Utvikling av en yttermembranvesikkelvaksine mot serogruppe A og W135 meningokokksykdom i Afrika : Immunogenisitetsstudier i mus

Abstract

Bakterien Neisseria meningitidis er en av de viktigste årsakene til meningitt og sepsis i verden. Selv med tilgang på optimal behandling er dødeligheten høy. Den høyeste sykdomsinsidensen i verden ser man i Afrika, i et område som kalles meningittbeltet, hvor meningokokkstammer av serogruppe A, C, W135 og X er kjent for å kunne forårsake epidemier. Behovet for en effektiv og rimelig vaksine er stor. Det eksisterer meningokokkvaksiner som er basert på bakteriens kapselpolysakkarider (polysakkarid- og konjugatvaksiner), men det er flere ulemper med disse.

Yttermembranvesikkel (OMV)-vaksiner er basert på proteiner i yttermembranen til bakterien. Serogruppe B OMV-vaksiner er gitt i mange millioner doser og vist å være trygge og effektive. Folkehelseinstituttet i Norge og Finlay Institute på Cuba har erfaring med utvikling av serogruppe B OMV-vaksiner og holder nå på å utvikle en tilsvarende vaksine mot serogruppe A og W135 meningokokksykdom i Afrika. Vaksinen er laget av to meningokokkstammer representative for serogrupper, serotyper og serosubtyper utbredt under epidemier i meningittbeltet.

Antigeninnholdet i A+W135 OMV-vaksinen ble karakterisert ved SDS-PAGE og immunblott. Immunogenisiteten i to ulike musestammer etter 1, 2 og 3 doser av vaksinen med og uten aluminiumhydroksid ble studert i ELISA og immunblott. Immunogenisiteten av A+W135 OMV-vaksinen i mus ble også sammenlignet med to allerede eksisterende meningokokkvaksiner (en polysakkaridvaksine og en konjugatvaksine) og studert i ELISA, SBA og OPA.

A+W135 OMV-vaksinen inneholdt flere proteinantigener som man vet er viktige i dannelsen av beskyttende antistoffer. To doser A+W135 OMV-vaksine ga god immunrespons i mus. En tredje dose så viktigere ut for musene som fikk vaksine uten aluminiumhydroksid. Adsorpsjon til aluminiumhydroksid økte vaksinens immunrespons i mus. Valg av musestamme så ikke ut til å ha betydning i dette forsøket. Nivåer av funksjonelle antistoffer i mus immunisert med A+W135 OMV-vaksinen var signifikant høyere enn for konjugatvaksinen testet i dette forsøket. Polysakkaridvaksinen ga liten eller ingen respons.

En A+W135 OMV-vaksine kan være et bra alternativ til polysakkarid- og konjugatvaksiner i Afrika.

The bacterium Neisseria meningitidis is one of the leading causes of meningitis and sepsis throughout the world. Mortality rate of meningococcal disease is high, even with access to optimal treatment. The highest incidence of disease occurs in Africa, in the area called the meningitis belt, where the meningococcal serogroups A, C, W135 and X are known to cause epidemics. Existing meningococcal vaccines are based on capsular polysaccharides of the bacterium (polysaccharide and conjugate vaccines), of which there are several drawbacks.

Outer membrane vesicle (OMV) vaccines are based on outer membrane proteins of the bacterium. Millions of people have received serogroup B OMV vaccines and the safety and efficacy have been documented. The Norwegian Institute of Public Health and Finlay Institute in Cuba, experienced in developing serogroup B OMV vaccines, are in the process of developing this kind of vaccine against serogroup A and W135 meningococcal disease in Africa. The vaccine is made of two meningococcal strains, representative for serogroups, serotypes and serosubtypes common during epidemics in the meningitis belt.

The antigen content of the A+W135 OMV vaccine was characterized by SDS-PAGE and immunoblot. The immunogenicity of the vaccine was determined by ELISA and immunoblot in two different mouse strains after 1, 2 and 3 doses of the vaccine with and without aluminum hydroxide. The immunogenicity of the A+W135 OMV vaccine was compared with two existing meningococcal vaccines, a polysaccharide vaccine and a conjugate vaccine, and determined by ELISA, SBA and OPA.

The A+W135 OMV vaccine contained protein antigens known to be important in developing protective antibodies against the bacterium. Two doses of A+W135 OMV vaccine induced good immune responses in mice. A third dose was important in mice immunized with the vaccine without aluminum hydroxide. Adsorption to aluminum hydroxide increased the immune response of the vaccine. Choice of mice strain did not seem to affect the immune response. Levels of functional antibodies were significant higher after immunization with A+W135 OMV vaccine compared to the conjugate vaccine. The polysaccharide vaccine was not very immunogenic in mice.

The A+W135 OMV vaccine may be a good alternative to conjugate and polysaccharide vaccines for Africa.