Kontroliuojamos žmogaus maliarijos infekcijos (CHMI) rezultatai Kenijos suaugusiems yra susiję su ankstesne maliarijos poveikio istorija ir anti-šizonto antikūnų atsaku

Abstraktus

Fonas:

Asmenys, gyvenantys endeminėse vietovėse, įgyja imunitetą maliarijai po pakartotinio parazitų poveikio. Mes siekėme įvertinti kontroliuojamą žmogaus maliarijos infekcijos (CHMI) modelį kaip priemonę tirti natūraliai įgytą Kenijos suaugusiųjų, turinčių skirtingą maliarijos poveikį, imunitetą.

Ryšys tarp žmogaus maliarijos infekcijos ir imuniteto yra sudėtingas. Maliarija yra infekcinė liga, kurią sukelia parazitas Plasmodium, kuris patenka į organizmą ir užkrečia raudonuosius kraujo kūnelius. Po infekcijos organizmo imuninė sistema inicijuos imuninių reakcijų seriją, kad kovotų su maliarijos parazitu. Tačiau imuninis atsakas gali pakenkti šeimininkui kontroliuojant parazitą. Ir atvirkščiai, imunodeficitas gali sukelti sunkią ir ilgalaikę maliarija užsikrėtimą, o tai gali baigtis net mirtimi.

Viena vertus, žmogaus organizmo imuninis atsakas yra glaudžiai susijęs su maliarijos parazito gyvavimo ciklu. Pradinėje Plasmodium infekcijos stadijoje Plasmodium greitai įsišaknija ir dauginasi, o raudonuosiuose kraujo kūneliuose koncentruojasi ir išsiskiria daug patogenų. Šiuo metu organizmo imuninės ląstelės reaguoja greitai, išskirdamos citokinus, kurie naikina maliarijos parazitą ir kovoja su pradinėmis infekcijos stadijomis. Vystantis Plasmodium infekcijai, imuninių ląstelių kelio profilis tampa sudėtingesnis, sukuriant subtilią pusiausvyrą tarp Plasmodium ir žmogaus šeimininko. Tačiau jei imuninė sistema per daug reaguoja, pacientams gali pasireikšti aukšta temperatūra, šaltkrėtis, nuovargis ir kiti simptomai.

Kita vertus, žmogaus organizmo imuninei funkcijai įtakos turi daug veiksnių. Pavyzdžiui, genetika, mityba, amžius, lytis, infekcijos istorija ir kiti veiksniai gali turėti įtakos asmens imuniniam atsakui. Kai kurie imunodeficito simptomai susilpnina organizmo imuninę funkciją, todėl asmeniui kyla didesnė rizika susirgti maliarija ar kitomis infekcinėmis patologijomis. Šie imuninės sistemos trūkumai gali būti įgimti, pavyzdžiui, specifinių genų mutacijos, arba įgyti, pavyzdžiui, virusinės infekcijos, tokios kaip AIDS.

Taigi ryšys tarp maliarijos infekcijos ir imuniteto žmonėms yra sudėtingas ir reikalauja atsižvelgti į daugelį veiksnių. Užkirsdami kelią maliarijai ir ją gydydami, mokslininkai turi nustatyti ir suprasti imuninio atsako ir Plasmodium infekcijos sąveiką. Matyti, kad reikia stiprinti imunitetą. Cistanche gali sustiprinti imunitetą. Mėsos pelenuose yra įvairių biologiškai aktyvių komponentų, tokių kaip polisacharidai, du grybai, Huang Li ir kt. Šie komponentai gali stimuliuoti įvairias imunines sistemas mėsos ląstelėse, panašiose į ląsteles, padidindami jų imuninį aktyvumą.

Spustelėkite cistanche naudą sveikatai

Metodai:

Išanalizavome duomenis iš 142 Kenijos suaugusiųjų iš trijų vietovių, atspindinčių skirtingas maliarijos endemiškumo sritis (Ahero, Kilif North ir Kilif South), įtrauktų į CHMI tyrimą su Plasmodium falciparum sporozoites NF54 paderme (Sanaria® PfSPZ Challenge). Norint nustatyti in vivo rezultatus, kurie labiausiai atspindėjo natūraliai įgytą imunitetą, parametrai, pagrįsti qPCR matavimais, buvo lyginami su anti-šizonto antikūnų lygiais ir gyvenamąja vieta kaip natūraliai įgyto imuniteto tarpiniais žymenimis.

Rezultatai:

Laikas iki galutinio taško labiau koreliavo su anti-šizonto antikūnais ir buvimo vieta nei kiti parazito parametrai, tokie kaip augimo greitis ar vidutinis parazito tankis. Palyginti su stebimais lauko tyrimais su vaikais, kur 0.8 procentai maliarijos baigties kintamumo buvo paaiškinti anti-šizonto antikūnais, CHMI modelyje dichotomizuoti anti-šizonto antikūnai paaiškino 17 proc. kintamumas.

Išvados:

CHMI modelis yra labai efektyvus tiriant natūraliai įgyto imuniteto maliarijai žymenis. Bandomoji registracija Clinicaltrials.gov numeris NCT02739763. Registruota 2016 m. balandžio 15 d.

Raktiniai žodžiai:

Maliarijos poveikis, kontroliuojama žmogaus maliarijos infekcija, Plasmodium falciparum, anti-šizonto antikūnų atsakas.

Fonas

Plasmodium falciparum maliarija tebėra neatidėliotina pasaulinė sveikatos krizė. Padaryta vilčių teikianti jo kontrolės pažanga

kai kuriose Afrikos srityse [1], tačiau daugelyje sričių panaikinimas neatrodo realus. Dabartinės pagrindinės vakcinos yra pagrįstos cirkumsporozoidiniu baltymu (CSP) ir apsaugo nuo klinikinių P. falciparum ligos pasireiškimų vaikams [2, 3]. Didesnis vakcinos veiksmingumas nuo klinikinių apraiškų gali būti pasiekiamas sukėlus imuninį atsaką prieš antigenus iš nelytinės kraujo stadijos [4]. Bet kurios vienos kandidatės vakcinos klinikinės plėtros kelias yra brangus ir ilgas. Nė viena iš kraujo stadijos vakcinų, kurioms buvo atlikti lauko tyrimai, nepateko į III fazės tyrimus [5, 6]. Poreikis suprasti ir apklausti natūraliai įgytą imunitetą maliarijai yra esminis antigeno atrankos ir vakcinos kūrimo veiksnys. Įprastas būdas yra naudoti imunoepidemiologinius tyrimus maliarijos endeminiuose regionuose, kur imunologiniai atsakai iš vaikų skerspjūvio tyrimų yra susiję su vėlesnių maliarijos epizodų rizika [7–11]. Šio metodo apribojimas buvo priklausomybė nuo nekontroliuojamo natūralaus, bet nevienalyčio maliarijos poveikio [8, 9, 12], taip pat genetiškai skirtingų parazitų [13] poveikio lauke.

Kontroliuojamos žmogaus maliarijos infekcijos (CHMI) tyrimai gali paspartinti antigenų atranką vakcinos kūrimui, kontroliuojant maliarijos poveikį, įskaitant parazitų padermę, taip pat infekcinės dozės lygį. Dėl etinių priežasčių CHMI reikalauja suaugusiųjų savanorių, o ne vaikų. Endeminėse srityse imunitetas įgyjamas su amžiumi, o suaugusieji paprastai turi aukštą imuniteto lygį infekcijos pasekmėms [14]. Nepaisant to, net ir tarp suaugusiųjų imuniteto lygis gali skirtis. Neseniai aprašėme klinikinius CHMI rezultatus ir saugumą Kenijos suaugusiems žmonėms po užsikrėtimo užšaldytais gyvybingais, aseptiniais ir išgrynintais Plasmodium falciparum sporozoitais (PfSPZ Challenge), kai švirkštu buvo sušvirkšta 3200 dozė [15].

Mes parodėme, kad naudojant CHMI šioje populiacijoje, kurią sudaro 142 suaugusieji, kurie anksčiau buvo apšvitę, 26 (18,3 proc.) pasireiškė karščiavimo simptomais ir buvo gydomi; 30 (21,1 proc.) pasiekė 500 ar daugiau parazitų/µl ir buvo gydomi; 53 (37,3 proc.) sirgo parazitemija nepasiekus gydymo slenksčių ir; 33 (23,2 proc.) išliko qPGR neigiami (savanorių pogrupyje kai kurie iš qPCR neigiamų 8–10 dienų po užsikrėtimo turėjo mažą parazitemiją, palyginti su dviem kitais qPGR metodais) [15]. Šie rezultatai atitinka kitus CHMI tyrimus su savanoriais iš endeminių vietovių [16, 17]. Tačiau CHMI rezultatai, kurie yra labiausiai susiję su natūraliai įgytu imunitetu, dar nenustatyti. Be to, suskirstymas į daugiapakopius aprašomuosius rezultatus nepadidina imuniteto koreliatų analitinės galios, todėl analitiniu požiūriu optimalus būtų dvejetainis klasifikavimas arba tęstinis kintamasis.

Todėl šiame tyrime atlikome analizę, naudodami anti-šizonto antikūnų atsakus ir gyvenamąją vietą kaip imuniteto pakaitalus. Mes ištyrėme įvairius parametrus iš parazitų augimo modelių CHMI metu. Tai buvo skirta nustatyti, kurie parametrai buvo glaudžiausiai susiję su šiais dviem imuniteto pakaitalais, ir nustatyti, ar kuris nors iš jų buvo labiau diskriminuojantis šeimininko imunitetą nei standartiniai imunoepidemiologiniai tyrimai, atlikti šioje srityje.

Metodai

Tyrimo planas ir populiacija

Buvo paskelbtas visas protokolas [18] ir saugos bei rezultatų aprašymas [15]. Trumpai, duomenys iš CHMI-SIKA tyrimo, kuris buvo atviras, neaklas ir neatsitiktinis, kai visi savanoriai gavo intraveninę injekciją [tiesioginė venų inokuliacija (DVI)] 3,2 × 103 PfSPZ Challenge PfNF54 padermės dozę (ty užšaldytą, infekcinę). sporozoitai). Siekiant nustatyti parazitų augimą, savanoriai buvo stebimi dėl kraujo parazitemijos taikant kiekybinę polimerazės grandininę reakciją (qPCR). 3,2 × 103 PfSPZ dozė buvo pasirinkta, nes JAV ir ES tyrimuose buvo užkrėsti 100 procentų maliarija nesergančių savanorių, kuriems buvo atlikta CHMI [19, 20]. PfNF54 yra Afrikos kilmės, todėl tikimasi, kad<100% of African volunteers with well-developed naturally acquired immunity will become infected [21].

Vaistų nuo maliarijos koncentracija

Retrospektyviai išmatavome vaistų nuo maliarijos (artemeterio, dihidroartemisinino, sulfadoksino, pirimetamino, chlorokvino, lumefantrino ir dibutillumefantrino) koncentracijas retrospektyviai dieną prieš užkrėtimą (C-1) ir po jo (esant C plius 8) [15] . Išskyrėme tuos, kurių vaisto koncentracija buvo didesnė už mažiausią slopinamąją koncentraciją (MIK) lumefantrinui, bet išlaikėme tuos, kurių koncentracija buvo mažesnė už sulfadoksino MIC (be pirimetamino) ir kurių chlorokvino kiekis buvo nedidelis, kaip aprašyta anksčiau [15].

Anti-šizontinių antikūnų lygis

Plazmos mėginiai buvo tiriami ELISA metodu, siekiant nustatyti žmogaus IgG buvimą prieš šizonto ekstraktą, kaip aprašyta anksčiau [22, 23]. P. falciparum 3D7 padermės parazitai buvo kultivuojami iki šizonto stadijos, kad būtų gautas šizonto ekstraktas. Atliekant ELISA tyrimus, ekstraktas buvo naudojamas padengti didelės absorbcijos plokšteles, esant nustatytai koncentracijai, kuri, naudojant hiperimuninių asmenų plazmą, turi atsakų prisotinimą. Tyrimas buvo pakartotas, jei pasikartojančios atskiro plazmos mėginio optinio tankio (OD) vertės skyrėsi daugiau nei 1,5 koeficiento. Serumo mėginių iš Afrikos regiono, kuriame maliarija yra labai endeminė, telkinys buvo titruotas kiekvienoje plokštelėje ir veikė kaip teigiama kontrolė ir pateikė standartinės kreivės vertes, pagal kurias optinio tankio (OD) rodmenys konvertuojami į koncentracijas (antikūnų vienetai, AU). .

Gyvenamosios vietos vieta

Savanoriai buvo įdarbinti iš skirtingų Kenijos maliarijos endeminių regionų: Ahero Vakarų Kenijoje (vidutinio arba didelio perdavimo regione); Kilif North Kenijos pakrantėje (maliarijos užsikrėtimo mažai arba visai nėra); ir Kilif South (vidutinio perdavimo regionas) [1, 24]. Šioje analizėje savanoriai iš Ahero ir Kilif South buvo sujungti kaip „didelio perdavimo“ intensyvumo gyventojai, o „Kilif North“ buvo laikomi „mažo perdavimo“ intensyvumo gyventojais.

Parazitų aptikimas naudojant qPCR

Parazitų aptikimui veninio kraujo mėginiai buvo renkami du kartus per dieną nuo 8 iki 15 CHMI dienų, o po to vieną kartą per dieną nuo 16 iki 22 CHMI dienos qPCR analizei, nustatant 18 S ribosomų RNR P. falciparum geną [15]. tris kartus TaqMan tyrime, naudojant anksčiau aprašytus pradmenis ir zondus [25]. Ne šabloninė kontrolė buvo naudojama kaip neigiama kontrolė (trijuose šulinėliuose) su parazitų kiekybiniu nustatymu pagal žinomus kultivuotų parazitų standartus, apimančius 6 serijinius ekstrahuotos DNR skiedimus, taip pat paleidžiamus trimis egzemplioriais. Kultivuojami parazitų standartai buvo gaminami 3 skirtingomis partijomis. Atrinkti mėginiai buvo pakartotinai paimti iš kiekvienos CHMI kohortos pagal galutinį standartų rinkinį, įskaitant PSO išorinį kiekybinį kokybės kontrolės mėginį [26].

Statistinė analizė

PGR rezultatai pateikiami kaip geometrinis trijų kartotinių tyrimų vidurkis kiekvienu laiko momentu. Laikas iki gydymo buvo dienų skaičius nuo iššūkio iki gydymo sprendimo priėmimo, nes: a) savanoris pasiekė iš anksto nustatytą 500 falciparum parazitų/ml slenkstį qPCR; (b) jiems pasireiškė karščiavimo simptomai ir gydytojai gydė juos esant mažesniam parazitų tankiui arba (c) jie pasiekė tyrimo pabaigą nepasiekę parazitų tankio slenksčio arba nepasireiškę simptomų. Kiti parametrai rezultatams apibūdinti buvo gauti iš qPGR rezultatų: (i) laikas iki tam tikrų parazitų tankio slenksčių, kai savanoriai, nepasiekę tų slenksčių, buvo apibūdinti kaip trūkstami duomenys; ii) "augimo dienų dalis", kai bet koks nuoseklus parazitų tankio padidėjimas laikomas "auga diena" (tai buvo apskaičiuota iš neapdorotų duomenų, tada taip pat iš išlygintų duomenų, imant slenkamąjį vidurkį per 2 dienas); iii) vidutinis parazitų tankis kaip geometrinis vidurkis, neįskaitant laiko taškų po apdorojimo; iv) didžiausias nepertraukiamo nuoseklaus augimo dienų skaičius; v) augimo gradientas nuo geriausios tiesinės pėdos per laikotarpį, apibrėžtą iv punkte; vi) vidutinis dienų skaičius nuo užkrėtimo parazitų augimo dienomis, kaip apibrėžta ii punkte; (vii) (ii), (iv) ir (v) atvirkščiai; viii) parazitų tankio mažėjimo, o ne augimo dienomis; ix) "sėjimo kultūra", apibrėžiama kaip didžiausias parazitų tankis, pastebėtas nuo 8,5 iki 10 dienų po užkrėtimo; x) "kintamumas", apskaičiuojamas kaip suminė kasdienė parazitų tankio kitimo suma. Kruskal-Wallis testai su keliais palyginimais buvo naudojami lyginant anti-šizontinius antikūnus pagal vietą ir qPCR rezultatą, o Spearman rango koreliacija buvo naudojama koreliacijai tarp anti-šizonto antikūnų, vietos ir qPCR parametrų ištirti.

Išgyvenimo modeliai buvo sukurti naudojant Cox regresiją trimis etapais; a) visų galimų nepriklausomų prognozių vienetinė analizė; ir b) kelių kintamųjų analizę, įskaitant reikšmingas prognozes pagal a punktą; antroji daugiamatė analizė, išlaikanti tik reikšmingus prognozes iš (b). Rezultatų kintamumas, paaiškinamas anti-šizonto antikūnais, buvo apskaičiuotas naudojant pseudo r 2. Norint palyginti CHMI kohortą su ankstesniu vaikų stebėjimo lauko tyrimu [9, 11, 23], antikūnų lygiai buvo suskirstyti į dvi grupes (viršuje ir žemiau). mediana), o vaikų kohortos analizė apsiribojo asimptomiškai infekuota grupe, kur apsauginis anti-šizonto antikūnų poveikis buvo ryškiausias [8, 11, 23].

Rezultatai

Į tyrimą įtrauktų savanorių anti-šizontinių antikūnų atsakai

142 savanorių duomenys buvo įtraukti į analizę, kaip aprašyta anksčiau [15]. Vidutinis savanorių amžius buvo 28 metai (18–45 m.), o 30 procentų buvo moterys. Antikūnų atsakas į šizonto ekstraktą buvo matuojamas visiems savanoriams atrankos metu (1 papildoma byla: S1 pav.). Savanoriai iš Kilif North turėjo žymiai mažiau antikūnų prieš šizoną (896 antikūnų vienetų (AV) mediana, 95 proc. PI nuo 566 iki 1473), palyginti su savanoriais iš Kilif South (mediana 9238 AU, 95 proc. PI nuo 6399 iki 12 324, p.<0.00001) and Ahero (median of 4666 AU, 95% CI 966 to 28,702, p<0.00054) but volunteers from Kilif South and Ahero had similar antibody levels (p=0.085). For further analysis, volunteers from Kilif North (N=34) were considered to be residents of an area of "low transmission" whilst volunteers from Kilif South (N=93) were combined with Ahero volunteers (N=15) and considered to be residents of an area of "high transmission".

qPCR suskirstė rezultatus pagal vietą ir antikūnų atsaką

Anksčiau mes stebėjome keturis skirtingus rezultatus, pagrįstus parazitų augimu, išmatuotu qPCR po CHMI [15], kai parazitų augimas pagal qPCR atitinka maliarijos diagnozavimo slenksčius (didesnis arba lygus 500 parazitų/ml): a) karščiavimas. (ty „gydomas karščiavimas“); b) be karščiavimo, bet pasiekęs tokį parazitų tankį, kurį reikia gydyti (ty „gydomas be karščiavimo“); c) su parazitais, aptiktais atliekant qPGR, bet kai parazitų tankis neatitinka gydymo slenkstinių kriterijų (ty „neapdorotas PGR teigiamas“); arba d) parazitai, nenustatyti atliekant qPGR stebėjimo metu (ty „PGR neigiami“) (2 papildoma byla: S2 pav.). Savanoriai, kurie buvo gydomi karščiavimu, turėjo mažiausią antikūnų prieš šizoną ir mažiausiai tikėtina, kad jie buvo didelio perdavimo zonų gyventojai (1 lentelė, 3 papildoma byla: S3 pav.). „Gydytoje nekarščiuojančioje“ grupėje buvo vidutinis anti-šizonto antikūnų lygis ir vidutinė tikimybė, kad ji bus didelio perdavimo zonos gyventojai. „Neapdorota PGR teigiama“ grupė, o vėliau „PGR neigiama“ grupė turėjo didelį anti-šizonto antikūnų kiekį ir labai tikėtina, kad jie buvo didelio perdavimo zonų gyventojai. Tie, kurių qPCR buvo teigiamas negydytas, galėtų būti toliau tiriami pogrupiuose, suskirstant juos į tuos, kurie buvo teigiami anksti, vėlai arba per visą qPCR stebėjimą. Mes nenustatėme jokių reikšmingų anti-šizonto antikūnų ar gyvenamosios vietos skirtumų šiems papildomiems pogrupiams (5 papildoma byla: S1 lentelė).

qPCR parametrų sąsajos su vieta ir antikūnų atsaku

Mes ištyrėme įvairius parametrus, apibūdinančius qPCR rezultatus kiekvienam savanoriui (2 lentelė). Stipriausios neparametrinės gyvenamosios vietos koreliacijos (ty gyvenamoji vieta esant dideliam arba mažam perdavimo intensyvumui) arba anti-šizontiniams antikūnams buvo laikas, kai buvo pasiekta 250 parazitų/ml slenkstis; laikas gydytis; ir gydymo skirstymas į kategorijas, palyginti su negydymu (2 lentelė). Kiti parametrai, kurie buvo stipriai koreliuojantys su gyvenamąja vieta arba anti-šizontiniais antikūnais, buvo labai kryžminiai koreliaciniai vienas su kitu (4 papildomas failas: S4 pav.) ir mes nenustatėme antro nepriklausomo prognozuotojo, naudojant parametrines analizes, pakoregavus laiką iki gydymas (5 papildoma byla: S2 lentelė). Parametras laikas iki gydymo buvo naudojamas tolesnei analizei, kai buvo naudojamas laikas iki 250 parazitų/ml slenksčio, nes kai kurie savanoriai buvo gydomi mažesniu parazitų tankiu, todėl trūko duomenų apie laiką iki 250 parazitų/ml.

Išgyvenimo analizė

Sukūrėme daugiamatį Cox regresijos modelį nuo laiko iki gydymo, finansuodami tiek anti-šizonto antikūnus, tiek gyvenamąją vietą, kad būtų tvirti nepriklausomi rezultato prognozuotojai (3 lentelė). Parazitų buvimas atrankos metu ir lumefantrino vaisto koncentracijos plazmoje buvo silpnas rezultato prognozuotojas atliekant vienareikšmę analizę (3 lentelė), bet ne atliekant daugiamatę analizę (1 daugiamatis, 3 lentelė). Parazitai atrankos metu ir lumefantrino vaistų koncentracija buvo supainioti dėl gyvenamosios vietos (r=0.20, p=0.016 ir r=0.30, p{11}}.0003). atitinkamai asociacijoms su gyvenamąja vieta). Dalyvavimo tyrime metai (kohortos metai), vaistų nuo maliarijos koncentracija, amžius ir lytis nebuvo reikšmingi rezultatų prognozės. Galutiniame modelyje (2 kintamasis) du nepriklausomi prognozuotojai buvo gyvenamoji vieta (ty esant dideliam ir mažam perdavimui) ir anti-šizonto antikūnų koncentracija, paaiškinanti 35 procentus logistinės regresijos rezultatų kintamumo (3 lentelė ir 1 pav.). 1).

Mes palyginome nuspėjamą anti-šizontinių antikūnų stiprumą CHMI modelyje su ankstesniais kohortiniais tyrimais, pagrįstais natūralia ekspozicija lauke [9, 11, 23], kad nustatytume, ar CHMI modelis pagerins infekcijos koreliacijų tyrimą. Norėdami palyginti modelius, kiekviename tyrime naudojome dichotomizuotus anti-šizonto antikūnų lygius, viršijančius ir žemiau medianos, kad kiekvienoje aplinkoje būtų atliktas dviejų lygių palyginimas, kuris nepriklausė nuo skirtingo antikūnų lygio diapazono. Mes palyginome pseudo R2 logistinės regresijos būdu, kad nustatytų rezultatų kintamumą, paaiškintą antikūnų kiekiais kiekvienoje aplinkoje. CHMI, tikimybės santykis (OR), kad reikės gydymo, remiantis anti-šizonto antikūnų lygiu, viršijančiu medianą, buvo OR=0,12 (95 proc. PI 0.06 iki {{ 26}}.27, p=2×10−7 ) ir paaiškino 17 procentų kintamumo. Anksčiau praneštoje 121 vaiko nuo 1 iki 8 metų grupėje buvo nustatyta, kad iš pradžių buvo teigiamas parazitas, kai analizės įtraukimo kriterijai buvo gyventi tiriamojoje srityje, anti-šizonto antikūnų, viršijančių vidutinį lygį, buvo susijęs su OR{ {23}}.64 (95 proc. PI nuo 0,29 iki 1,4, p=0.26) dėl febrilinės maliarijos, paaiškinantis 0,8 proc. CHMI tyrimo išgyvenamumo diagramos aiškiai skyrė laiką iki gydymo pagal anti-šizontinių antikūnų atsakus (2 pav., kairiajame skydelyje), priešingai nei ne toks aiškus skirtumas, pastebėtas atliekant lauko tyrimus, pagrįstus natūraliu poveikiu (2 pav., dešinėje). skydelis).

Diskusija

Naudojome serijinį qPCR, kad nustatytų rezultatus, labiausiai susijusius su anti-šizontiniais antikūnais ir gyvenamąja vieta (mažas arba didelis perdavimas), kad nustatytų CHMI rezultatus paveiktiems suaugusiems, labiausiai susijusiems su imuniteto pakaitalais. Kaip imuniteto maliarijai pakaitalus naudojome anti-šizontinių antikūnų lygius ir gyvenamąją vietą skirtinguose ankstesniuose maliarijai. Ištyrėme kelis galimus parametrus, pagrįstus qPCR stebėjimu, atliktu CHMI, siekiant nustatyti jų ryšį su anti-šizonto antikūnais ir vieta. Laikas iki gydymo ir laikas iki 250 parazitų/µl buvo stipriai susiję su anti-šizonto antikūnais ir vieta. Mes pirmenybę teikėme gydymui laikui, o ne 250 parazitų/µl laikui, nes pirmasis apėmė visą savanorių duomenų rinkinį ir išvengia galimo trūkstamų duomenų iš savanorių, kurie buvo gydomi nepasiekus 250 parazitų/µl, šališkumo.

Pritaikius gydymo laiką, kitų nepriklausomų anti-šizonto antikūnų ar gyvenamosios vietos prognozių nebuvo. Todėl mes sukūrėme išgyvenamumo analizę, pagrįstą laiku iki gydymo. Gyvenamosios vietos ir anti-šizontinių antikūnų derinys kaip nuolatinis kintamasis paaiškino 35 procentus CHMI gydymo laiko skirtumų. Kadangi ankstesnė gyvenamoji vieta ir anti-šizontiniai antikūnai suteikia tik ribotą informaciją apie tikrąjį šeimininko imuniteto mastą, tai reiškia, kad labai didelę CHMI rezultatų kintamumo dalį lemia šeimininko imunitetas.

Ištyrėme, ar natūraliai įgyto imuniteto CHMI analizė buvo reikšminga pažanga, palyginti su ankstesniais tyrimais, atliktais šioje srityje, remiantis natūraliu maliarijos poveikiu. Suaugusieji turi didesnį imuniteto lygį nei vaikai, o suaugusiesiems, dalyvaujantiems CHMI, naudojami skirtingi galutiniai taškai, palyginti su vaikais lauko stebėjimo tyrimuose, tačiau abiejų šių tyrimų planų tikslas yra apibrėžti galimas imuniteto koreliacijas. Palyginimui naudojome logistinę regresiją su febriline maliarija kaip lauko tyrimų rezultatą, o gydymo kriterijais – kaip CHMI rezultatą. Kaip prognozuojamąjį kintamąjį naudojome anti-šizontinius antikūnus. Antikūnų prieš šizontą lygis buvo didesnis tarp suaugusiųjų nei vaikų, todėl kiekviename tyrime antikūnus suskirstėme į aukštas arba žemas kategorijas pagal vidutinį antikūnų lygį. Čia atliktame stebėjimo tyrime, kuriame dalyvavo vaikų grupė, anti-šizonto antikūnų atsakai paaiškino mažiau nei 1 procentą stebimo kintamumo, tačiau anti-šizonto antikūnai paaiškino 17 procentų CHMI rezultatų kintamumo. Tai nenuostabu, atsižvelgiant į maliarijai skirtingą poveikį lauke [8, 9], o CHMI ekspozicija yra kontroliuojama ir nesiskiria tarp dalyvių.

Ši analizė parodo, kaip koreguojant ir atsižvelgiant į poveikio ir infekcijos nevienalytiškumą, ir atsižvelgiant į tai, kad anti-šizontiniai antikūnai lauko tyrimų metu sudaro nedidelę kintamumo dalį, CHMI suaugusiųjų populiacijoje, kuriai buvo iš anksto apšvitintas. diskriminacinė galia tirti imunitetą dėl praeities poveikio. Be to, atliekant neimuninius CHMI tyrimus, didelė dalis savanorių suserga liga ir juos reikia gydyti esant santykinai žemai parazitemijos slenksčiui (nuo 5 iki 50 parazitų/ml), o mūsų tyrimo metu asmenys dažnai buvo besimptomiai ir be parazitų. daugiausia dėl neimuninių ir pusiau imuninių reakcijų skirtumų [27, 28]. Taigi, išskyrus įgimtus veiksnius, tokius kaip pjautuvinių ląstelių bruožas [17], šis atsparumas anksčiau maliarija paveiktiems asmenims gali būti įgyto adaptyvaus imuniteto, kurį patvirtina anti-šizonto antikūnų atsakai, rezultatas.

Taigi, šios čia pateiktos išvados suteikia unikalią galimybę paspartinti vakcinos antigeno atradimo sritį, naudojant CHMI platformą, apibūdinant ir geriau suprantant imuniteto infekcijai vystymąsi, atsižvelgiant į praeitą maliarijos poveikį. Visapusiška imuniteto parašų arba koreliatų analizė, kaip neseniai buvo atlikta naudojant sisteminius serologijos metodus (tiek kokybinius, tiek kiekybinius antikūnais pagrįstus metodus) [29], žymiai patobulins šią sritį.

Ši analizė, nesiremianti vienu ar dviem rezultato matavimo (PGR) parametrais, ypač atliekant šiuos tyrimus su populiacijomis, turinčiomis skirtingą praeityje užsikrėtusią maliarija, yra pagrįsta. Tradiciškai tyrimai buvo grindžiami parazitų augimo kinetika / greičiu, kaip svarbiu CHMI tyrimų rezultatų matu, įskaitant vakcinos ar vaisto veiksmingumo vertinimą [30]. CHMI tyrimai, kuriuose dalyvavo savanoriai, iki šiol Afrikoje veikiantys įvairiais parazitais, taiko galutinio taško matavimo metodą, daugiausia pagrįstą tirštojo kraujo mikroskopija esant tam tikram diagnozės slenksčiui [17, 22, 31], kad paaiškintų parazitų augimo greitį. Achan ir kt. [16], nepaisant to, kad PGR buvo naudojamas kaip galutinio taško kriterijus, ankstesnių ekspozicijų plotis nebuvo toks pat, kaip čia pateikta. Todėl tyrimams, ypač naudojantiems PGR, svarbu atlikti išsamią patikimiausio parametro, kuris atspindėtų parazitų augimo įvairovę, analizę.

Išvados

Taigi darome išvadą, kad CHMI tyrimai maliarijos endeminėse srityse, naudojant standartizuotą inokuliatą, yra veiksminga platforma ir galingas įrankis, leidžiantis tirti šeimininko imunitetą. Rezultatų kintamumas labiau siejamas su šeimininko imunitetu, o ne su lauko tyrimais, pagrįstais natūraliu poveikiu. Manoma, kad anti-šizontiniai antikūnai nėra mechaniškai susiję su imunitetu, o veikiau kaip ankstesnio poveikio žymeklis. Taigi anti-šizontiniai antikūnai gali būti kryžmiškai koreliuojami su daugeliu kitų galimų imuniteto mechanizmų [22, 23, 32, 33]. Taigi tolesniuose šeimininko imuniteto tyrimuose tikėtume, kad antigenui specifiniai atsakai ir funkciniai antikūnai paaiškins likusį rezultatų kintamumą. Gali būti, kad keli mechaniniai žymenys bus nepriklausomai susieti su rezultatu, o koreguojant asociacijos su kitais poveikio žymenimis susilpnės arba rezultatas bus paaiškintas įvairiais parametrais nepriklausomai. Bet kuriuo atveju tikimasi, kad eksperimentiškai kontroliuojamos sąlygos paliks mažiau nepaaiškinamų pokyčių nei lauke dėl kintamo uodų įkandimų poveikio. Atliekant tolesnę analizę, PGR reikės atlikti imunologinius parametrus, įskaitant, bet tuo neapsiribojant, pavyzdžiui, funkcinius kraujo stadijos imuniteto tyrimus [34, 35] ir baltymų mikrogardelių analizę kraujo stadijos antigenams nustatyti [36]. čia aprašyti parametrai. Tai padės toliau identifikuoti parašus ar imuniteto koreliacijas. Ankstesni imunoepidemiologiniai tyrimai, naudojant stebėjimo kohortas, nustatė keletą imunologinių žymenų, daug stipriau susijusių su imunitetu nei anti-šizonto antikūnai [11], ir dabar šiuos rezultatus galima išbandyti naudojant CHMI metodą maliarijos endeminėse srityse.

Santrumpos

AU: antikūnų vienetas; CHMI: kontroliuojama žmogaus maliarijos infekcija; CHMI-SIKA: kontroliuojama žmogaus maliarijos infekcija pusiau imuniniams Kenijos suaugusiems; DVI: tiesioginė inokuliacija į veną; ELISA: su fermentais susijęs imunosorbentinis tyrimas; qPCR: kiekybinė polimerazės grandininė reakcija; PfSPZ iššūkis: aseptiniai, išgryninti, užšaldyti P. falciparum sporozoitai.

Autorių indėlis

MCK sukūrė tyrimą ir parašė pirmąjį rankraščio juodraštį. MCK ir EO analizavo duomenis. DK atliko molekulinius parazitų aptikimo ir kiekybinio įvertinimo tyrimus. MCK, RK ir JT atliko anti-šizonto antikūnų aptikimo tyrimus. PN ir MH prisidėjo prie duomenų rinkimo. BKLS prisidėjo prie sporozoitų paruošimo ir gamybos. MCK sumanė tyrimą ir vadovavo tyrimo grupei. Visi autoriai prisidėjo prie analizių interpretavimo ir rankraščio projekto patikslinimo. Visi autoriai perskaitė ir patvirtino galutinį rankraštį.

Finansavimas

Šis darbas buvo paremtas „Wellcome Trust“ dotacija (subsidijos numeris 107499). Finansuotojas neatliko jokio vaidmens rengiant tyrimą, renkant duomenis, analizuojant ir interpretuojant ar rašant rankraštį.

Duomenų ir medžiagų prieinamumas

Nustačius savanorių tapatybę, duomenys bus prieinami, įskaitant duomenų žodynus. Duomenys bus prieinami tyrėjams, kurie pateiks užklausas adresu dgc@kemri-wellcome.org, kad gautų prieigą prie duomenų po pasirašytos duomenų prieigos sutarties. Tyrimo protokolas, informuoto sutikimo formos ir visi kiti susiję dokumentai buvo paskelbti anksčiau.

Deklaracijos

Etikos patvirtinimas ir sutikimas dalyvauti

Tyrimas buvo atliktas KEMRI Wellcome Trust tyrimų programoje Kilif mieste, Kenijoje ir gavo etinį KEMRI mokslinės ir etikos apžvalgos skyriaus (KEMRI//SERU/CGMR-C/029/3190) ir Oksfordo universiteto atogrąžų tyrimų etikos komiteto patvirtinimą. (OxTREC 2-16). Tyrimas buvo užregistruotas ClinicalTrials.gov (NCT02739763), atliktas remiantis gera klinikine praktika (GCP) ir pagal Helsinkio deklaracijos principus. Visų tyrimo savanorių sutikimas dalyvauti tyrime buvo duotas raštišku sutikimu.

Sutikimas publikuoti

Netaikoma.

Konkuruojantys interesai

BKLS yra samdomas, visą darbo dieną dirbantis „Sanaria Inc.“, „Sanaria PfSPZ Challenge“ gamintojo, darbuotojas. Taigi visi su Sanaria Inc. susiję autoriai gali kilti interesų konfliktų. Visi kiti autoriai nedeklaruoja jokių konkuruojančių interesų.

Išsami informacija apie autorių

1 Geografinės medicinos tyrimų centras (Krantas), Kenijos medicinos tyrimų institutas-Wellcome Trust tyrimų programa, PO Box 230, Kilif 80108, Kenija. 2 Atogrąžų medicinos ir pasaulinės sveikatos centras, Nuffieldo medicinos departamentas, Oksfordo universitetas, Oksfordas OX3 7LG, JK. 3 Sanaria Inc., Rokvilis, MD 20850, JAV.

Nuorodos

1. Kamau A, Mogeni P, Okiro EA, Snow RW, Bejon P. Nuo 2000 m. Afrikoje į pietus nuo Sacharos besikeičiančios maliarijos ligų naštos sisteminė apžvalga: modelio prognozių ir empirinių stebėjimų palyginimas. BMC Med. 2020;18:1–11.

2. Agnandji ST, Lell B, Soulanoudjingar SS, Fernandes JF, Abossolo BP, Conzelmann C ir kt. Pirmieji 3 fazės RTS, S/AS01 maliarijos vakcinos Afrikos vaikams tyrimo rezultatai. N Engl J Med. 2011;365:1863–75.

3. Datoo MS, Natama MH, Somé A, Traoré O, Rouamba T, Bellamy D ir kt. Mažos dozės kandidatinės maliarijos vakcinos R21 veiksmingumas adjuvante MatrixM, sezoniškai skiriamas vaikams Burkina Fase: atsitiktinių imčių kontroliuojamas tyrimas. Lancetas. 2021;397:1809–18. https://doi.org/10.1016/S0140- 6736(21)00943-0.

4. Dufy PE, Patrick Gorres J. Vakcinos nuo maliarijos nuo 2000 m.: pažanga, prioritetai, produktai. npj vakcinos. 2020;5:1–9.

5. Ogutu BR, Apollo OJ, McKinney D, Okoth W, Siangla J, Dubovsky F ir kt. Kraujo stadijos maliarijos vakcina, sukelianti didelę antigenui specifinių antikūnų koncentraciją, nesuteikia jokios apsaugos mažiems vaikams Vakarų Kenijoje. PLoS ONE. 2009;4:e4708. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0004708.

6. Thera MA, Doumbo OK, Coulibaly D, Laurens MB, Ouattara A, Kone AK ir kt. Lauko bandymas, skirtas įvertinti kraujo stadijos maliarijos vakciną. N Engl J Med. 2011;365:1004–13. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1008115.

7. Fowkes FJI, Richards JS, Simpson JA, Beeson JG. Ryšys tarp anti-merozoitinių antikūnų ir Plasmodium falciparum maliarijos paplitimo: sisteminė apžvalga ir metaanalizė. PLoS Med. 2010;7:e1000218. https://doi.org/10.1371/journal.pmed.1000218.

8. Ndungu FM, Marsh K, Fegan G, Wambua J, Nyangweso G, Ogada E ir kt. Vaikų, sergančių per daug maliarijos epizodų, nustatymas, pritaikius ekspozicijos pokyčius: identifikavimas iš išilginio tyrimo naudojant statistinius skaičiavimo modelius. BMC Med. 2015;13:1–8.

9. Bejon P, Warimwe G, Mackintosh CL, Mackinnon MJ, Kinyanjui SM, Musyoki JN ir kt. Vaikų imuniteto karščiuojančiai maliarijai analizė, išskirianti imunitetą nuo poveikio trūkumo. Užkrėsti imuninę sistemą. 2009;77:1917–23. https://doi.org/10.1128/IAI.{7}}.

10. Beeson JG, Osier FH, Engwerda CR. Naujausios įžvalgos apie humoralinį ir ląstelinį imuninį atsaką prieš maliariją. Tendencijos Parasitol. 2008;24:578–548. https://doi.org/10.1016/j.pt.2008.08.008.

11. Osier FH, Mackinnon MJ, Crosnier C, Fegan G, Kamuyu G, Wanaguru M ir kt. Maliarija: nauji antigenai, skirti daugiakomponentei kraujo stadijos maliarijos vakcinai. Sci Transl Med. 2014;6:247ra102. https://doi.org/10.1126/scitr anslmed.3008705.

12. Drakeley CJ, Corran PH, Coleman PG, Tongren JE, McDonald SLR, Carneiro I ir kt. Vidutinės ir ilgalaikės maliarijos plitimo tendencijų įvertinimas naudojant serologinius maliarijos poveikio žymenis. Proc Natl Acad Sci USA. 2005;102:5108–13. https://doi.org/10.1073/pnas.0408725102.

13. Manske M, Miotto O, Campino S, Auburn S, Almagro-Garcia J, Maslen G ir kt. Plasmodium falciparum įvairovės analizė natūraliose infekcijose taikant gilų seką. Gamta. 2012;487:375–9. https://doi.org/10.1038/natur e11174.

14. Kamau A, Mtanje G, Mataza C, Mwambingu G, Mturi N, Mohammed S ir kt. Maliarijos infekcija, ligos ir mirtingumas tarp vaikų ir suaugusiųjų Kenijos pakrantėje. Malar J. 2020;19:210. https://doi.org/10.1186/ s12936-020-03286-6.

15. Kapulu MC, Njuguna P, Hamaluba M, Kimani D, Ngoi JM, Musembi J ir kt. Saugumas ir PGR stebėjimas 161 pusiau imuniniam Kenijos suaugusiajam po kontroliuojamos žmogaus maliarijos infekcijos. JCI įžvalga. 2021. https://doi.org/10. 1172/jci.insight.146443.

16. Achan J, Reuling I, Yap XZ, ​​Dabira E, Ahmad A, Cox M ir kt. Serologiniai ankstesnio maliarijos poveikio žymenys ir funkciniai antikūnai, slopinantys parazitų augimą, yra susiję su parazitų kinetika po Plasmodium falciparum kontroliuojamos žmogaus infekcijos. Clin Infect Dis. 2019 m. https://doi.org/10.1093/cid/ciz740.

17. Lell B, Mordmuller B, Dejon Agobe JC, Honkpehedji J, Zinsou J, Mengue JB ir kt. Pjautuvo ląstelių bruožo ir natūraliai įgyto imuniteto įtaka nekomplikuotai maliarijai po kontroliuojamos žmogaus maliarijos infekcijos suaugusiems Gabone. Am J Trop Med Hyg. 2017. https://doi.org/10.4269/ajtmh. 17-0343.

18. Kapulu MCMC, Njuguna P, Hamaluba MMM, Abdi AIAI, Abebe Y, Audi A ir kt. Kontroliuojama žmogaus maliarijos infekcija pusiau imuniniams Kenijos suaugusiems (Chmi-sika): tyrimo protokolas, skirtas plazmodium falciparum maliarijos parazito augimui in vivo tirti, atsižvelgiant į jau esamą imunitetą [2 versija; tarpusavio peržiūra: 2 patvirtintos]. „Welcome Open Res. 2019; 3:155.

19. Gómez-Pérez GP, Legarda A, Muñoz J, Sim BKL, Ballester MR, Dobaño C ir kt. Kontroliuojama žmogaus maliarijos infekcija, skiepijant į raumenis ir tiesiogine venine krioprezervuotų Plasmodium falciparum sporozoitų inokuliacija maliarija nesirgusiems savanoriams: injekcijos tūrio ir dozės poveikis užkrečiamumo greičiui. Malar J. 2015;14:306. https://doi.org/10.1186/ s12936-015-0817-x.

20. Mordmuller B, Supan C, Sim KL, Gomez-Perez GP, Ospina Salazar CL, Held J ir kt. Tiesioginė Plasmodium falciparum sporozoitų inokuliacija į veną kontroliuojamai žmogaus maliarijos infekcijai: dozės nustatymo tyrimas dviejuose centruose. Malar J. 2015;14:117. https://doi.org/10.1186/s12936-015-0628-0.

For more information:1950477648nn@gmail.com