Nooit meer griep dankzij het varken?

Nooit meer griep? Voorlopig lijkt dit onmogelijk, maar dankzij onderzoek met het varken als proefdiermodel, werden reeds stappen in de goede richting gezet.

De huidige griepvaccins bieden geen garantie op volledige bescherming. Dit omdat griepvirussen voortdurend veranderingen ondergaan in hun hemagglutinine eiwit, het eiwit waarmee het virus zijn gastheer binnendringt. Antistoffen gericht tegen dit eiwit kunnen infectie voorkomen, maar zodra het hemagglutinine verandert, zullen deze niet meer of slechts gedeeltelijk beschermen. Toch zijn de huidige griepvaccins op dit veranderlijke hemagglutinine gebaseerd, waardoor het vaccin om de twee tot vier jaar moet worden aangepast.

Vaccinatie stuurt de immuniteit

Om een afdoende afweerreactie op te bouwen, moet het lichaam meer dan één keer in contact komen met griep. Daarom krijgen jonge kinderen, bij hun eerste vaccinatie, tweemaal hetzelfde vaccin met een interval van vier weken. De eerste toediening, de primovaccinatie, laat het afweersysteem kennis maken met het virus. De tweede toediening, de boostervaccinatie, moet de afweerreactie versterken. Volwassenen krijgen één jaarlijkse vaccinatie. Dit omdat zij doorheen hun leven reeds meerdere griepinfecties en/of -vaccinaties hebben doorgemaakt met verschillende griepvirussen.

Vaccinatie is geen synoniem voor infectie

Het is belangrijk een onderscheid te maken tussen griepvaccinatie en -infectie. De huidige griepvaccins zijn geïnactiveerde vaccins. Dit wil zeggen dat het virus in het vaccin werd afgedood en dus niet meer kan ziek maken. Het geïnactiveerd vaccin wordt in de spier, intramusculair, toegediend waarop het lichaam reageert met productie van antistoffen. Bij een infectie wordt het virus opgenomen via de luchtwegen waar het vervolgens zichzelf zal vermeerderen. Hierdoor wordt ook de lokale afweer in de luchtwegen ingeschakeld. Zowel infectie als vaccinatie wekken antistoffen op, maar enkel infectie activeert ook de lokale afweer.

Het varken als betrouwbaar model voor griep

Het varken is een zeer geschikt proefdiermodel voor onderzoek naar griepvaccinatie. Bij mens en varken zijn niet alleen de griepsymptomen, maar ook de griepvirussen heel gelijkaardig. Daarenboven zijn ook de anatomie van de longen en de afweerreactie sterk vergelijkbaar. Het varken is ook een soort reservoir voor griepvirussen die overgedragen kunnen worden naar de mens.

Door de verscheidenheid van het hemagglutinine worden griepvirussen verder onderverdeeld in “subtypen” en binnen elke subtype in “varianten”. Bij mens en varken circuleren dezelfde subtypen: H1N1 en H3N2. Bij de mens is H3N2 het meest onderhevig aan variatie en het belangrijkst vanuit klinisch oogpunt.

Veelbelovende resultaten met H3N2 “heterologe prime-boost vaccinaties” bij het varken

Het Labo Virologie van de UGent faculteit Diergeneeskunde bekwam met hun voorgaand onderzoek (2017) veelbelovende resultaten. Voor primo- en boostervaccinatie werden verschillende varianten van het H3N2 subtype gebruikt. Dit wordt ook heterologe prime-boost vaccinatie genoemd.

Na deze heterologe prime-boost vaccinatie waren varkens beschermd tegen challenge met beide varianten. Een “challenge” betekent dat een hoge dosis virus via de neus, intranasaal, wordt toegediend. Daarnaast werden ook antistoffen vastgesteld tegen H3N2 virussen die niet in het vaccin zaten. Dit in tegenstelling tot de dieren gevaccineerd volgens de klassieke vaccinatiestrategie. Deze laatstgenoemden waren enkel beschermd tegen het vaccinvirus.

De studie (2017) werd uitgevoerd bij varkens die nooit eerder met griepvirussen in contact kwamen, vergelijkbaar met vaccinatie bij kinderen. Griepvaccins worden echter voornamelijk toegediend bij volwassenen, waarbij reeds contact met griep plaatsvond. Daarom is het belangrijk te weten of deze vaccinatiestrategie ook dan succesvol is.

De invloed van infectie-immuniteit op vaccinatie

In de vervolg studie, uitgevoerd in het kader van deze masterproef, ondergingen varkens eerst een griepinfectie. Hiervoor werd een menselijk griepvirus intranasaal toegediend. Daarna volgde een tweevoudige vaccinatie. Zes weken later volgde de challenge met een totaal andere griepvariant dan deze gebruikt voor infectie of vaccinatie.

Varkens werden opgedeeld in zes groepen (Figuur 1). Er waren twee ongevaccineerde controlegroepen. Eén controlegroep onderging noch infectie, noch vaccinatie –zoals een ongevaccineerd kind. Na challenge konden hier meer dan een miljoen infectieuze viruspartikels worden aangetoond in stalen van de longen en de neus.

De tweede controlegroep onderging infectie, maar geen vaccinatie–vergelijkbaar met een ongevaccineerde volwassene. Door de voorgaande infectie was er deels bescherming. De hoeveelheid infectieuze viruspartikels was ongeveer honderd keer lager dan in de eerstgenoemde controlegroep. Niettegenstaande, konden in beide controlegroepen bij alle dieren infectieuze partikels worden aangetoond.

Vier gevaccineerde groepen kregen een tweevoudige vaccinatie volgens de klassieke- of de heterologe prime-boost strategie. Alle vaccinatiegroepen waren beter beschermd dan de controlegroepen. Eén heterologe prime-boost groep stak er met kop en schouders bovenuit. Dit was de enige groep met een volledig steriele bescherming tegen een H3N2 virus waarvan het hemagglutinine tot 20 % afweek van de hemagglutininen gebruikt voor infectie en vaccinatie.

Vergelijking van resultaten van dit en voorgaand onderzoek leert ons dat infectie voorafgaand aan vaccinatie de immuniteit verder verbreed. Er konden bij de vervolgstudie antistoffen aangetoond worden tegen een batterij aan H3N2 virussen van mens en varken. Deze antistoffen konden we niet opwekken met klassieke vaccinatie. 

Figuur 1. Varkens werden onderverdeeld in zes groepen. Er waren twee controle groepen: 1 en 2. Daarnaast waren er vier gevaccineerde groepen: 3 en 4 werden gevaccineerd volgens de klassieke strategie, 5 en 6 volgens de heterologe prime-boost strategie. Zes weken later volgde de challenge.

Leiden beloftevolle resultaten naar vaccinatie op maat?

Dit onderzoek is innoverend in al zijn facetten. Eerst en vooral kon een uitzonderlijk brede bescherming bekomen worden in vergelijking met de klassieke vaccinatiestrategie. Daarnaast zijn dergelijke studies onuitvoerbaar bij de mens. Je kan namelijk onmogelijk volwassenen vinden zonder antistoffen tegen de griep en deze vervolgens “challengen”.

Het achterliggende mechanisme van een bredere antistofrespons is nog niet helemaal duidelijk. Er wordt verondersteld dat door blootstelling aan verschillende varianten, antistoffen worden opgewekt tegen meer geconserveerde delen van het hemagglutinine. Hiervoor spelen niet alleen de virusvarianten, maar ook de volgorde van toedienen een rol.

Dergelijk onderzoek leeft sterk in de onderzoekswereld. Meer en meer is men ervan overtuigd dat de immuunrespons mede gestuurd wordt door de vooraf bestaande infectie-immuniteit. Iedere patiënt heeft als het ware zijn eigen “infectiegeschiedenis”. Naargelang deze geschiedenis moeten patiënten dan met andere varianten gevaccineerd worden. Hoe dit in de toekomst in de praktijk kan uitgevoerd worden, is nog niet duidelijk.