Maßgeschneiderte Impfstoffe könnten fast halbieren raten von schweren bakteriellen Erkrankung

Neue Forschung hat gefunden, dass die raten von Krankheiten, die durch das Bakterium Streptococcus pneumoniae könnte erheblich verringert werden indem wir unsere Herangehensweise an die Impfung. Forscher vom Wellcome Sanger Institute, Simon Fraser University in Kanada und dem Imperial College London kombinierte genomische Daten, Modelle der bakteriellen evolution und predictive modelling zu ermitteln, wie Impfstoffe könnten optimiert werden, für bestimmte Altersgruppen, geographische Regionen und Gemeinschaften von Bakterien.

Die Studie, heute veröffentlicht in der Natur Mikrobiologie, simuliert die Leistung von Impfstoffen, die im Laufe der Zeit zu beurteilen, das Risiko der Impfung-gezielte Stämme ersetzt durch andere potenziell gefährliche Stämme. Durch diese vorausschauende Modellierung Ansatz, der die Forscher neue Impfstoff-designs, die helfen könnten, die Allgemeinen Tarife der Krankheit.

S. pneumoniae ist oft zu finden auf der Rückseite der Nasenhöhle, wo es ist in der Regel harmlos. Aber wenn es wandert in andere Teile des Körpers, kann es zu schweren bakteriellen Infektionen wie Pneumonie, sepsis und meningitis—zusammen bekannt als invasive Pneumokokken-Erkrankungen (IPD). IPD wurde geschätzt, verursachen rund 1,6 Millionen Todesfälle pro Jahr weltweit vor der Einführung der weit verbreiteten Impfung, mit höheren raten von Krankheiten in vielen low – oder middle – income-Ländern. Kleinkinder und ältere Menschen sind am meisten gefährdet.

Impfstoffe gegen Pneumokokken verhindert haben Millionen von Infektionen. Aber wie viele Bakterien S. pneumoniae ist schwierig, den Gegner mit Impfstoffen, weil die Infektion kann verursacht werden durch verschiedene Serotypen. Jeder Teil eines Impfstoffes in der Regel schützt vor einem einzigen Serotyp, mit den komplexesten Pneumokokken-Konjugat-Impfstoff (PCV13) targeting 13 Serotypen.

Denn es gibt etwa 100 S. pneumoniae-Serotypen in der ganzen Welt, der Wirksamkeit von Impfstoffen zwischen den Ländern variiert je nachdem, welche Serotypen vorhanden sind. Wenn Serotypen aus dem Verkehr gezogen, die durch einen bestimmten Impfstoff, andere Serotypen von S. pneumoniae Anlass zu nehmen, Ihren Platz.

In dieser Studie, Forscher am Wellcome Sanger Institute, Simon Fraser University und dem Imperial College London optimiert, ein computer-Modell zu approximieren, die Wirkung von Impfstoffen auf verschiedene Serotyp-Kombinationen. Analyse der Wirksamkeit von Impfstoffen wurde dann durchgeführt, auf S. pneumoniae genomische Daten aus Massachusetts, USA, und die Maela refugee camp in Thailand.

Die Komplexität von S. pneumoniae Impfstoffe bedeutet, viele designs sind möglich, mit jeweils unterschiedlichen Auswirkungen auf die Krankheit. In Maela, zum Beispiel, das Vorhandensein von 64 S. pneumoniae-Serotypen bedeutet, dass rund 100 Billionen Impfstoff-designs sind möglich. Aber es würde zu 19.000 Jahren zu simulieren, die Sie alle, wobei die meisten sub-optimal. Die Forscher entwickelten eine effizientere Methode, die es möglich zu identifizieren, die am besten geeigneten Entwürfe aus den Billionen von Möglichkeiten.

Das team entdeckte, dass die raten der Säuglings-IPD in Maela könnte tatsächlich reduziert werden durch weglassen von Komponenten von der PCV13-Impfstoff zu halten, die bestimmte Serotypen im Ort, die Beseitigung der Möglichkeit von deren Ersatz durch hoch-invasiven Serotypen. In Massachusetts, ein Impfstoff targeting-20 Serotypen wurde gefunden, wirksamer zu sein als die aktuelle PCV13.

Die Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit für Impfstoff-Programme werden abgestimmt auf bestimmte Gemeinschaften von Bakterien und überlegungen zu Impfung in den verschiedenen Altersgruppen.

Dr. Nikolaus Coucher, des MRC-Zentrum für Globale Ansteckende Krankheit-Analyse, Imperial College London, sagte: „Unsere Forschung zeigt, dass der beste Impfstoff-designs hängt stark mit der Bakterienstämme vorhanden in der Bevölkerung, die erheblich variieren zwischen den Ländern. Der beste Impfstoff-designs hängt auch von der Altersgruppe der Impfung. Diese Vorstellungen werden entscheidend für die Anwendung der Erkenntnisse aus der Einführung von Impfstoffen in den high-income-Länder zur Bekämpfung der Krankheit, wo die Belastung am höchsten ist.“

Die Impfung von Säuglingen wirkt sich auch auf den IPD bei Erwachsenen. Allerdings, trends in IPD können unterscheiden zwischen Säuglingen und älteren Menschen in dem gleichen Land, wie jüngst gesehen in Großbritannien. In vielen Orten, ältere Erwachsene erhalten bereits ein S. pneumoniae-Impfstoff, die entwickelt wurde, bevor der Säugling-Impfung. Die Studie fand auch, dass Krankheiten bei Erwachsenen bewertet werden könnte, reduziert um fast 50 Prozent durch die Neugestaltung der Erwachsenen-Impfstoffe komplementär zu denen der Verabreichung an Säuglinge und Kleinkinder.

Professor Caroline Colijn, der Simon Fraser University und dem Wellcome Sanger Institute, sagte: „Dieser Ansatz zur Optimierung von Impfstoffen helfen, um die Adresse mehrere Probleme, wie die invasive Erkrankungen bei Säuglingen oder Erwachsenen und Minimierung von Antibiotika-Resistenzen in der post-Impfstoff Bevölkerung. Solch ein Ansatz ermöglicht auch die public health Politik zur Bewertung der wahrscheinlichen Wirksamkeit der vorhandenen Impfstoffe für eine lokale Bevölkerung, basierend auf genomischen surveillance-Daten.“

Die Ergebnisse decken sich mit wachsenden alarm auf die Gefahr von antimikrobiellen Resistenzen (AMR), um gängige Medikamente. S. pneumoniae-Infektionen sind irgendwann gegen mehrere Antibiotika resistent sind und haben, hervorgehoben worden als vorrangige Bedrohung, die von der WHO. Diese Studie markiert, wie Impfstoffe können entwickelt werden, um die Chancen, dass eine person, die S. pneumoniae wäre, die beständig gegen gängige Behandlungen.