Effekten av vacciniavirusbaserte vaksiner på apekoppevirusutbruddet i 2022

Effekten av vacciniavirusbaserte vaksiner på apekoppevirusutbruddet i 2022

Det var en merkbar forskjell mellom apekoppeutbruddet i 2022 (MPXV-2022) og tidligere utbrudd. De forrige utbruddene resulterte i et lite antall infeksjoner og var for det meste lokalisert, mens det nåværende utbruddet har resultert i mer enn 53 000 bekreftede tilfeller i mer enn 100 land i løpet av få måneder etter den første rapporten 7. mai 2022. Apekoppeutbruddet i 2022 ble erklært en global helsenødsituasjon av internasjonal bekymring (WHO, 22 juli)20. Fylogenetiske analyser av genomsekvenser hentet fra prøver samlet fra minst 15 land rapporterte at den vestafrikanske kladde MPXV (MPXV-WA) kan være involvert i 2022-utbruddet. Dette er imidlertid uvanlig siden denne kladen har historisk lavt utbruddspotensial.

Lære: Vaccinia virus-baserte vaksiner forventes å indusere sterkt kryssreaktiv immunitet mot monkeypox virus 2022. Bildekreditt: NIAID

Vaccinia virus (VACV)-baserte vaksiner, opprinnelig utviklet mot kopper, kan brukes til å forebygge og kontrollere apekopper. Tre kjente VACV-baserte vaksiner er tilgjengelige, inkludert første, andre og tredje generasjons vaksiner. Bruk av førstegenerasjonsvaksiner som Dryvax anbefales ikke mot MPXV av sikkerhetsgrunner. Imidlertid er andregenerasjonsvaksiner som ACAM2000 relativt tryggere sammenlignet med førstegenerasjonsvaksiner og kan brukes mot apekopper i USA.

Genetikk og genomikk eBok

Sammenstilling av de beste intervjuene, artikler og nyheter fra det siste året.

Last ned en kopi i dag

For tiden anbefales en tredjegenerasjons vaksine, Bavarian Nordic modified vaccinia virus Ankara (MVA-BN), av US Centers for Disease Control and Prevention (CDC) og WHO, hovedsakelig for høyrisikogrupper. MVA-BN er også en VACV-basert vaksine, men kan ikke replikeres hos mennesker og er derfor tryggere enn forrige generasjons vaksiner. Tilgjengeligheten av MVA-BN er imidlertid begrenset for øyeblikket.

Selv om disse VACV-baserte vaksinene har blitt observert å ha forskjeller i sikkerhetsprofiler og replikasjon, har de blitt rapportert å fremkalle sterke T-celleresponser og høye nøytraliserende antistofftitere. Noen tidligere studier demonstrerte også deres kryssreaktive og beskyttende immunresponser mot forskjellige MPXV-er. Selv om MVA-BN og ACAM2000 har vist seg å forhindre MPXV-infeksjoner, ble disse studiene utført ved bruk av Congo Basin clade of MPXV (MPXV-CB). Det er begrensede data som støtter effektiviteten og kryssreaktiviteten til disse vaksinene mot MPXV-WA-kladen som er ansvarlig for det nåværende utbruddet.

En ny studie publisert i Virus Målet med tidsskriftet var å undersøke kryssreaktiviteten til VACV-baserte vaksiner mot MPXV-virusene som var ansvarlige for utbruddet i 2022.

Om å studere

Studien innebar nedlasting av komplette genomsekvenser av MPXV-2022, genomreferansesekvenser av MPXV-CB og VACV, og referansesekvenser for MVA-BN-, Dryvax- og ACAM2000-vaksiner fra flere databaser med flere sekvensjusteringer. Kryssreaktiviteten til vaksinene ble vurdert ved bruk av VACV-referansesekvensen, da denne fungerte som en representant for de VACV-baserte vaksinene. I tillegg ble parvise sekvensjusteringer utført for å oppdage genetiske likheter.

Data om VACV-avledede T-celle- og B-celleepitoper ble hentet fra Immune Epitope Database (IEDB). Åtte VACV-proteiner ble identifisert som fungerte som mål for nøytralisering av antistoffer hos mennesker, mens 121 VACV-proteiner ble identifisert som mål for T-celler. Til slutt ble visualisering av VACV-proteinkrystallstrukturer utført.

Kartlegging av mutasjoner observert i MPXV-2022 og MPXV-CB til strukturen tilgjengelig for VACV (EN) H3L [PDB ID: 5EJ0] og (b) D8L [PDB ID: 4E9O] overflateproteiner. Kjernestrukturen til hvert protein er vist i grått, mens mutasjoner og deres markører er farget i henhold til skjemaet i legenden.

Studieresultater

Resultatene viste omtrent 84 % genetisk likhet mellom MPXV-2022-sekvenser og VACV-referansesekvenser. Sekvensene ble funnet å inneholde omtrent 13 % innsetting/delesjon (indel) og 3 % enkeltnukleotidpolymorfismer (SNP), tilsvarende 27,5 k indeler og 6,5 k SNP. En genetisk likhet på 94 til 98 % ble observert for de åtte identifiserte immunogene proteinene mellom VACV så vel som MPXV-CB referansesekvensen og MPXV-2022 konsensussekvensen.

Det samme mutasjonsstedet ble observert i 4 av de 8 proteinene mellom VACV og de to MPXV-sekvensene. D8L og H3L ble funnet å være de to proteinene med det høyeste antallet mutasjoner som lignet VACV. Videre har det blitt observert at alle vanlige og unike mutasjoner er eksponert og derfor kan målrettes ved nøytraliserende antistoffer.

I tillegg ble et høyt nivå av genetisk likhet mellom T-celleepitop-assosierte 121-proteiner av VACV også observert med både MPXV-CB og MPXV-2022. 71,6 % av VACV-avledede T-celleepitoper ble funnet å dele eksakte likheter med både MPXV-CB og MPXV-2022. Imidlertid ble genetisk variasjon observert i over en fjerdedel av T-celleepitopene mellom VACV og begge MPXV-ortologene. Videre ble det observert at 89,2 % av T-celleepitoper var identiske mellom MPXV-CB og MPXV-2022.

Derfor viste den nåværende studien et høyt nivå av genetisk likhet mellom gjeldende MPXV-2022 og MPXV-CB. Videre ble den genetiske likheten mellom disse to MPXV-ortologene og VACV-referansesekvensen også observert. Dette antyder at tilgjengelige VACV-baserte vaksiner kan beskytte mot MPXV-2022. Det er imidlertid behov for ytterligere studier for å bestemme effektiviteten til disse vaksinene mot MPXV-2022.

restriksjoner

Den nåværende studien har visse begrensninger. For det første er ytterligere eksperimentelle studier nødvendig for å bekrefte den genetiske bevaringen av immunfaktorer blant relaterte virus. For det andre inkluderer studien ikke immundominanshierarkiet av proteiner som kan oppdage effekten av proteinmutasjoner.

Referanse:

• Ahmed, SF et al. (2022). Es wird erwartet, dass Vacciniavirus-basierte Impfstoffe eine hochgradig kreuzreaktive Immunität gegen das Affenpockenvirus 2022 hervorrufen. Viren. doi: https://doi.org/10.3390/v14091960. https://www.mdpi.com/1999-4915/14/9/1960

.