Säkrare influensavacciner produceras snabbare
Insektsceller kan vara på väg att ta över hönsäggens roll vid tillverkning av nya influensa- och pandemi-vacciner. Med en teknik av konstgjorda DNA-molekyler och insektscellkulturer skräddarsys virusliknande partiklar som kan ge säkrare vacciner med högre skyddseffekt, och som dessutom kan framställas betydligt snabbare än dagens vacciner.
Pandemin med nya influensan A(H1N1) har satt fokus på behovet av effektivare produktionsmetoder av vacciner. För närvarande produceras i stort sett allt vaccin av influensavirus som odlas i befruktade hönsägg. Men det är en känslig metod – äggindustrin brottas med kontaminationsproblem, den kräver arbete med stora mängder -infektiöst virus, och skulle en pandemi orsakas av ett fågelvirus så kommer förmodligen även fågelbesättningar att drabbas. Processen är dessutom tidskrävande. Sammantaget riskerar man att toppen på en pandemi kan vara passerad om ett vaccin finns tillgängligt först fem–sex månader efter det att virusstammen identifierats.
Eftersom det för varje dos vaccin krävs ett hönsägg tillkommer dessutom svårigheten att få fram tillräckligt med vaccindoser. Vid en pandemi är tillgången på vaccin beroende av den årliga produktionen av säsongsinfluensavaccin vars produktionstakt har ökat kraftigt: 1994 producerades 135 miljoner doser med influensavaccin och nu ligger den på omkring 400 miljoner doser. Men troligen kommer det att krävas långt fler doser eftersom även en måttlig pandemi kan resultera i minst fem till tio gånger fler sjuka och döda jämfört med en normal säsongsinfluensa.
Insektsceller i stället för hönsägg
Den 50 år gamla metoden att framställa influensavaccin i hönsägg – genom en dos på 15 mikrogram ytantigen per stam – har i stort sett inte förändrats på 25 år. Nu är den på väg att ersättas av högteknologiska cellbaserade produktionssystem av vaccin med skiftande doser.
Bland de företag som kommit längst i utvecklingen av säsongsinfluensavaccin och pandemivaccin A(H1N1) baserade på rekombinant teknik (framställning av konstgjorda DNA-molekyler) och insektsceller är det amerikanska Protein Sciences Corporation. De ansökte redan 2008 hos den amerikanska läkemedelsmyndigheten FDA om godkännande för ett nytt säsongsinfluensavaccin, kallat FluBlok. FDA:s slutliga granskning pågår för närvarande.
– Vi hoppas få ett godkännande från FDA under hösten och vara i gång med produktionen inför kommande influensa-säsong, säger Manon Cox, operativ chef vid Protein Sciences Corporation.
Tekniken företaget använder kallas Baculovirus Expression Vector System (BEVS). Genen för ett önskat ytantigen tas fram med hjälp av rekombinant DNA-teknik från avdödat influensavirus, och placeras i ett bakulovirus som sedan får infektera en insektscell (i det här fallet en cell från fjärilslarven Spodoptera frugiperda). En så kallad genetisk promotor, polyhedrin, används sedan för att ”programmera” insektscellkulturen till att producera nya ytantigen. Dessa ”knoppas av” från insektscellerna och bildar tomma virusliknande partiklar, lipidbollar, med det ytantigen som behövs för att immunförsvaret ska uppfatta lipidbollarna som influensavirus och därför bilda antikroppar. Lipidbollarna saknar dock genetiskt innehåll och möjlighet att reproduceras.
I FluBlok används ytantigenet hemagglutinin (HA), vars funktion hos ett influensavirus är att binda det till receptorer på cell-ytan. FluBlok innehåller 45 mikrogram HA från de tre virusstammar som varje år ligger till grund för Världshälsoorganisationens (WHO) beslut om vilket säsongsinfluensavaccin som ska produceras. Det innebär tre gånger högre HA-innehåll per vaccindos än i traditionellt influensavaccin.
– Den högre HA-mängden leder förmodligen inte bara till ett bredare skydd, utan även till ett mer långvarigt och starkare skydd. Vi har redan testat FluBlok på fler än 5 000 personer och vet att det fungerar säkert, säger Manon Cox.
Enligt företaget visar kliniska studier på 400 personer 65 år och äldre att FluBlok ger cirka 20 procent bättre skydd än konventionellt influensavaccin.
Först med pandemivaccin
Samma teknik använder Protein Sciences Corporation för att producera ett pandemivirus, PanBlok, mot nya influensan A(H1N1). Även PanBlok innehåller antigenet HA. Företaget är enligt egna uppgifter först i världen med att ha ett färdigt pandemivirus byggt på cellbaserad produktion, och i juni meddelade det att man påbörjat tillverkningen av 100 000 vaccindoser per vecka mot den nya influensan A(H1N1). Dessa ska bland annat användas i kliniska studier.
– Vi ska testa doser på 5, 15, 45 och 135 mikrogram, med eller utan adjuvansen inulin, i en eller två doser. Dessa studier ska genomföras i Australien, Mexiko och USA. Studierna görs i samarbete med det amerikanska National Institutes of Health (NIH), säger Manon Cox och fortsätter:
– Ett fungerande pandemivaccin som tas fram genom en rekombinant produktionsprocess skulle betyda mycket vid ett krisläge, eftersom den befintliga äggbaserade produktionen inte räcker till för en snabb produktionsökning. Vid ett antigenskifte, då genen för HA byts ut och ett nytt virus bildas, kan vi få fram den nya vaccinkandidaten och påbörja vaccinproduktionen inom fem till sex veckor. I dag vet ingen hur A(H1N1) kommer att utvecklas, om det bara kommer att ge symtom som en säsongsinfluensa eller mutera och ge betydligt svårare symtom.
I juni meddelade den amerikanska regeringens organ för hälsoförebyggande arbete, U.S. Department of Health and Human Services (HHS) att det tecknat ett avtal med Protein Sciences Corporation om ekonomiskt stöd för en fortsatt utveckling av företagets produktionsteknik. Avtalet är värt cirka 150 miljoner dollar under fem år, och målsättningen är att påskynda processen fram till ett godkännande från läkemedelsmyndigheten FDA.
Fler ytantigen ger bredare skydd
Bakulovirus och celler från fjärilslarven Spodoptera frugiperda används även av andra företag som utvecklar nya influensa- och pandemivacciner. Till exempel har företaget Novavax inlett fas I-studier med ett vaccin mot fågelinfluensaviruset H5N1 för att bland annat testa säkerheten med en virusliknande partikel som bär på hemagglutinin (HA), neuraminidas (NA) – ett antigen som behövs för nybildningen av virus – och yt-antigenet matrix 1 (M1).
Liksom FluBlok och PanBlok är det i övrigt en tom lipidboll utan genetiskt material och kan inte reproduceras. Styrkan jämfört med exempelvis PanBlok är den teoretiska möjligheten att ge ett bredare skydd till följd av den stora likheten med ett vanligt virus och dess olika ytantigen, vilket kan ha stor betydelse gällande H5N1 som cirkulerar med skiftande ytantigen och virusstammar. I Novavax partikel ingår ytantigen från två virusstammar.
Studier på mus och iller – det senare ger säkrare resultat eftersom iller är mottaglig för såväl humanvirus som fågelvirus – har visat att Novavax vaccinkandidat inducerar antikroppar mot H5N1, och att det finns ett samband mellan dos och mängden antikroppar. Professor Tedd Ross på Center for Vaccine Research, University of Pittsburgh, presenterade resultaten under 2009 års vetenskapliga kongress för the American Society for Microbiology. Han uppgav då att Novavax kan få fram ett pandemivaccin på tolv veckor från det att virusstammen identifierats, och att det ger ett starkare skydd än konventionellt vaccin.
Försöken med såväl mus som iller har visat att vaccinet ger ett skydd mot flera virusstammar av H5N1. I den planerade fas I-studien, som godkänts av NIH, ska vaccinet testas på friska vuxna i åldern 18–40 år.
En klart bättre krisberedskap
Det finns i dag en rad företag, bland andra Novartis, Baxter, Solvay och Sanofi-Pasteur, som utvecklar cellbaserade vaccinkandidater mot A(H1N1) eller A(H5N1). Men då handlar det främst om däggdjursceller, till stor del veroceller som ursprungligen kommer från apa. De företag som satsat på bakulovirus och insektsceller hävdar att deras metod är snabbare och dessutom säkrare eftersom bakulovirus, som förekommer i stora mängder i bland annat grönsaker, inte kan föröka sig i däggdjursceller.
Metoden att använda rekombinant DNA för att skapa tomma lipidbollar med specifika ytantigen är inte ny. Den har länge använts för att bland annat studera hur virus bildas, berättar professor Peter Liljeström på Smittskyddsinstitutets sektion för vaccinforskning.
– Den här tekniken är definitivt en av de mer intressanta just nu för att få fram nya vacciner mot influensa- och pandemivirus, även om det också finns andra intressanta cellbaserade system som prövas. Det skulle betyda oerhört mycket för krisberedskapen om vacciner kunde tas fram inom loppet av några veckor i stället för månader. Dessutom behöver man då inte längre arbeta med ett farligt infektiöst virus i stora mängder, säger Peter Liljeström.
I Sverige finns det ingen enskild forskargrupp som på laboratorienivå studerar möjligheten att utveckla virusliknande partiklar till ett vaccin mot influensavirus, uppger Peter Liljeström. Själva grundforskningsstadiet är i stort sett avklarat. Nu handlar det främst om att försöka utveckla rena och säkra vaccinkandidater som fungerar på människa utifrån den befintliga kunskapen om dessa partiklar, ett arbete som industrin har tekniker och resurser för att utföra.
Text: Peter Örn
Uppdaterad 2009-09-16 09:42
Referenser:
WHO. Influenza vaccines. Weekly Epidemiol Record 2005; 80 (33): 277–88
Treanor JJ, Schiff GM, Couch RB, et al. J Infect Dis. 2006: 193; 1223–8
Mahmood K, Bright RA, Mytle N, et al. Vaccine 2008: 26; 5393–9
American Society for Microbiology.
