Zika vakcina bandymuose rodo daug žadančius rezultatus

„Npj Vaccines“ paskelbė ikiuniversitetinių Zika viruso (ZIKV) vakcinos kandidatės, surinktos ant viruso tipo dalelių (VLP) platformos, tyrimų rezultatus. Mokslininkai „pasodino“ Zika apvalkalo baltymo (EDIII) III domeną ant Qβ bakteriofago kapsidės nanodalelės paviršiaus – srities, kuri gamina labai specifinius neutralizuojančius antikūnus ir mažiau dalyvauja kryžminėse reakcijose su kitais flavivirusais (todėl mažesnė ADE, antikūnų sustiprėjimo rizika). Šis dizainas pasirodė esąs savaime adjuvantinis: nereikėjo jokių papildomų imuninio atsako stipriklių. Dviejų dozių (su revakcinacija po 21 dienos) vakcina sukėlė stiprų Th1 atsaką ir neutralizuojančių antikūnų susidarymą pelėms, o gyvūnams, jautriems Zika virusui (modelis su defektyviu interferono atsaku), ji užkirto kelią smegenų ir sėklidžių pažeidimams po infekcijos.

Tyrimo kontekstas

Zika virusas yra flavivirusas, kurį daugiausia platina Aedes uodai, bet taip pat vertikaliai (iš motinos vaisiui), lytiniu keliu ir per kraują. Dauguma suaugusiųjų infekcija pasireiškia lengva forma, tačiau užsikrėtus nėštumo metu, virusas gali užkrėsti placentą ir besivystantį vaisiaus smegenų audinį, sukeldamas įgimtą Zika sindromą (įskaitant mikrocefaliją ir akių pažeidimus). Virusas taip pat buvo aptiktas spermoje, todėl jis perduodamas lytiniu būdu, todėl prevencija yra labai svarbi reprodukcinei sveikatai.

Nepaisant intensyvaus atsakomųjų priemonių kūrimo po 2015–2016 m. epidemijos, vis dar nėra licencijuotų Zika vakcinų. Yra keletas kliūčių: mažėjantis sergamumas apsunkino didelio masto III fazės tyrimų atlikimą, finansavimas ir pramonės susidomėjimas svyravo, o susijusių flavivirusų biologija padidina antikūnų sukelto sustiprinimo (ADE) riziką – kai kryžmiškai reaguojantys, silpnai neutralizuojantys antikūnai (pvz., tie, kurie stebimi po dengės karštligės) gali sustiprinti infekciją. Todėl vakcinų kandidatės vertina tokias vakcinas, kurios veikia tipui būdingus neutralizuojančius epitopus ir sumažina kryžmines reakcijas.

Vienas iš šių „siaurų“ taikinių laikomas apvalkalėlio baltymo (EDIII) III domenu: žmonėms po Zika viruso didelė dalis stiprių neutralizuojančių antikūnų yra nukreipta būtent čia, o pats EDIII turi receptoriaus surišimo motyvą ir mažiau „persidengia“ su dengės karštligės virusu, palyginti su kitais E baltymo regionais. Todėl EDIII aktyviai naudojamas kuriant baltymų, nanodalelių ir vektorių vakcinas, tikintis gauti labai specifinį neutralizuojantį atsaką su mažesne ADE rizika.

Siekiant „padidinti“ tokių taškinių taikinių imunogeniškumą be nereikalingų priedų, dažnai naudojamos į virusą panašios dalelės (VLP). Jos imituoja viruso dydį ir geometriją, pakartotinai ir reguliariai kartoja epitopus, gerai prasiskverbia į limfmazgius ir efektyviai aktyvina B ląsteles. Bakteriofagų pagrindu sukurtos platformos (pavyzdžiui, Qβ) leidžia chemiškai pritvirtinti tokius domenus kaip EDIII prie „tuščių“ kapsidų paviršiaus – rezultatas yra kompaktiškas, saugus „ežiukas“ be genetinės medžiagos, kuris dažnai veikia kaip „savarankiškas adjuvantas“. Šis metodas jau turi ilgą ikiklinikinių tyrimų istoriją ir nemažai registruotų VLP vakcinų nuo kitų infekcijų.

Kodėl tai svarbu?

Zika virusas vis dar kelia grėsmę pirmiausia nėščioms moterims: virusas užkrečia placentą ir vaisiaus nervines pirmtakines ląsteles, padidindamas įgimto Zikos sindromo su mikrocefalija ir sunkiais raidos sutrikimais riziką; sėklos skystyje virusas gali išlikti mėnesius, palaikydamas lytinio perdavimo galimybę. Nepaisant daugelio metų darbo, vis dar nėra licencijuotų vakcinų; be to, bet koks sprendimas turi būti kuo saugesnis, atsižvelgiant į žinomą ADE problemą susijusiuose flavivirusuose (pvz., dengės karštligėje). Naujasis kandidatas sprendžia abu iššūkius: jis veikia EDIII (labiau tipui būdingą taikinį) ir nereikalauja išorinių adjuvantų, todėl supaprastėja formulė ir galimai sumažėja rizika.

Kaip veikia vakcina (ir kodėl dėmesys sutelktas į EDIII ir VLP)

Ši konstrukcija yra „ežio“ tipo nanodalelė: EDIII taikiniai chemiškai „prisiuvami“ prie ikosaedrinio Qβ karkaso (≈27 nm), o gauta sfera išauga iki ≈47 nm – kaip tik imuninės sistemos „skoniui“. VLP pakartotinai ir reguliariai kartoja epitopus, tiesiogiai aktyvuoja B ląsteles ir yra lengvai „gaunami“ antigeną pateikiančių ląstelių, o tai iš viso pagreitina IgG gamybą ir antrinio atsako kokybę. Pats EDIII buvo gautas E. coli ir susietas su VLP naudojant standartines jungtis (SMPH/SATA) – be virusinės RNR ir be gyvų virusų. Šis dizainas yra ir imunogeniškas, ir saugus.

Ką parodė eksperimentai: imunogeniškumas ir apsauga – žingsnis po žingsnio

Šešių nepriklausomų eksperimentų serijoje autoriai ištyrė tiek imuninį atsaką (laukinio tipo C57BL/6 padermė), tiek realią apsaugą infekcijos metu (jautrus G129 modelis, neturintis I tipo interferono receptoriaus). Režimas buvo toks: pradinė + pastiprinanti dozė po 21 dienos; 20 arba 50 μg EDIII-QβVLP dozės.

• Humoralinis atsakas. Po dviejų vakcinacijų neutralizuojančių antikūnų titrai daugumai pelių, esant maždaug 1:80 praskiedimui, slopino ZIKV citopazinį poveikį; vien tik EDIII baltymas, „nenusileidęs“ ant VLP, tokių antikūnų nesukėlė. IgG2b/IgG1 santykis pasislinko link Th1, o tai būdinga antivirusiniam profiliui.
• Ląstelinis atsakas. Vakcinuotų gyvūnų blužnyse padidėjo IFN-γ ir TNF-α sekrecija, padidėjo efektorinių T ląstelių (CD38^high, CD62L^low) dalis, o CD4+ TNF-α+ / IL-2+ populiacija padidėjo, nesant „alerginio“ IL-4.
• Organų apsauga infekcijos metu. Praėjus dviem savaitėms po revakcinacijos, G129 pelės buvo užkrėstos 10^5 PFU Brazilijos ZIKV padermės. Kontrolinės grupės pelės neteko svorio, kepenyse, inkstuose, kiaušidėse ir ypač smegenyse buvo nustatyti dideli virusų titrai; histologinis tyrimas parodė nekrozę ir mikrokraujavimą žievėje ir vidurinėse smegenyse. Vakcinuoti gyvūnai išlaikė savo svorį, virusų kiekis organuose buvo vos aptinkamas, o smegenys atrodė kaip sveikų gyvūnų. Patinams vakcina užkirto kelią sėklidžių atrofijai, išsaugodama sėklinių kanalėlių dydį, svorį ir normalią architektūrą.

Kuo šis požiūris skiriasi nuo ankstesnių?

• Pasirinktas siauras, o ne „visą apvalkalą apimantis“ EDIII, siekiant užfiksuoti neutralizuojančius ir tipui būdingus antikūnus ir sumažinti „kryžminių“ epitopų, kurie teoriškai galėtų prisidėti prie ADE, dalyvavimą.
• Savarankiškai adjuvantuojanti platforma. Qβ-VLP patys veikia „kaip adjuvantas“, todėl nereikia papildomų priedų, be to, juos lengva gaminti biotechnologiniu būdu (EDIII iš E. coli, cheminė konjugacija).
• Organų apsauga kaip vertinamasis rodiklis. Autoriai nagrinėjo ne tik titrus, bet ir funkcinius rezultatus – smegenų ir sėklidžių histologiją, kuri yra ypač svarbi Zika viruso patogenezei.

Kur atsargumas?

Tai yra ikiklinikinis tyrimas su pelėmis. G129 modelis yra padidėjęs jautrumas virusui ir nėra identiškas žmonėms; dozės ir vakcinacijos intervalai yra eksperimentiniai. Neutralizacijos titras ( CPE-VNT ~1:80 ) yra geras gairės pelėms, tačiau jo negalima tiesiogiai perkelti į žmonių apsaugos prognozę. Nors EDIII pasirinkimas skirtas sumažinti ADE riziką, galiausiai šį klausimą išspręs tik daugiapakopiai ikiklinikiniai tyrimai (įskaitant ne žmonių primatus) ir klinikinės fazės.

Koks logiškas kitas žingsnis autoriams ir reguliuotojams?

• Išplėsti ikiklinikinius tyrimus: atlikti saugumo / veiksmingumo tyrimus nėštumo modeliuose ir primatuose; patikslinti dozavimą ir dozavimo grafiką; ištirti padermės apsaugos apimtį ir trukmę.
• Palyginkite platformas: plikas EDIII, EDIII-VLPs, mRNR-EDIII, tiesioginiai vektorių tirpalai neutralizacijai, T ląstelių atsakui ir organų patologijai.
• Stebėsena: sporadinių protrūkių (Indijoje, Brazilijoje) atveju prioritetas teikiamas I etapo pasirengimui suaugusiesiems, po to atsargiai plečiant veiklą į pažeidžiamas grupes.

Trumpas vadovas: kas yra VLP vakcinos ir kodėl jos mėgstamos?

• Nėra genomo – nėra replikacijos rizikos. VLP imituoja viruso formą, bet viduje yra tuščios.
• Keli epitopų „demonstraciniai pavyzdžiai“. Signalo kartojimas sustiprina B ląstelių sužadinimą.
• Dydis yra „tinkamas“ limfinei sistemai. Maždaug 20–100 nm dalelės efektyviai patenka į limfmazgius ir susiduria su T folikulų ląstelėmis.
• Lanksti chemija. Skirtingus antigenus galima pakabinti ant to paties „karkaso“ – patogu platformų kūrimui.

Kontekstas: kodėl Zika vakcinos lenktynės dar nesibaigė

Net ir neperžengus didelių epidemijų ribų, Zika virusas niekur nedingo: rizikos zonose gyvena milijardai žmonių, Aedes viruso nešiotojai plečia savo paplitimo sritį, virusas gali būti perduodamas ne tik per uodus, bet ir vertikaliai / lytiniu keliu / per kraują. Infekcija nėštumo metu gali sukelti sunkių vystymosi defektų – nuo mikrocefalijos iki kognityvinių sutrikimų – todėl vakcina kelia reprodukcinės sveikatos problemų.

Tyrimo šaltinis: Côrtes N. ir kt. VLP pagrindu sukurta vakcina apsaugo nuo Zika viruso infekcijos ir užkerta kelią smegenų bei sėklidžių pažeidimams. npj Vaccines, 2025 m. gegužės 27 d. (10 tomas, 107 straipsnis). DOI: https://doi.org/10.1038/s41541-025-01163-4