Sicurezza e immunogenicità di un vaccino COVID-19 eterologo a base di vettori rAd26 e rAd5 prime-boost in due formulazioni: due studi di fase 1/2 aperti e non randomizzati dalla Russia
Sicurezza e immunogenicità di un vaccino COVID-19 eterologo a base di vettori rAd26 e rAd5 prime-boost in due formulazioni: due studi di fase 1/2 aperti e non randomizzati dalla Russia
Sicurezza e immunogenicità di un vaccino COVID-19 eterologo a base di vettori rAd26 e rAd5 prime-boost in due formulazioni: due studi di fase 1/2 aperti e non randomizzati dalla Russia
Abbiamo sviluppato un vaccino eterologo COVID-19 costituito da due componenti, un vettore di adenovirus ricombinante di tipo 26 (rAd26) e un vettore di adenovirus ricombinante di tipo 5 (rAd5), entrambi portatori del gene per la sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2) ) picco di glicoproteina (rAd26-S e rAd5-S). Abbiamo mirato a valutare la sicurezza e l'immunogenicità di due formulazioni (congelate e liofilizzate) di questo vaccino.
Abbiamo sviluppato un vaccino eterologo COVID-19 costituito da due componenti, un vettore di adenovirus ricombinante di tipo 26 (rAd26) e un vettore di adenovirus ricombinante di tipo 5 (rAd5), entrambi portatori del gene per la sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2) ) picco di glicoproteina (rAd26-S e rAd5-S). Abbiamo mirato a valutare la sicurezza e l'immunogenicità di due formulazioni (congelate e liofilizzate) di questo vaccino.
Metodi
Abbiamo condotto due studi di fase 1/2 aperti e non randomizzati in due ospedali in Russia. Abbiamo arruolato volontari adulti sani (uomini e donne) di età compresa tra 18 e 60 anni in entrambi gli studi. Nella fase 1 di ogni studio, abbiamo somministrato per via intramuscolare il giorno 0 una dose di rAd26-S o una dose di rAd5-S e valutato la sicurezza dei due componenti per 28 giorni. Nella fase 2 dello studio, iniziato non prima di 5 giorni dopo la vaccinazione di fase 1, abbiamo somministrato per via intramuscolare una vaccinazione di primo impulso, con rAd26-S somministrato il giorno 0 e rAd5-S il giorno 21. Le misure di esito primarie erano antigene immunità umorale specifica (anticorpi specifici per SARS-CoV-2 misurati mediante ELISA nei giorni 0, 14, 21, 28 e 42) e sicurezza (numero di partecipanti con eventi avversi monitorati durante lo studio). Le misure di esito secondarie erano l'immunità cellulare antigene-specifica (risposte dei linfociti T e concentrazione di interferone-γ) e il cambiamento negli anticorpi neutralizzanti (rilevato con un test di neutralizzazione SARS-CoV-2). Queste prove sono registrate conClinicalTrials.gov , NCT04436471 e NCT04437875 .
Risultati
Tra il 18 giugno e il 3 agosto 2020, abbiamo arruolato 76 partecipanti ai due studi (38 in ciascuno studio). In ogni studio, nove volontari hanno ricevuto rAd26-S nella fase 1, nove hanno ricevuto rAd5-S nella fase 1 e 20 hanno ricevuto rAd26-S e rAd5-S nella fase 2. Entrambe le formulazioni del vaccino erano sicure e ben tollerate. Gli eventi avversi più comuni sono stati dolore al sito di iniezione (44 [58%]), ipertermia (38 [50%]), cefalea (32 [42%]), astenia (21 [28%]) e dolore muscolare e articolare (18 [24%]). La maggior parte degli eventi avversi sono stati lievi e non sono stati rilevati eventi avversi gravi. Tutti i partecipanti hanno prodotto anticorpi contro la glicoproteina SARS-CoV-2. Al giorno 42, i titoli IgG specifici del dominio di legame del recettore erano 14703 con la formulazione congelata e 11 143 con la formulazione liofilizzata, e gli anticorpi neutralizzanti erano 49,25 con la formulazione congelata e 45,95 con la formulazione liofilizzata, con un tasso di sieroconversione del 100%. Risposte cellulo-mediate sono state rilevate in tutti i partecipanti al giorno 28, con proliferazione cellulare mediana del 2 · 5% CD4+ e 1 · 3% CD8 + con la formulazione congelata e una proliferazione cellulare mediana di 1 · 3% CD4 + e 1 · 1% CD8 + con la formulazione liofilizzata.
Interpretazione
Il vaccino COVID-19 basato su vettori eterologhi rAd26 e rAd5 ha un buon profilo di sicurezza e ha indotto forti risposte immunitarie umorali e cellulari nei partecipanti. Sono necessarie ulteriori indagini sull'efficacia di questo vaccino per la prevenzione del COVID-19.
Finanziamento
Ministero della Salute della Federazione Russa.
introduzione
COVID-19 è stato segnalato per la prima volta a Wuhan, in Cina, alla fine di dicembre 2019.
La malattia è una malattia respiratoria acuta di gravità da lieve a grave, con la morte in alcuni casi; molte persone infette sono asintomatiche. Dalla fine di gennaio 2020, sono stati segnalati casi di COVID-19 in più di 200 paesi in tutto il mondo. L'11 marzo 2020, l'OMS ha descritto la diffusione di COVID-19 come una pandemia.
L'agente eziologico del COVID-19 è la sindrome respiratoria acuta grave da betacoronavirus coronavirus 2 (SARS-CoV-2). SARS-CoV-2 può essere trasmesso in molti modi, con la principale via di trasmissione attraverso il contatto con persone infette (p. Es., Tramite secrezioni, in particolare goccioline).
Abbiamo cercato ClinicalTrials.gov e PubMed fino al 13 agosto 2020, con i termini "COVID-19" O "SARS-CoV-2" E "vaccino" E "sperimentazione clinica", senza limitazioni di data o lingua, per trovare informazioni sui candidati vaccini COVID-19 basati sull'adenovirus in studi clinici attivi. Secondo l'OMS, il 13 agosto 2020, 29 vaccini candidati basati su diverse piattaforme (vettoriali, DNA, mRNA, inattivati, ecc.) Sono stati testati in studi clinici contro le proteine della sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2). I vaccini ricombinanti basati su vettori virali sono candidati promettenti per la prevenzione del COVID-19 perché inducono risposte immunitarie umorali e cellulari e possono fornire immunità protettiva dopo una o due dosi. Diversi vaccini COVID-19 candidati sono stati testati in studi clinici, compreso un vaccino basato su vettore dell'adenovirus tipo 5 (Ad5) (CanSino Biological / Beijing Institute of Biotechnology, Cina), un vaccino basato su vettore Ad26 (Johnson & Johnson, USA) e un vaccino contenente un vettore adenovirale scimmiesco (AstraZeneca / University di Oxford, Regno Unito). Poiché il potenziamento della vaccinazione è necessario per la formazione di una risposta immunitaria più potente, l'efficacia di tale vaccinazione può essere ridotta quando si utilizza un vettore omologo (a causa della formazione di una risposta immunitaria non solo all'antigene bersaglio ma anche ai componenti del vettore dopo la vaccinazione di innesco ).
Valore aggiunto di questo studio
Abbiamo progettato un vaccino COVID-19 con due diversi vettori adenovirali (Ad26 [rAd26] ricombinante e Ad5 [rAd5] ricombinante), entrambi portatori del gene per la glicoproteina spike SARS-CoV-2 (rAd26-S e rAd5-S), e noi implementato un regime di potenziamento primario. Abbiamo condotto due studi in aperto, di fase 1/2 non randomizzati di due formulazioni (congelate e liofilizzate) del vaccino in volontari adulti sani. La sicurezza dei due singoli componenti del vaccino (rAd26-S e rAd5-S) è stata confermata nella fase 1. Entrambi i componenti sono stati quindi somministrati come vaccinazione di primo impulso nella fase 2, con test di sicurezza e immunogenicità. Il vaccino è stato ben tollerato e ha prodotto risposte immunitarie umorali e cellulari in adulti sani. Le risposte IgG sono state suscitate in tutti i partecipanti, con titoli di media geometrica significativamente più alti di quelli riportati nelle persone che hanno recuperato da COVID-19. Gli anticorpi contro la glicoproteina SARS-CoV-2 e gli anticorpi neutralizzanti sono aumentati significativamente al giorno 14 e hanno continuato ad aumentare durante il periodo di osservazione. Le risposte specifiche delle cellule T hanno raggiunto il picco al giorno 28 dopo la vaccinazione.
Implicazioni di tutte le prove disponibili
I nostri risultati indicano che un vaccino COVID-19 basato su vettori eterologhi rAd26 e rAd5 è sicuro e immunogenico negli adulti sani. Sono necessarie ulteriori indagini sull'efficacia di questo vaccino per la prevenzione del COVID-19.
A causa della rapida diffusione globale dell'infezione da SARS-CoV-2 e dell'alto tasso di mortalità, lo sviluppo di un vaccino è un compito urgente. La vaccinazione limiterà la diffusione di COVID-19 e ridurrà la mortalità. Attualmente sono in corso intense attività di ricerca e sviluppo di vaccini in Cina, Russia, Regno Unito, Stati Uniti e altri paesi.
Secondo l'OMS, il 13 agosto 2020, 29 vaccini COVID-19 candidati basati su diverse piattaforme (vettoriali, DNA, mRNA, inattivati, ecc.) Sono stati testati in studi clinici.
La prevenzione dell'infezione da SARS-CoV-2 potrebbe essere ottenuta prendendo di mira la proteina spike (glicoproteina S), che interagisce con il recettore ACE2 e consente l'ingresso di SARS-CoV-2 nella cellula. Il blocco di questa interazione riduce l'internalizzazione e la replicazione virale.
La maggior parte dei vaccini attualmente in fase di sviluppo mira alla glicoproteina S come antigene principale. La struttura e la funzione della glicoproteina S SARS-CoV-2 è simile a quella di altri betacoronavirus altamente patogeni, come la sindrome respiratoria mediorientale coronavirus (MERS-CoV) e la sindrome respiratoria acuta grave coronavirus (SARS-CoV).
La glicoproteina S è costituita da due subunità: S1 contiene un dominio di legame del recettore (RBD), che interagisce con il recettore ACE2 sulla superficie cellulare; S2 media la fusione delle membrane virali e cellulari tramite la formazione di un nucleo di fusione del fascio a sei eliche.
Per proteggersi dall'infezione da SARS-CoV-2, è importante formare anticorpi neutralizzanti mirati a S1 RBD, dominio S1 N-terminale o regione S2; questi anticorpi bloccano il legame del RBD al recettore ACE2 e impediscono la fusione della membrana mediata da S2 o l'ingresso nella cellula ospite, inibendo così l'infezione virale.
Quando si sviluppa un vaccino (in particolare durante una pandemia), è importante considerare che una risposta protettiva deve svilupparsi in breve tempo (p. Es., Fino a 1 mese). Inoltre, lavori precedenti sui vaccini per MERS-CoV
hanno dimostrato che le risposte immunitarie sia umorali che cellulari (citotossiche) sono importanti per indurre una risposta immunitaria protettiva. Per raggiungere questi obiettivi, una delle opzioni più interessanti è che i vaccini siano basati su vettori virali ricombinanti, che possono indurre risposte immunitarie umorali e cellulari e formare un'immunità protettiva dopo una o due dosi.
I vettori di adenovirus ricombinanti sono stati utilizzati per molto tempo, con sicurezza confermata in molti studi clinici di vari farmaci preventivi e terapeutici.
al contrario dei metodi più recenti che devono ancora essere studiati a lungo termine. Per la formazione di una risposta immunitaria robusta e duratura, è consigliabile una vaccinazione di primo impulso, che è ampiamente utilizzata con i vaccini registrati per malattie inclusa l'epatite B
Quando si utilizzano vaccini a base di vettore, le risposte immunitarie si formano non solo all'antigene bersaglio ma anche al componente vettore. Di conseguenza, il miglior schema di vaccinazione è la vaccinazione eterologa, quando vengono utilizzati diversi vettori virali per superare qualsiasi effetto negativo della risposta immunitaria ai componenti del vettore.
Abbiamo progettato un nuovo vaccino a base di vettore adenovirale eterologo contro SARS-CoV-2 adatto per la vaccinazione prime-boost. Il vaccino è stato progettato con due vettori di adenovirus ricombinanti ed è stato sviluppato in due formulazioni (congelato [Gam-COVID-Vac] e liofilizzato [Gam-COVID-Vac-Lyo]). Abbiamo mirato a valutare la sicurezza e l'immunogenicità di entrambe le formulazioni vaccinali e a confrontare la risposta immunitaria umorale con quella registrata nelle persone che si sono riprese da COVID-19.
Metodi
Progettazione dello studio e partecipanti
Abbiamo condotto due studi aperti, di fase 1/2, non randomizzati, presso ospedali in Russia (Burdenko Hospital e Sechenov University, Mosca, Russia). Per ogni studio, 120 volontari adulti sani (di età compresa tra 18 e 60 anni) sono stati preselezionati per essere inclusi nel registro dei volontari; tutti gli adulti hanno fornito il consenso informato firmato da includere in questo database per la partecipazione allo studio. I volontari sono stati sottoposti a screening in base a dati demografici, hanno avuto un esame fisico e misurato il peso corporeo, sono stati valutati per le funzioni vitali (p. Es., Pressione sanguigna, polso e temperatura), hanno avuto un esame del sangue per test clinici e biochimici, sono stati sottoposti a screening per infezioni come l'HIV, epatite e sifilide, sono state sottoposte a PCR per SARS-CoV-2 e hanno avuto un test per gli anticorpi contro SARS-CoV-2 e hanno avuto un test delle urine per droghe, alcol e gravidanza (nelle donne).2 , che avevano una PCR negativa e IgG e IgM negative a SARS-CoV-2 e che non avevano una storia di COVID-19 o contatti con pazienti con COVID-19. I volontari non hanno avuto malattie infettive al momento della vaccinazione e per 14 giorni prima della vaccinazione e non hanno ricevuto altre vaccinazioni entro 30 giorni dalla partecipazione allo studio. Sulla base dei risultati dello screening preliminare, sono stati selezionati 100 volontari (50 per ogni sperimentazione clinica) da inserire nel registro dei volontari che intendevano prendere parte allo studio dei vaccini contro COVID-19. Non appena i volontari sono stati inseriti nel registro hanno iniziato l'autoisolamento.
Tutti i partecipanti hanno fornito il consenso informato scritto. I due studi sono stati esaminati e approvati dalle autorità competenti nazionali e locali appropriate, tra cui il regolatore (Regolamento del Dipartimento di Stato per la distribuzione dei medicinali, approvazione nn. 241 e 242) e il comitato etico del Ministero della Salute della Federazione Russa.
Procedure
Il vaccino comprende due componenti del vettore, l'adenovirus ricombinante di tipo 26 (rAd26) e l'adenovirus ricombinante di tipo 5 (rAd5), entrambi portatori del gene per la glicoproteina a tutta lunghezza S SARS-CoV-2 (rAd26-S e rAd5-S). Entrambi i componenti sono stati sviluppati, prodotti e conservati dal Centro nazionale di ricerca di epidemiologia e microbiologia NF Gamaleya (Mosca, Russia) secondo le buone pratiche di fabbricazione. Una dose completa del vaccino è stata di 10 11particelle virali per dose per entrambi gli adenovirus ricombinanti e tutti i partecipanti hanno ricevuto dosi complete. La dose è stata fissata sulla base dei risultati di studi preclinici (dati non pubblicati). Il vaccino è stato prodotto in due formulazioni, congelato (Gam-COVID-Vac) e liofilizzato (Gam-COVID-Vac-Lyo). Il vaccino congelato ha un volume di 0,5 ml (per dose) e il vaccino liofilizzato deve essere ricostituito in 1 · 0 ml di acqua sterile per preparazioni iniettabili (per dose).
Lo studio di Gam-COVID-Vac è stato condotto presso una filiale del Burdenko Hospital, un'agenzia del Ministero della Difesa. Allo studio hanno preso parte volontari sia civili che militari. Il personale militare era impiegato a contratto (che riceveva uno stipendio per il proprio lavoro) e non individui arruolati per il servizio militare obbligatorio. Lo studio di Gam-COVID-Vac-Lyo si è svolto presso l'Università Sechenov e tutti i volontari in quello studio erano civili.
In tutti i casi, i vaccini sono stati somministrati per via intramuscolare nel muscolo deltoide. Durante la fase 1 di entrambi gli studi, i partecipanti hanno ricevuto una dose per via intramuscolare di rAd26-S o rAd5-S e sono stati valutati per la sicurezza per 28 giorni. La fase 2 di entrambi gli studi è iniziata non prima di 5 giorni dopo la vaccinazione di fase 1, dopo che era stata effettuata una valutazione provvisoria della sicurezza. Durante la fase 2, i partecipanti hanno ricevuto la vaccinazione prime-boost, con una dose di rAd26-S somministrata per via intramuscolare il giorno 0 e una dose di rAd5-S somministrata per via intramuscolare il giorno 21. Reazioni al sito di iniezione, reattogenicità sistemica e uso di farmaci per alleviare tale i sintomi sono stati monitorati per 28 giorni dopo la prima iniezione (nelle fasi 1 e 2) e al giorno 42 (solo fase 2).
Non è stata effettuata alcuna randomizzazione o selezione speciale per le fasi 1 e 2. I partecipanti sono stati inclusi non appena è stato firmato il consenso informato. I partecipanti sono stati sottoposti a valutazioni cliniche e di laboratorio nei giorni 0, 2 e 14 nella fase 1 e nei giorni 0, 14, 28 e 42 nella fase 2. Le analisi di laboratorio includevano conta ematica e urinaria completa, alanina aminotransferasi, aspartato aminotransferasi, proteine, bilirubina , colesterolo totale, lattato deidrogenasi, fosfatasi alcalina, indice di protrombina, glucosio, urea e creatinina. Lo stato immunitario è stato analizzato nei giorni 0 e 28 nella fase 1 e nei giorni 0, 28 e 42 nella fase 2. I volontari sono stati in ospedale per 28 giorni dall'inizio della vaccinazione. Le informazioni sugli eventi avversi sono state registrate quotidianamente.
La determinazione dell'immunogenicità è descritta in dettaglio nell'appendice (pp 1–2). In breve, le risposte immunitarie umorali antigene-specifiche sono state analizzate nei giorni 0, 14, 21 e 28 nella fase 1 e nei giorni 0, 14, 21, 28 e 42 nella fase 2. Il titolo degli anticorpi specifici della glicoproteina nel siero è stato accertato da ELISA. Per testare le IgG anti-SARS-CoV-2, abbiamo utilizzato un ELISA sviluppato presso il Centro di ricerca nazionale NF Gamaleya per l'epidemiologia e la microbiologia e registrato per uso clinico in Russia (P3H 2020/10393 2020-05-18). L'ELISA misura le IgG specifiche per il RBD della glicoproteina SARS-CoV-2 S. Il titolo degli anticorpi neutralizzanti è stato misurato nei giorni 0, 14 e 28 nella fase 1 e nei giorni 0, 14, 28,+ e CD8 + mediante citometria a flusso e quantificazione del rilascio di interferone-γ.
Per confrontare l'immunità post-vaccinazione con l'immunità naturale che si forma durante l'infezione da SARS-CoV-2, abbiamo ottenuto plasma convalescente da campioni di sangue di 4817 persone di Mosca che si erano riprese dopo COVID-19 (tra il 29 marzo e l'11 agosto 2020). Il plasma convalescente è stato ottenuto da persone che avevano avuto una diagnosi di COVID-19 confermata in laboratorio, che erano state guarite per almeno 2 settimane e che erano risultate negative alla PCR due volte. Il tempo medio dal recupero alla raccolta del plasma convalescente è stato di circa 1 mese. Il plasma convalescente è stato raccolto da persone che avevano avuto una gravità della malattia lieve (febbre ≤39 ° C senza polmonite) e moderata (febbre> 39 ° C con polmonite). Le risposte immunitarie umorali sono state accertate come menzionato sopra.
Risultati
Le misure di esito primarie erano la sicurezza e l'immunogenicità del vaccino COVID-19. La misura di esito primario per la sicurezza era il numero di partecipanti con eventi avversi dal giorno 0 al giorno 28 dopo la vaccinazione nella fase 1 e dal giorno 0 al giorno 42 dopo la vaccinazione nella fase 2. La misura di esito primario per l'immunogenicità era la variazione rispetto al basale dell'antigene -livelli di anticorpi specifici a 42 giorni (dal giorno 0 al giorno 42), misurati mediante ELISA. Le misure di esito dell'immunogenicità secondaria erano i titoli degli anticorpi neutralizzanti il virus (nei giorni 0, 14 e 28 dopo la vaccinazione nella fase 1 e nei giorni 0, 14, 28 e 42 dopo la vaccinazione nella fase 2) e la determinazione dell'immunità cellulare antigene-specifica (specifica Immunità delle cellule T e produzione di interferone γ o linfoproliferazione) nei giorni 0, 14 e 28 dopo la vaccinazione.
analisi statistica
La dimensione del campione per entrambi gli studi è stata calcolata da precedenti studi clinici di un vaccino MERS
basato sugli stessi vettori virali ricombinanti usati nel nostro vaccino ma portatori del gene della glicoproteina S MERS-CoV. I risultati preliminari di uno studio su un vaccino MERS a cui hanno partecipato più di 100 persone hanno mostrato un tasso di sieroconversione del 100%.
Nel calcolare la dimensione del campione per il nostro studio, ci aspettavamo un'efficienza del 99%, che richiedeva l'inclusione di 16 partecipanti in ogni studio. Considerando la possibilità di un abbandono precoce dei volontari, abbiamo deciso di reclutare 20 volontari nel gruppo di valutazione dell'immunogenicità nella fase 2 di ogni studio. Si prevedeva che una dimensione totale del campione di 76 (38 in ciascuno studio) avrebbe prodotto dati affidabili sugli eventi avversi.
Tutti i calcoli statistici sono stati eseguiti in GraphPad Prism 8. La normalità della distribuzione dei dati è stata valutata con il test d'Agostino-Pearson. I campioni accoppiati sono stati confrontati con il test Wilcoxon e campioni non accoppiati con il test U Mann-Whitney . L'analisi di correlazione è stata eseguita con il test di Spearman; il coefficiente di correlazione r mostra le interazioni tra due set di dati e assume valori da 0 a 1 (nel caso di una correlazione positiva) o da -1 a 0 (nel caso di una correlazione negativa). Abbiamo usato il Mann-Whitney Utest per confrontare in vari momenti i titoli degli anticorpi, il livello di proliferazione delle cellule CD4 e CD8 e l'aumento delle concentrazioni di interferone-γ tra i volontari che ricevono i due vaccini e quando si confrontano i titoli degli anticorpi nei volontari nei giorni 28 e 42 dopo la vaccinazione con i titoli degli anticorpi nel plasma convalescente. Abbiamo utilizzato il test di Wilcoxon per confrontare i dati all'interno dello stesso gruppo di volontari in diversi momenti (p. Es., Confrontando il giorno 0 con il giorno 14).
Il finanziatore non ha avuto alcun ruolo nella progettazione dello studio, nella raccolta dei dati, nell'analisi dei dati, nell'interpretazione dei dati o nella stesura del report. Tutti gli autori avevano pieno accesso a tutti i dati degli studi e avevano la responsabilità finale della decisione di presentare per la pubblicazione.
Risultati
Tra il 18 giugno e il 3 agosto 2020, 76 adulti sani sono stati arruolati ai due studi dal registro dei volontari ( figura 1 ). 43 adulti sono stati selezionati all'inizio di ogni studio dal registro dei volontari; 38 partecipanti sono stati inclusi in ogni studio e cinque persone sono state mantenute come volontari di riserva in caso di abbandono (due per la fase 1 e tre per la fase 2). Nove partecipanti a ciascuno studio hanno ricevuto rAd26-S nella fase 1, nove hanno ricevuto rAd5-S nella fase 1 e 20 hanno ricevuto iniezioni sequenziali di rAd26-S (il giorno 0) e rAd5-S (il giorno 21) nella fase 2. Tutti sono stati analizzati i volontari del gruppo principale e non sono stati necessari volontari aggiuntivi dei gruppi di backup. Pertanto, in ogni studio, sono stati vaccinati 38 volontari. Più uomini che donne hanno preso parte allo studio ( tabella 1 ).
I dati sono n (%) o media (SD). Gam-COVID-Vac = formulazione di vaccino congelato. Gam-COVID-Vac-Lyo = formulazione di vaccino liofilizzato. rAd26-S = adenovirus ricombinante di tipo 26 che trasporta il gene per la glicoproteina a tutta lunghezza SARS-CoV-2 S. rAd5-S = adenovirus ricombinante di tipo 5 che trasporta il gene per la glicoproteina a tutta lunghezza SARS-CoV-2 S. SARS-CoV- 2 = sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2.
In entrambi gli studi, le reazioni sistemiche e locali ( tabella 2 ) e le variazioni nelle variabili di laboratorio ( appendice pp 3-7 ) erano tra gli eventi avversi riportati. Le reazioni sistemiche e locali più comuni sono state dolore al sito di iniezione (44 [58%]), ipertermia (38 [50%]), cefalea (32 [42%]), astenia (21 [28%]) e muscoli e dolore alle articolazioni (18 [24%]). La maggior parte delle reazioni sistemiche e locali sono state lievi. I cambiamenti nelle variabili di laboratorio sono stati lievi e transitori. Nei volontari che hanno ricevuto entrambi i componenti del vaccino (rAd26-S e rAd5-S), la maggior parte degli eventi avversi si è verificata dopo la seconda vaccinazione ( appendice pp 5-7). Nessun evento avverso, durante la fase 1 o la fase 2, ha portato al ritiro di un partecipante dallo studio o al ritiro del farmaco in studio. In generale, gli eventi avversi identificati durante la fase 1 e la fase 2 di entrambi gli studi erano caratteristici di altri vaccini (in particolare quelli basati su vettori virali ricombinanti). Non sono stati segnalati eventi avversi gravi e tutti i partecipanti sono stati clinicamente bene durante lo studio.
Tabella 2 Eventi avversi sistemici e locali
Gam-COVID-Vac
Gam-COVID-Vac-Lyo
rAd26-S (n = 9)
rAd5-S (n = 9)
rAd26-S più rAd5-S (n = 20)
rAd26-S (n = 9)
rAd5-S (n = 9)
rAd26-S più rAd5-S (n = 20)
Reazioni sistemiche
Ipertermia
Lieve (37 · 0–38 · 4 ° C; grado 1)
8 (89%)
2 (22%)
19 (95%)
1 (11%)
1 (11%)
6 (30%)
Moderato (38,5-38,9 ° C; grado 2)
0
1 (11%)
1 (5%)
0
0
1 (5%)
Mal di testa
Lieve (grado 1)
6 (67%)
3 (33%)
9 (45%)
3 (33%)
4 (44%)
5 (25%)
Moderato (grado 2)
0
0
2 (10%)
0
0
0
Astenia
Lieve (grado 1)
3 (33%)
3 (33%)
11 (55%)
0
0
4 (20%)
Dolori muscolari e articolari
Lieve (grado 1)
3 (33%)
2 (22%)
4 (20%)
1 (11%)
2 (22%)
4 (20%)
Moderato (grado 2)
0
0
1 (5%)
0
0
2 (10%)
Battito cardiaco (palpitazione soggettiva)
Lieve (grado 1)
3 (33%)
1 (11%)
0
0
0
0
Diarrea
Lieve (grado 1)
1 (11%)
0
3 (15%)
0
0
0
Rhinorrhoea
Mild (grade 1)
0
0
4 (20%)
0
0
0
Loss of appetite
Mild (grade 1)
2 (22%)
0
1 (5%)
0
0
0
Pain in the oropharynx (pharyngalgia)
Mild (grade 1)
0
1 (11%)
1 (5%)
0
0
0
Malaise
Mild (grade 1)
0
0
2 (10%)
0
0
0
Sore throat (throat irritation)
Mild (grade 1)
0
0
2 (10%)
0
0
0
Hives
Mild (grade 1)
1 (11%)
0
0
0
0
0
Nasal congestion
Mild (grade 1)
0
0
1 (5%)
0
0
0
Cough
Mild (grade 1)
0
0
1 (5%)
0
0
0
Sneezing
Mild (grade 1)
0
0
1 (5%)
0
0
0
Changes in laboratory variables
Mild (grade 1)
9 (100%)
8 (89%)
20 (100%)
7 (78%)
6 (67%)
18 (90%)
Moderate (grade 2)
0
1 (11%)
0
0
0
0
Local reactions
Pain
Mild (grade 1)
7 (78%)
5 (56%)
8 (40%)
5 (56%)
7 (78%)
12 (60%)
Oedema
Mild (grade 1)
0
0
0
2 (22%)
1 (11%)
0
Hyperthermia
Mild (grade 1)
0
0
2 (10%)
0
1 (11%)
0
Itch
Mild (grade 1)
1 (11%)
0
0
0
0
0
Swelling
Mild (grade 1)
0
0
1 (5%)
0
0
0
La tabella mostra il numero totale (%) di volontari che hanno sviluppato eventi avversi, in base alla gravità (lieve [grado 1], moderato [grado 2] e grave [grado 3]). Non sono stati segnalati eventi avversi di grado 3. Alcuni volontari hanno avuto eventi avversi di due gradi di gravità. Gam-COVID-Vac = formulazione di vaccino congelato. Gam-COVID-Vac-Lyo = formulazione di vaccino liofilizzato. rAd26-S = adenovirus ricombinante di tipo 26 che trasporta il gene per la glicoproteina a tutta lunghezza SARS-CoV-2 S. rAd5-S = adenovirus ricombinante di tipo 5 che trasporta il gene per la glicoproteina a tutta lunghezza SARS-CoV-2 S. SARS-CoV- 2 = sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2.
Durante la fase 1 di entrambi gli studi (somministrazione di solo rAd26-S o rAd5-S), le IgG specifiche per SARS-CoV-2 RBD sono state rilevate il giorno 14 nell'88,9% dei partecipanti dopo la somministrazione di rAd26-S e in 84 · 2% dei partecipanti dopo la somministrazione di rAd5-S (dati combinati per entrambe le formulazioni di vaccino liofilizzato e congelato); a partire dal giorno 21, le IgG specifiche per SARS-CoV-2 RBD sono state rilevate nel 100% dei partecipanti vaccinati. Durante la fase 2, le IgG specifiche per SARS-CoV-2 RBD sono state rilevate nell'85,0% dei partecipanti il giorno 14 (dopo il priming con rAd26-S) e nel 100% dei partecipanti dal giorno 21 (media geometrica titolo [GMT] 1629 con la formulazione congelata [Gam-COVID-Vac] e 951 con la formulazione liofilizzata [Gam-COVID-Vac-Lyo]; figura 2). Il potenziamento con rAd5-S ha portato ad un aumento dei titoli IgG specifici per SARS-CoV-2 RBD; 7 giorni dopo il boost, le GMT erano aumentate a 3442 con Gam-COVID-Vac (p <0,0001 al giorno 28 rispetto al giorno 21) e 5322 con Gam-COVID-Vac-Lyo (p <0,0001 al giorno 28 rispetto al giorno 21). Il giorno 42, le GMT delle IgG specifiche per SARS-CoV-2 RBD erano 14703 con Gam-COVID-Vac e 11143 con Gam-COVID-Vac-Lyo ( figura 2). Il giorno 28 dopo la vaccinazione con solo rAd26-S (nella fase 1), i GMT specifici per SARS-CoV-2 RBD erano significativamente inferiori rispetto ai volontari sottoposti a vaccinazione prime-boost (nella fase 2): 1866 dopo rAd26-S di Gam -COVID-Vac (p = 0 · 0047) e 1372 dopo rAd26-S di Gam-COVID-Vac-Lyo (p = 0 · 0042). Le IgG specifiche della subunità SARS-CoV-2 S1 sono state valutate anche nei giorni 0 e 42 in volontari che hanno ricevuto rAd26-S e rAd5-2 combinati (nella fase 2). Le GMT erano 53 006 con Gam-COVID-Vac e 51 200 con Gam-COVID-Vac-Lyo (p = 0 · 78; appendice p 12). L'analisi degli anticorpi neutralizzanti contro SARS-CoV-2 ha mostrato che solo la somministrazione sia di rAd26-S che di rAd5-2 ha portato alla produzione di anticorpi neutralizzanti nel 100% dei partecipanti (GMT 49 · 25 con Gam-COVID-Vac e 45 · 95 con Gam-COVID-Vac-Lyo al giorno 42), considerando che la somministrazione di solo rAd26-S ha portato a un tasso di sieroconversione del 61,1% (dati combinati per entrambe le formulazioni di vaccino liofilizzato e congelato). Confrontando i dati per le risposte anticorpali a SARS-CoV-2 ai giorni 28 e 42 con i dati per le risposte anticorpali nel plasma di convalescenza ha mostrato che i titoli ELISA post-vaccinazione erano significativamente più alti rispetto ai titoli dopo COVID-19 (per entrambi i giorni 28 e 42, p <0 · 0001), mentre non sono state osservate differenze significative negli anticorpi neutralizzanti (p = 0 · 55;figura 2 ). Abbiamo anche analizzato la correlazione tra i titoli ELISA SARS-CoV-2 RBD e i titoli anticorpali neutralizzanti e abbiamo notato una forte correlazione tra queste variabili ( r = 0,82, IC 95% 0,77-0,86; p <0,0001; appendice p 13).
Quando si analizzano le IgG antigene-specifiche, il tasso di sieroconversione è stato del 100% per entrambe le formulazioni vaccinali nei giorni 28 e 42 dello studio e durante l'analisi delle risposte anticorpali neutralizzanti, la sieroconversione è stata del 100% il giorno 42 dello studio per entrambe le formulazioni di vaccino. I tassi di sieroconversione nei giorni 0, 14, 28 e 42 (nella fase 2) sono presentati nell'appendice (pagg. 8-11). Le statistiche descrittive per le risposte immunitarie umorali sono presentate nell'appendice (pp 8-11).
Le risposte immunitarie cellulari hanno mostrato la formazione di cellule antigene-specifiche di cellule T-helper (CD4 + ) e T-killer (CD8 + ) e un aumento della concentrazione della secrezione di interferone-γ nelle cellule mononucleate del sangue periferico, nel 100% dei volontari ( figura 3 ). Le cellule dei partecipanti vaccinati hanno proliferato in modo significativo in risposta alla glicoproteina S, in particolare il giorno 28. Il numero di partecipanti con risposte proliferative CD4 + e CD8 + all'antigene è mostrato nell'appendice (p 14). Risposte cellulo-mediate sono state rilevate in tutti i partecipanti al giorno 28, con una proliferazione cellulare mediana del 2,5% CD4 + e dell'1,3% CD8 +con la formulazione congelata (Gam-COVID-Vac) e una proliferazione cellulare mediana di 1 · 3% CD4 + e 1 · 1% CD8 + con la formulazione liofilizzata (Gam-COVID-Vac-Lyo). La risposta delle cellule mononucleate è stata valutata nei giorni 0, 14 e 28 mediante secrezione di interferone-γ e riportata come aumento di volte della secrezione in seguito all'esposizione alla glicoproteina S di SARS-CoV-2 ( figura 3 ). Il numero di partecipanti con risposta interferone-γ all'antigene è mostrato nell'appendice (p 15). Le statistiche descrittive per le risposte immunitarie cellulari sono presentate nell'appendice (pagg. 16-21).
Figura 3 Risposta immunitaria cellulo-mediata alla glicoproteina SARS-CoV-2
Per studiare l'effetto della risposta immunitaria preesistente ai vettori adenovirali, sono stati misurati anticorpi neutralizzanti ai vettori ricombinanti in tutti i partecipanti nei giorni 0 e 28 in entrambi gli studi ( figura 4 ). Dopo una iniezione di componenti del vaccino, non solo si forma una risposta immunitaria all'antigene bersaglio, ma si osserva anche una risposta immunitaria ai componenti del vettore del vaccino. Inoltre, è stata eseguita un'analisi di correlazione per confrontare il livello di anticorpi neutralizzanti contro i vettori ricombinanti con il livello di anticorpi antigene-specifici ( appendice p 22). Non è stata osservata alcuna correlazione significativa tra il titolo di anticorpi neutralizzanti contro i vettori virali ricombinanti al giorno 0 e il titolo di IgG specifiche per RBD nei campioni di siero dei partecipanti ai giorni 14, 21 e 28 dall'inizio della vaccinazione nei partecipanti alla fase 1 di ogni studio e nei giorni 14, 21, 28 e 42 dall'inizio della vaccinazione nei partecipanti alla fase 2 di ogni studio. Inoltre, è stata analizzata la formazione di anticorpi neutralizzanti cross-reattivi ai vettori rAd26 e rAd5. La somministrazione di rAd26 non ha aumentato il titolo di anticorpi neutralizzanti a rAd5 il giorno 28 e viceversa, il che indica l'assenza di reattività crociata rispetto ai componenti del vaccino ( figura 4). Pertanto, la presenza di una risposta immunitaria preesistente ai componenti dei vettori vaccinali rAd26 e rAd5 non influisce sul titolo degli anticorpi RBD-specifici nel siero dei partecipanti.
Figura 4 Risposta dell'anticorpo neutralizzante ai vettori rAd26 e rAd5 dopo l'immunizzazione
Questi risultati di due studi in aperto, di fase 1/2 non randomizzati di un vaccino covid-19 eterologo con potenziamento primario basato su vettori adenovirali ricombinanti rAd26-S e rAd5-S mostrano che il vaccino è sicuro, ben tollerato e induce una forte capacità umorale e risposte immunitarie cellulari nel 100% dei partecipanti sani. Tutti gli eventi avversi riportati sono stati per lo più lievi. Le reazioni sistemiche e locali più comuni sono state dolore al sito di iniezione, ipertermia (temperatura corporea 37–38 ° C), cefalea, astenia e dolori muscolari e articolari, tipici dei vaccini basati su vettori virali ricombinanti. Durante lo studio non sono stati riportati eventi avversi gravi. In generale, il profilo degli eventi avversi non differiva da quelli riportati nel lavoro pubblicato per altri vaccini a base di vettore.
L'incidenza di eventi avversi nei nostri studi è stata leggermente inferiore rispetto ad altri lavori; è necessario uno studio clinico comparativo con altri vaccini per confermare questi risultati.
Negli studi preclinici del vaccino (dati non pubblicati), sono state suscitate risposte immunitarie umorali e cellulari robuste in primati non umani, fornendo protezione dall'infezione da SARS-CoV-2. Il vaccino ha mostrato una protezione del 100% in un modello letale di sfida SARS-CoV-2 in criceti immunosoppressi. Non è stato osservato alcun aumento dell'infezione dipendente da anticorpi negli animali vaccinati e sfidati con SARS-CoV-2.
In generale, i titoli degli anticorpi neutralizzanti contro SARS-CoV-2 erano inferiori a quelli riportati negli studi sui vaccini basati su mRNA e ChAdOx1.
Nel nostro studio, abbiamo utilizzato una dose elevata di virus (100 TCID50) e una piccola quantità di siero (50 μL di siero e 50 μL di virus), mentre negli studi su altri vaccini, dosi di 58-70 TCID50 e una quantità maggiore di il siero è stato utilizzato per le analisi.
Nonostante in questo caso i risultati della ricerca non possano essere confrontati tra loro, possiamo fare un confronto tra i titoli degli anticorpi neutralizzanti nei volontari vaccinati e nel plasma convalescente. Abbiamo dimostrato che i volontari che hanno ricevuto il vaccino eterologo rAd26 e rAd5 hanno suscitato lo stesso titolo di anticorpi neutralizzanti SARS-CoV-2 come le persone che si erano riprese da COVID-19.
Secondo i nostri protocolli di studio ( NCT04436471 e NCT04437875 ), la risposta delle cellule T in volontari adulti sani dopo la vaccinazione doveva essere valutata utilizzando due metodi. In primo luogo, misurando le percentuali di proliferazione di cellule CD4 e CD8 T (CD3 + ) in risposta alla rostimolazione antigenica in coltura. In secondo luogo, misurando l'interferone-γ nel terreno di coltura prodotto dalle cellule mononucleate del sangue periferico. L'interferone-γ è una citochina marcatore della risposta cellulare polarizzata T-helper-1 alla vaccinazione,
Comprendiamo che i risultati ottenuti da entrambi i saggi potrebbero caratterizzare indirettamente la risposta T-helper-1. Nella sperimentazione clinica di fase 3, integreremo i nostri metodi di ricerca con maggiore attenzione alla polarizzazione T-helper-1 e T-helper-2.
Il problema principale che può limitare l'uso di vettori basati su adenovirus ricombinanti è l'immunità preesistente diffusa nella popolazione umana. Dopo la vaccinazione con un vettore adenovirale, le risposte immunitarie si formano non solo all'antigene bersaglio ma anche alle proteine del vettore (in particolare in caso di immunità preesistente). Nel nostro studio, nonostante la formazione di anticorpi neutralizzanti contro gli adenovirus ricombinanti dopo la vaccinazione con rAd26 e rAd5, la formazione di una risposta immunitaria umorale all'antigene bersaglio (SARS-CoV-2 glicoproteina S) nei volontari vaccinati non è stata influenzata. Inoltre, gli anticorpi neutralizzanti a rAd26 non hanno neutralizzato l'rAd5 quando sono stati ottenuti e analizzati campioni di siero da volontari vaccinati 28 giorni dopo l'immunizzazione (e viceversa). Pertanto, l'uso di un'immunizzazione eterologa con potenziamento primario, quando rAd26-S viene utilizzato per il priming e rAd5-S viene utilizzato per il boost, è un approccio efficace per suscitare una risposta immunitaria robusta e per superare la risposta immunitaria che si forma ai componenti di un vettore virale. Per una stima più accurata dell'effetto dell'immunità preesistente sulla vaccinazione, il numero di osservazioni dovrebbe essere aumentato e analizzato durante la ricerca futura.
I limiti dei nostri studi includono la breve durata del follow-up (42 giorni), l'inclusione di soli volontari maschi in alcune parti della fase 1, il basso numero di partecipanti (n = 76) e nessun placebo o vaccino di controllo. Nonostante la pianificazione di reclutare volontari sani di età compresa tra 18 e 60 anni, in generale, il nostro studio ha incluso volontari abbastanza giovani. Sono necessarie ulteriori ricerche per valutare il vaccino in diverse popolazioni, inclusi gruppi di età avanzata, individui con condizioni mediche sottostanti e persone in gruppi a rischio. I partecipanti a questi studi di fase 1/2 saranno seguiti fino a 180 giorni dopo l'immunizzazione iniziale.
Abbiamo progettato il vaccino in due formulazioni, congelato (conservazione a –18 ° C) e liofilizzato (conservazione a 2–8 ° C). La forma liofilizzata è stata sviluppata per la somministrazione di vaccini in regioni della Russia difficili da raggiungere e la forma congelata è stata sviluppata per un uso su larga scala. I volumi di produzione in una pandemia saranno fortemente sbilanciati verso il vaccino congelato, poiché la produzione di una forma liofilizzata richiede molto più tempo e risorse.
In conclusione, questi dati mostrano collettivamente che il vaccino eterologo basato su rAd26-S e rAd5-S è sicuro, ben tollerato e non causa eventi avversi gravi in volontari adulti sani. Il vaccino è altamente immunogenico e induce forti risposte immunitarie umorali e cellulari nel 100% dei volontari adulti sani, con titoli anticorpali nei partecipanti vaccinati superiori a quelli nel plasma convalescente. Sono state adottate misure senza precedenti per sviluppare un vaccino COVID-19 in Russia. Sulla base della nostra esperienza nello sviluppo di vaccini contro la malattia da virus Ebola e la MERS, il vaccino COVID-19 è stato sviluppato in breve tempo. Sono stati effettuati studi preclinici e clinici che hanno permesso di approvare provvisoriamente il vaccino ai sensi dell'attuale decreto del governo della Federazione Russa del 3 aprile 2020, n. 441 dell'11 agosto, 2020 (registrazione n. LP-006395 [Gam-COVID-Vac]) e il 26 agosto 2020 (registrazione n. LP-006423 [Gam-COVID-Vac-Lyo]). L'autorizzazione provvisoria richiede uno studio su larga scala, consente la vaccinazione in una popolazione generale autorizzata nel contesto di uno studio di fase 3, consente di utilizzare il vaccino in una popolazione sotto stretta farmacovigilanza e di fornire la vaccinazione dei gruppi a rischio. La sperimentazione clinica di fase 3 è stata approvata dalle autorità competenti nazionali e locali appropriate, incluso il regolatore (Regolamento del Dipartimento di Stato per la distribuzione dei farmaci) e il comitato etico del Ministero della salute della Federazione Russa, il 26 agosto 2020 (approvazione 450 ). La sperimentazione clinica di fase 3 è prevista con il coinvolgimento di 40.000 volontari di diverse età e gruppi di rischio.
Contributori
DYL è il principale ricercatore, ha svolto ricerche e ha coordinato lo studio. IVD e DVS hanno scritto la bozza del rapporto. IVD, NLL, YVS e EAT hanno coordinato lo studio. Dati raccolti da IVD, OVZ, AIT, ASD, DMG, ASE, AVK, AGB, FMI, OP, TAO, IBE, IAF, DIZ, DVV, DNS e ASS. IVD, OVZ, AIT, YVS, EAT, NLL, DAE, NAN e MMS hanno contribuito all'analisi e all'interpretazione dei dati. DYL, DVS, BSN e ALG hanno modificato il rapporto. LFM, EAS, EVK, VFB e SVB hanno svolto ricerche. ALG ha organizzato la ricerca e ha avuto la responsabilità finale della decisione di presentare per la pubblicazione. Tutti gli autori hanno esaminato criticamente il rapporto e approvato la versione finale.
Dichiarazione di interessi
ALG e DYL segnalano i finanziamenti del Ministero della Salute della Federazione Russa. OVZ, TAO, IVD, OP, DVS, DMG, ASD, AIT, DNS, IBE, EAT, AGB, ASE, ASS, SVB, DYL, BSN e ALG riportano in attesa di brevetto (brevetto per l'uso di costrutti vettoriali per l'induzione di immunità a SARS-CoV-2). Tutti gli altri autori non dichiarano interessi in competizione.
Condivisione dei dati
I dati dei singoli partecipanti saranno resi disponibili su richiesta, diretta all'autore corrispondente (DYL). Dopo l'approvazione di una proposta, i dati possono essere condivisi tramite una piattaforma online sicura.
Ringraziamenti
Questa ricerca è stata sostenuta dal Ministero della Salute della Federazione Russa (incarico statale n. 056-00034-20-02, ad ALG e DYL). Ringraziamo i partecipanti allo studio, il personale di ricerca in loco e i membri dei gruppi di gestione dello studio, del comitato direttivo dello studio e del comitato indipendente di monitoraggio dei dati.
Inibizione dell'infezione da SARS-CoV-2 (in precedenza 2019-nCoV) da parte di un inibitore della fusione pan-coronavirus molto potente che prende di mira la sua proteina spike che ospita un'elevata capacità di mediare la fusione di membrana.
Un vaccino a vettori eterologhi per la prevenzione della sindrome respiratoria del Medio Oriente induce una risposta immunitaria protettiva a lungo contro MERS-CoV.
Immunogenicità e sicurezza di un vaccino COVID-19 ricombinante adenovirus di tipo 5 vettoriale in adulti sani di età pari o superiore a 18 anni: uno studio di fase 2 randomizzato, in doppio cieco, controllato con placebo.
Sicurezza, tollerabilità e immunogenicità di un vaccino COVID-19 ricombinante adenovirus di tipo 5 vettoriale: uno studio clinico in aperto, non randomizzato, con aumento della dose.
Sicurezza e immunogenicità del vaccino ChAdOx1 nCoV-19 contro SARS-CoV-2: un rapporto preliminare di uno studio controllato randomizzato di fase 1/2, in singolo cieco.
Abbiamo sviluppato un vaccino eterologo COVID-19 costituito da due componenti, un vettore di adenovirus ricombinante di tipo 26 (rAd26) e un vettore di adenovirus ricombinante di tipo 5 (rAd5), entrambi portatori del gene per la sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2) ) picco di glicoproteina (rAd26-S e rAd5-S). Abbiamo mirato a valutare la sicurezza e l'immunogenicità di due formulazioni (congelate e liofilizzate) di questo vaccino.
Metodi
Abbiamo condotto due studi di fase 1/2 aperti e non randomizzati in due ospedali in Russia. Abbiamo arruolato volontari adulti sani (uomini e donne) di età compresa tra 18 e 60 anni in entrambi gli studi. Nella fase 1 di ogni studio, abbiamo somministrato per via intramuscolare il giorno 0 una dose di rAd26-S o una dose di rAd5-S e valutato la sicurezza dei due componenti per 28 giorni. Nella fase 2 dello studio, iniziato non prima di 5 giorni dopo la vaccinazione di fase 1, abbiamo somministrato per via intramuscolare una vaccinazione di primo impulso, con rAd26-S somministrato il giorno 0 e rAd5-S il giorno 21. Le misure di esito primarie erano antigene immunità umorale specifica (anticorpi specifici per SARS-CoV-2 misurati mediante ELISA nei giorni 0, 14, 21, 28 e 42) e sicurezza (numero di partecipanti con eventi avversi monitorati durante lo studio). Le misure di esito secondarie erano l'immunità cellulare antigene-specifica (risposte dei linfociti T e concentrazione di interferone-γ) e il cambiamento negli anticorpi neutralizzanti (rilevato con un test di neutralizzazione SARS-CoV-2). Queste prove sono registrate conClinicalTrials.gov , NCT04436471 e NCT04437875 .
Risultati
Tra il 18 giugno e il 3 agosto 2020, abbiamo arruolato 76 partecipanti ai due studi (38 in ciascuno studio). In ogni studio, nove volontari hanno ricevuto rAd26-S nella fase 1, nove hanno ricevuto rAd5-S nella fase 1 e 20 hanno ricevuto rAd26-S e rAd5-S nella fase 2. Entrambe le formulazioni del vaccino erano sicure e ben tollerate. Gli eventi avversi più comuni sono stati dolore al sito di iniezione (44 [58%]), ipertermia (38 [50%]), cefalea (32 [42%]), astenia (21 [28%]) e dolore muscolare e articolare (18 [24%]). La maggior parte degli eventi avversi sono stati lievi e non sono stati rilevati eventi avversi gravi. Tutti i partecipanti hanno prodotto anticorpi contro la glicoproteina SARS-CoV-2. Al giorno 42, i titoli IgG specifici del dominio di legame del recettore erano 14703 con la formulazione congelata e 11 143 con la formulazione liofilizzata, e gli anticorpi neutralizzanti erano 49,25 con la formulazione congelata e 45,95 con la formulazione liofilizzata, con un tasso di sieroconversione del 100%. Risposte cellulo-mediate sono state rilevate in tutti i partecipanti al giorno 28, con proliferazione cellulare mediana del 2 · 5% CD4+ e 1 · 3% CD8 + con la formulazione congelata e una proliferazione cellulare mediana di 1 · 3% CD4 + e 1 · 1% CD8 + con la formulazione liofilizzata.
Interpretazione
Il vaccino COVID-19 basato su vettori eterologhi rAd26 e rAd5 ha un buon profilo di sicurezza e ha indotto forti risposte immunitarie umorali e cellulari nei partecipanti. Sono necessarie ulteriori indagini sull'efficacia di questo vaccino per la prevenzione del COVID-19.
Finanziamento
Ministero della Salute della Federazione Russa.
introduzione
COVID-19 è stato segnalato per la prima volta a Wuhan, in Cina, alla fine di dicembre 2019.
La malattia è una malattia respiratoria acuta di gravità da lieve a grave, con la morte in alcuni casi; molte persone infette sono asintomatiche. Dalla fine di gennaio 2020, sono stati segnalati casi di COVID-19 in più di 200 paesi in tutto il mondo. L'11 marzo 2020, l'OMS ha descritto la diffusione di COVID-19 come una pandemia.
L'agente eziologico del COVID-19 è la sindrome respiratoria acuta grave da betacoronavirus coronavirus 2 (SARS-CoV-2). SARS-CoV-2 può essere trasmesso in molti modi, con la principale via di trasmissione attraverso il contatto con persone infette (p. Es., Tramite secrezioni, in particolare goccioline).
Abbiamo cercato ClinicalTrials.gov e PubMed fino al 13 agosto 2020, con i termini "COVID-19" O "SARS-CoV-2" E "vaccino" E "sperimentazione clinica", senza limitazioni di data o lingua, per trovare informazioni sui candidati vaccini COVID-19 basati sull'adenovirus in studi clinici attivi. Secondo l'OMS, il 13 agosto 2020, 29 vaccini candidati basati su diverse piattaforme (vettoriali, DNA, mRNA, inattivati, ecc.) Sono stati testati in studi clinici contro le proteine della sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2). I vaccini ricombinanti basati su vettori virali sono candidati promettenti per la prevenzione del COVID-19 perché inducono risposte immunitarie umorali e cellulari e possono fornire immunità protettiva dopo una o due dosi. Diversi vaccini COVID-19 candidati sono stati testati in studi clinici, compreso un vaccino basato su vettore dell'adenovirus tipo 5 (Ad5) (CanSino Biological / Beijing Institute of Biotechnology, Cina), un vaccino basato su vettore Ad26 (Johnson & Johnson, USA) e un vaccino contenente un vettore adenovirale scimmiesco (AstraZeneca / University di Oxford, Regno Unito). Poiché il potenziamento della vaccinazione è necessario per la formazione di una risposta immunitaria più potente, l'efficacia di tale vaccinazione può essere ridotta quando si utilizza un vettore omologo (a causa della formazione di una risposta immunitaria non solo all'antigene bersaglio ma anche ai componenti del vettore dopo la vaccinazione di innesco ).
Valore aggiunto di questo studio
Abbiamo progettato un vaccino COVID-19 con due diversi vettori adenovirali (Ad26 [rAd26] ricombinante e Ad5 [rAd5] ricombinante), entrambi portatori del gene per la glicoproteina spike SARS-CoV-2 (rAd26-S e rAd5-S), e noi implementato un regime di potenziamento primario. Abbiamo condotto due studi in aperto, di fase 1/2 non randomizzati di due formulazioni (congelate e liofilizzate) del vaccino in volontari adulti sani. La sicurezza dei due singoli componenti del vaccino (rAd26-S e rAd5-S) è stata confermata nella fase 1. Entrambi i componenti sono stati quindi somministrati come vaccinazione di primo impulso nella fase 2, con test di sicurezza e immunogenicità. Il vaccino è stato ben tollerato e ha prodotto risposte immunitarie umorali e cellulari in adulti sani. Le risposte IgG sono state suscitate in tutti i partecipanti, con titoli di media geometrica significativamente più alti di quelli riportati nelle persone che hanno recuperato da COVID-19. Gli anticorpi contro la glicoproteina SARS-CoV-2 e gli anticorpi neutralizzanti sono aumentati significativamente al giorno 14 e hanno continuato ad aumentare durante il periodo di osservazione. Le risposte specifiche delle cellule T hanno raggiunto il picco al giorno 28 dopo la vaccinazione.
Implicazioni di tutte le prove disponibili
I nostri risultati indicano che un vaccino COVID-19 basato su vettori eterologhi rAd26 e rAd5 è sicuro e immunogenico negli adulti sani. Sono necessarie ulteriori indagini sull'efficacia di questo vaccino per la prevenzione del COVID-19.
A causa della rapida diffusione globale dell'infezione da SARS-CoV-2 e dell'alto tasso di mortalità, lo sviluppo di un vaccino è un compito urgente. La vaccinazione limiterà la diffusione di COVID-19 e ridurrà la mortalità. Attualmente sono in corso intense attività di ricerca e sviluppo di vaccini in Cina, Russia, Regno Unito, Stati Uniti e altri paesi.
Secondo l'OMS, il 13 agosto 2020, 29 vaccini COVID-19 candidati basati su diverse piattaforme (vettoriali, DNA, mRNA, inattivati, ecc.) Sono stati testati in studi clinici.
La prevenzione dell'infezione da SARS-CoV-2 potrebbe essere ottenuta prendendo di mira la proteina spike (glicoproteina S), che interagisce con il recettore ACE2 e consente l'ingresso di SARS-CoV-2 nella cellula. Il blocco di questa interazione riduce l'internalizzazione e la replicazione virale.
La maggior parte dei vaccini attualmente in fase di sviluppo mira alla glicoproteina S come antigene principale. La struttura e la funzione della glicoproteina S SARS-CoV-2 è simile a quella di altri betacoronavirus altamente patogeni, come la sindrome respiratoria mediorientale coronavirus (MERS-CoV) e la sindrome respiratoria acuta grave coronavirus (SARS-CoV).
La glicoproteina S è costituita da due subunità: S1 contiene un dominio di legame del recettore (RBD), che interagisce con il recettore ACE2 sulla superficie cellulare; S2 media la fusione delle membrane virali e cellulari tramite la formazione di un nucleo di fusione del fascio a sei eliche.
Per proteggersi dall'infezione da SARS-CoV-2, è importante formare anticorpi neutralizzanti mirati a S1 RBD, dominio S1 N-terminale o regione S2; questi anticorpi bloccano il legame del RBD al recettore ACE2 e impediscono la fusione della membrana mediata da S2 o l'ingresso nella cellula ospite, inibendo così l'infezione virale.
Quando si sviluppa un vaccino (in particolare durante una pandemia), è importante considerare che una risposta protettiva deve svilupparsi in breve tempo (p. Es., Fino a 1 mese). Inoltre, lavori precedenti sui vaccini per MERS-CoV
hanno dimostrato che le risposte immunitarie sia umorali che cellulari (citotossiche) sono importanti per indurre una risposta immunitaria protettiva. Per raggiungere questi obiettivi, una delle opzioni più interessanti è che i vaccini siano basati su vettori virali ricombinanti, che possono indurre risposte immunitarie umorali e cellulari e formare un'immunità protettiva dopo una o due dosi.
I vettori di adenovirus ricombinanti sono stati utilizzati per molto tempo, con sicurezza confermata in molti studi clinici di vari farmaci preventivi e terapeutici.
al contrario dei metodi più recenti che devono ancora essere studiati a lungo termine. Per la formazione di una risposta immunitaria robusta e duratura, è consigliabile una vaccinazione di primo impulso, che è ampiamente utilizzata con i vaccini registrati per malattie inclusa l'epatite B
Quando si utilizzano vaccini a base di vettore, le risposte immunitarie si formano non solo all'antigene bersaglio ma anche al componente vettore. Di conseguenza, il miglior schema di vaccinazione è la vaccinazione eterologa, quando vengono utilizzati diversi vettori virali per superare qualsiasi effetto negativo della risposta immunitaria ai componenti del vettore.
Abbiamo progettato un nuovo vaccino a base di vettore adenovirale eterologo contro SARS-CoV-2 adatto per la vaccinazione prime-boost. Il vaccino è stato progettato con due vettori di adenovirus ricombinanti ed è stato sviluppato in due formulazioni (congelato [Gam-COVID-Vac] e liofilizzato [Gam-COVID-Vac-Lyo]). Abbiamo mirato a valutare la sicurezza e l'immunogenicità di entrambe le formulazioni vaccinali e a confrontare la risposta immunitaria umorale con quella registrata nelle persone che si sono riprese da COVID-19.
Metodi
Progettazione dello studio e partecipanti
Abbiamo condotto due studi aperti, di fase 1/2, non randomizzati, presso ospedali in Russia (Burdenko Hospital e Sechenov University, Mosca, Russia). Per ogni studio, 120 volontari adulti sani (di età compresa tra 18 e 60 anni) sono stati preselezionati per essere inclusi nel registro dei volontari; tutti gli adulti hanno fornito il consenso informato firmato da includere in questo database per la partecipazione allo studio. I volontari sono stati sottoposti a screening in base a dati demografici, hanno avuto un esame fisico e misurato il peso corporeo, sono stati valutati per le funzioni vitali (p. Es., Pressione sanguigna, polso e temperatura), hanno avuto un esame del sangue per test clinici e biochimici, sono stati sottoposti a screening per infezioni come l'HIV, epatite e sifilide, sono state sottoposte a PCR per SARS-CoV-2 e hanno avuto un test per gli anticorpi contro SARS-CoV-2 e hanno avuto un test delle urine per droghe, alcol e gravidanza (nelle donne).2 , che avevano una PCR negativa e IgG e IgM negative a SARS-CoV-2 e che non avevano una storia di COVID-19 o contatti con pazienti con COVID-19. I volontari non hanno avuto malattie infettive al momento della vaccinazione e per 14 giorni prima della vaccinazione e non hanno ricevuto altre vaccinazioni entro 30 giorni dalla partecipazione allo studio. Sulla base dei risultati dello screening preliminare, sono stati selezionati 100 volontari (50 per ogni sperimentazione clinica) da inserire nel registro dei volontari che intendevano prendere parte allo studio dei vaccini contro COVID-19. Non appena i volontari sono stati inseriti nel registro hanno iniziato l'autoisolamento.
Tutti i partecipanti hanno fornito il consenso informato scritto. I due studi sono stati esaminati e approvati dalle autorità competenti nazionali e locali appropriate, tra cui il regolatore (Regolamento del Dipartimento di Stato per la distribuzione dei medicinali, approvazione nn. 241 e 242) e il comitato etico del Ministero della Salute della Federazione Russa.
Procedure
Il vaccino comprende due componenti del vettore, l'adenovirus ricombinante di tipo 26 (rAd26) e l'adenovirus ricombinante di tipo 5 (rAd5), entrambi portatori del gene per la glicoproteina a tutta lunghezza S SARS-CoV-2 (rAd26-S e rAd5-S). Entrambi i componenti sono stati sviluppati, prodotti e conservati dal Centro nazionale di ricerca di epidemiologia e microbiologia NF Gamaleya (Mosca, Russia) secondo le buone pratiche di fabbricazione. Una dose completa del vaccino è stata di 10 11particelle virali per dose per entrambi gli adenovirus ricombinanti e tutti i partecipanti hanno ricevuto dosi complete. La dose è stata fissata sulla base dei risultati di studi preclinici (dati non pubblicati). Il vaccino è stato prodotto in due formulazioni, congelato (Gam-COVID-Vac) e liofilizzato (Gam-COVID-Vac-Lyo). Il vaccino congelato ha un volume di 0,5 ml (per dose) e il vaccino liofilizzato deve essere ricostituito in 1 · 0 ml di acqua sterile per preparazioni iniettabili (per dose).
Lo studio di Gam-COVID-Vac è stato condotto presso una filiale del Burdenko Hospital, un'agenzia del Ministero della Difesa. Allo studio hanno preso parte volontari sia civili che militari. Il personale militare era impiegato a contratto (che riceveva uno stipendio per il proprio lavoro) e non individui arruolati per il servizio militare obbligatorio. Lo studio di Gam-COVID-Vac-Lyo si è svolto presso l'Università Sechenov e tutti i volontari in quello studio erano civili.
In tutti i casi, i vaccini sono stati somministrati per via intramuscolare nel muscolo deltoide. Durante la fase 1 di entrambi gli studi, i partecipanti hanno ricevuto una dose per via intramuscolare di rAd26-S o rAd5-S e sono stati valutati per la sicurezza per 28 giorni. La fase 2 di entrambi gli studi è iniziata non prima di 5 giorni dopo la vaccinazione di fase 1, dopo che era stata effettuata una valutazione provvisoria della sicurezza. Durante la fase 2, i partecipanti hanno ricevuto la vaccinazione prime-boost, con una dose di rAd26-S somministrata per via intramuscolare il giorno 0 e una dose di rAd5-S somministrata per via intramuscolare il giorno 21. Reazioni al sito di iniezione, reattogenicità sistemica e uso di farmaci per alleviare tale i sintomi sono stati monitorati per 28 giorni dopo la prima iniezione (nelle fasi 1 e 2) e al giorno 42 (solo fase 2).
Non è stata effettuata alcuna randomizzazione o selezione speciale per le fasi 1 e 2. I partecipanti sono stati inclusi non appena è stato firmato il consenso informato. I partecipanti sono stati sottoposti a valutazioni cliniche e di laboratorio nei giorni 0, 2 e 14 nella fase 1 e nei giorni 0, 14, 28 e 42 nella fase 2. Le analisi di laboratorio includevano conta ematica e urinaria completa, alanina aminotransferasi, aspartato aminotransferasi, proteine, bilirubina , colesterolo totale, lattato deidrogenasi, fosfatasi alcalina, indice di protrombina, glucosio, urea e creatinina. Lo stato immunitario è stato analizzato nei giorni 0 e 28 nella fase 1 e nei giorni 0, 28 e 42 nella fase 2. I volontari sono stati in ospedale per 28 giorni dall'inizio della vaccinazione. Le informazioni sugli eventi avversi sono state registrate quotidianamente.
La determinazione dell'immunogenicità è descritta in dettaglio nell'appendice (pp 1–2). In breve, le risposte immunitarie umorali antigene-specifiche sono state analizzate nei giorni 0, 14, 21 e 28 nella fase 1 e nei giorni 0, 14, 21, 28 e 42 nella fase 2. Il titolo degli anticorpi specifici della glicoproteina nel siero è stato accertato da ELISA. Per testare le IgG anti-SARS-CoV-2, abbiamo utilizzato un ELISA sviluppato presso il Centro di ricerca nazionale NF Gamaleya per l'epidemiologia e la microbiologia e registrato per uso clinico in Russia (P3H 2020/10393 2020-05-18). L'ELISA misura le IgG specifiche per il RBD della glicoproteina SARS-CoV-2 S. Il titolo degli anticorpi neutralizzanti è stato misurato nei giorni 0, 14 e 28 nella fase 1 e nei giorni 0, 14, 28,+ e CD8 + mediante citometria a flusso e quantificazione del rilascio di interferone-γ.
Per confrontare l'immunità post-vaccinazione con l'immunità naturale che si forma durante l'infezione da SARS-CoV-2, abbiamo ottenuto plasma convalescente da campioni di sangue di 4817 persone di Mosca che si erano riprese dopo COVID-19 (tra il 29 marzo e l'11 agosto 2020). Il plasma convalescente è stato ottenuto da persone che avevano avuto una diagnosi di COVID-19 confermata in laboratorio, che erano state guarite per almeno 2 settimane e che erano risultate negative alla PCR due volte. Il tempo medio dal recupero alla raccolta del plasma convalescente è stato di circa 1 mese. Il plasma convalescente è stato raccolto da persone che avevano avuto una gravità della malattia lieve (febbre ≤39 ° C senza polmonite) e moderata (febbre> 39 ° C con polmonite). Le risposte immunitarie umorali sono state accertate come menzionato sopra.
Risultati
Le misure di esito primarie erano la sicurezza e l'immunogenicità del vaccino COVID-19. La misura di esito primario per la sicurezza era il numero di partecipanti con eventi avversi dal giorno 0 al giorno 28 dopo la vaccinazione nella fase 1 e dal giorno 0 al giorno 42 dopo la vaccinazione nella fase 2. La misura di esito primario per l'immunogenicità era la variazione rispetto al basale dell'antigene -livelli di anticorpi specifici a 42 giorni (dal giorno 0 al giorno 42), misurati mediante ELISA. Le misure di esito dell'immunogenicità secondaria erano i titoli degli anticorpi neutralizzanti il virus (nei giorni 0, 14 e 28 dopo la vaccinazione nella fase 1 e nei giorni 0, 14, 28 e 42 dopo la vaccinazione nella fase 2) e la determinazione dell'immunità cellulare antigene-specifica (specifica Immunità delle cellule T e produzione di interferone γ o linfoproliferazione) nei giorni 0, 14 e 28 dopo la vaccinazione.
analisi statistica
La dimensione del campione per entrambi gli studi è stata calcolata da precedenti studi clinici di un vaccino MERS
basato sugli stessi vettori virali ricombinanti usati nel nostro vaccino ma portatori del gene della glicoproteina S MERS-CoV. I risultati preliminari di uno studio su un vaccino MERS a cui hanno partecipato più di 100 persone hanno mostrato un tasso di sieroconversione del 100%.
Nel calcolare la dimensione del campione per il nostro studio, ci aspettavamo un'efficienza del 99%, che richiedeva l'inclusione di 16 partecipanti in ogni studio. Considerando la possibilità di un abbandono precoce dei volontari, abbiamo deciso di reclutare 20 volontari nel gruppo di valutazione dell'immunogenicità nella fase 2 di ogni studio. Si prevedeva che una dimensione totale del campione di 76 (38 in ciascuno studio) avrebbe prodotto dati affidabili sugli eventi avversi.
Tutti i calcoli statistici sono stati eseguiti in GraphPad Prism 8. La normalità della distribuzione dei dati è stata valutata con il test d'Agostino-Pearson. I campioni accoppiati sono stati confrontati con il test Wilcoxon e campioni non accoppiati con il test U Mann-Whitney . L'analisi di correlazione è stata eseguita con il test di Spearman; il coefficiente di correlazione r mostra le interazioni tra due set di dati e assume valori da 0 a 1 (nel caso di una correlazione positiva) o da -1 a 0 (nel caso di una correlazione negativa). Abbiamo usato il Mann-Whitney Utest per confrontare in vari momenti i titoli degli anticorpi, il livello di proliferazione delle cellule CD4 e CD8 e l'aumento delle concentrazioni di interferone-γ tra i volontari che ricevono i due vaccini e quando si confrontano i titoli degli anticorpi nei volontari nei giorni 28 e 42 dopo la vaccinazione con i titoli degli anticorpi nel plasma convalescente. Abbiamo utilizzato il test di Wilcoxon per confrontare i dati all'interno dello stesso gruppo di volontari in diversi momenti (p. Es., Confrontando il giorno 0 con il giorno 14).
Il finanziatore non ha avuto alcun ruolo nella progettazione dello studio, nella raccolta dei dati, nell'analisi dei dati, nell'interpretazione dei dati o nella stesura del report. Tutti gli autori avevano pieno accesso a tutti i dati degli studi e avevano la responsabilità finale della decisione di presentare per la pubblicazione.
Risultati
Tra il 18 giugno e il 3 agosto 2020, 76 adulti sani sono stati arruolati ai due studi dal registro dei volontari ( figura 1 ). 43 adulti sono stati selezionati all'inizio di ogni studio dal registro dei volontari; 38 partecipanti sono stati inclusi in ogni studio e cinque persone sono state mantenute come volontari di riserva in caso di abbandono (due per la fase 1 e tre per la fase 2). Nove partecipanti a ciascuno studio hanno ricevuto rAd26-S nella fase 1, nove hanno ricevuto rAd5-S nella fase 1 e 20 hanno ricevuto iniezioni sequenziali di rAd26-S (il giorno 0) e rAd5-S (il giorno 21) nella fase 2. Tutti sono stati analizzati i volontari del gruppo principale e non sono stati necessari volontari aggiuntivi dei gruppi di backup. Pertanto, in ogni studio, sono stati vaccinati 38 volontari. Più uomini che donne hanno preso parte allo studio ( tabella 1 ).
I dati sono n (%) o media (SD). Gam-COVID-Vac = formulazione di vaccino congelato. Gam-COVID-Vac-Lyo = formulazione di vaccino liofilizzato. rAd26-S = adenovirus ricombinante di tipo 26 che trasporta il gene per la glicoproteina a tutta lunghezza SARS-CoV-2 S. rAd5-S = adenovirus ricombinante di tipo 5 che trasporta il gene per la glicoproteina a tutta lunghezza SARS-CoV-2 S. SARS-CoV- 2 = sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2.
In entrambi gli studi, le reazioni sistemiche e locali ( tabella 2 ) e le variazioni nelle variabili di laboratorio ( appendice pp 3-7 ) erano tra gli eventi avversi riportati. Le reazioni sistemiche e locali più comuni sono state dolore al sito di iniezione (44 [58%]), ipertermia (38 [50%]), cefalea (32 [42%]), astenia (21 [28%]) e muscoli e dolore alle articolazioni (18 [24%]). La maggior parte delle reazioni sistemiche e locali sono state lievi. I cambiamenti nelle variabili di laboratorio sono stati lievi e transitori. Nei volontari che hanno ricevuto entrambi i componenti del vaccino (rAd26-S e rAd5-S), la maggior parte degli eventi avversi si è verificata dopo la seconda vaccinazione ( appendice pp 5-7). Nessun evento avverso, durante la fase 1 o la fase 2, ha portato al ritiro di un partecipante dallo studio o al ritiro del farmaco in studio. In generale, gli eventi avversi identificati durante la fase 1 e la fase 2 di entrambi gli studi erano caratteristici di altri vaccini (in particolare quelli basati su vettori virali ricombinanti). Non sono stati segnalati eventi avversi gravi e tutti i partecipanti sono stati clinicamente bene durante lo studio.
Tabella 2 Eventi avversi sistemici e locali
Gam-COVID-Vac
Gam-COVID-Vac-Lyo
rAd26-S (n = 9)
rAd5-S (n = 9)
rAd26-S più rAd5-S (n = 20)
rAd26-S (n = 9)
rAd5-S (n = 9)
rAd26-S più rAd5-S (n = 20)
Reazioni sistemiche
Ipertermia
Lieve (37 · 0–38 · 4 ° C; grado 1)
8 (89%)
2 (22%)
19 (95%)
1 (11%)
1 (11%)
6 (30%)
Moderato (38,5-38,9 ° C; grado 2)
0
1 (11%)
1 (5%)
0
0
1 (5%)
Mal di testa
Lieve (grado 1)
6 (67%)
3 (33%)
9 (45%)
3 (33%)
4 (44%)
5 (25%)
Moderato (grado 2)
0
0
2 (10%)
0
0
0
Astenia
Lieve (grado 1)
3 (33%)
3 (33%)
11 (55%)
0
0
4 (20%)
Dolori muscolari e articolari
Lieve (grado 1)
3 (33%)
2 (22%)
4 (20%)
1 (11%)
2 (22%)
4 (20%)
Moderato (grado 2)
0
0
1 (5%)
0
0
2 (10%)
Battito cardiaco (palpitazione soggettiva)
Lieve (grado 1)
3 (33%)
1 (11%)
0
0
0
0
Diarrea
Lieve (grado 1)
1 (11%)
0
3 (15%)
0
0
0
Rhinorrhoea
Mild (grade 1)
0
0
4 (20%)
0
0
0
Loss of appetite
Mild (grade 1)
2 (22%)
0
1 (5%)
0
0
0
Pain in the oropharynx (pharyngalgia)
Mild (grade 1)
0
1 (11%)
1 (5%)
0
0
0
Malaise
Mild (grade 1)
0
0
2 (10%)
0
0
0
Sore throat (throat irritation)
Mild (grade 1)
0
0
2 (10%)
0
0
0
Hives
Mild (grade 1)
1 (11%)
0
0
0
0
0
Nasal congestion
Mild (grade 1)
0
0
1 (5%)
0
0
0
Cough
Mild (grade 1)
0
0
1 (5%)
0
0
0
Sneezing
Mild (grade 1)
0
0
1 (5%)
0
0
0
Changes in laboratory variables
Mild (grade 1)
9 (100%)
8 (89%)
20 (100%)
7 (78%)
6 (67%)
18 (90%)
Moderate (grade 2)
0
1 (11%)
0
0
0
0
Local reactions
Pain
Mild (grade 1)
7 (78%)
5 (56%)
8 (40%)
5 (56%)
7 (78%)
12 (60%)
Oedema
Mild (grade 1)
0
0
0
2 (22%)
1 (11%)
0
Hyperthermia
Mild (grade 1)
0
0
2 (10%)
0
1 (11%)
0
Itch
Mild (grade 1)
1 (11%)
0
0
0
0
0
Swelling
Mild (grade 1)
0
0
1 (5%)
0
0
0
La tabella mostra il numero totale (%) di volontari che hanno sviluppato eventi avversi, in base alla gravità (lieve [grado 1], moderato [grado 2] e grave [grado 3]). Non sono stati segnalati eventi avversi di grado 3. Alcuni volontari hanno avuto eventi avversi di due gradi di gravità. Gam-COVID-Vac = formulazione di vaccino congelato. Gam-COVID-Vac-Lyo = formulazione di vaccino liofilizzato. rAd26-S = adenovirus ricombinante di tipo 26 che trasporta il gene per la glicoproteina a tutta lunghezza SARS-CoV-2 S. rAd5-S = adenovirus ricombinante di tipo 5 che trasporta il gene per la glicoproteina a tutta lunghezza SARS-CoV-2 S. SARS-CoV- 2 = sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2.
Durante la fase 1 di entrambi gli studi (somministrazione di solo rAd26-S o rAd5-S), le IgG specifiche per SARS-CoV-2 RBD sono state rilevate il giorno 14 nell'88,9% dei partecipanti dopo la somministrazione di rAd26-S e in 84 · 2% dei partecipanti dopo la somministrazione di rAd5-S (dati combinati per entrambe le formulazioni di vaccino liofilizzato e congelato); a partire dal giorno 21, le IgG specifiche per SARS-CoV-2 RBD sono state rilevate nel 100% dei partecipanti vaccinati. Durante la fase 2, le IgG specifiche per SARS-CoV-2 RBD sono state rilevate nell'85,0% dei partecipanti il giorno 14 (dopo il priming con rAd26-S) e nel 100% dei partecipanti dal giorno 21 (media geometrica titolo [GMT] 1629 con la formulazione congelata [Gam-COVID-Vac] e 951 con la formulazione liofilizzata [Gam-COVID-Vac-Lyo]; figura 2). Il potenziamento con rAd5-S ha portato ad un aumento dei titoli IgG specifici per SARS-CoV-2 RBD; 7 giorni dopo il boost, le GMT erano aumentate a 3442 con Gam-COVID-Vac (p <0,0001 al giorno 28 rispetto al giorno 21) e 5322 con Gam-COVID-Vac-Lyo (p <0,0001 al giorno 28 rispetto al giorno 21). Il giorno 42, le GMT delle IgG specifiche per SARS-CoV-2 RBD erano 14703 con Gam-COVID-Vac e 11143 con Gam-COVID-Vac-Lyo ( figura 2). Il giorno 28 dopo la vaccinazione con solo rAd26-S (nella fase 1), i GMT specifici per SARS-CoV-2 RBD erano significativamente inferiori rispetto ai volontari sottoposti a vaccinazione prime-boost (nella fase 2): 1866 dopo rAd26-S di Gam -COVID-Vac (p = 0 · 0047) e 1372 dopo rAd26-S di Gam-COVID-Vac-Lyo (p = 0 · 0042). Le IgG specifiche della subunità SARS-CoV-2 S1 sono state valutate anche nei giorni 0 e 42 in volontari che hanno ricevuto rAd26-S e rAd5-2 combinati (nella fase 2). Le GMT erano 53 006 con Gam-COVID-Vac e 51 200 con Gam-COVID-Vac-Lyo (p = 0 · 78; appendice p 12). L'analisi degli anticorpi neutralizzanti contro SARS-CoV-2 ha mostrato che solo la somministrazione sia di rAd26-S che di rAd5-2 ha portato alla produzione di anticorpi neutralizzanti nel 100% dei partecipanti (GMT 49 · 25 con Gam-COVID-Vac e 45 · 95 con Gam-COVID-Vac-Lyo al giorno 42), considerando che la somministrazione di solo rAd26-S ha portato a un tasso di sieroconversione del 61,1% (dati combinati per entrambe le formulazioni di vaccino liofilizzato e congelato). Confrontando i dati per le risposte anticorpali a SARS-CoV-2 ai giorni 28 e 42 con i dati per le risposte anticorpali nel plasma di convalescenza ha mostrato che i titoli ELISA post-vaccinazione erano significativamente più alti rispetto ai titoli dopo COVID-19 (per entrambi i giorni 28 e 42, p <0 · 0001), mentre non sono state osservate differenze significative negli anticorpi neutralizzanti (p = 0 · 55;figura 2 ). Abbiamo anche analizzato la correlazione tra i titoli ELISA SARS-CoV-2 RBD e i titoli anticorpali neutralizzanti e abbiamo notato una forte correlazione tra queste variabili ( r = 0,82, IC 95% 0,77-0,86; p <0,0001; appendice p 13).
Quando si analizzano le IgG antigene-specifiche, il tasso di sieroconversione è stato del 100% per entrambe le formulazioni vaccinali nei giorni 28 e 42 dello studio e durante l'analisi delle risposte anticorpali neutralizzanti, la sieroconversione è stata del 100% il giorno 42 dello studio per entrambe le formulazioni di vaccino. I tassi di sieroconversione nei giorni 0, 14, 28 e 42 (nella fase 2) sono presentati nell'appendice (pagg. 8-11). Le statistiche descrittive per le risposte immunitarie umorali sono presentate nell'appendice (pp 8-11).
Le risposte immunitarie cellulari hanno mostrato la formazione di cellule antigene-specifiche di cellule T-helper (CD4 + ) e T-killer (CD8 + ) e un aumento della concentrazione della secrezione di interferone-γ nelle cellule mononucleate del sangue periferico, nel 100% dei volontari ( figura 3 ). Le cellule dei partecipanti vaccinati hanno proliferato in modo significativo in risposta alla glicoproteina S, in particolare il giorno 28. Il numero di partecipanti con risposte proliferative CD4 + e CD8 + all'antigene è mostrato nell'appendice (p 14). Risposte cellulo-mediate sono state rilevate in tutti i partecipanti al giorno 28, con una proliferazione cellulare mediana del 2,5% CD4 + e dell'1,3% CD8 +con la formulazione congelata (Gam-COVID-Vac) e una proliferazione cellulare mediana di 1 · 3% CD4 + e 1 · 1% CD8 + con la formulazione liofilizzata (Gam-COVID-Vac-Lyo). La risposta delle cellule mononucleate è stata valutata nei giorni 0, 14 e 28 mediante secrezione di interferone-γ e riportata come aumento di volte della secrezione in seguito all'esposizione alla glicoproteina S di SARS-CoV-2 ( figura 3 ). Il numero di partecipanti con risposta interferone-γ all'antigene è mostrato nell'appendice (p 15). Le statistiche descrittive per le risposte immunitarie cellulari sono presentate nell'appendice (pagg. 16-21).
Figura 3 Risposta immunitaria cellulo-mediata alla glicoproteina SARS-CoV-2
Per studiare l'effetto della risposta immunitaria preesistente ai vettori adenovirali, sono stati misurati anticorpi neutralizzanti ai vettori ricombinanti in tutti i partecipanti nei giorni 0 e 28 in entrambi gli studi ( figura 4 ). Dopo una iniezione di componenti del vaccino, non solo si forma una risposta immunitaria all'antigene bersaglio, ma si osserva anche una risposta immunitaria ai componenti del vettore del vaccino. Inoltre, è stata eseguita un'analisi di correlazione per confrontare il livello di anticorpi neutralizzanti contro i vettori ricombinanti con il livello di anticorpi antigene-specifici ( appendice p 22). Non è stata osservata alcuna correlazione significativa tra il titolo di anticorpi neutralizzanti contro i vettori virali ricombinanti al giorno 0 e il titolo di IgG specifiche per RBD nei campioni di siero dei partecipanti ai giorni 14, 21 e 28 dall'inizio della vaccinazione nei partecipanti alla fase 1 di ogni studio e nei giorni 14, 21, 28 e 42 dall'inizio della vaccinazione nei partecipanti alla fase 2 di ogni studio. Inoltre, è stata analizzata la formazione di anticorpi neutralizzanti cross-reattivi ai vettori rAd26 e rAd5. La somministrazione di rAd26 non ha aumentato il titolo di anticorpi neutralizzanti a rAd5 il giorno 28 e viceversa, il che indica l'assenza di reattività crociata rispetto ai componenti del vaccino ( figura 4). Pertanto, la presenza di una risposta immunitaria preesistente ai componenti dei vettori vaccinali rAd26 e rAd5 non influisce sul titolo degli anticorpi RBD-specifici nel siero dei partecipanti.
Figura 4 Risposta dell'anticorpo neutralizzante ai vettori rAd26 e rAd5 dopo l'immunizzazione
Questi risultati di due studi in aperto, di fase 1/2 non randomizzati di un vaccino covid-19 eterologo con potenziamento primario basato su vettori adenovirali ricombinanti rAd26-S e rAd5-S mostrano che il vaccino è sicuro, ben tollerato e induce una forte capacità umorale e risposte immunitarie cellulari nel 100% dei partecipanti sani. Tutti gli eventi avversi riportati sono stati per lo più lievi. Le reazioni sistemiche e locali più comuni sono state dolore al sito di iniezione, ipertermia (temperatura corporea 37–38 ° C), cefalea, astenia e dolori muscolari e articolari, tipici dei vaccini basati su vettori virali ricombinanti. Durante lo studio non sono stati riportati eventi avversi gravi. In generale, il profilo degli eventi avversi non differiva da quelli riportati nel lavoro pubblicato per altri vaccini a base di vettore.
L'incidenza di eventi avversi nei nostri studi è stata leggermente inferiore rispetto ad altri lavori; è necessario uno studio clinico comparativo con altri vaccini per confermare questi risultati.
Negli studi preclinici del vaccino (dati non pubblicati), sono state suscitate risposte immunitarie umorali e cellulari robuste in primati non umani, fornendo protezione dall'infezione da SARS-CoV-2. Il vaccino ha mostrato una protezione del 100% in un modello letale di sfida SARS-CoV-2 in criceti immunosoppressi. Non è stato osservato alcun aumento dell'infezione dipendente da anticorpi negli animali vaccinati e sfidati con SARS-CoV-2.
In generale, i titoli degli anticorpi neutralizzanti contro SARS-CoV-2 erano inferiori a quelli riportati negli studi sui vaccini basati su mRNA e ChAdOx1.
Nel nostro studio, abbiamo utilizzato una dose elevata di virus (100 TCID50) e una piccola quantità di siero (50 μL di siero e 50 μL di virus), mentre negli studi su altri vaccini, dosi di 58-70 TCID50 e una quantità maggiore di il siero è stato utilizzato per le analisi.
Nonostante in questo caso i risultati della ricerca non possano essere confrontati tra loro, possiamo fare un confronto tra i titoli degli anticorpi neutralizzanti nei volontari vaccinati e nel plasma convalescente. Abbiamo dimostrato che i volontari che hanno ricevuto il vaccino eterologo rAd26 e rAd5 hanno suscitato lo stesso titolo di anticorpi neutralizzanti SARS-CoV-2 come le persone che si erano riprese da COVID-19.
Secondo i nostri protocolli di studio ( NCT04436471 e NCT04437875 ), la risposta delle cellule T in volontari adulti sani dopo la vaccinazione doveva essere valutata utilizzando due metodi. In primo luogo, misurando le percentuali di proliferazione di cellule CD4 e CD8 T (CD3 + ) in risposta alla rostimolazione antigenica in coltura. In secondo luogo, misurando l'interferone-γ nel terreno di coltura prodotto dalle cellule mononucleate del sangue periferico. L'interferone-γ è una citochina marcatore della risposta cellulare polarizzata T-helper-1 alla vaccinazione,
Comprendiamo che i risultati ottenuti da entrambi i saggi potrebbero caratterizzare indirettamente la risposta T-helper-1. Nella sperimentazione clinica di fase 3, integreremo i nostri metodi di ricerca con maggiore attenzione alla polarizzazione T-helper-1 e T-helper-2.
Il problema principale che può limitare l'uso di vettori basati su adenovirus ricombinanti è l'immunità preesistente diffusa nella popolazione umana. Dopo la vaccinazione con un vettore adenovirale, le risposte immunitarie si formano non solo all'antigene bersaglio ma anche alle proteine del vettore (in particolare in caso di immunità preesistente). Nel nostro studio, nonostante la formazione di anticorpi neutralizzanti contro gli adenovirus ricombinanti dopo la vaccinazione con rAd26 e rAd5, la formazione di una risposta immunitaria umorale all'antigene bersaglio (SARS-CoV-2 glicoproteina S) nei volontari vaccinati non è stata influenzata. Inoltre, gli anticorpi neutralizzanti a rAd26 non hanno neutralizzato l'rAd5 quando sono stati ottenuti e analizzati campioni di siero da volontari vaccinati 28 giorni dopo l'immunizzazione (e viceversa). Pertanto, l'uso di un'immunizzazione eterologa con potenziamento primario, quando rAd26-S viene utilizzato per il priming e rAd5-S viene utilizzato per il boost, è un approccio efficace per suscitare una risposta immunitaria robusta e per superare la risposta immunitaria che si forma ai componenti di un vettore virale. Per una stima più accurata dell'effetto dell'immunità preesistente sulla vaccinazione, il numero di osservazioni dovrebbe essere aumentato e analizzato durante la ricerca futura.
I limiti dei nostri studi includono la breve durata del follow-up (42 giorni), l'inclusione di soli volontari maschi in alcune parti della fase 1, il basso numero di partecipanti (n = 76) e nessun placebo o vaccino di controllo. Nonostante la pianificazione di reclutare volontari sani di età compresa tra 18 e 60 anni, in generale, il nostro studio ha incluso volontari abbastanza giovani. Sono necessarie ulteriori ricerche per valutare il vaccino in diverse popolazioni, inclusi gruppi di età avanzata, individui con condizioni mediche sottostanti e persone in gruppi a rischio. I partecipanti a questi studi di fase 1/2 saranno seguiti fino a 180 giorni dopo l'immunizzazione iniziale.
Abbiamo progettato il vaccino in due formulazioni, congelato (conservazione a –18 ° C) e liofilizzato (conservazione a 2–8 ° C). La forma liofilizzata è stata sviluppata per la somministrazione di vaccini in regioni della Russia difficili da raggiungere e la forma congelata è stata sviluppata per un uso su larga scala. I volumi di produzione in una pandemia saranno fortemente sbilanciati verso il vaccino congelato, poiché la produzione di una forma liofilizzata richiede molto più tempo e risorse.
In conclusione, questi dati mostrano collettivamente che il vaccino eterologo basato su rAd26-S e rAd5-S è sicuro, ben tollerato e non causa eventi avversi gravi in volontari adulti sani. Il vaccino è altamente immunogenico e induce forti risposte immunitarie umorali e cellulari nel 100% dei volontari adulti sani, con titoli anticorpali nei partecipanti vaccinati superiori a quelli nel plasma convalescente. Sono state adottate misure senza precedenti per sviluppare un vaccino COVID-19 in Russia. Sulla base della nostra esperienza nello sviluppo di vaccini contro la malattia da virus Ebola e la MERS, il vaccino COVID-19 è stato sviluppato in breve tempo. Sono stati effettuati studi preclinici e clinici che hanno permesso di approvare provvisoriamente il vaccino ai sensi dell'attuale decreto del governo della Federazione Russa del 3 aprile 2020, n. 441 dell'11 agosto, 2020 (registrazione n. LP-006395 [Gam-COVID-Vac]) e il 26 agosto 2020 (registrazione n. LP-006423 [Gam-COVID-Vac-Lyo]). L'autorizzazione provvisoria richiede uno studio su larga scala, consente la vaccinazione in una popolazione generale autorizzata nel contesto di uno studio di fase 3, consente di utilizzare il vaccino in una popolazione sotto stretta farmacovigilanza e di fornire la vaccinazione dei gruppi a rischio. La sperimentazione clinica di fase 3 è stata approvata dalle autorità competenti nazionali e locali appropriate, incluso il regolatore (Regolamento del Dipartimento di Stato per la distribuzione dei farmaci) e il comitato etico del Ministero della salute della Federazione Russa, il 26 agosto 2020 (approvazione 450 ). La sperimentazione clinica di fase 3 è prevista con il coinvolgimento di 40.000 volontari di diverse età e gruppi di rischio.
Contributori
DYL è il principale ricercatore, ha svolto ricerche e ha coordinato lo studio. IVD e DVS hanno scritto la bozza del rapporto. IVD, NLL, YVS e EAT hanno coordinato lo studio. Dati raccolti da IVD, OVZ, AIT, ASD, DMG, ASE, AVK, AGB, FMI, OP, TAO, IBE, IAF, DIZ, DVV, DNS e ASS. IVD, OVZ, AIT, YVS, EAT, NLL, DAE, NAN e MMS hanno contribuito all'analisi e all'interpretazione dei dati. DYL, DVS, BSN e ALG hanno modificato il rapporto. LFM, EAS, EVK, VFB e SVB hanno svolto ricerche. ALG ha organizzato la ricerca e ha avuto la responsabilità finale della decisione di presentare per la pubblicazione. Tutti gli autori hanno esaminato criticamente il rapporto e approvato la versione finale.
Dichiarazione di interessi
ALG e DYL segnalano i finanziamenti del Ministero della Salute della Federazione Russa. OVZ, TAO, IVD, OP, DVS, DMG, ASD, AIT, DNS, IBE, EAT, AGB, ASE, ASS, SVB, DYL, BSN e ALG riportano in attesa di brevetto (brevetto per l'uso di costrutti vettoriali per l'induzione di immunità a SARS-CoV-2). Tutti gli altri autori non dichiarano interessi in competizione.
Condivisione dei dati
I dati dei singoli partecipanti saranno resi disponibili su richiesta, diretta all'autore corrispondente (DYL). Dopo l'approvazione di una proposta, i dati possono essere condivisi tramite una piattaforma online sicura.
Ringraziamenti
Questa ricerca è stata sostenuta dal Ministero della Salute della Federazione Russa (incarico statale n. 056-00034-20-02, ad ALG e DYL). Ringraziamo i partecipanti allo studio, il personale di ricerca in loco e i membri dei gruppi di gestione dello studio, del comitato direttivo dello studio e del comitato indipendente di monitoraggio dei dati.
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