Norovirus-Impfstoffkandidat induziert mukosale Immunität

Noroviren (NV) sind weltweit eine der Hauptursachen für Epidemien und sporadische Fälle von akuter Gastroenteritis (AGE, Magen-Darm-Infekt). Die Viren sind hochansteckend und werden über den fäkal-oralen Weg, aber auch durch aerosolisierte Viren aus Erbrochenem von Mensch zu Mensch übertragen. Einen zugelassenen Impfstoff gibt es derzeit nicht.

Im vergangenen Monat berichteten Forschende um Dr. Becca A. Flitter vom Unternehmen Vaxart Inc., South San Francisco, USA im Fachjournal »Science Translational Medicine« über eine Phase-Ib-Studie zur Sicherheit und Immunogenität eines neuartigen, oral verabreichten Norovirus-Impfstoffs (VXA-G1.1-NN) bei älteren Erwachsenen im Alter von 55 bis 80 Jahren.

VXA-G1.1-NN basiert auf einem nicht replizierenden Adenovirus-5-Vektor, der das Hauptkapsidprotein VP1 des Norovirus-Stamms GI.1 exprimiert. Die Formulierung erfolgt als magensaftresistente Tablette, die den Vektor gezielt im Ileum, einem Teil des Dünndarms, freisetzt.

In dieser randomisierten, doppelblinden, placebokontrollierten Phase-Ib-Studie wurden 65 Probanden an drei US-amerikanischen Studienzentren in drei Dosiskohorten (1×10¹⁰, 3×10¹⁰ und 1×10¹¹ Infektionseinheiten) zweimal im Abstand von 28 Tagen immunisiert. Die Vakzine wurde in allen Gruppen gut vertragen. Schwerwiegende Nebenwirkungen traten nicht auf. Die häufigsten Beschwerden waren mild und umfassten Müdigkeit und Kopfschmerzen.

Der Impfstoff induzierte robuste dosisabhängige Serumantworten sowohl von IgG- als auch von IgA-Antikörpern gegen das VP1-Antigen. Die Antikörperspiegel blieben über 210 Tage signifikant über dem Ausgangswert. Die neutralisierende Aktivität gegen VP1 zeigte ebenfalls einen dosisabhängigen Anstieg, wobei die IgA-Antikörper einen größeren funktionellen Beitrag zur Blockade-Aktivität lieferten.

In der Hochdosisgruppe wurden nicht nur VP1-spezifische IgA-produzierende antikörpersekretorische Zellen, sondern auch T-Zell-Antworten gegen das Antigen beobachtet. CD4⁺- und CD8⁺-T-Zellen exprimierten vermehrt den α4β7-Homing-Marker, was auf eine mukosale Immunaktivierung hindeutet – ein zentraler Mechanismus für antivirale Immunität und für das Isotypen-Switching.

Ein zentrales Ergebnis war, dass durch die Impfung langlebige IgA-Antikörper in Speichel und Nasenschleimhaut gebildet wurden. Besonders in der Hochdosisgruppe zeigte sich schon 29 Tage nach der ersten Impfung ein deutlicher Anstieg der VP1-spezifischen IgA-Werte – etwa 7-fach im Speichel und über 9-fach in der Nase. Diese Antikörperantwort hing mit der Anzahl an IgA-produzierenden Zellen im Blut zusammen. Das ist wichtig, weil solche IgA-Antikörper in den Schleimhäuten als Surrogatmarker für einen Infektionsschutz gelten.

Aktuell wurden jetzt ebenfalls von dem Team um Flitter die Daten einer Phase-II-Studie zu dem selben Impfstoff im Fachjournal »Science Translational Medicine« publiziert. Für diese Studie rekrutierte und randomisierte das Forscherteam insgesamt 165 gesunde Erwachsene im Alter von 18 bis 49 Jahren. 86 Probanden erhielten die VXA-G1.1-NN-Vakzine, 79 ein Placebo. Am Tag 28 nach der oralen Immunisierung wurden die Probanden mit einer standardisierten Dosis von Norovirus GI.1 kontrolliert infiziert. Die primären Endpunkte der Studie umfassten Infektionsraten, Immunantworten (Serum und mukosal), Virus-Ausscheidung sowie die Sicherheit.

Die Impfung reduzierte die Rate der qPCR-bestätigten Norovirus-Infektionen signifikant um 30 Prozent im Vergleich zur Placebogruppe. Die Rate der klinischen Gastroenteritiden war zwar ebenfalls reduziert, jedoch erreichte diese nicht ein Signifikanzniveau. Signifikant hingegen war eine reduzierte Viruslast im Stuhl und im Erbrochenem, insbesondere an den Tagen 2 bis 8 nach Exposition.

Immunologisch zeigten sich wie in der ersten Studie deutliche Erhöhungen von VP1-spezifischen IgA- und IgG-Antikörpern im Serum. Ebenfalls war die Konzentration an funktionell neutralisierenden Antikörpern erhöht. Zusätzlich stimulierte der VXA-G1.1-NN-Impfsstoffkandidat die mukosale IgA-Antwort im Speichel, in der Nasenschleimhautflüssigkeit und in der Fäzes.

Diese Studien liefern den bislang umfassendsten Nachweis, dass ein oraler Norovirus-Impfstoff sowohl eine systemische und als auch eine mukosale Immunität induzieren kann und dabei gleichzeitig die Viruslast und das Übertragungspotenzial senkt. Insbesondere die Wahl eines oralen im Gegensatz zu einem parenteralen Impfstoff scheint entscheidend für die Effektivität gegen Noroviren zu sein. Wie die Autoren mitteilen, befindet sich ein bivalenter Nachfolgeimpfstoff, der sowohl GI.1- als auch GII.4-Stämme abdeckt, bereits in klinischer Entwicklung.

Aber auch an herkömmlichen, injizierbaren Impfstoffkandidaten wird gearbeitet und diese sind zum Teil schon weiter in der Entwicklung. So ist zu dem mRNA-basierten Impfstoff mRNA-1403 von Moderna bereits eine Phase-III -Studie gestartet, die bis Mitte 2027 laufen soll.  Bei mRNA-1403 handelt es sich um einen trivalenten Impfstoff, der Boten-RNA enthält, die für virusähnliche Partikel (VLP) codiert. Das Pharmaunternehmen Hillevax mit Hauptsitz in Boston, USA, entwickelt HIL-214, einen bivalenten Norovirus-Impfstoff mit VLP gegen die Stämme  GI.1 und GII.4, der schon in Phase-II-Studien geprüft wurde.