Einblick in den strengen, schrittweisen Prozess, den das CDC nutzt, um pandemieanpassungsfähige Grippeimpfstoffviren zu erstellen, lange bevor der nächste globale Gesundheitsnotfall eintritt.

In einer kürzlich veröffentlichten Arbeit beschreiben Forscher der US-amerikanischen Centers for Disease Control and Prevention (CDC) die umfassende Methodik zur Entwicklung von Influenzavirus-Kandidatenimpfstoffen (CVVs). Durch die Einhaltung strenger Qualitätsanforderungen und Richtlinien der Weltgesundheitsorganisation (WHO) unterstützt dieses Protokoll den schnellen Übergang von der Entwicklung von CVVs zur Impfstoffherstellung und hilft sicherzustellen, dass Impfstoffe gegen pandemische Influenza effektiv produziert werden können, wenn sie benötigt werden.

Bewahrung von Grippeimpfstoffvorräten

Influenza bleibt eines der häufigsten Krankheitserreger weltweit, wobei saisonale Grippeepidemien jährlich für bis zu 650.000 Todesfälle verantwortlich sind. Ein neuartiger pandemischer Stamm könnte daher katastrophale Folgen haben, insbesondere in einem öffentlichen Zustand der Unvorbereitetheit, wie die COVID-19-Pandemie gezeigt hat.

Eine weitreichende Impfquote bleibt die effektivste Strategie, um Bevölkerungsschichten vor den verheerenden Auswirkungen von Infektionsausbrüchen zu schützen. Derzeit entwickelt und pflegt das CDC in Zusammenarbeit mit nationalen und internationalen Einrichtungen wie den US National Institutes of Health und der WHO Kandidatenimpfstoffe, während US-Regierungsprogramme wie die Biomedical Advanced Research and Development Authority (BARDA) die Bemühungen um die Lagerung von Impfstoffen gegen Influenza-A-Linien mit hohem pandemischen Potenzial unterstützen, um deren Verfügbarkeit im Falle einer Pandemie sicherzustellen.

Die am CDC entwickelten CVVs sind für ein effizientes Wachstum in Hühnereiern optimiert und dienen als primäre Impfstoffquellen für die Massenproduktion.

Wie werden CVVs vom CDC produziert?

Das CDC produziert derzeit CVVs gemäß den WHO-Richtlinien, unterstützt durch Qualitätsmanagementsysteme (QMS) und eine Qualitätssicherungseinheit (QAU) innerhalb der Influenza-Abteilung des CDC, um die Einhaltung der geltenden Vorschriften sicherzustellen.

Der Produktionsprozess beginnt mit der Gewährleistung eines dekontaminierten Arbeitsbereichs, der frei von Viren, Bakterien und anderen möglichen Kontaminanten ist. Vor Beginn eines experimentellen Verfahrens inspiziert die QAU alle Rohmaterialien und Reagenzien gründlich und führt detaillierte Unterlagen, die anschließend von einem weiteren Experten auf Vollständigkeit, Genauigkeit und Einhaltung überprüft werden.

Durch globale Überwachungsmaßnahmen, die vom WHO Global Influenza Surveillance and Response System (GISRS) koordiniert werden, identifizieren Wissenschaftler Influenzaviren mit pandemischem Potenzial, einschließlich neuartiger Hemagglutinin (HA) und Neuraminidase (NA) Gen-Sequenzen, die beide Oberflächen-Glykoproteine des Influenzavirus sind. Diese Sequenzen werden dann in plazmidische Reverse-Genetik-Konstrukte kloniert, gereinigt und sequenziert, um die Anwesenheit der HA- und NA-Sequenzen zu bestätigen.

Sobald das geeignete Plasmid ausgewählt wurde, werden Vero-Zellen durch Elektroporation oder eine lipidvermittelte Transfektion mit Lipofectamin transduziert, um die Virusproduktion zu initiieren. Aufgrund der relativ geringen Effizienz der Virusrettung in Vero-Zellen werden isolierte und validierte Viren in embryonierte Hühnereier eingebracht, was die Massenproduktion und nachfolgende Herstellungsprozesse ermöglicht.

Um die funktionale Virusproduktion zu bestätigen, wird der HA-Test durchgeführt, und Eier mit dem am stärksten verdünnten HA-Gehalt werden ausgewählt, um einen Arbeitsbestand zu erzeugen. Hochverdünnte Eier minimieren das Potenzial der Proliferation gemischter Viruspopulationen und/oder defekter interferierender Partikel.

Um sicherzustellen, dass ein CVV die erforderlichen Qualitätskriterien für die weitere Verwendung erfüllt, wird jeder CVV auf Schlüsselfaktoren wie Identität, Reinheit, Titer, genetische Stabilität, Antigenität, Attenuierung und gegebenenfalls Biosicherheitsmerkmale bewertet.

Fazit

Dieses Protokoll bietet einen transparenten Leitfaden dafür, wie das US-CDC Influenzavirus-CVV für den potenziellen Einsatz während eines Pandemie-Notstands produziert. Bis heute hat dieses Protokoll die Produktion von mehr als 100 CVVs unterstützt, von denen 36 an Impfstoffhersteller, akademische Forscher und andere Interessengruppen verteilt wurden.

Obwohl diese Methode als zuverlässig und robust für die großangelegte CVV-Produktion gilt, ist sie mit bemerkenswerten Einschränkungen verbunden, einschließlich des Auftretens von ei-adaptiven Mutationen, Lieferanfälligkeiten und variablen Produktionsmengen. Als Reaktion auf diese Herausforderungen bieten kürzlich getätigte Fortschritte bei der Entwicklung neuartiger Impfstoffplattformen, einschließlich rekombinantem Protein- und nukleinsäurebasierten Systemen, alternative Herstellungsstrategien, die eine schnelle Antigendesign-Neugestaltung ermöglichen, um letztlich die Reaktionsfähigkeit bei Pandemien zu verbessern.

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Quellen:

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