PROTEIN VACCINE AGAINST NEONATAL GROUP B STREPTOCOCCAL INFECTION Immunization experiments in animals and a serological study in humans

Popular Abstract in Swedish
Grupp B streptokocker (GBS) är den vanligaste orsaken till blodförgiftning, lunginflammation och hjärnhinneinflammation i nyföddhetsperioden. Ungefär en fjärdedel av alla kvinnor är koloniserade (bärare) genitalt av GBS under graviditeten och förlossningen. Hälften av barnen till dessa kvinnor blir smittade av bakterien i samband med födseln, men bara en liten del av de smittade barnen blir sjuka. Ett effektivt vaccin mot GBS-infektion finns ännu inte tillgängligt, men intensiv forskning bedrivs på detta område.

Bakterien omges av en kapsel som är uppbyggd av kolhydrater (sockermolekyler). Kapseln är viktig för bakteriens förmåga att orsaka sjukdom. Studier har visat på ett samband mellan nivåerna i serum av antikroppar mot kapseln och risk för infektion. Vaccinforskningen har därför länge koncentrerats på att få fram ett vaccin baserat på dessa kolhydrater. Det finns emellertid en del nackdelar med att basera ett vaccin på kolhydrater, bl. a. därför att kroppens immunförsvar är sämre på att bilda antikroppar mot sådana molekyler. För att förbättra vaccinets förmåga att framkalla ett bra antikroppssvar, så kan man koppla ihop (konjugera) kolhydraten med ett protein, (bärarprotein) och man får då ett konjugatvaccin.

Baserat på olikheter i kapselns uppbyggnad så indelas GBS i olika serotyper. Det finns sammanlagt nio olika serotyper. Fem av dessa serotyper, Ia, Ib, II, III och V, är mer vanligt förekommande hos nyfödda barn med GBS-infektion. För att ett vaccin baserat på kolhydrater ska kunna ge skydd mot alla dessa stammar måste vaccinet inkludera alla de fem olika kapselkolhydraterna i ett s.k. pentavalent vaccin.

På bakteriens yta finns, förutom kapseln, olika proteiner som troligen också är viktiga för bakteriens förmåga att orsaka infektion. Nästan alla stammar som tillhör serotyperna Ia, Ib, II och III, har antingen protein α eller protein Rib på cellytan. På många av stammarna som tillhör serotyp V finns ett Rib-liknande protein. Studier har visat att passivt överförda kaninantikroppar riktade mot α och Rib skyddar möss mot GBS-infektion.

Det övergripande målet med denna avhandling är att undersöka möjligheterna av att använda protein α och Rib för att utveckla ett humant GBS vaccin.

De två första delarbetena i denna avhandling handlar om experimentell vaccination med protein α och Rib. Proteinerna har renats fram från bakterieodlingar. De renade proteinerna har använts som vaccin på möss och antikroppsnivåer i serum har mätts på mössen. Vaccinerade möss har sedan jämförts med ovaccinerade möss med avseende på skydd mot GBS-infektion. Studierna visade att vaccination med α och Rib gav ett effektivt skydd mot infektion mot de GBS serotyper som har respektive protein på bakterieytan. Delarbete två visade också att det är möjligt att kombinera de båda proteinerna i ett s.k. bivalent vaccin och därmed skydda möss mot GBS-stammar tillhörande serotyperna Ia, Ib, II och III, dvs. majoriteten av de stammar som orsakar infektioner hos nyfödda barn.

I det tredje delabetet undersöktes möjligheten att använda GBS-proteiner i ett s.k. mucosavaccin för att ge upphov till, inte bara antikroppar i serum, utan också lokalt på genitalslemhinnan. Dessa lokala antikroppar skulle kunna förhindra eller reducera bärarskapet av GBS och därmed hindra att barnet exponeras för bakterien och insjuknar i en infektion. Proteiner som används i mucosavaccin måste som regel ges tillsammans med något ämne som stimulerar immunsvaret för att det ska bildas antikroppar. Ett exempel på ett sådant ämne är koleratoxinets B subenhet (CTB). CTB binder till celler på slemhinnans yta, men saknar den sjukdomsalstrande förmåga som är förknippad med koleratoxinets A subenhet.

I studien utvärderades två sorters mucosavaccin; i det ena är Rib blandat med CTB och i det andra är Rib kopplat (konjugerat) med CTB. Vaccinerna applicerades på nässlemhinnan på möss och antikroppssvaret i serum och lokalt i genitalvävnad undersöktes. Båda mucosavaccinerna gav upphov till betydande antikroppsnivåer i serum och det konjugerade vaccinet gav dessutom upphov till lokala antikroppar i genitalvävnad. Dessutom visade försöken att mucosavaccinerna skyddade mössen mot infektion. Pga att möss inte kan bli koloniserade med GBS, så fanns det inte möjlighet att utvärdera betydelsen av de lokala antikroppar som vaccinationen gav upphov till. Det finns dock andra studier, som talar för att lokala antikroppar kan förhindra att bakterier koloniserar slemhinnor.

I det fjärde delarbetet har serumprover samlats in från nyfödda barn med GBS-infektion samt från deras mödrar. Antikroppsnivåer mot protein α och Rib har mätts i serumproverna och jämförts med prover från icke-infekterade barn och deras mödrar. Resultaten visar att det finns ett tydligt samband mellan antikroppsnivåerna mot protein α och Rib i serum från modern och från barnet, vilket visar att sådana antikroppar överförs från modern till barnet under graviditeten. Ett viktigt fynd i studien var att barn som drabbats av en allvarlig infektion med GBS som har protein Rib på bakterieytan har låga nivåer av antikroppar mot GBS-proteiner i serum jämfört med icke-infekterade barn.

Resultaten i de tre första delarbetena ger stöd för att det skulle vara möjligt att utveckla ett GBS-vaccin baserat på protein α och Rib och att ett sådant vaccin skulle kunna medföra skydd mot majoriteten av de GBS-stammar som orsakar infektion hos nyfödda barn. Dessutom visar resultaten från det fjärde delarbetet att låga nivåer av antikroppar mot GBS-proteiner är en riskfaktor för allvarlig GBS-infektion hos nyfödda barn.