Эффективность и иммуногенность гетерологичной векторной rAd26 и rAd5 прайм-буст вакцины против COVID-19 в двух лекарственных формах: два открытых нерандомизированных исследования 1/2 фазы из России

Оригинал: The Lancet

Автор: Denis Y Logunov et al.

Опубликовано: 04 сентября 2020, The Lancet

Перевод: Снежанна Генинг, Фонд «Не напрасно»

Резюме

Актуальность

Мы разработали гетерологичную вакцину против COVID-19, состоящую из двух компонентов: вектора рекомбинантного аденовируса типа 26 (rAd26) и вектора рекомбинантного аденовируса типа 5 (rAd5) — оба несут ген спайк гликопротеина (rAd26-S и rAd5-S) SARS-CoV-2. Целью исследования было оценить безопасность и иммуногенность двух лекарственных форм (замороженной и лиофилизированной) вакцины.

Методы

Мы провели два открытых нерандомизированных исследования фазы 1/2 в двух больницах в России. В оба исследования включали здоровых взрослых добровольцев (мужчин и женщин) в возрасте 18–60 лет. В первой фазе каждого исследования в день 0 вводили внутримышечно либо одну дозу rAd26-S, либо одну дозу rAd5-S, и оценивали безопасность двух компонентов в течение 28 дней. На 2 этапе исследования, который начинался не ранее, чем через 5 дней после вакцинации в фазе 1, мы вводили внутримышечно прайм-буст-вакцину: rAd26-S в день 0, а rAd5-S в день 21. Первичными конечными точками были антиген-специфический гуморальный иммунитет (SARS-CoV-2-специфические антитела, определяемые ИФА, в дни 0, 14, 21, 28 и 42) и безопасность (количество участников с нежелательными явлениями на протяжении всего исследования). Вторичными конечными точками были антиген-специфический клеточный иммунитет (Т-клеточные ответы и концентрация интерферона-γ) и изменение концентрации нейтрализующих антител (обнаруженное с помощью анализа нейтрализации SARS-CoV-2). Испытания зарегистрированы на ClinicalTrials.gov, NCT04436471 и NCT04437875.

Результаты

В период с 18 июня по 3 августа 2020 г. мы включили 76 участников в два исследования (по 38 в каждом исследовании). Девять добровольцев получали rAd26-S в фазе 1, девять получали rAd5-S в фазе 1 и 20 получали rAd26-S и rAd5-S в фазе 2. Обе вакцины были безопасными и хорошо переносились. Наиболее частыми побочными эффектами были боль в месте инъекции (44 [58%]), гипертермия (38 [50%]), головная боль (32 [42%]), астения (21 [28%]), а также боль в мышцах и суставах (18 [24%]). Большинство нежелательных явлений были умеренными, серьезных нежелательных явлений обнаружено не было. У всех участников выработались антитела к гликопротеину SARS-CoV-2. На 42 день титры специфических IgG к рецептор-связывающему домену составляли 14 703 для замороженной формы и 11 143 для лиофилизированной; нейтрализующие антитела составляли 49.25 для замороженной формы и 45.95 для лиофилизированной, с уровнем сероконверсии 100%. Клеточно-опосредованный ответ был обнаружен у всех участников на 28 день, при этом медиана пролиферации клеток составляла 2,5% CD4+ и 1,3% CD8+ с замороженной формой, и 1–3% CD4+ и 1–1% CD8+ с лиофилизированной формой.

Выводы

Гетерологичная вакцина COVID-19 на основе векторов rAd26 и rAd5 имеет хороший профиль безопасности и индуцировала сильный гуморальный и клеточный иммунный ответ у участников. Необходимы дальнейшие исследования эффективности вакцины.

Финансирование

Министерство здравоохранения Российской Федерации.

Введение

COVID-19 был впервые зарегистрирован в Ухане, Китай, в конце декабря 2019 года [1]. Инфекция вызывает острое респираторное заболевание, степень тяжести которого варьируется от легкой до тяжелой, в некоторых случаях со смертельным исходом; многие случаи протекают бессимптомно. С конца января 2020 года случаи COVID-19 зарегистрированы более чем в 200 странах мира. 11 марта 2020 года ВОЗ охарактеризовала распространение COVID-19 как пандемию [2].Возбудитель COVID-19 — бета-коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2). SARS-CoV-2 может передаваться разными путями, основной путь передачи — контакт с инфицированными людьми (например, с выделениями, особенно воздушно-капельным путем) [3].По состоянию на 15 августа 2020 года было зарегистрировано более 21 миллиона лабораторно подтвержденных случаев инфекции SARS-CoV-2 и более 750000 случаев смерти. [1].

Исследование в контексте: более ранние данные

Чтобы найти информацию о вакцинах-кандидатах против COVID-19 на основе аденовирусов, которые проходят клинические испытания, мы провели поиск на ClinicalTrials.gov и PubMed до 13 августа 2020 г. по терминам «COVID-19» ИЛИ «SARS-CoV-2» И «вакцина» И «клиническое испытание» без ограничений по дате или языку публикации. По данным ВОЗ, на 13 августа 2020 года 29 вакцин-кандидатов против белков SARS-CoV-2 на различных платформах (векторные, ДНК, мРНК, инактивированные и т. д.), проходили клинические испытания. Вакцины на основе рекомбинантных вирусных векторов многообещающие с точки зрения профилактики COVID-19, поскольку индуцируют гуморальный и клеточный иммунные ответы и могут обеспечить защитный иммунитет после одной или двух доз. В клинических испытаниях были протестированы несколько вакцин-кандидатов против COVID-19, в том числе векторная вакцина на основе аденовируса типа 5 (Ad5) (CanSino Biological / Пекинский институт биотехнологии, Китай), векторная вакцина на основе Ad26 (Johnson & Johnson, США) и вакцина, содержащая вектор аденовируса обезьян (AstraZeneca, Оксфордский университет, Великобритания). Поскольку бустерная вакцинация необходима для формирования более мощного иммунного ответа, эффективность такой вакцинации может быть снижена при использовании гомологичного вектора (из-за формирования иммунного ответа не только на целевой антиген, но и на компоненты вектора после первичной вакцинации).

Вклад данного исследования

Мы разработали вакцину COVID-19 с двумя разными аденовирусными векторами (рекомбинантным Ad26 [rAd26] и рекомбинантным Ad5 [rAd5]), оба несли ген спайк-гликопротеина SARS-CoV-2 (rAd26-S и rAd5-S), и применили режим прайм-буст. Мы провели два открытых нерандомизированных испытания фазы 1/2 для двух форм (замороженной и лиофилизированной) вакцины на здоровых взрослых добровольцах. Безопасность двух отдельных компонентов вакцины (rAd26-S и rAd5-S) была подтверждена на этапе 1. Оба компонента затем вводили в первичной буст-вакцинации на 2 этапе с тестированием на безопасность и иммуногенность. Вакцина хорошо переносилась и вызвала гуморальный и клеточный иммунный ответ у здоровых взрослых. Ответные IgG были выявлены у всех участников, при этом средние геометрические титры были значительно выше, чем у людей, выздоровевших от COVID-19. Титры антител к гликопротеину SARS-CoV-2 и нейтрализующих антител значительно увеличились на 14-й день и продолжали расти в течение всего периода наблюдения. Специфические Т-клеточные ответы достигли пика на 28 день после вакцинации.

Обобщение существующего массива данных

Наши результаты показывают, что вакцина COVID-19 на основе гетерологичных векторов rAd26 и rAd5 безопасна и иммуногенна для здоровых взрослых. Необходимы дальнейшие исследования эффективности этой вакцины.

Из-за быстрого глобального распространения инфекции SARS-CoV-2 и высокого уровня смертности разработка вакцины — экстренная задача. Вакцинация ограничит распространение COVID-19 и снизит смертность. В настоящее время интенсивные исследования и разработки вакцин ведутся в Китае, России, Великобритании, США и других странах [4].

По данным ВОЗ, на 13 августа 2020 г. 29 вакцин-кандидатов против COVID-19 на различных платформах (векторные, ДНК, мРНК, инактивированные и т. д.), проходили клинические испытания [4].

Спайк-белок (гликопротеин S) взаимодействует с рецептором ACE2 и обеспечивает проникновение SARS-CoV-2 в клетку. Блокирование этого взаимодействия снижает интернализацию и репликацию вируса [5,6,7].Большинство вакцин в разработке нацелены на гликопротеин S в качестве основного антигена. Структура и функция гликопротеина S SARS-CoV-2 аналогична таковой у других высокопатогенных бета-коронавирусов, таких, как коронавирус ближневосточного респираторного синдрома (MERS-CoV) и коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV) [8].

Гликопротеин S состоит из двух субъединиц: S1 содержит рецептор-связывающий домен (RBD), который взаимодействует с рецептором ACE2 на поверхности клетки; S2 опосредует слияние вирусных и клеточных мембран, образуя ядра слияния в виде пучка из шести спиралей [9,10].

Для защиты от инфекции SARS-CoV-2 важно сформировать нейтрализующие антитела, нацеленные на S1 RBD, N-концевой домен S1 или область S2. Эти антитела блокируют связывание RBD с рецептором ACE2 и предотвращают опосредованное S2 слияние мембран или проникновение в клетку-хозяина, тем самым подавляя вирусную инфекцию [11,12].

При разработке вакцины (особенно во время пандемии) важно учитывать, что защитный ответ должен развиваться в короткие сроки (например, до 1 месяца). Более того, предыдущая работа над вакцинами против MERS-CoV [13] и SARS-CoV [14] показала, что для индукции защитного иммунного ответа важны как гуморальный, так и клеточный (цитотоксический) компоненты. Один из наиболее привлекательных вариантов — создание вакцин на основе рекомбинантных вирусных векторов, которые могут вызывать гуморальный и клеточный иммунные ответы и формировать защитный иммунитет после одной или двух доз [15,16].

Рекомбинантные аденовирусные векторы используются давно, и их безопасность подтверждена во многих клинических исследованиях профилактических и терапевтических препаратов [17,18,19,20,21,22,23].

Более того, исследованы долгосрочные эффекты применения векторов на основе аденовирусов [23], в то время как более новые методы еще предстоит изучить в долгосрочной перспективе. Для формирования устойчивого длительного иммунного ответа рекомендуется первичная буст-вакцинация, которая широко используется для зарегистрированных вакцин против таких заболеваний, как гепатит B [24] и болезнь, вызванная вирусом Эбола [25].

При использовании вакцин на основе векторов иммунные ответы формируются не только к целевому антигену, но и к компоненту вектора. В результате лучшая схема вакцинации — это гетерологичная вакцинация, когда разные вирусные векторы используются для преодоления любых негативных эффектов иммунного ответа на компоненты вектора [25,26,27].

Такой подход был успешно использован с вакциной против вируса Эбола, разработанной в России и лицензированной в 2015 году [25].

Мы разработали новую гетерологичную вакцину против SARS-CoV-2 на основе аденовирусного вектора, подходящую для прайм-буст-вакцинации. Вакцина была разработана с использованием двух рекомбинантных аденовирусных векторов в виде двух составов (замороженная [Gam-COVID-Vac] и лиофилизированная [Gam-COVID-Vac-Lyo]). Мы оценивали безопасность и иммуногенность обеих вакцин и сравнивали гуморальный иммунный ответ с таковым у людей, выздоровевших от COVID-19.

Методы

Дизайн и участники исследования

Мы провели два открытых нерандомизированных исследования фазы 1/2 в больницах России (больница Бурденко и Сеченовский университет, Москва, Россия). Для каждого исследования мы предварительно отобрали 120 здоровых взрослых добровольцев (в возрасте 18–60 лет) и включили их в реестр добровольцев; все взрослые подписали информированное согласие на включение в эту базу данных для участия в исследовании. Добровольцы прошли скрининг по демографическим данным, физикальный осмотр и антропометрию, врачи оценили жизненно важные функции добровольцев (например, артериальное давление, пульс и температуру тела), взяли анализы крови для клинических и биохимических тестов, проверили на ВИЧ, гепатит и сифилис, ПЦР на SARS-CoV-2 и тест на антитела к SARS-CoV-2, а также анализы мочи на присутствие наркотиков, алкоголя и наличие беременности (у женщин). Мы включили взрослых добровольцев обоего пола с индексом массы тела 18.5–30.0 кг/м2, у которых были отрицательные результаты ПЦР и отрицательные IgG и IgM к SARS-CoV-2, и которые не имели в анамнезе COVID- 19 или контакта с больными COVID-19. Добровольцы не болели инфекционными заболеваниями во время вакцинации и за 14 дней до вакцинации, не получали никаких других прививок в течение 30 дней после участия в исследовании. По результатам предварительного скрининга мы отобрали 100 добровольцев (по 50 на каждое клиническое испытание) и включили их в реестр планирующих принять участие в исследовании вакцин против COVID-19. Как только добровольцы попали в реестр, они начали самоизоляцию.

Все участники подписали письменное информированное согласие. Оба исследования были рассмотрены и одобрены соответствующими национальными и местными компетентными органами, включая регулирующий орган (Департамент государственного регулирования распределения лекарственных средств, разрешения № 241 и 242) и комитет по этике Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Вмешательства

Вакцина включает два вектора: рекомбинантный аденовирус типа 26 (rAd26) и рекомбинантный аденовирус типа 5 (rAd5), которые несут ген полноразмерного гликопротеина S SARS-CoV-2 (rAd26-S и rAd5-S). Оба компонента разработаны, изготовлены и хранятся в Национальном исследовательском центре эпидемиологии и микробиологии им. Н. Ф. Гамалеи (Москва, Россия) в соответствии со стандартами GCP. Полная доза вакцины составляла 1011 вирусных частиц на дозу для обоих рекомбинантных аденовирусов; все участники получали полные дозы. Доза была установлена ​​на основании результатов доклинических исследований (неопубликованные данные). Вакцина была произведена в виде двух составов: замороженной (Gam-COVID-Vac) и лиофилизированной (Gam-COVID-Vac-Lyo). Объем замороженной вакцины составляет 0,5 мл (на дозу), а лиофилизированная вакцина должна быть восстановлена ​​в 1.0 мл стерильной воды для инъекций (на дозу).

Исследование Gam-COVID-Vac проводилось в отделении больницы Бурденко при Министерстве обороны. В исследовании приняли участие как гражданские, так и военные добровольцы. Военнослужащие были контрактниками (получали заработную плату за свою работу). Исследование Gam-COVID-Vac-Lyo проводилось в Сеченовском университете, и все добровольцы в этом исследовании были гражданскими.

Во всех случаях вакцины вводили внутримышечно в дельтовидную мышцу. Во время фазы 1 обоих исследований участники получали внутримышечно одну дозу rAd26-S или rAd5-S; безопасность оценивалась в течение 28 дней. Фаза 2 обоих исследований начиналась не ранее, чем через 5 дней после 1 фазы вакцинации, после проведения промежуточной оценки безопасности. Во время фазы 2 участники получали прайм-буст-вакцинацию, при этом одна доза rAd26-S вводилась внутримышечно в день 0 и одна доза rAd5-S вводилась внутримышечно на 21 день. За реакцией в месте инъекции, системной реактогенностью и необходимостью применения лекарств для облегчения побочных эффектов следили в течение 28 дней после первой инъекции (в фазах 1 и 2) и на 42 день (только фаза 2).

Для фаз 1 и 2 не проводились рандомизация или специальный отбор. Участников включали сразу после подписания информированного согласия. Участники прошли клинические и лабораторные обследования в дни 0, 2 и 14 фазы 1 и в дни 0, 14, 28 и 42 фазы 2. Лабораторные анализы включали общий анализ крови и мочи, анализы крови на аланинаминотрансферазу, аспартатаминотрансферазу, белок, билирубин, общий холестерин, лактатдегидрогеназу, щелочную фосфатазу, протромбиновый индекс, глюкозу, мочевину и креатинин. Иммунный статус анализировали в дни 0 и 28 фазы 1 и в дни 0, 28 и 42 фазы 2. Добровольцы находились в больнице в течение 28 дней от начала вакцинации. Информация о нежелательных явлениях регистрировалась ежедневно.

Определение иммуногенности подробно описано в приложении (стр. 1–2). Вкратце: антиген-специфические гуморальные иммунные ответы анализировали в дни 0, 14, 21 и 28 в фазе 1 и в дни 0, 14, 21, 28 и 42 фазы 2. Титр гликопротеин-специфических антител в сыворотке оценивали с помощью ИФА. Для тестирования на IgG к SARS-CoV-2 мы использовали ИФА, разработанный в Национальном исследовательском центре эпидемиологии и микробиологии им. Н. Ф. Гамалеи и зарегистрированный для клинического применения в России (P3H 2020/10393 2020-05-18). ИФА измеряет IgG, специфичные к RBD гликопротеина S SARS-CoV-2. Титр нейтрализующих антител измеряли в дни 0, 14 и 28 в фазе 1 и в дни 0, 14, 28 и 42 в фазе 2 с помощью анализа микронейтрализации с использованием SARS-CoV-2 (hCoV-19/Russia/Moscow_PMVL-1/2020) в 96-луночном планшете и определения 50% инфекционной дозы (TCID50) из 100. Клеточно-опосредованные иммунные ответы измеряли на 0, 14 и 28 дни после первой инъекции путем определения антиген-специфических пролиферирующих клеток CD4+ и CD8+ с помощью проточной цитометрии и количественного определения высвобождения интерферона-γ.

Чтобы сравнить поствакцинальный иммунитет с естественным иммунитетом, который формируется при заражении SARS-CoV-2, мы получили реконвалесцентную плазму из образцов крови 4817 человек из Москвы, выздоровевших после COVID-19 (с 29 марта по 11 августа 2020 г.). Плазма была получена от людей с лабораторно подтвержденным диагнозом COVID-19, которые выздоровели как минимум за 2 недели до взятия мазка и имели дважды отрицательный результат ПЦР. Среднее время от выздоровления до сбора плазмы составляло около 1 месяца. Плазму взяли у людей с легкой (лихорадка ≤39 ° C без пневмонии) и умеренной (лихорадка> 39 ° C с пневмонией) тяжестью заболевания. Гуморальные иммунные ответы оценивались, как указано выше.

Исходы

Первичными конечными точками были безопасность и иммуногенность вакцины против COVID-19. Первичным критерием оценки безопасности было количество участников с нежелательными явлениями с 0 по 28 день после вакцинации в фазе 1 и с 0 по 42 день после вакцинации в фазе 2. Первичным критерием оценки иммуногенности было изменение уровня антиген-специфических антител по сравнению с исходным через 42 дня (с 0 дня до 42 дня), определяемое с помощью ИФА. Вторичными критериями иммуногенности были титры нейтрализующих антител (в дни 0, 14 и 28 после вакцинации в фазе 1 и в дни 0, 14, 28 и 42 после вакцинации в фазе 2) и определение антиген-специфического клеточного иммунитета (специфический Т-клеточный иммунитет и продукция интерферона-γ или лимфопролиферация) на 0, 14 и 28 дни после вакцинации.

Статистический анализ

Размер выборки для обоих исследований был рассчитан на основе предыдущих клинических испытаний вакцины MERS [27] на основе тех же рекомбинантных вирусных векторов, которые использовались в нашей вакцине, но несущих ген S гликопротеина MERS-CoV. Предварительные результаты исследования вакцины MERS, в котором приняли участие более 100 человек, показали уровень сероконверсии 100% [27].

При расчете размера выборки для нашего исследования мы ожидали 99% эффективности, что потребовало включения 16 участников в каждое исследование. Принимая во внимание возможность преждевременного выбывания добровольцев, мы решили, что 20 добровольцев следует набрать в группу оценки иммуногенности в фазе 2 каждого исследования. Ожидается, что общий размер выборки 76 (38 в каждом исследовании) даст надежные данные о нежелательных явлениях.

Все статистические расчеты проводились в GraphPad Prism 8. Нормальность распределения данных оценивалась с помощью теста д’Агостино-Пирсона. Парные образцы сравнивали при помощи критерия Вилкоксона, а независимые – U-критерия Манна-Уитни. Корреляционный анализ проводился с помощью теста Спирмена; коэффициент корреляции r показывает взаимодействие между двумя наборами данных и принимает значения от 0 до 1 (в случае положительной корреляции) или от –1 до 0 (в случае отрицательной корреляции). Мы использовали U-критерий Манна-Уитни для сравнения титров антител в различные моменты времени, уровня пролиферирующих клеток CD4 и CD8 и увеличения концентрации интерферона-γ между добровольцами, получавшими две вакцины, а также при сравнении титров антител у добровольцев на 28-й день и 42-й дни после вакцинации с титрами антител в реконвалесцентной плазме. Мы использовали критерий Вилкоксона для сравнения данных в одной и той же группе добровольцев в разные моменты времени (например, при сравнении дней 0 и 14).

Испытания зарегистрированы на ClinicalTrials.gov, NCT04436471 и NCT04437875.

Роль финансирующей организации

Финансирующая организация не принимала участия в разработке исследования, сборе данных, анализе данных, интерпретации данных или написании отчета. Все авторы имели полный доступ ко всем данным в исследованиях и несли окончательную ответственность за решение об их публикации.

Результаты

В период с 18 июня по 3 августа 2020 г. 76 здоровых взрослых людей из реестра добровольцев включили в два исследования (рисунок 1). 43 взрослых были выбраны в начале каждого исследования из реестра добровольцев; в каждое исследование было включено 38 участников, и пять человек были оставлены в качестве резервных волонтеров на случай выбывания других (два для фазы 1 и три для фазы 2). Девять участников каждого исследования получали rAd26-S в фазе 1, девять получали rAd5-S в фазе 1 и 20 получали последовательные инъекции rAd26-S (в день 0) и rAd5-S (в день 21) во время фазы 2. Все волонтеры основной группы вошли в анализ, и участие дополнительных волонтеров из резервных групп не понадобились. Таким образом, в каждом исследовании было вакцинировано 38 добровольцев. В исследовании приняли участие больше мужчин, чем женщин (таблица 1).

В обоих исследованиях были зарегистрированы системные и местные реакции (таблица 2) и изменения лабораторных показателей (приложение стр. 3–7). Наиболее частыми системными и местными реакциями были боль в месте инъекции (44 [58%]), гипертермия (38 [50%]), головная боль (32 [42%]), астения (21 [28%]), а также мышечная боль и боль в суставах (18 [24%]). Большинство системных и местных реакций были умеренными. Изменения лабораторных показателей были незначительными и временными. У добровольцев, получивших оба компонента вакцины (rAd26-S и rAd5-S), большинство побочных эффектов возникло после второй вакцинации (приложение, стр. 5–7). Никакие побочные эффекты ни во время фазы 1, ни во время фазы 2 не привели к исключению участника из исследования или отмене исследуемого препарата. В целом, нежелательные явления, выявленные во время фазы 1 и фазы 2 обоих исследований, были характерны для других вакцин (особенно на основе рекомбинантных вирусных векторов). О серьезных побочных эффектах не сообщалось, и все участники были клинически здоровы на протяжении всего исследования.

Во время фазы 1 обоих исследований (введение только rAd26-S или rAd5-S) специфические IgG к SARS-CoV-2 RBD были обнаружены на 14 день у 88.9% участников после введения rAd26-S и у 84.2% участников после введения rAd5-S (объединенные данные как для лиофилизированных, так и для замороженных вакцин); начиная с 21-го дня, SARS-CoV-2 RBD-специфические IgG были обнаружены у 100% вакцинированных участников. Во время фазы 2, SARS-CoV-2 RBD-специфические IgG были обнаружены у 85% участников на 14-й день (после праймирования rAd26-S) и у 100% участников с 21-го дня (средний геометрический титр [GMT] 1629 с замороженным составом [Gam-COVID-Vac] и 951 с лиофилизированным составом [Gam-COVID-Vac-Lyo]; рис. 2). Буст rAd5-S привел к увеличению титров SARS-CoV-2 RBD-специфических IgG; через 7 дней после повышения GMT увеличились до 3442 с Gam-COVID-Vac (p <0.0001 на 28 день по сравнению с 21 днем) и 5322 с Gam-COVID-Vac-Lyo (p <0.0001 на 28 день по сравнению с днем 21). На 42 день GMT для SARS-CoV-2 RBD-специфических IgG составляли 14 703 с Gam-COVID-Vac и 11 143 с Gam-COVID-Vac-Lyo (рис. 2). На 28 день после вакцинации только rAd26-S (в фазе 1) GMT специфических к SARS-CoV-2 RBD антител были значительно ниже, чем у добровольцев, которым провели первичную буст-вакцинацию (вфазе 2): 1866 после rAd26-S Gam-COVID-Vac (p = 0.0047) и 1372 после rAd26-S Gam-COVID-Vac-Lyo (p = 0.0042). IgG, специфичные к субъединице S1 SARS-CoV-2, также оценивались в дни 0 и 42 у добровольцев, получавших комбинированные rAd26-S и rAd5-2 (в фазе 2). GMT составил 53 006 для Gam-COVID-Vac и 51 200 для Gam-COVID-Vac-Lyo (p = 0.78; приложение, стр. 12). Анализ нейтрализующих антител к SARS-CoV-2 показал, что только введение как rAd26-S, так и rAd5-2 приводило к выработке нейтрализующих антител у 100% участников (GMT 49.25 с Gam-COVID-Vac и 45.95 с Gam-COVID-Vac-Lyo на 42-й день), тогда как введение только rAd26-S привело к уровню сероконверсии 61.1% (объединенные данные как для лиофилизированных, так и для замороженных вакцин). Сравнение антител к SARS-CoV-2 на 28 и 42 дни с данными в реконвалесцентной плазме показало, что титры ИФА после вакцинации были значительно выше, чем титры после COVID-19 (для дней 28 и 42, p <0.0001), тогда как существенных различий в нейтрализующих антителах не наблюдалось (p = 0.55; рис. 2). Мы также проанализировали корреляцию между титрами SARS-CoV-2 RBD ELISA и титрами нейтрализующих антител и отметили сильную корреляцию между этими переменными (r = 0.82, 95% ДИ 0.77–0.86; p <0.0001; приложение, стр.13).

При анализе антиген-специфических IgG уровень сероконверсии для обеих форм вакцины составлял 100% на 28 и 42 дни исследования, а при анализе нейтрализующих антител сероконверсия составляла 100% на 42 день исследования для обеих форм. Показатели сероконверсии на 0, 14, 28 и 42 дни (в фазе 2) представлены в приложении (стр. 8–11). Описательная статистика гуморальных иммунных ответов представлена ​​в приложении (стр. 8–11).

Клеточные иммунные ответы включали образование антигенспецифических Т-хелперов (CD4+) и Т-киллеров (CD8+), а также повышение секреции интерферона-γ в мононуклеарных клетках периферической крови у 100% добровольцев (рис. 3). Клетки вакцинированных участников значительно пролиферировали в ответ на гликопротеин S, особенно на 28 день. Число участников с пролиферативными ответами CD4+ и CD8+ на антиген показано в приложении (стр. 14). Клеточно-опосредованные ответы были обнаружены у всех участников на 28 день со средней пролиферацией клеток 2,5% CD4+ и 1,3% CD8+ для замороженной формы (Gam-COVID-Vac), а медиана пролиферации клеток составляла 1–3 % CD4+ и 1.1% CD8+ для лиофилизированной (Gam-COVID-Vac-Lyo). Реакцию мононуклеарных клеток оценивали на 0, 14 и 28 дни по секреции интерферона-γ как кратное увеличение секреции при воздействии гликопротеина S SARS-CoV-2 (рис. 3). Количество участников с ответом интерферона-γ на антиген показано в приложении (стр. 15). Описательная статистика клеточных иммунных ответов представлена ​​в приложении (стр. 16–21).

Чтобы изучить эффект предсуществовавшего иммунного ответа на аденовирусные векторы, титры нейтрализующих антител к рекомбинантным векторам были измерены у всех участников в дни 0 и 28 в обоих исследованиях (рис. 4). После одной инъекции компонентов вакцины не только формируется иммунный ответ на антиген-мишень, но также наблюдается иммунный ответ на компоненты вектора вакцины. Далее был проведен корреляционный анализ для сравнения уровня нейтрализующих антител к рекомбинантным векторам с уровнем антиген-специфических антител (приложение, стр. 22). Значимой корреляции между титром нейтрализующих антител к рекомбинантным вирусным векторам в день 0 и титром RBD-специфических IgG в образцах сыворотки участников на 14, 21 и 28 дни от начала вакцинации у участников фазы 1 каждого исследования и в дни 14, 21, 28 и 42 от начала вакцинации участников фазы 2 каждого исследования не было отмечено. Кроме того, мы проанализировали образование перекрестно-реактивных нейтрализующих антител к векторам rAd26 и rAd5. Введение rAd26 не увеличивало титр нейтрализующих антител к rAd5 на 28 день, и наоборот, что указывает на отсутствие перекрестной реактивности по отношению к компонентам вакцины (рис. 4). Таким образом, наличие предсуществовавшего иммунного ответа на компоненты вакцинных векторов rAd26 и rAd5 не влияло на титр RBD-специфических антител в сыворотке крови участников.

Обсуждение

Эти результаты двух открытых нерандомизированных исследований фазы 1/2 гетерологичной первичной буст-вакцины против COVID-19 на основе рекомбинантных аденовирусных векторов rAd26-S и rAd5-S показывают, что вакцина безопасна, хорошо переносится и вызывает сильный гуморальный и клеточный иммунный ответ у 100% здоровых участников. Зарегистрированные нежелательные явления были в основном легкими. Наиболее частыми системными и местными реакциями были боль в месте инъекции, гипертермия (температура тела 37–38 °C), головная боль, астения, боли в мышцах и суставах, которые типичны для вакцин на основе рекомбинантных вирусных векторов. Во время исследования о серьезных побочных эффектах не сообщалось. В целом профиль нежелательных явлений не отличался от описанного в опубликованных работах для других векторных вакцин [25,28,29,30].

Частота нежелательных явлений в наших исследованиях была немного ниже, чем в других работах; для подтверждения этих результатов необходимо сравнительное клиническое исследование с другими вакцинами.

В доклинических исследованиях вакцины (неопубликованные данные) устойчивые гуморальные и клеточные иммунные ответы, защищающие от SARS-CoV-2, были вызваны у нечеловекообразных приматов. Вакцина показала 100% защитную способность в летальной модели заражения SARS-CoV-2 у иммуносупрессированных хомяков. У вакцинированных и зараженных SARS-CoV-2 животных не наблюдалось антителозависимого усиления инфекции.

В целом титры нейтрализующих антител к SARS-CoV-2 были ниже, чем сообщалось в исследованиях вакцин на основе мРНК и ChAdOx1 [28,31].

В нашем исследовании мы использовали высокую дозу вируса (100 TCID50) и небольшое количество сыворотки (50 мкл сыворотки и 50 мкл вируса), тогда как в исследованиях других вакцин использовались для анализа дозы 58–70 TCID50 и большее количество сыворотки крови [28,31].

Несмотря на то, что в этом случае результаты исследований нельзя сравнивать друг с другом, мы можем провести сравнение титров нейтрализующих антител у вакцинированных добровольцев и в реконвалесцентной плазме. Мы показали, что добровольцы, получившие гетерологичную вакцину rAd26 и rAd5, вырабатывали титр нейтрализующих антител против SARS-CoV-2, аналогичный таковому у людей, вылечившихся от COVID-19.

Согласно нашим протоколам исследований (NCT04436471 и NCT04437875), Т-клеточный ответ у здоровых взрослых добровольцев после вакцинации должен был быть оценен с использованием двух методов. Во-первых, путем измерения процента пролиферирующих CD4 и CD8 T (CD3+) клеток в ответ на повторную антигенную стимуляцию в культуре. Во-вторых, путем измерения интерферона-γ в культуральной среде, продуцируемого мононуклеарными клетками периферической крови. Интерферон-γ — маркерный цитокин клеточного ответа Т-хелперов-1 на вакцинацию [32], и высокие уровни антиген-специфических CD8+ Т-клеток обычно соответствуют усилению поляризации Т-хелперов-1 [33].

Мы понимаем, что результаты, полученные в обоих анализах, могут лишь косвенно характеризовать ответ T-хелперов-1. В клиническом испытании фазы 3 мы дополним наши методы исследования оценкой поляризации T-хелперов-1 и T-хелперов-2.

Основная проблема, которая может ограничить использование векторов на основе рекомбинантных аденовирусов, — это широко распространенный предсуществовавший иммунитет в человеческой популяции. После вакцинации аденовирусным вектором иммунные ответы формируются не только на целевой антиген, но и на векторные белки (особенно в случае уже существующего иммунитета). В нашем исследовании образование нейтрализующих антител к рекомбинантным аденовирусам после вакцинации rAd26 и rAd5 у вакцинированных добровольцев не повлияло на формирование гуморального иммунного ответа на антиген-мишень (гликопротеин S SARS-CoV-2). Более того, нейтрализующие антитела к rAd26 не нейтрализовали rAd5, когда образцы сыворотки вакцинированных добровольцев проанализировали через 28 дней после иммунизации (и наоборот). Таким образом, использование гетерологичной иммунизации с прайм-буст-иммунизацией, когда rAd26-S используется для праймирования, а rAd5-S используется для бустинга, — эффективный подход в индукции устойчивого иммунного ответа и преодоления иммунного ответа на компоненты вирусного вектора. Для более точной оценки влияния ранее существовавшего иммунитета на вакцинацию количество наблюдений следует увеличить и проанализировать в ходе будущих исследований.

Ограничения наших исследований включают короткую продолжительность наблюдения (42 дня), включение только мужчин-добровольцев в некоторые части фазы 1, небольшое количество участников (n = 76) и отсутствие плацебо или контрольной вакцины. Несмотря на планирование набора здоровых добровольцев в возрасте 18–60 лет, в целом в наше исследование были включены довольно молодые добровольцы. Необходимы дальнейшие исследования для оценки вакцины в различных группах населения, включая старшие возрастные группы, лиц с сопутствующими заболеваниями и людей из групп риска. За участниками этих испытаний 1/2 фазы будут наблюдать до 180 дней после первоначальной иммунизации.

Мы разработали вакцину в двух формах: замороженной (хранение при –18 °C) и лиофилизированной (хранение при 2–8 °C). Лиофилизированная форма была разработана для доставки вакцины в труднодоступные регионы России, а замороженная форма разработана для массового использования. Объемы производства во время пандемии будут сильно смещены в сторону замороженной вакцины, поскольку производство лиофилизированной формы требует гораздо больше времени и ресурсов.

В заключение: эти данные в совокупности показывают, что гетерологичная вакцина на основе rAd26-S и rAd5-S безопасна, хорошо переносится и не вызывает серьезных побочных эффектов у здоровых взрослых добровольцев. Вакцина обладает высокой иммуногенностью и вызывает сильный гуморальный и клеточный иммунный ответ у 100% здоровых взрослых добровольцев, при этом титры антител у вакцинированных участников выше, чем в реконвалесцентной плазме.

Россия приняла беспрецедентные меры по разработке вакцины против COVID-19. Вакцина против COVID-19 была разработана в короткие сроки, так как мы основывались на нашем опыте разработки вакцин против болезней, вызванных вирусом Эбола и MERS. Проведены доклинические и клинические исследования, которые позволили предварительно одобрить вакцину в соответствии с действующим Постановлением Правительства Российской Федерации от 3 апреля 2020 г., № 441 от 11 августа 2020 г. (регистрационный № LP-006395 [Gam-COVID-Vac]) и 26 августа 2020 г. (регистрационный номер LP-006423 [Gam-COVID-Vac-Lyo]). Временное лицензирование требует крупномасштабного исследования, разрешает вакцинацию населения после их согласия, и в целом в контексте испытания фазы 3, позволяет вводить вакцину в использование в популяции под строгим фармаконадзором и обеспечивать вакцинацию групп риска.

Клиническое исследование фазы 3 было одобрено соответствующими национальными и местными компетентными органами, включая регулирующий орган (Департамент государственного регулирования распределения лекарственных средств) и комитет по этике Министерства здравоохранения Российской Федерации 26 августа 2020 г. (одобрение 450). Планируется фаза 3 клинического исследования с привлечением 40 000 добровольцев из разных возрастных групп и групп риска. Клинические испытания фазы 3 будут проводиться с постоянным мониторингом состояния добровольцев через онлайн-заявку, и каждая доза вакцины будет иметь свой собственный QR-код, который будет выдан добровольцу.

Литература

1. WHO. Coronavirus disease (COVID-19) pandemic. https://www. who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019 (accessed Aug 17, 2020).

2. WHO. WHO Director-General’s opening remarks at the media briefing on COVID-19. March 11, 2020. https://www.who.int/dg/ speeches/detail/who-director-general-s-opening-remarks-at-themedia-briefing-on-covid-19---11-march-2020 (accessed Aug 17, 2020).

3. WHO. Transmission of SARS-CoV-2: implications for infection prevention precautions: scientific brief. July 9, 2020. https://www. who.int/news-room/commentaries/detail/transmission-of-sars-cov2-implications-for-infection-prevention-precautions (accessed Sept 1, 2020).

4. WHO. Draft landscape of COVID-19 candidate vaccines. Aug 28, 2020. https://www.who.int/publications/m/item/draftlandscape-of-covid-19-candidate-vaccines (accessed Sept 1, 2020).

5. Chen Y, Guo Y, Pan Y, Zhao ZJ. Structure analysis of the receptor binding of 2019-nCoV. Biochem Biophys Res Commun 2020; 291: 135–45.

6. Zhang H, Penninger, JM, Li Y et al. Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) as a SARS-CoV-2 receptor: molecular mechanisms and potential therapeutic target. Intensive Care Med 2020; 46: 586–90.

7. Datta PK, Liu F, Fischer T, Rappaport J, Qin X. SARS-CoV-2 pandemic and research gaps: understanding SARS-CoV-2 interaction with the ACE2 receptor and implications for therapy. Theranostics 2020; 10: 7448–64.

8. Astuti I, Ysrafil. Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2): an overview of viral structure and host response. Diabetes Metab Syndr 2020; 14: 407–12.

9. Xia S, Liu M, Wang C, et al. Inhibition of SARS-CoV-2 (previously 2019-nCoV) infection by a highly potent pan-coronavirus fusion inhibitor targeting its spike protein that harbors a high capacity to mediate membrane fusion. Cell Res 2020; 30: 343–55.

10. Othman H, Bouslama Z, Brandenburg JT, et al. Interaction of the spike protein RBD from SARS-CoV-2 with ACE2: similarity with SARS-CoV, hot-spot analysis and effect of the receptor polymorphism. Biochem Biophys Res Commun 2020; 527: 702–08.

11. Jiang S, Hillyer C, Du L. Neutralizing antibodies against SARS-CoV-2 and other human coronaviruses. Trends Immunol 2020; 41: 355–59.

12. Wang D, Mai J, Zhou W, et al. Immunoinformatic analysis of T- and B-cell epitopes for SARS-CoV-2 vaccine design. Vaccines 2020; 8: 355.

13. Mubarak A, Alturaiki W, Hemida MG. Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV): infection, immunological response, and vaccine development. J Immunol Res 2019; published online April 7. https://doi.org/10.1155/2019/6491738.

14. Xu X, Gao X. Immunological responses against SARS-coronavirus infection in humans. Cell Mol Immunol 2004; 1: 119–22.

15. Rauch S, Jasny E, Schmidt KE, Petsch B. New vaccine technologies to combat outbreak situations. Front Immunol 2018; 9: 1963.

16. Dolzhikova IV, Tokarskaya EA, Dzharullaeva AS, et al. Virus-vectored Ebola vaccines. Acta Naturae 2017; 9: 4–11.

17. Wold WS, Toth K. Adenovirus vectors for gene therapy, vaccination and cancer gene therapy. Curr Gene Ther 2013; 13: 421–33.

18. Volpers C, Kochanek S. Adenoviral vectors for gene transfer and therapy. J Gene Med 2004; 6: S164–71.

19. Tatsis N, Ertl HC. Adenoviruses as vaccine vectors Mol Ther 2004; 10: 616–29.

20. Sheridan C. Gene therapy finds its niche Nat Biotechnol 2011; 29: 121–28.

21. Afkhami S, Yao Y, Xing Z. Methods and clinical development of adenovirus-vectored vaccines against mucosal pathogens. Mol Ther Methods Clin Dev 2016; 3: 16030.

22. Zhang C, Zhou D. Adenoviral vector-based strategies against infectious disease and cancer. Hum Vaccin Immunother 2016; 12: 2064–74.

23. Zhang WW, Li L, Li D, et al. The first approved gene therapy product for cancer Ad-p53 (Gendicine): 12 years in the clinic. Hum Gene Ther 2018; 29: 160–79.

24. US Centers for Disease Control and Prevention. Hepatitis B VIS. Aug 15, 2020. https://www.cdc.gov/vaccines/hcp/vis/visstatements/hep-b.html (accessed Sept 1, 2020).

25. Dolzhikova IV, Zubkova OV, Tukhvatulin AI, et al. Safety and immunogenicity of GamEvac-Combi, a heterologous VSV- and Ad5-vectored Ebola vaccine: an open phase I/II trial in healthy adults in Russia. Hum Vaccin Immunother 2017; 13: 613–20.

26. Lu S. Heterologous prime-boost vaccination. Curr Opin Immunol 2009; 21: 346–51.

27. Kovyrshina AV, Dolzhikova IV, Grousova DM, et al. A heterologous vectored vaccine for prevention of Middle East respiratory syndrome induces long protective immune response against MERS-CoV. Immunologia 2020; 41: 135–43 (in Russian).

28. Jackson LA, Anderson EJ, Rouphael NG, et al. An mRNA vaccine against SARS-CoV-2: preliminary report. N Engl J Med 2020; published online July 14. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2022483.

29. Zhu FC, Guan XH, Li YH, et al. Immunogenicity and safety of a recombinant adenovirus type-5-vectored COVID-19 vaccine in healthy adults aged 18 years or older: a randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 2 trial. Lancet 2020; 396: 479–88.

30. Zhu F-C, Li Y-H, Guan X-H, et al. Safety, tolerability, and immunogenicity of a recombinant adenovirus type-5 vectored COVID-19 vaccine: a dose-escalation, open-label, non-randomised, first-in-human trial. Lancet 2020; 395: 1845–54.

31. Folegatti PM, Ewer KJ, Aley PK, et al. Safety and immunogenicity of the ChAdOx1 nCoV-19 vaccine against SARS-CoV-2: a preliminary report of a phase 1/2, single-blind, randomised controlled trial. Lancet 2020; 396: 467–78.

32. Evans TG, Fitzgerald T, Gibbons DC, Keefer MC, Soucier H. Th1/Th2 cytokine responses following HIV-1 immunization in seronegative volunteers. Clin Exp Immunol 1998; 111: 243–50.

33. Ahlers JD, Belyakov IM. Memories that last forever: strategies for optimizing vaccine T-cell memory. Blood 2010; 115: 1678–89.