在美国，采用一种受控的人类感染模型，将Na-GST-1吸附在Alhydrogel上，并与不同的Toll样受体激动剂共同给予未感染钩虫的成年人：这是一项二期、双盲、随机对照试验

《The Lancet Infectious Diseases》：Na-GST-1 adsorbed on Alhydrogel co-administered with different Toll-like receptor agonists in hookworm-naive adults using a controlled human infection model in the USA: a phase 2, double-blind, randomised controlled trial

预防美洲钩虫感染的重组Na-GST-1疫苗联合CpG 10104在II期临床试验中显示安全有效，能显著降低感染率和嗜酸性粒细胞水平，提示免疫原性与保护作用相关。

　　

卡罗琳·K·迪罗萨托（Caroline K DiRosato）|埃莉莎·M·马尔金（Elissa M Malkin）|肖恩·M·李（Sean M Lee）|瓜西亚拉·埃尔温（Guacyara Erwin）|拉拉·霍韦勒（Lara Hoeweler）|拉里萨·斯科尔特（Larissa Scholte）|玛丽亚·埃琳娜·博塔齐（Maria Elena Bottazzi）|大卫·I·普里查德（David I Pritchard）|彼得·J·霍特兹（Peter J Hotez）|杰弗里·M·贝索尼（Jeffrey M Bethony）|大卫·J·迪默特（David J Diemert）

美国华盛顿大学医学院和健康科学学院医学系，华盛顿特区，美国

摘要

背景

Necator americanus的谷胱甘肽S-转移酶-1（Na-GST-1）在钩虫吸血过程中起着关键的酶促作用，是疫苗开发的主要靶点。在巴西、加蓬和美国进行的1期试验中，将重组Na-GST-1吸附在Alhydrogel上（Na-GST-1/Al），并与AP 10-701（Toll样受体[TLR] 4激动剂）或CpG 10104（TLR9激动剂）联合使用或单独使用，结果显示该疫苗耐受性良好、安全且具有免疫原性。此前已经建立了一种受控的人类钩虫感染（CHHI）模型，用于评估候选钩虫疫苗对感染的影响。本研究旨在评估三种不同Na-GST-1疫苗配方在随后用传染性N americanus幼虫（NaL3）进行CHHI挑战时的效果，并与安慰剂进行比较，同时评估疫苗的安全性。

方法

在这项双盲、随机、安慰剂对照的2期试验中，我们招募了18至49岁的非孕妇、未感染钩虫的成年人，这些参与者通过华盛顿大学医学协会（华盛顿特区，美国）和华盛顿大学医学院和健康科学学院的筛查程序被认定为健康。参与者被随机分配到四个组（1:1:1:1），分别接受三次肌肉注射：Na-GST-1/Al、Na-GST-1/Al与CpG 10104联合使用（Na-GST-1/Al–CpG）、Na-GST-1/Al与AP 10-701联合使用（Na-GST-1/Al–AP）或安慰剂。参与者、接种者、进行安全评估的研究人员以及实验室工作人员都对分配情况不知情。只有药房工作人员知晓分组情况。最后一次接种后4周，参与者接受了50个传染性NaL3的CHHI挑战。每隔一周收集一次粪便样本，直到第280天开始连续三天每天口服400毫克阿苯达唑。阿苯达唑给药后，通过每周一次的阴性粪便检查来记录感染清除情况。主要结果是疗效和安全性。主要疗效指标是通过粪便显微镜检查在380天内的任何时间点检测到的感染发生率。安全性在疫苗安全分析人群（即所有接受至少一剂疫苗或安慰剂的参与者）和CHHI安全分析人群（即所有接受CHHI挑战的参与者）中进行评估。次要终点包括感染强度和疫苗的免疫原性。该试验已注册在ClinicalTrials.gov（NCT03172975），并已完成。

发现

2018年5月24日至2020年12月9日期间，共有57名志愿者接受了资格评估，其中39人被纳入研究（平均年龄26.7岁[标准差5.4岁]，22人[56%]自报为女性，17人[44%]自报为男性）。10人（26%）被随机分配到Na-GST-1/Al组，9人（23%）被分配到Na-GST-1/Al–CpG组，10人（26%）被分配到Na-GST-1/Al–AP组，10人（26%）被分配到安慰剂组。所有39名参与者都至少接受了一剂疫苗，并被纳入疫苗安全分析；其中33人接受了CHHI挑战，其中31人被纳入疗效分析。与安慰剂组（7人中有4人[57%]）相比，Na-GST-1/Al–CpG组（5人[40%]）的感染发生率较低；Na-GST-1/Al组（9人中有5人[56%]）和Na-GST-1/Al–AP组（10人中有6人[60%]）的感染发生率也较低，但差异不显著。Na-GST-1/Al–CpG组（中位数每克0.0个虫卵）的粪便中钩虫卵计数显著低于安慰剂组（中位数每克66.7个虫卵；比值比0.00，95%置信区间0.00–0.00）。Na-GST-1/Al–CpG组（中位数每微升0.6×10³个嗜酸性粒细胞）的嗜酸性粒细胞计数显著低于安慰剂组（中位数每微升3.1×10³个嗜酸性粒细胞；几何平均比值比0.33，95%置信区间0.13–0.88；p=0.027）。Na-GST-1/Al–CpG组诱导的抗Na-GST-1 IgG反应最强。未观察到相关严重不良事件，大多数不良事件均为轻度。

解读

根据观察到的感染保护作用，Na-GST-1/Al–CpG被选为进一步临床测试的候选疫苗。与感染保护作用相关的较高水平的抗Na-GST-1 IgG表明体液免疫反应可能与保护作用相关。

资金支持

美国国家过敏和传染病研究所。

引言

除了疟疾之外，钩虫感染是全球疾病负担中最主要的寄生虫感染之一。据估计，全球有1.13亿人感染钩虫，其中非洲大陆和东南亚地区的感染病例最为集中，¹尽管一些估计认为实际感染人数超过4亿人。²人类钩虫感染主要由土壤传播的蠕虫Necator americanus和Ancylostoma duodenale引起。N americanus是全球分布最广的钩虫，约占人类感染的80%，而A duodenale的分布范围较窄。³钩虫是低收入和中等收入国家儿童贫血的主要原因，其感染常常与其他导致贫血的感染（尤其是疟疾和血吸虫病）同时发生。^{4, 5}

迫切需要新的工具来控制钩虫感染，以减少流行地区的疾病负担。目前的主要控制方法是定期向受影响地区的学龄儿童大规模施用苯并咪唑类抗蠕虫药。然而，单次剂量的治愈率并不理想。⁶药物抗性的威胁促使人们探索替代策略，包括疫苗的开发。^{7, 8}

一种疫苗开发策略是识别钩虫生命周期中的吸血阶段的靶点并干扰其功能，最终导致成虫死亡或繁殖能力下降。⁹N americanus的谷胱甘肽S-转移酶-1（Na-GST-1）是参与寄生虫解毒和吸血过程的关键酶。¹⁰在巴西、加蓬和美国进行的成人及儿童1期临床试验中，测试了将重组Na-GST-1蛋白吸附在Alhydrogel上（Na-GST-1/Al；丹麦Biosector公司生产），并添加两种Toll样受体（TLR）激动剂之一（AP 10-701或CpG 10104）的效果，结果显示这些疫苗配方具有安全性、耐受性和免疫原性。^{11, 12, 13}

研究背景

本研究前的证据

目前尚无获许可的钩虫疫苗来预防这种在资源有限地区导致贫血的重要疾病。Necator americanus是全球分布最广的钩虫，约占人类感染的80%。N americanus的谷胱甘肽S-转移酶-1（Na-GST-1）是一种主要的候选疫苗抗原，据推测它能诱导针对这种酶的中和抗体，该酶在成虫的宿主血液消化过程中起着关键作用。Diemert及其同事、Zinsou及其同事以及Adegnika及其同事进行的1期临床试验表明，Na-GST-1吸附在Alhydrogel上（Na-GST-1/Al）在未感染钩虫的成人以及巴西和加蓬流行地区的成人和学龄儿童中耐受性良好且具有免疫原性。为了筛选出最有前景的疫苗配方并在临床开发早期证明其疗效，Diemert及其同事建立了一种受控的人类钩虫感染（CHHI）模型。为了将本研究的结果与所有先前的钩虫疫苗临床试验数据进行对比，我们在PubMed和Cochrane Library中搜索了1980年1月1日至2025年9月15日期间发表的相关研究文章，使用了“hookworm”、“vaccine”、“clinical trial”和“phase”等关键词。共识别出33篇论文，其中8篇报告了具有长期安全性或免疫原性随访的1期试验结果。这8篇论文中有5篇报道了Na-GST-1或N americanus天冬氨酸蛋白酶-1（Na-APR-1[M74]）单独或联合使用的试验（4篇针对成人，1篇针对6–10岁的学龄儿童）。Na-GST-1和Na-APR-1(M74)的试验显示，这些试验疫苗安全、耐受性良好，并能诱导显著的抗原特异性IgG反应。一项先前的CHHI研究表明，接种减毒N americanus幼虫的参与者在随后接受未减毒幼虫挑战时，其幼虫数量减少。

本研究的附加价值

在本文中，我们描述了使用CHHI模型进行的2期疗效验证临床试验的结果，评估了不同佐剂配方的Na-GST-1钩虫疫苗的疗效、安全性和免疫原性。据我们所知，这是首个使用CHHI模型验证新型钩虫疫苗疗效的2期临床试验，也是首个描述候选钩虫疫苗在限制N americanus感染强度方面显著效果的研究。

所有现有证据的意义

有效的钩虫疫苗将是预防流行地区因这种寄生虫感染引起的缺铁性贫血的不可或缺的工具。使用Na-GST-1/Al与CpG寡脱氧核苷酸（Na-GST-1/Al–CpG）或减毒N americanus幼虫联合接种，在CHHI研究中显著降低了N americanus幼虫挑战后的感染强度（Na-GST-1/Al–CpG组和减毒幼虫组）和嗜酸性粒细胞增多（Na-GST-1/Al–CpG组），而单独使用Na-GST-1/Al或与AP 10-701联合使用（Na-GST-1/Al–AP）则没有这种效果。在本研究中，Na-GST-1/Al–CpG组的疫苗抗原抗体反应最强，这可能表明其具有保护作用。有必要对Na-GST-1钩虫疫苗进行现场疗效临床试验。

然而，尚未确定针对钩虫感染的免疫保护相关因素；1期试验中观察到的免疫反应是否能够转化为临床疗效仍不清楚。因此，之前建立了受控的人类钩虫感染（CHHI）模型，以评估新型钩虫疫苗候选物的潜在疗效，并帮助选择最有希望进入更大规模儿科试验的候选物。^{14, 15}这种方法可以降低关键3期研究、工业化生产和疫苗分发的风险。先前的临床研究表明，可以以安全、可控的方式诱导N americanus的实验性感染，并且不良反应可预测且易于管理。¹⁵这项在健康、未感染钩虫的成年人中进行的2期临床研究的目的是评估三种不同Na-GST-1疫苗配方在随后用传染性N americanus第三期幼虫（NaL3）进行CHHI挑战时的效果，并评估疫苗的安全性。

研究设计与参与者

这项随机、双盲、安慰剂对照的2期试验旨在评估Na-GST-1/Al与AP 10-701或CpG 10104联合使用或单独使用与安慰剂相比的疗效、安全性和免疫原性，由华盛顿大学医学协会（华盛顿特区，美国）和华盛顿大学医学院和健康科学学院（华盛顿特区，美国）于2018年至2022年开展。参与者接受了50个传染性

结果

2018年5月24日至2020年12月9日期间，共有57名志愿者接受了资格评估，其中39人符合条件（图1）。这些参与者被随机分配到四个研究组之一。由于COVID-19大流行，招募人数在达到原定的48人目标之前就已结束。所有39名参与者都接受了至少一剂疫苗或安慰剂，并被纳入疫苗安全分析人群。最后一次研究访问发生在2022年1月27日。

讨论

在这项使用受控人类感染模型验证Na-GST-1/Al钩虫疫苗三种配方的2期疗效试验中，我们证明了100 μg Na-GST-1/Al与500 μg CpG 10104联合使用对N americanus钩虫感染、感染强度和嗜酸性粒细胞增多的保护作用。Na-GST-1被选为领先的疫苗候选物，因为实验室动物模型显示GST-1能诱导对N americanus挑战感染的保护性免疫。

利益声明

PJH、MEB、JMB和DJD是多价蠕虫疫苗（US8211438B2）专利的发明人。其他作者均声明没有利益冲突。

致谢

该试验得到了美国国家过敏和传染病研究所的临床试验实施合作协议（授权编号1U01AI129789）的支持。我们衷心感谢参与试验的志愿者们的慷慨贡献，以及Thomas Ritchie、Kirsten Lyke和Alexander Precioso作为研究安全监测委员会成员所做出的贡献。