Това е една обзорна статия, която дава информация за това как протичат проучванията, свързани с откриване на ваксина срещу хепатит C.
Публикувам резюме на статията на английски и пълния и превод на български.
Искам да благодаря специално на
cvetna,
благодарение на която всички ще можете да прочетете информацията на български.
Тя преведе цялата статия, за което и
БЛАГОДАРЯ! 
Vaccine to Prevent HCV Remains Elusive
Liz Highleyman
Ever since hepatitis C virus (HCV) was identified in 1989, investigators have sought to develop a vaccine to prevent infection. Over the past two decades, however, an effective hepatitis C vaccine has proven more elusive than vaccines for hepatitis A and B.
This article focuses on vaccines that prevent HCV infection, but researchers are also working on therapeutic vaccines that improve the immune system’s ability to control HCV – and ideally slow or prevent liver disease progression – in people who are already infected.
Immune Response to HCV
Much of the difficulty in developing a preventive hepatitis C vaccine is attributable to incomplete understanding of how the immune system naturally fends off the virus. HCV is highly variable – with at least six major genotypes, numerous subtypes, and countless quasispecies – and it mutates rapidly to evade immune detection. An effective vaccine would have to protect against a wide range of HCV variants, leading researchers to search for viral epitopes (antigens) that remain constant, or “conserved,” across strains.
The immune response to HCV involves both antibodies (humoral immunity) and T-cell activity (cell-mediated immunity). Most people produce antibodies against HCV several months after initial infection, but this typically is not sufficient to eradicate the virus. Likewise – in contrast to hepatitis A and B – injected antibodies (immunoglobulins) generally do not prevent chronic infection.
Furthermore, while many people exhibit CD4 “helper” and CD8 “killer” T-cell activity against HCV, this is usually not enough to control the virus. Only about one-quarter to one-third of acutely-infected individuals spontaneously clear the virus without treatment, while the rest develop chronic infection.
The host factors – likely genetic – that contribute to effective immune response to HCV remain poorly understood, though vigorous T-cell activity seems to play an important role. One recent study, for example, found that people who cleared the virus mounted stronger killer T-cell responses against a wider range of epitopes of the HCV NS3 protein.
With many diseases, once a person has recovered, they remain protected against future reinfection with the same pathogen. Though results in animal and human studies have been inconsistent, reinfection with the same pathogen does not reliably occur in the case of hepatitis C. In one recent study, for example, investigators re-challenged two chimps with resolved infection using the same genotype 1a HCV strain about a year later (Bukh). One animal developed chronic infection with the first rechallenge, and the other did so after seven rechallenges using various genotypes. The researchers concluded that viral persistence was seen “even in the best-case scenario” when rechallenging with the exact same virus.
Vaccine Candidates
Studies have produced conflicting data about whether antibodies alone can neutralize HCV and prevent chronic infection. Most current vaccine candidates aim to stimulate anti-HCV T-cell responses, either alone or in conjunction with increased antibody production. Many of these use HCV E1 and/or E2 envelope proteins (which appear to be a major target of anti-HCV antibodies) or the relatively conserved nonstructural (NS) core proteins.
Various vaccine strategies are under investigation. Synthetic subunit vaccines contain strings of HCV peptides or proteins. Many recombinant vaccines consist of viral vectors such as vaccinia that have been genetically engineered to express HCV proteins. DNA vaccines consist of pieces of viral genetic material selected to trigger an immune response. Other vaccines use dendritic cells to deliver DNA or messenger RNA encoding HCV proteins, or else the proteins themselves. Most HCV preventive vaccine candidates are still in preclinical laboratory or animal studies; a few therapeutic vaccines have been tested in early trials in humans.
In the August 2008 Journal of Virology, researchers with Novartis described a study of various HCV vaccine strategies in mice (Lin). Replication-defective alphavirus particles carrying genes for either E1/E2 envelope proteins or NS 3, 4, and 5 nonstructural proteins elicited strong CD8 T-cell responses, but low CD4 cell responses. Conversely, recombinant polyprotein vaccines consisting of E1/E2 or NS3/4/5 plus a Th1 adjuvant elicited strong CD4 responses, but no CD8 responses. The investigators were able to elicit both CD4 and CD8 responses to E1/E2 and NS3/4/5 with a prime-boost approach using HCV proteins plus a Th1 adjuvant followed by boosting with alphaviruses expressing these HCV genes. This regimen also induced production of antibodies against E1/E2 that neutralized a variety of HCV isolates in vitro.
In related research, Australian researchers demonstrated that vaccines containing the Th1 adjuvants CpG ODN and Montanide ISA 720 – agents that promote interferon-gamma production and stimulate cell-mediated immunity – induced stronger antibody and T-cell responses against HCV core, NS3, and NS5b antigens in mice compared with a formulation that contained HCV proteins without the adjuvants (Qiu).
In another recent study, Cuban researchers found that mice and vervet monkeys immunized with a recombinant fowlpox vector vaccine called FPCoE1 expressing a truncated HCV core/E1 polyprotein generally failed to elicit an antibody response. It did, however, stimulate interferon-gamma secretion and lymphoproliferative responses, and led to virological suppression when the animals were subsequently challenged with a recombinant vaccinia virus expressing HCV structural proteins (Alvarez-Lajonchere).
Given prior suboptimal results using replication-defective vectors (viruses that have been altered so they cannot reproduce), an international research team tested a replication-competent vaccinia virus vector expressing HCV genes in four chimpanzees, while two control chimps received a placebo (vaccinia without HCV genes). When challenged with HCV, both control animals developed chronic infection,while all four immunized chimps experienced resolution of infection. The immunized animals exhibited vigorous interferon-gamma responses and moderate proliferative responses. When the immunized chimpanzees were challenged a second time with a combination of all six major HCV genotypes, they exhibited high viral loads during the acute phase of infection, but then viral load fell to undetectable or consistently very low HCV levels (Youn).
Taking a different approach, another team showed that a DNA vaccine encoding genotype 1a/1b consensus HCV NS3/NS4A proteins induced strong T-cell responses in both mice and Rhesus macaque monkey (Lang).
Given the challenges of eliciting a strong and long-lasting immune response against multiple strains of HCV, many experts expect that a successful vaccine will employ a combined approach to stimulate both antibody production and T-cell activity.
Conclusion
In a review article on HCV vaccine development in the June 2008 issue of Lancet Infectious Diseases, G.T. Strickland and colleagues discussed the challenges of hepatitis C vaccine development beyond the difficult aspects of HCV itself. These include the cost and logistical difficulties of conducting clinical trials and making a successful vaccine widely accessible to the high-risk individuals who need it most, such as injection drug users and healthcare providers in high-prevalence areas.
Over time, chronic hepatitis C can lead to liver cirrhosis, hepatocellular carcinoma, and end-stage liver failure requiring transplantation. As such, an effective preventive vaccine would have major public health benefits – and would likely prove cost-effective – as has been the case with the widespread adoption of the hepatitis B vaccine since the early 1980s.
References
* Alvarez-Lajonchere, L. et al. Immunization with a recombinant fowlpox virus expressing a hepatitis C virus core-E1 polyprotein variant, protects mice and African green monkeys (Chlorocebus aethiops sabaeus) against challenge with a surrogate vaccinia virus. Biotechnol Appl Biochem 51(Pt 2): 97-105. October 2008.
* Bukh, J., et al. Previously infected chimpanzees are not consistently protected from reinfection or persistent infection following reexposure to the identical hepatitis C virus strain. J. Virology 82(16): 8183-8195. August 2008.
* Lang, K.A. et al. Strong HCV NS3- and NS4A-specific cellular immune responses induced in mice and Rhesus macaques by a novel HCV genotype 1a/1b consensus DNA vaccine. Vaccine August 8, 2008 [Epub ahead of print].
* Lin, Y. et al. The induction of broad CD4+ and CD8+ T cell responses and cross-neutralizing antibodies against the hepatitis C virus (HCV) by vaccinating with Th1-adjuvanted polypeptides followed by defective alphaviral particles expressing envelope glycoproteins gpE1/gpE2 and nonstructural proteins 3, 4 & 5. J. Virology. 82(15): 7492-7503. August 2008.
* Qiu, Q. et al. Induction of multispecific Th-1 type immune response against HCV in mice by protein immunization using CpG and Montanide ISA 720 as adjuvants. Vaccine. September 1, 2008 [Epub ahead of print].
* Strickland, G.T. et al. Hepatitis C vaccine: supply and demand. Lancet Infectious Diseases 8(6): 379-386. June 2008.
* Youn, J.W., et al. Evidence for protection against chronic hepatitis C virus infection in chimpanzees by immunization with replicating recombinant vaccinia virus. J. Virology. August 27, 2008 [Epub ahead of print].
А ето и преводът на
cvetna:
Търсенето на ваксина срещу хепатит С все още е неуспешно
Автор:Liz Highleyman
Откакто вирусът на хепатит С беше идентифициран през 1989 г., иследователи се опитват да разработят ваксина, която да предотврати инфекцията. В последните две десетилетия обаче намирането на ефективна ваксина за хепатит С се оказва по-трудна задача, отколкото при ваксините за А и В.
Тази статия се фокусира върху ваксините, които предотвратяват инфекция с Хепатит С, но изследователите също така работят и върху терапевтични ваксини, които да подобрят възможността на имунната система да контролира хепатит С – и теоретично да забавят или предотвратят прогресирането на чернодробното заболяване – при вече заразени хора.
Имунен отговор на хепатит С
Много от трудностите при разработването на превантивна ваксина за хепатит С се отдават на непълното разбиране на това как имунната система естествено отстранява вируса. Хепатит С е много променлив – с поне шест основни генотипа, многобройни подтипа, безбройни квазивидове – и бързо мутиране, за да избегне засичането от имунната система. Една ефективна ваксина трябва да защитава срещу широк кръг от разновидности на хепатит С, което води изследователите към търсене на вирусни епитопи (антигени), които остават постоянни или „консервирани” за всички разновидности.
Имунният отговор на хепатит С включва едновременно антитела (хуморален имунитет – свързан с течностите в тялото) и активност на Т-клетките (клетъчно опосредстван имунитет). Повечето хора изработват антитела след първоначалната инфекция, но те не са достатъчни да унищожат вируса. Също така за разлика от хепатит А и В, инжектираните антитела (имуноглобулини) като цяло не предпазват от хронифициране на инфекцията.
И още – докато много хора проявяват CD4 “помагащи” and CD8 “убиващи” T-клетки срещу хепатит С, това обикновено не е достатъчно за контролиране на вируса. Само около една четвърт до една трета от заразените с остър хепатит спонтанно изчистват вируса без лечение, докато останалите развиват хронична инфекция.
Факторите, свързани с приемника на заразяването – най-вече генетични – които допринасят за ефективен имунен отговор на хепатит С, остават слабо разбрани, макар че мощната активност на Т-клетките изглежда играе важна роля. В скорошно изследване например бе открито, че хората, които са изчистили вируса, имат повишено производство на „убиващи” Т-клетки срещу широк кръг от епитопи на HCV NS3 протеина.
При много заболявания, след като човек се възстанови, той остава защитен срещу бъдеща повторна инфекция със същия патоген. Макар че резултатите при изследвания над животни и хора, са противоречиви, повторна инфекция със същия патоген не се наблюдава при случаите на хепатит С. В скорошно изследване например изследователи заразяват две шимпанзета с упорита инфекция със същия генотип 1а на хепатит С щам, една година по-късно. Едното животно развива хронична инфекция с първото заразяване, а другото развива такава след 7 заразявания с различни генотипи. Изследователите заключват, че упоритостта на вируса е наблюдавана „дори и при най-добрия сценарий”, когато заразяването става с абсолютно същия вирус.
Кандидати за ваксина
Изследванията достигат до противоречиви данни дали антителата сами по себе си могат да неутрализират хепатит С и да предотвратят хронична инфекция. Последните кандидати за ваксина се стремят да стимулират анти- HCV отговор на Т-клетките, независимо дали самостоятелно или заедно с повишено производство на антитела. Много от тях използват HCV Е1 и/или Е2 повърхностни протеини (които се явяват главна цел на анти-HCV антителата) или относително запазени не-структурни (NS) вътрешни протеини.
Много стратегии за ваксина са в процес на изследване. Синтетичните subunit ваксини съдържат низ от HCV пептиди или протеини. Много рекомбинирани ваксини (рекомбинация – комбиниране на генетичен материал от различен произход) се състоят от вирусни носители /като vaccinia (или т.нар. cowpox вирус, причинител на шарка по кравите и използван като съставка на ваксините срещу едра шарка)/, които са били генетично проектирани да изразят HCV протеини. ДНК ваксините се състоят от части от вирусен генетичен материал, избран да отключи имунен отговор. Други ваксини използват дендритни клетки да доставят ДНК или РНК, съдържаща HCV протеини, или пък самите протеини. Повечето кандидати за превантивна HCV ваксина са все още в предклинична лаборатория или се изследват върху животни. Няколко терапевтични ваксини са тествани върху хора като част първа фаза на клинични изпитания.
В статия, публикувана през август 2008 година, в „Журнал по Вирусология”, изследователи от фармацевтичната компания Novartis, описват изследване върху различни стратегии за HCV ваксина, изпробвани върху мишки. Неспособни да се репликират алфа-вирус частици, носещи гени за E1, E2 повърхностни протеини, или NS 3, 4 или 5 не-структурни протеини, са предизвикали силен отговор на CD8 Т-клетки, и същевременно слаб отговор на CD4 клетки. Обратно, рекомбинираните полипротеинови ваксини, съдържащи Е1/Е2 или NS3/4/5 плюс добавен Th1 имуностимулант, предизвикват силни CD4 отговори, но без CD8 отговори. Изследователите са успели да предизвикат едновременно CD4 и CD8 отговори на Е1/Е2 и NS3/4/5 с първичен тласък, използвайки HCV протеини плюс Th1 имуностимулант, последвани от въздействие с алфавируси, носещи тези HCV гени. Този режим също така предизвиква производство на антитела срещу Е1/Е2, които неутрализират разновидности на HCV, изолирани ин витро.
В подобни изследвания, австралийски изследователи демонстрират, че ваксините, съдържащи Th1 имуностимулатори CpG ODN и Montanide ISA 720-агенти, които повишават интерферон-гама производството и стимулират клетъчно-опосредствания имунитет, предизвикват по-силни отговори с антитела и Т-клетки срещу вътрешни HCV, NS3 и NS5b антигени при мишки, сравнено с варианта, който съдържа HCV протеини без имуностимулатори.
В друго скорошно изследване, кубински излседователи откриват, че мишки и южноафрикански маймуни, имунизирани с ваксина, носител на рекомбиниран fowlpox, наречена FPCoE1 /съдържаща частичен вътрешен HCV/Е1 полипротеин/ като цяло не успява да предизвика отговор с антитела. В този случай обаче се стимулира интерферон-гама секрецията и лимфопролиферативни отговори, и води до вирусологично потискане, когато животните са последващо заразени с рекомбинантен vaccinia вирус, съдържащ HCV структурни протеини.
Като се вземат предвид по-горните опити, използващи неспособни да се репликират носители (вируси, които са били изменени, за да не могат да се репродуцират), международен изследователски екип тества върху 4 шимпанзета репликационно способни vaccinia вирусни носители, съдържащи HCV гени, като в същото време други две контролни шимпанзета получават пласебо (vaccinia без HCV гени). При заразяване с HCV, двете контролни животни развиват хронична инфекция, докато всички 4 имунизирани шимпанзета се справят с инфекцията. Имунизираните животни показват мощни интерферон-гама отговори и създават пролиферативни отговори. Когато заразените шимпанзета са атакувани за втори път с комбинация от всички основни 6 генотипа на HCV, те проявяват високо вирусно натоварване по време на острата фаза на инфекцията, но след това нивата на вирусно натоварване с HCV падат до undetectable или постоянно ниски.
Използвайки различни подходи, друг екип показва, че ДНК ваксина, съдържаща генотип 1a/1b HCV NS3/NS4A протеини, предизвиква силен отговор на Т-клетките при мишки и маймуни резус.
Отдавайки значение на предизвикателствата, свързани с предизвикването на силен и продължителен имунен отговор срещу многочислените видове HCV, много експерти очакват успешната ваксина да използва комбиниран подход, за да стимулира едновременно производство на антитела и активност на Т-клетките.
Заключение
В обзорна статия за създаването на HCV ваксина от юнския брой, 2008 г. на Lancet Infection Diseases, G.T. Strickland и колегите му дискутират предизвикателствата от разработването на ваксина за HCV, отвъд трудните аспекти на заболяването само по себе си. Те включват финансови и логистични трудности от провеждането на клинични изследвания и правенето на успешна и широко достъпна ваксина за рисковите групи, които се нуждаят най-много от нея, като венозните наркомани, и доставящите здравна помощ в областите с високо разпространение.
С течение на времето хроничният хепатит С може да доведе до чернодробна цироза, карцином на черния дроб и крайна фаза на увреждане, налагащо трансплантация. Една ефективна превантивна ваксина може да донесе големи ползи на общественото здраве – и вероятно би се доказала като рентабилна – какъвто е случаят с широкото разпространение на ваксината за хепатит В от началото на 80-те години.
Поздрави,
Радо
