Die potenziellen Auswirkungen einer oralen Impfung gegen COVID-19 auf die Übertragung auf naive Personen, die in einem Hamsterinfektionsmodell untersucht wurden

Ein kürzlich veröffentlichter Artikel in Wissenschaft Translationale Medizin zeigten, dass die mukosale Adenovirus Typ 5 (Ad5) -basierte Coronavirus Disease 2019 (COVID-19)-Impfung die Übertragung und den Schweregrad von COVID-19 minimierte.

Studien: Oral oder intranasal verabreichte Adenovirus-Typ-5-SARS-CoV-2-Impfstoffe reduzierten die Schwere der Krankheit und die Übertragung in einem Hamstermodell. Bildnachweis: sdecoret / Shutterstock

Hintergrund

Die derzeit zugelassenen intramuskulären (IM) Impfungen gegen das schwere akute respiratorische Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) für den klinischen Einsatz können Impflinge vor COVID-19-bedingten Krankenhausaufenthalten, symptomatischen Erkrankungen und Todesfällen schützen. Sie schützen jedoch nicht vollständig vor einer SARS-CoV-2-Infektion.

Außerdem könnten mit Boten-Ribonukleinsäure (mRNA) geimpfte Personen mit COVID-19 in Verbindung mit SARS-CoV-2 Delta (B.1.617.2) sowie Omicron (B.1.1.529)-Varianten infektiöses Virus und virale RNA ausscheiden, möglicherweise SARS-CoV-2 auf andere übertragen. Daher sind Übertragungsblockierungstechniken erforderlich, um die Ausbreitung von SARS-CoV-2 einzuschränken und gleichzeitig vor COVID-19 zu schützen.

Frühere Studien zeigten, dass Therapien, die eine starke mukosale Immunität erzeugen, den größten Einfluss auf die Abschwächung der SARS-CoV-2-Übertragung haben könnten, da die Schleimhautschicht der oberen Atemwege (URT) der erste Ort der SARS-CoV-2-Replikation und -Infektion ist . Die Autoren der vorliegenden Untersuchung haben zuvor eine oral verabreichte SARS-CoV-2-Impfstoffoption mit Ad5-Vektoren entwickelt, die das virale Spike (S)-Protein (r-Ad-S) exprimiert. Verfügbare Berichte haben gezeigt, dass dieser lagerstabile, replikationsdefekte orale r-Ad-S-COVID-19-Impfstoffkandidat sowohl mukosale als auch systemische Immunität induzierte.

Über das Studium

In der vorliegenden Studie verwendeten die Forscher unidirektionale Luftstromkammern und ein Hamsterinfektionsmodell, um den möglichen Einfluss der oralen SARS-CoV-2 r-Ad-S-Impfung auf die Übertragung von COVID-19 auf naive Menschen zu untersuchen.

Die Forscher verwendeten IM SARS-CoV-2 S-Protein, orale phosphatgepufferte Kochsalzlösung (PBS) und intranasales (IN) r-Ad-S als Protein-, Schein- bzw. Schleimhautstimulationskontrollen, wenn sie Indexhamster mit oraler Impfung impften r-Ad-S. Außerdem inokulierten sie geimpfte Hamster intranasal mit einem hohen SARS-CoV-2-Titer, um ein COVID-19 nach der Impfung zu replizieren. Einen Tag nach der viralen Provokation wurden Indexhamster in ein Abteil mit impfstoffnaiven Hamstern gesetzt, was die Bewegung in der Luft erleichterte, aber nein Freund oder direkter Kontaktübertragung.

Die Autoren berichteten über die virologischen und klinischen Reaktionen sowohl der naiven (mit SARS-CoV-2 exponierten) als auch der geimpften (mit SARS-CoV-2 infizierten) Hamster. Außerdem präsentierten sie Details zu Schleimhautantikörpern von Probanden aus einer klinischen Phase-I-Studie (NCT04563702), die dieselbe Plattform nutzte, die die SARS-CoV-2-S- und Nukleokapsidproteine ​​(NPs) exprimiert.

Ergebnisse und Diskussionen

Den Studienergebnissen zufolge verringerte die orale r-Ad-S-Impfung die Übertragung von COVID-19 und SARS-CoV-2 in einem Hamstermodell. Darüber hinaus gaben die Wissenschaftler an, dass es CoV-kreuzreaktives, S-Protein-spezifisches Immunglobulin A (IgA) im menschlichen Mund und in der Nase hervorrufen könnte.

Das Team berichtete über starke Anti-SARS-CoV-2-S-Protein-IgG-Antworten nach IN und oraler r-Ad-S-Impfung, wie zuvor in einer anderen oralen r-Ad-S-Hamsterstudie gezeigt wurde. Darüber hinaus wurde erhöhtes IgA in der bronchoalveolären Lavage (BAL)-Flüssigkeit und im Serum von mit Schleimhaut geimpften Tieren nachgewiesen. Während eines achtstündigen Expositionszeitraums in der Luft zeigten mukosal mit COVID-19 geimpfte Tiere eine verringerte Übertragung von SARS-CoV-2 in der Luft auf naive Tiere. Dies wurde durch niedrigere SARS-CoV-2-RNA-Titer im Nasenabstrich bei naiven Tieren einen und drei Tage nach der Übertragungsexposition gegenüber IN/oral r-Ad-S-immunisierten Hamstern im Vergleich zu Kontroll-exponierten Tieren bestimmt.

Die Autoren stellten die Hypothese auf, dass Schleimhaut-Antikörper im URT die SARS-CoV-2-Clearance bei geimpften Tieren steigern und somit die Infektiosität übertragener Aerosole verringern könnten. Unterstützend für diese Theorie waren die Anti-S-Protein-IgA-Spiegel in der BAL-Flüssigkeit von mit IN und oralem r-Ad-S geimpften Tieren höher als bei mit Schein- oder IM-Protein geimpften Tieren. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Übertragung von SARS-CoV-2 von geimpften auf nicht geimpfte Tiere durch eine Schleimhautimpfung verringert werden könnte.

Darüber hinaus zeigte das Team Serum-IgG von allen immunisierten Hamstern, das an das S-Protein der SARS-CoV-2 Delta- und Beta-Varianten von Bedenken (VOCs) gebunden war. Dies deutete darauf hin, dass eine Schleimhautimmunisierung zu kreuzprotektiven Antikörpern gegen neuartige SARS-CoV-2-VOCs führen könnte.

Die Forscher legten Daten vor, die zeigen, dass die Immunisierung mit VXA-COV2-1 oralem Tabletten-S- und -NP-Impfstoff bei einer Untergruppe von Menschen zu beträchtlichem Anti-S-Protein-IgA im Speichel und in Nasenabstrichen führte, das an die S-Proteine ​​verschiedener CoVs bindet. Dazu gehörten die vier endemischen menschlichen CoVs (HKU1, NL63, 229E und OC43) und mehrere pathogene CoVs (SARS-CoV-1 und Middle East Respiratory Syndrome CoV (MERS-CoV)). Im Vergleich zu systemischen IgG-Antikörpern könnte die Schleimhautimmunisierung gegen SARS-CoV-2 IgA-Antikörper an der Schleimhautoberfläche mit erhöhter Kreuzreaktivität zu CoVs erzeugen.

Schlussfolgerungen

Die Studienergebnisse zeigten, dass Hamster, denen ein IN- oder oraler r-Ad-S-COVID-19-Impfstoff verabreicht wurde, kreuzreaktive und robuste Antikörperreaktionen entwickelten. Nach der SARS-CoV-2-Challenge zeigten IN oder oral geimpfte Hamster eine geringere infektiöse Virus- und Virus-RNA in Lunge / Nase. Sie zeigten auch weniger Lungenpathologie als scheingeimpfte Hamster.

Naive Hamster, die mukosal geimpften Hamstern mit SARS-CoV-2-Infektion in einer unidirektionalen Luftstromkammer ausgesetzt wurden, wiesen im Vergleich zu Kontrolltieren weniger klinische Symptome und weniger virale RNA in Nasenabstrichen auf. Diese Schlussfolgerungen implizierten, dass die virale Übertragung über die Schleimhaut verringert war.

Darüber hinaus berichteten die Autoren, dass in einer klinischen Phase-I-Studie dieselbe Plattform, die SARS-CoV-2 S und NP exprimierte, mukosale kreuzreaktive SARS-CoV-2-selektive IgA-Antworten hervorrief. Insgesamt zeigte die vorliegende Studie, dass die Schleimhautimpfung eine vielversprechende Methode zur Verringerung der Übertragung von SARS-CoV-2 und COVID-19 über die Luft ist.

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