов, обеспечивая при этом длительный иммунитет.

Исследователи также обсудили другие потенциальные вакцинные антигены, такие как поверхностные белки, которые сохраняются во многих С.пневмония штаммы.