Иммунология СПИДа. Иммунология СПИДа. Перспективы создания Перспективы создания

анти-ВИЧ/СПИД-вакциныанти-ВИЧ/СПИД-вакцины

СПИД СПИД сегоднясегодня

В мире:

Умерло > 22 млнУмерло > 22 млн человек человек; ;

ИИнфицировано > 65 млннфицировано > 65 млн человек человек    > > 2,5 млн детей – риск ВИЧ2,5 млн детей – риск ВИЧ--инфекцииинфекции  > 15 000 новых случаев ВИЧ-инфекции ежедневно > 15 000 новых случаев ВИЧ-инфекции ежедневно   > 1> 122 млн детей потеряли родителей млн детей потеряли родителей

1981 г. – открыто заболевание СПИД

1983 г. – идентифицирован возбудитель СПИД (Montagnier et al., 1983; Gallo et al., 1983) – ретровирус, названный впоследствии ВИЧ

1987 г. – начаты первые клинические испытания кандидатной анти-ВИЧ/СПИД-вакцины (США)

2004 г. – первые клинические испытания анти-ВИЧ/СПИД-вакцин начаты в России

G8 одобрила Глобальный Проект «Вакцины против СПИДа»

на Саммитах 2004 и 2006 г.г.

We believe the time is right for the major scientific and

other stakeholders – both public and private sector, in

developed and developing countries -- to come together in a

more organized fashion... We endorse this concept and

call for the establishment of a Global HIV Vaccine

Enterprise(Саммит G8, Санкт-Петербург 2006)

Ongoing Trials of Preentive AIDS Vaccines (IAVI, June 2008)

AIDSVACCINE

BLUEPRINT 2008

Анти-ВИЧ/СПИД-вакцинаИммунный ответ

Перекрестно-нейтрализующие антитела

Широкореактивные CD4+-Т-клетки

Перекрестнореактивные CD8+-ЦТЛ

Мукозальный иммунитет

Долговременная иммунная память

Блокирование (или удаление) рецепторов СС-хемокинов

Мишени иммунного ответа

Белки оболочки: gp120, gp41

Структурные белки: Gag, Pol

Регуляторные белки: Tat, Rev, Nef

Акцессорные белки: Vpr

Субтипы

A, B, C, D, E, F, G, H, J, К

Другие свойства

Безопасность

Дешевизна и простота производства

Стабильность

Удобство применения

Сочетание различных вариантов кандидатных вакцин и различных стратегий иммунизации

Белки Пептиды Вирусоподобные частицы

Вирусные и бактериальные

векторы

ДНК-вакцины Адъюванты

1. Снижение передачи вируса

2. Контроль репликации вируса

3. Стерилизующий иммунитет

ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ: мишень – вирионы ВИЧ (внеклеточная стадия жизненного цикла вируса)

CD4CD4

CCR5CCR5

aaтт

ВИЧВИЧ

CD4+-клетка

Нейтрализующие антитела препятствуют заражению клеток

Эффективная вакцина должна индуцировать гуморальный и клеточный иммунный ответ

Гуморальный контроль ВИЧ-инфекцииНейтрализация Комплемент-

зависимый лизис

Опсонизация и фагоцитоз

Антитело-зависимая клеточная

цитотоксичность

нейтрализующиеантитела

ненейтрализующиеантитела

Fc-рецептор

Эффекторная клетка

перфорингранзимы

рецептор комплемента

инфицированная клетка

комплекс комплемента С1

ВИЧ

M.Huber, A.Trkola (2007)

Структура и мишени нейтрализующих антител, которые блокируют вход ВИЧ в клетку хозяина

(Burton et al., 2005)

CD4-связывающий домен gp120(IgG1 b12, 559/64D, 15e)

α1 2 маннозные остатки на gp120(2G12)

V2-петля gp120 (697-D)

V3-петля gp120 (447/52-D, 19b, 2182)

На белке gp120

расположены

конформационные

нейтрализующие эпитопы:

NEQELLELDKWASLWN

KGWNWFDITNWGK

(2F5)

(4E10)

На трансмембранном белке gp41

расположены секвенциальные

эпитопы:

КЛЕТОЧНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ: мишень – инфицированные клетки (клеточная стадия жизненного цикла вируса)

CDCD88

ССD8D8++ МНС I

вирионы ВИЧвирионы ВИЧ

ТСR

зараженнаязараженная клеткаклетка

пептид ВИЧ

Цитотоксические лимфоциты разрушают клетки, зараженные

ВИЧ

Эффективная вакцина должна индуцировать гуморальный и клеточный ответ

ССDD44++

ЦТЛ

Вирусная нагрузка

Время

Норма

ЦТЛ

Вирусная нагрузка

Время

Удаление CD8+ -Т-клеток

ЦТЛ контролируют репликацию вируса иммунодефицита

Удаление CD8+-клеток приводит к увеличению вирусной нагрузки (на примере вируса иммунодефицита обезьян)

Трудности получения вакцины против ВИЧ-инфекции/СПИДа

В отличие от других инфекций (чума, оспа) в природе неизвестны случаи естественного выздоровления за счет активности иммунной системы

Способность ВИЧ встраиваться в геном человека

Отсутствие адекватной модели ВИЧ-инфекции/СПИД на животных

Вариабельность ВИЧ-1 (субтипы + рекомбинантные формы)

Традиционные «пастеровские» методы получения вакцин оказались неэффективны при разработке вакцин против ВИЧ-инфекции/СПИДа

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СУБТИПОВ И РЕКОМБИНАНТНЫХ ФОРМ ВИЧ1

рекомбинант рекомбинант рекомбинантдругие рекомбинанты

другие рекомбинанты недостаточно данных

циркулирующие рекомбинантныеформы

Тихийокеан

Атлантическийокеан

Индийскийокеан

• ИММУНОГЕНЫ, АКТИВИРУЮЩИЕ ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТИММУНОГЕНЫ, АКТИВИРУЮЩИЕ ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ

ИНАКТИВИРОВАННЫЙ ВИЧИНАКТИВИРОВАННЫЙ ВИЧ

РЕКОМБИНАНТНЫЕ БЕЛКИРЕКОМБИНАНТНЫЕ БЕЛКИ

ВИРУСОПОДОБНЫЕ ЧАСТИЦЫ ВИРУСОПОДОБНЫЕ ЧАСТИЦЫ

• ИММУНОГЕНЫ, АКТИВИРУЮЩИЕ КЛЕТОЧНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТИММУНОГЕНЫ, АКТИВИРУЮЩИЕ КЛЕТОЧНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ

ПЕПТИДЫПЕПТИДЫ

РЕКОМБИНАНТНЫЕ ВИРУСНЫЕ ВЕКТОРЫРЕКОМБИНАНТНЫЕ ВИРУСНЫЕ ВЕКТОРЫ

РЕКОМБИНАНТНЫЕ БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ВЕКТОРЫРЕКОМБИНАНТНЫЕ БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ВЕКТОРЫ

РЕКОМБИНАНТНЫЕ ДНКРЕКОМБИНАНТНЫЕ ДНК

• ИММУНОГЕНЫ, АКТИВИРУЮЩИЕ И КЛЕТОЧНЫЙ, И ИММУНОГЕНЫ, АКТИВИРУЮЩИЕ И КЛЕТОЧНЫЙ, И ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ

АТТЕНУИРОВАННЫЙ ВИЧАТТЕНУИРОВАННЫЙ ВИЧ

КОМПЛЕКСНЫЕ ИММУНОГЕНЫ («ПРАЙМ-БУСТ»-ИММУНИЗАЦИЯ)КОМПЛЕКСНЫЕ ИММУНОГЕНЫ («ПРАЙМ-БУСТ»-ИММУНИЗАЦИЯ)

Виды анти-ВИЧ/СПИД-вакцинВиды анти-ВИЧ/СПИД-вакцинСубъединичные вакцины (на основе белков и гликопротеинов ВИЧ-1)

ДНК-вакцины

Векторные вакцины с использованием вирусов, бактерий или вирусоподобных частиц

Конъюгированные полимер-субъединичные Конъюгированные полимер-субъединичные вакцинывакцины

Вакцины против ВИЧ-1, прошедшие Вакцины против ВИЧ-1, прошедшие III III фазу фазу клинических испытанийклинических испытаний

составсостав rgp120rgp120 ВИЧ1 В (М ВИЧ1 В (МNN) ) rgp120rgp120 ВИЧ1 Е (А244) ВИЧ1 Е (А244)

субъединичные вакцинысубъединичные вакцины на основе рекомбинантного на основе рекомбинантного белка оболочки ВИЧ-1белка оболочки ВИЧ-1

продуцентпродуцент клетки млекопитающих (СНО) клетки млекопитающих (СНО)

AIDSVAX B/EAIDSVAX B/E AIDSVAX B/AIDSVAX B/ВВ rgp120rgp120 ВИЧ1 В (М ВИЧ1 В (МNN) ) rgp120rgp120 ВИЧ1 В ( ВИЧ1 В (GNE8GNE8))

место место проведенияпроведения ТаиландТаиланд США, Канада, ПуэртоСША, Канада, Пуэрто--Рико,Рико,

НидерландыНидерланды

число число добровольцевдобровольцев

2 5002 500 5 4005 400

разработчик,разработчик, производитель и организатор испытаний - фирма производитель и организатор испытаний - фирма VaxGenVaxGen

По результатам испытаний обе вакцины По результатам испытаний обе вакцины признаны неэффективнымипризнаны неэффективными

MRKAd5

- Вакцина на основе смеси рекомбинантных аденовирусов серотипа 5;

(разработчик Merck)

- Содержит антигены gag, pol, nef;

Клинические испытания были остановлены из-за большего количестваслучаев заражения ВИЧ среди вакцинированных, по сравнению сконтрольной группой добровольцев, получивших плацебо;

- Добровольцы – 3000 человек с различными титрами антител к аденовирусу, представителей из различных регионов и рас;

- Фаза клинических испытаний IIb;

Результат:

Не было отмечено разницы в вирусной нагрузке у заразившихся ВИЧ добровольцев, получавших вакцину и плацебо;

IAVI, 2007

AIDS Vaccine Blueprint 2008

ВИЧРЕПОЛ –ВИЧРЕПОЛ – первая в России кандидатная вакцина против первая в России кандидатная вакцина против ВИЧ-инфекции/СПИД, которая успешно ВИЧ-инфекции/СПИД, которая успешно прошла доклинические испытания и была прошла доклинические испытания и была включена в клинические испытания.включена в клинические испытания.

Основная задача Основная задача I I фазы клинических испытаний – оценка фазы клинических испытаний – оценка безопасности и переносимости вакцины ВИЧРЕПОЛ, а также безопасности и переносимости вакцины ВИЧРЕПОЛ, а также начальное исследование ее иммуногенности (к участию в испытаниях начальное исследование ее иммуногенности (к участию в испытаниях привлекаются ВИЧ-неинфицированные здоровые добровольцы).привлекаются ВИЧ-неинфицированные здоровые добровольцы).

Важная задача испытаний вакцины ВИЧРЕПОЛ – создание в Важная задача испытаний вакцины ВИЧРЕПОЛ – создание в Российской Федерации необходимой инфраструктуры для проведения Российской Федерации необходимой инфраструктуры для проведения лабораторных и клинических испытаний анти-ВИЧ/СПИД-вакцин в лабораторных и клинических испытаний анти-ВИЧ/СПИД-вакцин в соответствии с международными стандартами.соответствии с международными стандартами.

Получение разрешения на Получение разрешения на проведение клинических проведение клинических испытанийиспытаний

• Доклинические Доклинические испытанияиспытания

• ГИСКГИСК• Комитет по МИБПКомитет по МИБП• Страхование Страхование

исследованияисследования• Федеральный комитет Федеральный комитет

по этикепо этике• Федеральная служба по Федеральная служба по

надзору в сфере надзору в сфере здравоохраненияздравоохранения

Клинические испытания вакцины ВИЧРЕПОЛ: БЕЗОПАСНОСТЬ

Закончены испытания всех пяти доз вакцины

Препарат хорошо переносим, апирогенен, не отмечено местных воспалительных реакций

В результате вакцинации не было обнаружено неблагоприятных побочных эффектов и нежелательных изменений в клинических и биохимических показателях

Клинические испытания вакцины ВИЧРЕПОЛ:

ИММУНОГЕННОСТЬ

• Иммунный ответ возрастает с повышением дозы

• Вакцина индуцирует лимфопролиферативный ответ

• Максимальный иммунный ответ достигается после 4-й иммунизации

• Вакцина индуцирует у добровольцев образование антител к ВИЧ-специфическим антигенам

Иммунизация против ВИЧ-инфекции/СПИДа

Профилактическая

Терапевтическая

Основные стратегии профилактической мукозальной

иммунизации

иммунизация ДНК-вакцинами;

экспрессия генов ВИЧ в вирусных векторах;

использование пептидных вакцин;

использование вакцин на основе вирусоподобных частиц;

разработка мукозальных адъювантов;

сочетание примирования ДНК-вакциной и бустерной иммунизации вирусным или бактериальным вектором, экспрессирующим гены ВИЧ.

Пути иммунизации, индуцирующие мукозальный иммунитет

Пероральная иммунизация

Итраназальная иммунизация

Интраректальная иммунизация

Интравагинальная иммунизация

Интрауретральная иммунизация

Иммунизация через целевые лимфоузлы – подвздошные или паховые

Интраректальная или интравагинальная иммунизация могут быть усилены пероральной или интраназальной иммунизацией. Также для усиления иммунного ответа может применяться внутримышечная иммунизация

Кандидатные вакцины, использованные для мукозальной иммунизации

(лабораторные и клинические исследования) Варианты иммунного ответа

Живые рекомбинантные векторные вакцины

rMVA (gp160); rMVA (Gag-Pol)+ IL2 DNA; rMVA (Env)+CT

rAD

Рекомбинантный вирус гриппа (ELDKWA)

Инактивированный вирус гриппа + SHIV-ВПЧ

Аттенуированный вирус венесуэльского энцефалита лошадей VEE-VPR

Рекомбинантный полиовирус

rVSV (env-gag SIV)

rBCG-V3J1; rBCG-nef

Listeria monocytogenes, Lmdd-gag

Salmonella + gag-белки SIV

САЛ-ВИЧ Д (Salmonella enteridis E23 + pcDNA-TCI)

Системные и мукозальные антитела и ЦТЛ

Вакцины на основе пептидов

Gal/Pol peptide+mCT; Gal/Pol peptide+CpG/CT

Env peptide in PLG-UEA1

Белок слияния Th-CTL (пан-DR-Th-эпитоп и ЦТЛ-эпитопа из pol ВИЧ-1) + CpG

gp120 ВИЧ, gag p27 SIV и пептиды CCR5 + адъювант HSP70

VC1 + CT

Системные и мукозальные антитела и ЦТЛ

Вирусоподобные частицы

HIV Env-CTB

Influenza HA/HIV Env

BPV-gp41

КомбиВИЧвак ВПЧ (pcDNA-TCI)-TBI.

ВПЧ-gp120

Системные и мукозальные антитела и ЦТЛ

Субъединичные вакцины

HVJ-liposome gp160

Gp41-CTB (Plant)

Gp120+mCT

р17 + MALP-2

р24 + СТ

Системные и мукозальные антитела и ЦТЛ

ДНК-вакцины

Микроинкапсулированная gp160DNA

σ1-белок-gp160 ДНК

UEA-1-PL + DNA

Системные и мукозальные антитела и ЦТЛ

Кандидатные терапевтические анти-ВИЧ-вакцины и иммунологические параметры, оцененные в клинических испытаниях с участием

ВИЧ-инфицированных добровольцев

Тип Кандидатная вакцина Параметры иммуногенности

Субъединичные

rgp160

MN rgp120, IIIB rgp120, SF2 rgp120

MN rgp120

p24-VLP

p24-VLP (+ AZT)

PCLUS 3-18MN, 6.1-18MN (env peptides)

HIV-1 immunogen (gp120, gp160 depleted)

lipopeptide immunogen (gag)

Tat toxoid

Лимфопролиферативный ответ, ЦТЛ, ГЗТ, АТ, ADCC

Функциональные АТ (нейтрализующие АТ, ADCC, ингибирования слияния, блокирование CD4), антиген-связывающие АТ (gp120/gp160, V3, rgp120, p24, tat, Ty, пептиды)

Активация иммунитета

Вирусные векторы

ALVAC vCP1452 (canarypox) + rgp160

Антитела против соответствующих антигенов и против вирусного вектора, лимфопролиферативный ответ, ЦТЛ

ДНК-вакциныNef, rev or tat

APL 400-03 (env + rev)

Лимфопролиферативный ответ, ЦТЛ, АТ (nef, rev, tat, env), бета-хемокины

Направления дальнейших исследований

Фундаментальные молекулярно-биологические, вирусологические, иммунологические исследования, направленные на разработку принципиально новых стратегий создания анти-ВИЧ/СПИД-вакцинСоздание новых иммуногенов, адъювантов, совершенствование протоколов иммунизацииСовершенствование экспериментальных моделей на животныхИсследование генетических основ устойчивости/чувствительности к ВИЧ-инфекции/СПИДуИсследование мукозальной иммунизации и разработка соответствующих кандидатных вакцин и протоколов иммунизацииРазвитие клинических исследований

ГНЦ «Институт иммунологии ГНЦ «Институт иммунологии ФМБА России»ФМБА России»Сидорович И.Г.Сидорович И.Г.Гудима Г.О.Гудима Г.О.Николаева И.А.Николаева И.А.Коробова С.А.Коробова С.А.Горностаева Ю.А.Горностаева Ю.А.Игнатьева Г.А.Игнатьева Г.А.Латышева Т.В.Латышева Т.В.Трубченинова Л.П.Трубченинова Л.П.Пинегин Б.В.Пинегин Б.В.Черноусов А.Д.Черноусов А.Д.Алексеев Л.П.Алексеев Л.П.Ильина Н.И.Ильина Н.И.Хаитов Р.М.Хаитов Р.М.

ГНЦ ССП им. В.П.Сербского ГНЦ ССП им. В.П.Сербского

Клименко Т.В.Клименко Т.В.

Гамаюнова Н.В.Гамаюнова Н.В.

Дмитриева Т.Б.Дмитриева Т.Б.

НИИ вирусологии им. НИИ вирусологии им. Д.И.Ивановского РАМНД.И.Ивановского РАМН

Карамов Э.В.Карамов Э.В.

Павлова Т.В.Павлова Т.В.

Корнилаева Г.В.Корнилаева Г.В.

НПФ «ДНК-технология»НПФ «ДНК-технология»

Петрова Т.А.Петрова Т.А.

Трофимов Д.Ю.Трофимов Д.Ю.

Болдырева М.Н.Болдырева М.Н.