ترتبط نتائج عدوى الملاريا البشرية الخاضعة للرقابة (CHMI) في البالغين الكينيين بالتاريخ السابق للتعرض للملاريا واستجابة الجسم المضاد المضاد للشيزونت

خلاصة

خلفية:

يكتسب الأفراد الذين يعيشون في المناطق الموبوءة مناعة ضد الملاريا بعد التعرض المتكرر للطفيلي. سعينا إلى تقييم نموذج عدوى الملاريا البشرية الخاضعة للرقابة (CHMI) كوسيلة لدراسة المناعة المكتسبة بشكل طبيعي في البالغين الكينيين مع التعرض المتفاوت للملاريا.

العلاقة بين عدوى الملاريا البشرية والمناعة علاقة معقدة. الملاريا مرض معد يسببه طفيلي البلازموديوم الذي يدخل الجسم ويصيب خلايا الدم الحمراء. بعد الإصابة ، سيبدأ جهاز المناعة في الجسم سلسلة من الاستجابات المناعية لمحاربة طفيلي الملاريا. ومع ذلك ، قد تسبب الاستجابة المناعية ضررًا للمضيف أثناء السيطرة على الطفيل. على العكس من ذلك ، يمكن أن يؤدي نقص المناعة إلى عدوى شديدة وطويلة الأمد بالملاريا ، والتي يمكن أن تؤدي إلى الوفاة.

من ناحية أخرى ، ترتبط الاستجابة المناعية لجسم الإنسان ارتباطًا وثيقًا بدورة حياة طفيل الملاريا. في المرحلة الأولية من عدوى المتصورة ، تتجذر المتصورة وتتكاثر بسرعة ، ويتركز عدد كبير من مسببات الأمراض في خلايا الدم الحمراء ويتم إطلاقها. في هذا الوقت ، تستجيب الخلايا المناعية للجسم بسرعة ، وتطلق السيتوكينات لقتل طفيلي الملاريا ومكافحة المراحل الأولية للعدوى. أثناء تطور عدوى المتصورة ، يصبح ملف مسار الخلية المناعية أكثر تعقيدًا ، مما يخلق توازنًا دقيقًا بين المتصورة والمضيف البشري. ومع ذلك ، إذا كان رد فعل الجهاز المناعي مبالغًا فيه ، فقد يؤدي ذلك إلى ارتفاع درجة الحرارة والقشعريرة والتعب وأعراض أخرى لدى المرضى.

من ناحية أخرى ، تتأثر وظيفة المناعة في جسم الإنسان بعدة عوامل. على سبيل المثال ، يمكن أن تؤثر العوامل الوراثية والتغذية والعمر والجنس وتاريخ العدوى وعوامل أخرى على الاستجابة المناعية للفرد. تؤدي بعض أعراض نقص المناعة إلى إضعاف وظيفة المناعة في الجسم ، مما يعرض الفرد لخطر الإصابة بالملاريا أو غيرها من الأمراض المعدية. يمكن أن تكون أوجه القصور المناعي هذه خلقية ، مثل الطفرات في جينات معينة ، أو مكتسبة ، مثل الالتهابات الفيروسية مثل الإيدز.

وبالتالي ، فإن العلاقة بين الإصابة بالملاريا والمناعة لدى البشر معقدة وتتطلب مراعاة العديد من العوامل. في الوقاية من الملاريا وعلاجها ، يحتاج الباحثون إلى تحديد وفهم التفاعل بين الاستجابة المناعية وعدوى المتصورة. يمكن ملاحظة أننا بحاجة إلى تحسين مناعتنا. يمكن أن يعزز cistanche المناعة. يحتوي رماد اللحوم على العديد من المكونات النشطة بيولوجيًا ، مثل السكريات ، واثنين من الفطر ، وهوانغ لي ، وما إلى ذلك. يمكن لهذه المكونات أن تحفز أجهزة المناعة المختلفة في الخلايا الشبيهة بخلايا اللحوم ، مما يزيد من نشاطها المناعي.

انقر فوق الفوائد الصحية من cistanche

طُرق:

قمنا بتحليل البيانات من 142 من البالغين الكينيين من ثلاثة مواقع تمثل مناطق متميزة من توطن الملاريا (Ahero و Kilif North و Kilif South) المسجلين في دراسة CHMI مع Plasmodium falciparum sporozoites NF54 (تحدي Sanaria® PfSPZ). لتحديد النتائج في الجسم الحي التي تعكس بشكل وثيق المناعة المكتسبة بشكل طبيعي ، تمت مقارنة المعلمات المستندة إلى قياسات qPCR مع مستويات الأجسام المضادة المضادة للشيزونت والإقامة كعلامات بديلة للمناعة المكتسبة بشكل طبيعي.

نتائج:

يرتبط الوقت حتى نقطة النهاية ارتباطًا وثيقًا بالأجسام المضادة المضادة للشيزونت وموقع الإقامة أكثر من معلمات الطفيليات الأخرى مثل معدل النمو أو متوسط ​​كثافة الطفيل. مقارنة بالدراسات الميدانية القائمة على الملاحظة في الأطفال حيث 0. 8٪ من التباين في نتائج الملاريا لوحظ أنه تم تفسيرها بواسطة الأجسام المضادة لمقاومة شيزونت ، في نموذج CHMI ، أوضحت الأجسام المضادة ثنائية التفرع 17٪ من التباين في نتائج الملاريا. تقلب.

الاستنتاجات:

نموذج CHMI فعال للغاية في دراسة علامات المناعة المكتسبة بشكل طبيعي ضد الملاريا. التسجيل التجريبي رقم Clinicaltrials.gov NCT02739763. مسجلة 15 أبريل 2016.

الكلمات الدالة:

التعرض للملاريا ، عدوى الملاريا البشرية الخاضعة للرقابة ، المتصورة المنجلية ، استجابة الجسم المضاد للشيزونت.

خلفية

تظل الملاريا المنجلية حالة طوارئ صحية عالمية ملحة. تم تشجيع التقدم في سيطرتها في

بعض مناطق أفريقيا [1] ، لكن القضاء عليها لا يبدو واقعيًا في العديد من المجالات. تعتمد اللقاحات الرئيسية المرشحة حاليًا على بروتين المحيط (CSP) وتحمي من المظاهر السريرية لمرض المتصورة المنجلية لدى الأطفال [2 ، 3]. يمكن تحقيق فعالية أعلى للقاح ضد المظاهر السريرية عن طريق إحداث استجابات مناعية ضد المستضدات من مراحل الدم اللاجنسي [4]. إن مسار التطوير السريري لأي لقاح مرشح واحد مكلف وطويل. لم يتقدم أي من اللقاحات المرشحة لمرحلة الدم التي خضعت للتجارب الميدانية إلى تجارب المرحلة الثالثة [5 ، 6]. تعد الحاجة إلى فهم واستجواب المناعة المكتسبة بشكل طبيعي ضد الملاريا أمرًا أساسيًا لاختيار المستضد وتصميم اللقاح. النهج الشائع هو استخدام الدراسات الوبائية المناعية في المناطق الموبوءة بالملاريا ، حيث ترتبط الاستجابات المناعية من المسوح المقطعية للأطفال بخطر نوبات الملاريا اللاحقة [7-11]. كان أحد القيود على هذا النهج هو الاعتماد على التعرض الطبيعي غير المنضبط ولكن غير المتجانس للملاريا [8 ، 9 ، 12] بالإضافة إلى التعرض للطفيليات المتنوعة وراثيًا [13] في هذا المجال.

إن دراسات عدوى الملاريا البشرية الخاضعة للرقابة (CHMI) لديها القدرة على تسريع اختيار المستضدات لتطوير اللقاح من خلال التحكم في التعرض للملاريا ، بما في ذلك سلالة الطفيليات ، وكذلك مستوى الجرعة المعدية. لأسباب أخلاقية ، تتطلب CHMI متطوعين بالغين بدلاً من الأطفال. في المناطق الموبوءة تكتسب المناعة مع تقدم العمر وعادة ما يكون لدى البالغين مستويات عالية من المناعة ضد عواقب العدوى [14]. ومع ذلك ، حتى بين مستويات مناعة البالغين قد تكون متغيرة. لقد وصفنا مؤخرًا النتائج السريرية وسلامة CHMI في البالغين الكينيين بعد الإصابة ببكتيريا Plasmodium falciparum sporozoites المحفوظة بالتبريد والقابلة للحياة والمعقمة والمنقية (PfSPZ Challenge) بجرعة 3200 حقنة بواسطة حقنة [15].

لقد أظهرنا أن استخدام CHMI في هذه المجموعة المكونة من 142 بالغًا تعرضوا مسبقًا للتعرض ، كان لدى 26 (18.3 بالمائة) أعراض حمى وتم علاجهم ؛ 30 (21.1٪) وصلت إلى أكثر من أو تساوي 500 طفيلي / ميكرولتر وتم علاجها. 53 (37.3 في المائة) لديهم طفيليات في الدم دون تلبية عتبات العلاج و ؛ في حين أن 33 (23.2 بالمائة) ظلوا سالبًا لـ qPCR (في مجموعة فرعية من المتطوعين ، كان بعض هؤلاء qPCR سلبيًا بين اليومين الثامن والعاشر بعد الإصابة لديهم طفيليات دموية منخفضة مقارنة بطريقتين أخريين من qPCR) [15]. تتوافق هذه النتائج مع دراسات CHMI الأخرى على متطوعين من المناطق الموبوءة [16 ، 17]. ومع ذلك ، فإن نتائج CHMI التي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالمناعة المكتسبة بشكل طبيعي لم يتم تحديدها بعد. علاوة على ذلك ، لا تؤدي التصنيفات إلى نتائج وصفية متعددة المستويات إلى تعظيم القدرة التحليلية لارتباطات المناعة ، وسيكون إما التصنيف الثنائي أو المتغير المستمر هو الأمثل من الناحية التحليلية.

لذلك أجرينا في هذه الدراسة تحليلاً باستخدام استجابات الأجسام المضادة المضادة للشيزونت وموقع الإقامة كبديل للمناعة. قمنا بفحص بارامترات مختلفة من أنماط نمو الطفيليات خلال CHMI. كان هذا لتحديد أي من المعلمات كانت أكثر ارتباطًا بهاتين البديلين للمناعة ولتحديد ما إذا كان أي منها أكثر تمييزًا لمناعة المضيف من الدراسات الوبائية المناعية القياسية التي أجريت في هذا المجال.

طُرق

تصميم الدراسة والسكان

تم نشر البروتوكول الكامل [18] ووصف السلامة والنتيجة [15]. باختصار ، البيانات من دراسة CHMI-SIKA ، والتي كانت مفتوحة وغير معماة وغير عشوائية مع تلقي جميع المتطوعين حقنة وريدية [تلقيح وريدي مباشر (DVI)] جرعة 3.2 × 103 PfSPZ Challenge PfNF54 (أي سلالة محفوظة بالتبريد ومعدية sporozoites). تم مراقبة المتطوعين لتطفل الدم عن طريق تفاعل البلمرة المتسلسل الكمي (qPCR) لتحديد نمو الطفيل. تم اختيار جرعة 3.2 × 103 من PfSPZ لأن هذا قد أصاب 100 بالمائة من المتطوعين الساذجين للملاريا الذين يخضعون لـ CHMI في دراسات في الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي [19 ، 20]. PfNF54 أفريقي الأصل ومن المتوقع أن يكون كذلك<100% of African volunteers with well-developed naturally acquired immunity will become infected [21].

تركيز الأدوية المضادة للملاريا

قمنا بأثر رجعي بقياس تركيزات الأدوية المضادة للملاريا (أرتيميثير ، ثنائي هيدروأرتيميسينين ، سلفادوكسين ، بيريميثامين ، كلوروكين ، لوميفانترين ، ثنائي بيوتيل لوميفانترين) ، بأثر رجعي في اليوم السابق للتحدي (C − 1) وبعد التحدي (في C plus 8) [15] . استبعدنا أولئك الذين لديهم مستويات دوائية أعلى من الحد الأدنى للتركيز المثبط (MIC) للوميفانترين لكننا احتفظنا بالمستويات التي تقل عن MIC للسلفادوكسين (في غياب البيريميثامين) ومع مستويات ضئيلة من الكلوروكين كما هو موصوف سابقًا [15].

مستوى الجسم المضاد المضاد للشيزونت

تم اختبار عينات البلازما بواسطة ELISA لوجود IgG البشري ضد مستخلص schizont كما هو موضح سابقًا [22 ، 23]. تمت تربية طفيليات السلالة P. falciparum 3D7 حتى مرحلة شيزونت لتحضير مستخلص شيزونت. لتشغيل ELISAs ، تم استخدام المستخلص لتغليف ألواح عالية الامتصاص بتركيز محدد أظهر تشبع الاستجابات باستخدام البلازما من الأفراد الذين يعانون من فرط المناعة. تم تكرار الاختبار إذا اختلفت قيم الكثافة الضوئية المكررة (OD) لعينة بلازما فردية بأكثر من عامل 1.5. تمت معايرة مجموعة من عينات المصل من منطقة في إفريقيا حيث تتوطن الملاريا بشكل كبير على كل لوحة وعملت كعنصر تحكم إيجابي وقدمت قيمًا لمنحنى قياسي لتحويل قراءات الكثافة البصرية (OD) إلى تركيزات (وحدات الجسم المضاد ، AU) .

مكان الإقامة

تم تجنيد متطوعين من مناطق مختلفة موبوءة بالملاريا في كينيا: Ahero في غرب كينيا (منطقة انتقال متوسطة إلى عالية) ؛ كيليف نورث على الساحل الكيني (انتقال الملاريا منخفض أو معدوم) ؛ وكليف ساوث (منطقة انتقال معتدلة) [1 ، 24]. في هذا التحليل ، تم دمج متطوعين من أهيرو وكليف ساوث كمقيمين في كثافة "انتقال عالية" وتم اعتبار كليف نورث كمقيمين في كثافة "انتقال منخفضة".

الكشف عن الطفيليات بواسطة qPCR

لاكتشاف الطفيليات ، تم جمع عينات الدم الوريدي مرتين يوميًا من اليوم 8 إلى 15 من CHMI ثم مرة واحدة يوميًا من الأيام 16 إلى 22 من CHMI لتحليل qPCR عن طريق الكشف عن جين 18 S الريبوسوم RNA P. المنجلية [15] في ثلاث نسخ في اختبار TaqMan باستخدام الاشعال والتحقيقات الموصوفة سابقًا [25]. تم استخدام التحكم غير النموذجي كعنصر تحكم سلبي (في الآبار الثلاثية) مع تقدير كمية الطفيلي مقابل معايير الطفيليات المستزرعة المعروفة التي تتكون من 6 تخفيفات متسلسلة من الحمض النووي المستخرج تعمل أيضًا في ثلاث نسخ. تم إنتاج معايير الطفيل المستزرع على 3 دفعات مختلفة. تم إعادة تشغيل العينات المختارة من كل مجموعة من مجموعات CHMI مقابل مجموعة نهائية من المعايير ، بما في ذلك عينة مراقبة الجودة الكمية الخارجية لمنظمة الصحة العالمية [26].

تحليل احصائي

يتم تقديم نتائج PCR كمتوسط ​​هندسي لثلاث فحوصات مكررة في كل نقطة زمنية. كان وقت العلاج هو عدد الأيام بين التحدي وقرار العلاج الذي تم اتخاذه إما للأسباب التالية: (أ) وصل المتطوع إلى الحد المعين مسبقًا البالغ 500 طفيلي منجل / مل بواسطة qPCR ؛ (ب) أصيبوا بأعراض حمى وعالجهم الأطباء بكثافة طفيلي أقل ، أو (ج) وصلوا إلى نهاية الدراسة دون الوصول إلى حد كثافة الطفيل أو ظهور أعراض. تم اشتقاق معلمات أخرى لوصف النتائج من نتائج qPCR على النحو التالي: (1) الوقت المحدد لعتبات كثافة الطفيليات ، حيث تم وصف المتطوعين الذين لم يصلوا إلى تلك العتبات على أنهم بيانات مفقودة ؛ (2) "نسبة الأيام المتزايدة" حيث تعتبر أي زيادة متتالية في كثافة الطفيليات "زيادة يومية" (تم حساب ذلك من البيانات الأولية ، ثم أيضًا من البيانات المتجانسة التي تأخذ المتوسط ​​المتحرك على مدى يومين) ؛ (3) متوسط ​​كثافة الطفيل كمتوسط ​​هندسي ، باستثناء النقاط الزمنية بعد العلاج ؛ (4) الحد الأقصى لعدد أيام النمو المتتالي المستمر ؛ (5) انحدار النمو من أفضل قدم خطي للفترة المحددة في (4) ؛ (6) متوسط ​​عدد الأيام منذ التحدي لأيام نمو الطفيل كما هو محدد في (2) ؛ (7) عكس (2) و (4) و (5) ؛ (8) لأيام الانخفاض في كثافة الطفيليات بدلاً من النمو ؛ (9) تم تحديد "اللقاح" على أنه ذروة كثافة الطفيل التي لوحظت بين اليومين 8.5 و 10 بعد التحدي و ؛ (خ) "التباين" المحسوب على أنه مجموع الاختلاف اليومي في كثافة الطفيل. تم استخدام اختبارات Kruskal – Wallis مع مقارنات متعددة لمقارنة الأجسام المضادة لـ schizont حسب الموقع ونتائج qPCR وتم استخدام ارتباط رتبة Spearman لاستكشاف الارتباطات بين الأجسام المضادة لـ schizont والموقع ومعلمات qPCR.

تم تطوير نماذج البقاء باستخدام انحدار كوكس على ثلاث مراحل ؛ (أ) التحليل أحادي المتغير لجميع المتنبئين المستقلين المحتملين ؛ و (ب) التحليل متعدد المتغيرات بما في ذلك المؤشرات الهامة من (أ) ؛ يحتفظ التحليل متعدد المتغيرات الثاني فقط بالمتنبئين المهمين من (ب). تم حساب التباين في النتيجة التي تم تفسيرها بواسطة الأجسام المضادة لـ schizont باستخدام pseudo r 2. لمقارنة مجموعة CHMI مع دراسة ميدانية سابقة للمراقبة للأطفال [9 ، 11 ، 23] ، تم تقسيم مستويات الجسم المضاد إلى مجموعتين (أعلاه وأدناه الوسيط) ، واقتصر تحليل مجموعة الأطفال على المجموعة المصابة بدون أعراض حيث كان التأثير الوقائي للأجسام المضادة للشيزونت أكثر وضوحًا [8 ، 11 ، 23].

نتائج

استجابات الأجسام المضادة المضادة للشيزونت للمتطوعين المسجلين في الدراسة

تم تضمين بيانات من 142 متطوعًا في التحليل كما هو موضح سابقًا [15]. كان متوسط ​​عمر المتطوعين 28 عامًا (تتراوح أعمارهم بين 18 و 45 عامًا) وكان 30 بالمائة منهم من الإناث. تم قياس استجابات الجسم المضاد لمستخلص شيزونت لجميع المتطوعين عند الفحص (ملف إضافي 1: الشكل S1). كان لدى المتطوعين من كيليف نورث أجسام مضادة أقل بشكل ملحوظ (متوسط ​​896 وحدة من الأجسام المضادة (AU) ، 95 بالمائة CI 566 إلى 1473) مقارنة بالمتطوعين من Kilif South (متوسط ​​9238 AU ، 95 بالمائة CI 6399 إلى 12324 ، p<0.00001) and Ahero (median of 4666 AU, 95% CI 966 to 28,702, p<0.00054) but volunteers from Kilif South and Ahero had similar antibody levels (p=0.085). For further analysis, volunteers from Kilif North (N=34) were considered to be residents of an area of "low transmission" whilst volunteers from Kilif South (N=93) were combined with Ahero volunteers (N=15) and considered to be residents of an area of "high transmission".

صنف qPCR النتائج المتعلقة بالموقع واستجابة الجسم المضاد

لقد لاحظنا سابقًا أربع نتائج متميزة تستند إلى نمو الطفيلي كما تم قياسه بواسطة qPCR بعد CHMI [15] كونه نموًا للطفيلي من خلال تلبية qPCR لمعايير العتبة لتشخيص الملاريا (أكبر من أو يساوي 500 طفيلي / مل) إما: (أ) مع الحمى (أي "معالجة الحمى") ؛ (ب) غير مصاب بالحمى ولكن بلغ كثافة الطفيليات التي تتطلب العلاج (أي "غير مصاب بالحمى") ؛ (ج) مع الطفيليات التي تم اكتشافها بواسطة qPCR ولكن ليس بكثافة طفيلي تفي بمعايير عتبة العلاج (أي "تفاعل البوليميراز المتسلسل إيجابيًا دون علاج") ؛ أو (د) الطفيليات التي لم يتم تحديدها بواسطة qPCR خلال المراقبة (أي "PCR سلبي") (ملف إضافي 2: الشكل S2). كان لدى المتطوعين الذين "عولجوا من الحمى" أدنى أجسام مضادة لمرض الشيزونت وكانوا أقل احتمالًا أن يكونوا من سكان مناطق انتقال عالية (الجدول 1 ، ملف إضافي 3: الشكل S3). كان لدى المجموعة "غير المعالجة بالحمى" مستويات متوسطة من الأجسام المضادة لمرض الشيزونت واحتمالية متوسطة لكونها مقيمة في منطقة انتقال عالية. كان لدى المجموعة "إيجابية PCR غير المعالجة" ثم المجموعة "سلبية PCR" مستويات عالية من الأجسام المضادة للشيزونت وكان من المرجح جدًا أن يكون كلاهما مقيمًا في مناطق انتقال عالية. يمكن فحص أولئك الذين كانوا إيجابيين لـ qPCR دون علاج في مجموعات فرعية عن طريق تقسيمهم إلى أولئك الذين كانوا إيجابيين إما مبكرًا أو متأخرًا أو طوال مراقبة qPCR. لم نحدد أي فروق ذات دلالة إحصائية في الأجسام المضادة المضادة للشيزونت أو مكان الإقامة لهذه المجموعات الفرعية الإضافية (ملف إضافي 5: الجدول S1).

ارتباطات معلمة qPCR مع استجابة الموقع والجسم المضاد

درسنا المعلمات المختلفة التي وصفت نتائج qPCR لكل متطوع فردي (الجدول 2). أقوى الارتباطات غير المعلمية لموقع الإقامة (أي الإقامة عند كثافة انتقال عالية مقابل كثافة انتقال منخفضة) أو الأجسام المضادة المضادة للشيزونت كانت وقت الوصول إلى عتبة 250 طفيليًا / مل ؛ وقت العلاج وتصنيف العلاج مقابل عدم العلاج (الجدول 2). كانت المعلمات الأخرى التي كانت مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بموقع الإقامة أو الأجسام المضادة المضادة للشيزونت شديدة الترابط مع بعضها البعض (ملف إضافي 4: الشكل S4) ولم نحدد متنبئًا ثانيًا مستقلًا باستخدام التحليلات البارامترية بعد التعديل للوقت إلى العلاج (ملف إضافي 5: الجدول S2). تم استخدام وقت المعلمة للعلاج لمزيد من التحليل على مدى استخدام الوقت إلى عتبة 250 طفيليًا / مل حيث تم علاج بعض المتطوعين بكثافة طفيلي منخفضة مما أدى إلى فقدان البيانات لفترة زمنية لـ 250 طفيليًا / مل.

تحليل البقاء على قيد الحياة

لقد قمنا بتطوير نموذج انحدار كوكس متعدد المتغيرات لوقت العلاج ، وتمويل كل من الأجسام المضادة المضادة للشيزونت وموقع الإقامة لتكون منبئات مستقلة قوية للنتائج (الجدول 3). كان وجود الطفيليات عند الفحص وتركيزات عقار لوميفانترين في البلازما منبئات ضعيفة للنتائج في التحليل أحادي المتغير (الجدول 3) ، ولكن ليس في التحليل متعدد المتغيرات (متعدد المتغيرات 1 ، الجدول 3). تم الخلط بين كل من الطفيليات في الفحص وتركيزات دواء اللوميفانترين موقع الإقامة (ص =0. 20 ، ص =0. 016 ص =0. 30 ، ص =0. 0003 للارتباطات مع مكان الإقامة ، على التوالي). لم تكن سنة التسجيل في التجربة (سنة الفوج) ، وتركيز الأدوية المضادة للملاريا ، والعمر ، والجنس منبئات مهمة للنتيجة. في النموذج النهائي (متعدد المتغيرات 2) ، كان المتنبئون المستقلان هما الإقامة (أي عند انتقال مرتفع مقابل انتقال منخفض) وتركيز الجسم المضاد المضاد للشيزونت ، موضحين 35 بالمائة من التباين في النتيجة على الانحدار اللوجستي (الجدول 3 ، والشكل. 1).

قارنا القوة التنبؤية للأجسام المضادة للشيزونت في نموذج CHMI مع الدراسات الجماعية السابقة بناءً على التعرض الطبيعي في المجال [9 ، 11 ، 23] ، لتحديد ما إذا كان نموذج CHMI سيقدم المجال في فحص ارتباطات العدوى. لإجراء مقارنات عبر النماذج ، استخدمنا مستويات الأجسام المضادة ثنائية التفرع أعلى وأدنى من المتوسط ​​لكل دراسة للحصول على مقارنة ثنائية المستوى في كل إعداد لا يعتمد على النطاق المختلف لمستويات الجسم المضاد. قمنا بمقارنة R2 الزائف في الانحدار اللوجستي لتحديد التباين في النتيجة الموضح بمستويات الأجسام المضادة في كل إعداد. في CHMI ، كانت نسبة الأرجحية (OR) لطلب العلاج بناءً على مستويات الأجسام المضادة ضد schizont أعلى من المتوسط ​​OR =0. 12 (95 بالمائة CI 0. 0 6 إلى {{ 26}}. 27، p =2 × 1 0 - 7) وأوضح 17 بالمائة من التباين. في المجموعة التي تم الإبلاغ عنها سابقًا والمكونة من 121 طفلًا تتراوح أعمارهم بين 1 و 8 سنوات ، تبين أنهم إيجابيون للطفيليات في الأساس مع معايير التضمين للتحليل كونها الإقامة في منطقة الدراسة ، حيث ارتبط وجود أجسام مضادة ضد الانقسام فوق المستوى المتوسط ​​بـ OR { {23}} .64 (95 بالمائة CI 0.29 إلى 1.4 ، ص =0. 26) للملاريا الحموية ، موضحًا 0.8 بالمائة من التباين في النتيجة. أظهرت مخططات البقاء على قيد الحياة من دراسة CHMI تمييزًا واضحًا في الوقت المناسب للعلاج عن طريق استجابات الجسم المضاد للشيزونت (الشكل 2 ، اللوحة اليسرى) ، على عكس التمييز الأقل وضوحًا الذي شوهد في الدراسات الميدانية بناءً على التعرض الطبيعي (الشكل 2 ، يمين) لوحة).

مناقشة

استخدمنا qPCR التسلسلي لتحديد النتائج الأكثر ارتباطًا بالأجسام المضادة للشيزونت وموقع الإقامة (منخفض مقابل انتقال مرتفع) ، لتحديد نتائج CHMI عند البالغين المعرضين الأكثر ارتباطًا ببدائل المناعة. استخدمنا مستويات الأجسام المضادة ضد شيزونت وموقع الإقامة عند التعرض المسبق المتنوع للملاريا كبديل لمناعة الملاريا. قمنا بفحص العديد من المعلمات المحتملة بناءً على مراقبة qPCR التي تم إجراؤها لـ CHMI لارتباطها بالأجسام المضادة لـ schizont والموقع. ارتبط وقت العلاج والوقت اللازم لـ 250 طفيليًا / ميكرولتر ارتباطًا وثيقًا بالأجسام المضادة للشيزونت وبالموقع. فضلنا وقت العلاج بدلاً من الوقت لـ 250 طفيليًا / ميكرولتر ، حيث تضمن الأول مجموعة كاملة من بيانات المتطوعين ويتجنب التحيز المحتمل للبيانات المفقودة من المتطوعين الذين عولجوا قبل الوصول إلى 250 طفيليًا / ميكرولتر.

بعد التكيف مع وقت العلاج ، لم يكن هناك منبئات مستقلة أخرى للأجسام المضادة للشيزونت أو مكان الإقامة. لذلك ، قمنا بتطوير تحليل البقاء على قيد الحياة بناءً على وقت العلاج. إن الجمع بين مكان الإقامة والأجسام المضادة لمرض الشيزونت كمتغير مستمر يفسر 35 بالمائة من التباين في الوقت المناسب للعلاج في CHMI. نظرًا لأن الإقامة السابقة والأجسام المضادة للشيزونت تقدم معلومات محدودة فقط عن المدى الحقيقي لمناعة المضيف ، فإن هذا يعني أن نسبة كبيرة جدًا من التباين في النتيجة في CHMI ترجع إلى مناعة المضيف.

لقد درسنا ما إذا كان تحليل CHMI للمناعة المكتسبة بشكل طبيعي يمثل تقدمًا كبيرًا مقارنة بالدراسات السابقة التي أجريت في الميدان بناءً على التعرض الطبيعي للملاريا. يتمتع البالغون بمستويات أعلى من المناعة مقارنة بالأطفال ، ويتم استخدام نقاط نهاية مختلفة للبالغين المشاركين في CHMI مقارنة بالأطفال في دراسات المراقبة الميدانية ، لكن تصميمات هذه الدراسة تشترك في الهدف لتحديد الارتباطات المحتملة للمناعة. لإجراء مقارنات ، استخدمنا الانحدار اللوجستي مع الملاريا الحموية كنتيجة في الدراسات الميدانية ، ومع معايير العلاج كنتيجة في CHMI. استخدمنا الأجسام المضادة ضد شيزونت كمتغير متنبئ. كانت مستويات الأجسام المضادة للشيزونت أعلى بين البالغين منها لدى الأطفال ، لذلك قمنا بتقسيم الأجسام المضادة إلى فئات عالية أو منخفضة بناءً على متوسط ​​مستوى الأجسام المضادة في كل دراسة. في الدراسة الميدانية القائمة على الملاحظة التي تم تحليلها هنا في مجموعة من الأطفال ، أوضحت استجابات الجسم المضاد للشيزونت أقل من 1 في المائة من التباين الملحوظ ، لكن الأجسام المضادة ضد شيزونت أوضحت 17 في المائة من التباين في نتائج CHMI. هذا ليس مفاجئًا نظرًا للتباين في التعرض للملاريا الذي شوهد في الحقل [8 ، 9] ، بينما في CHMI يتم التحكم في التعرض ولا يختلف بين المشاركين.

يوضح هذا التحليل ، هنا ، كيف يتم ضبط وحساب عدم تجانس التعرض والعدوى ، وبالنظر إلى أن الأجسام المضادة لمرض الشيزونت في الدراسات الميدانية تمثل جزءًا صغيرًا من التباين ، فإن CHMI لدى البالغين المعرضين مسبقًا للعدوى لديها نسبة أكبر القوة التمييزية لدراسة الحصانة عن التعرض السابق. علاوة على ذلك ، في دراسات CHMI غير المناعية ، يصاب عدد كبير من المتطوعين بالمرض ويحتاجون إلى علاج عند عتبات منخفضة نسبيًا لتطفل الدم (بين 5 و 50 طفيليًا / مل) بينما في دراستنا ، كان الأفراد غالبًا بدون أعراض وخالية من الطفيليات وهذا يمكن أن إلى حد كبير نتيجة للاختلافات في الاستجابات في غير مناعة مع شبه مناعة [27 ، 28]. باستثناء العوامل الفطرية مثل سمة الخلية المنجلية [17] ، فإن هذه المقاومة لدى الأفراد الذين تعرضوا للملاريا سابقًا قد تكون نتيجة للمناعة التكيفية المكتسبة والتي يتم تأكيدها من خلال استجابات الأجسام المضادة ضد الانقسام.

وبالتالي ، فإن هذه النتائج المقدمة هنا ، توفر فرصة فريدة للمضي قدمًا في مجال اكتشاف مستضد اللقاح باستخدام منصة CHMI مع التوصيف والفهم الأفضل لتطوير المناعة ضد العدوى في سياق التعرض السابق للملاريا. إن التحليل الشامل للتوقيعات أو الارتباطات الخاصة بالمناعة كما تم تفصيله مؤخرًا باستخدام مناهج أنظمة الأمصال (المقاربات النوعية والكمية القائمة على الأجسام المضادة) [29] سوف تقدم المجال بشكل كبير.

هذا التحليل ، الذي لا يعتمد على واحد أو اثنين من معايير قياس النتائج (PCR) ، لا سيما في سياق إجراء هذه الدراسات في السكان مع التعرض المتفاوتة في الماضي للملاريا له ما يبرره. تقليديا ، اعتمدت الدراسات على حركية / معدل نمو الطفيل كمقياس مهم للنتائج في دراسات CHMI - بما في ذلك كتقييم لللقاح أو فعالية الدواء [30]. اعتمدت دراسات CHMI التي تُدرج متطوعين مع مجموعة من حالات التعرض للطفيليات ، حتى الآن في إفريقيا ، نهج قياس نقطة النهاية الذي يعتمد بشكل كبير على الفحص المجهري للدم السميك عند عتبة معينة للتشخيص [17 ، 22 ، 31] لشرح معدلات نمو الطفيليات. عخان وآخرون. [16] على الرغم من استخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل كمعيار لنقطة النهاية ، لم يكن لديك نفس اتساع التعرضات السابقة كما هو معروض هنا. ومن ثم ، فمن المهم للدراسات التي تستخدم بشكل خاص PCR لإجراء تحليل مفصل للمعلمة الأكثر موثوقية التي من شأنها أن تفسر التنوع في نمو الطفيلي.

الاستنتاجات

وهكذا نستنتج أن دراسات CHMI في المناطق الموبوءة بالملاريا ، باستخدام لقاح معياري ، هي منصة فعالة وأداة قوية لدراسة مناعة المضيف. يُعزى التباين في النتائج بشكل أوثق إلى مناعة المضيف أكثر من الدراسات الميدانية القائمة على التعرض الطبيعي. لا تعتبر الأجسام المضادة المضادة للشيزونت عمومًا مرتبطة ميكانيكيًا بالمناعة ، بل هي علامة على التعرض السابق. وبالتالي من المرجح أن تكون الأجسام المضادة المضادة للشيزونت مرتبطة بشكل متبادل مع آليات محتملة أخرى متعددة للمناعة [22 ، 23 ، 32 ، 33]. ومن ثم في مزيد من الدراسات حول مناعة المضيف ، نتوقع أن تشرح الاستجابات الخاصة بالمستضد والأجسام المضادة الوظيفية التباين المتبقي في النتيجة. من الممكن أن ترتبط بعض العلامات الآلية بشكل مستقل بالنتيجة ، وعند الضبط ، سيتم تخفيف الارتباطات بعلامات التعرض الأخرى ، أو سيتم شرح هذه النتيجة من خلال مجموعة من المعلمات بشكل مستقل. في كلتا الحالتين ، من المتوقع أن تترك الظروف الخاضعة للرقابة التجريبية أقل تباينًا غير مفسر مما يحدث في الحقل بسبب التعرض المتغير لدغات البعوض. في تحليلات المتابعة ، يجب إجراء المعلمات المناعية ، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر المقايسات الوظيفية لمناعة مرحلة الدم [34 ، 35] وتحليلات ميكروأري البروتين لتحديد مستضدات مرحلة الدم [36] ، حول تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) المعلمات الموصوفة هنا. سيساعد هذا في التعرف على المزيد من التوقيعات أو العلاقات المرتبطة بالحصانة. حددت الدراسات الوبائية المناعية السابقة باستخدام مجموعات المراقبة العديد من الواسمات المناعية التي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالمناعة أكثر من الأجسام المضادة المضادة للشيزونت [11] ، ويمكن الآن اختبار هذه النتائج باستخدام نهج CHMI في المناطق الموبوءة بالملاريا.

الاختصارات

AU: وحدة الجسم المضاد ؛ CHMI: عدوى الملاريا البشرية الخاضعة للرقابة ؛ CHMI-SIKA: عدوى الملاريا البشرية الخاضعة للرقابة في البالغين الكينيين شبه المحصنين ؛ DVI: التلقيح الوريدي المباشر ؛ ELISA: مقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم ؛ qPCR: تفاعل البلمرة المتسلسل الكمي ؛ تحدي PfSPZ: sporozoites المعقم والمنقى والمحفوظ بالتبريد.

مساهمات المؤلفين

صمم MCK الدراسة وكتب المسودة الأولى للمخطوطة. حلل MCK و EO البيانات. أجرى DK فحوصات جزيئية للكشف عن الطفيليات وتقديرها. أجرى كل من MCK و RK و JT فحوصات للكشف عن الأجسام المضادة المضادة للشيزونت. ساهمت PN و MH في جمع البيانات. ساهم BKLS في تحضير وتصنيع السبوروزويت. MCK تصور الدراسة وقاد فريق الدراسة. ساهم جميع المؤلفين في تفسير التحليلات ومراجعة مسودة المخطوطة. كل الكتاب قراءة وافقت على المخطوط النهائي.

التمويل

تم دعم هذا العمل من خلال منحة Wellcome Trust (رقم المنحة 107499). لم يلعب الممول أي دور في تصميم الدراسة وجمع البيانات وتحليلها وتفسيرها أو في كتابة المخطوطة.

توافر البيانات والمواد

سيتم توفير البيانات بما في ذلك قواميس البيانات بعد إلغاء هوية المتطوعين. ستكون البيانات متاحة للباحثين الذين يقدمون طلبات إلى dgc@kemri-wellcome.org للوصول إلى البيانات بعد اتفاقية الوصول إلى البيانات الموقعة. تم نشر بروتوكول الدراسة ونماذج الموافقة المستنيرة وجميع الوثائق الأخرى ذات الصلة مسبقًا.

الإعلانات

موافقة الأخلاق والموافقة على المشاركة

أجريت الدراسة في KEMRI Wellcome Trust Research Program في كليف ، كينيا وحصلت على الموافقة الأخلاقية من وحدة المراجعة العلمية والأخلاقية (KEMRI / SERU / CGMR-C / 029/3190) ولجنة أخلاقيات البحث الاستوائي بجامعة أكسفورد. (OxTREC 2-16). تم تسجيل الدراسة على ClinicalTrials.gov (NCT02739763) ، والتي أجريت على أساس الممارسة السريرية الجيدة (GCP) ، وبموجب مبادئ إعلان هلسنكي. تم تقديم الموافقة على المشاركة في الدراسة من قبل جميع المتطوعين في الدراسة بموافقة خطية.

الموافقة على النشر

غير قابل للتطبيق.

تضارب المصالح

BKLS هي موظف بدوام كامل بأجر في Sanaria Inc. ، الشركة المصنعة لتحدي Sanaria PfSPZ. وبالتالي ، فإن جميع المؤلفين المرتبطين بشركة Sanaria Inc. لديهم تضارب محتمل في المصالح. يعلن جميع المؤلفين الآخرين عدم وجود مصالح متنافسة.

تفاصيل المؤلف

1 مركز أبحاث الطب الجغرافي (الساحل) ، معهد البحوث الطبية الكيني - برنامج ويلكوم ترست للأبحاث ، ص.ب 230 ، كيليف 80108 ، كينيا. 2 Center for Tropical Medicine and Global Health، Nuffield Department of Medicine، University Oxford، Oxford OX 3 7 LG، UK. 3 Sanaria Inc.، Rockville، MD 20850، USA.

مراجع

1. Kamau A، Mogeni P، Okiro EA، Snow RW، Bejon P. مراجعة منهجية لتغير عبء مرض الملاريا في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى منذ عام 2000: مقارنة تنبؤات النماذج والملاحظات التجريبية. BMC Med. 2020 ؛ 18: 1-11.

2. Agnandji ST، Lell B، Soulanoudjingar SS، Fernandes JF، Abossolo BP، Conzelmann C، et al. النتائج الأولى لتجربة المرحلة الثالثة من لقاح الملاريا RTS، S / AS01 في الأطفال الأفارقة. إن إنجل جي ميد. 2011 ؛ 365: 1863–75.

3. Datoo MS، Natama MH، Somé A، Traoré O، Rouamba T، Bellamy D، et al. فعالية لقاح الملاريا المرشح بجرعة منخفضة ، R21 في المصفوفة المساعدة ، مع الإعطاء الموسمي للأطفال في بوركينا فاسو: تجربة معشاة ذات شواهد. لانسيت. 2021 ؛ 397: 1809-18. https://doi.org/10.1016/S0140- 6736(21)00943-0.

4. Dufy PE، Patrick Gorres J. لقاحات الملاريا منذ عام 2000: التقدم ، الأولويات ، المنتجات. لقاحات npj. 2020 ؛ 5: 1-9.

5. Ogutu BR ، Apollo OJ ، McKinney D ، Okoth W ، Siangla J ، Dubovsky F ، et al. لقاح الملاريا في مرحلة الدم الذي ينتج عنه تركيزات عالية من الأجسام المضادة النوعية للمستضد لا يمنح أي حماية للأطفال الصغار في غرب كينيا. بلوس واحد. 2009 ؛ 4: e4708. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0004708.

6. Thera MA ، Doumbo OK ، Coulibaly D ، Laurens MB ، Ouattara A ، Kone AK ، وآخرون. تجربة ميدانية لتقييم لقاح ملاريا في الدم. إن إنجل جي ميد. 2011 ؛ 365: 1004-13. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1008115.

7. Fowkes FJI، Richards JS، Simpson JA، Beeson JG. العلاقة بين الأجسام المضادة ضد الميروزويت وحدوث الملاريا المنجلية: مراجعة منهجية وتحليل تلوي. بلوس ميد. 2010 ؛ 7: e1000218. https://doi.org/10.1371/journal.pmed.1000218.

8. Ndungu FM ، Marsh K ، Fegan G ، Wambua J ، Nyangweso G ، Ogada E ، وآخرون. تحديد الأطفال الذين يعانون من نوبات ملاريا زائدة بعد ضبط التباين في التعرض: التحديد من دراسة طولية باستخدام نماذج العد الإحصائي. BMC Med. 2015 ؛ 13: 1-8.

9. Bejon P و Warimwe G و Mackintosh CL و Mackinnon MJ و Kinyanjui SM و Musyoki JN et al. تحليل المناعة ضد الملاريا الحموية عند الأطفال الذي يميز المناعة عن قلة التعرض. تصيب جهاز المناعة. 2009 ؛ 77: 1917–23. https://doi.org/10.1128/IAI.01358-08.

10. Beeson JG، Osier FH، Engwerda CR. رؤى حديثة في الاستجابات المناعية الخلطية والخلوية ضد الملاريا. اتجاهات باراسيتول. 2008 ؛ 24: 578-548. https://doi.org/10.1016/j.pt.2008.08.008.

11. Osier FH و Mackinnon MJ و Crosnier C و Fegan G و Kamuyu G و Wanaguru M et al. الملاريا: مستضدات جديدة لقاح ملاريا متعدد المكونات في مرحلة الدم. Sci Transl Med. 2014 ؛ 6: 247ra102. https://doi.org/10.1126/scitr anslmed.3008705.

12. Drakeley CJ ، Corran PH ، Coleman PG ، Tongren JE ، McDonald SLR ، Carneiro I ، et al. تقدير الاتجاهات المتوسطة والطويلة الأجل في انتقال الملاريا باستخدام العلامات المصلية للتعرض للملاريا. Proc Natl Acad Sci USA. 2005 ؛ 102: 5108-13. https://doi.org/10.1073/pnas.0408725102.

13. مانسكي إم ، ميوتو أو ، كامبينو إس ، أوبورن إس ، ألماجرو-غارسيا جي ، ماسلن جي ، وآخرون. تحليل تنوع المتصورة المنجلية في العدوى الطبيعية عن طريق التسلسل العميق. طبيعة. 2012 ؛ 487: 375-9. https://doi.org/10.1038/natur e11174.

14. كاماو A ، Mtanje G ، ماتازا C ، Mwambingu G ، Mturi N ، Mohammed S ، وآخرون. عدوى الملاريا والأمراض والوفيات بين الأطفال والبالغين على ساحل كينيا. Malar J. 2020 ؛ 19: 210. https://doi.org/10.1186/ s 12936-020-03286-6.

15. Kapulu MC ، Njuguna P ، Hamaluba M ، Kimani D ، Ngoi JM ، Musembi J ، et al. مراقبة السلامة ورصد تفاعل البوليميراز المتسلسل في 161 من البالغين الكينيين شبه المحصنين بعد الإصابة بالملاريا البشرية الخاضعة للرقابة. انسايت JCI. 2021. https://doi.org/10. 1172 / jci.insight.146443.

16. Achan J ، Reuling I ، Yap XZ ، Dabira E ، Ahmad A ، Cox M ، et al. ترتبط الواسمات المصلية للتعرض السابق للملاريا والأجسام المضادة الوظيفية التي تمنع نمو الطفيليات بحركية الطفيل بعد العدوى البشرية التي تتحكم فيها المتصورة المنجلية. كلين تصيب ديس. 2019. https://doi.org/10.1093/cid/ciz740.

17. Lell B ، Mordmuller B ، Dejon Agobe JC ، Honkpehedji J ، Zinsou J ، Mengue JB ، وآخرون. تأثير سمة الخلايا المنجلية والمناعة المكتسبة بشكل طبيعي على الملاريا غير المعقدة بعد الإصابة بالملاريا البشرية الخاضعة للرقابة عند البالغين في الغابون. أنا J تروب ميد هيج. 2017. https://doi.org/10.4269/ajtmh. 17-0343.

18. Kapulu MCMC، Njuguna P، Hamaluba MMM، Abdi AIAI، Abebe Y، Audi A، et al. عدوى الملاريا البشرية الخاضعة للرقابة في البالغين الكينيين شبه المحصنين (Chmi-sika): بروتوكول دراسة للتحقيق في نمو طفيلي الملاريا المنجلية في الجسم الحي في سياق المناعة الموجودة مسبقًا [الإصدار 2 ؛ مراجعة الأقران: 2 معتمد]. ويلكوم أوبن ريس. 2019 ؛ 3: 155.

19. Gómez-Pérez GP، Legarda A، Muñoz J، Sim BKL، Ballester MR، Dobaño C، et al. عدوى الملاريا البشرية التي يتم التحكم فيها عن طريق التلقيح الوريدي العضلي والمباشر لبوغات Plasmodium falciparum sporozoites المحفوظة بالتبريد في المتطوعين الساذجين للملاريا: تأثير حجم الحقن والجرعة على معدلات العدوى. مالار ج .2015 ؛ 14: 306. https://doi.org/10.1186/ s 12936-015-0817- x.

20. Mordmuller B ، Supan C ، Sim KL ، Gomez-Perez GP ، Ospina Salazar CL ، Held J ، et al. التلقيح الوريدي المباشر لبوغات Plasmodium falciparum sporozoites للتحكم في عدوى الملاريا البشرية: تجربة لتحديد الجرعة في مركزين. مالار ج .2015 ؛ 14: 117. https://doi.org/10.1186/s12936-015-0628-0.

For more information:1950477648nn@gmail.com