Kan een mix van coronavaccins onze immuunrespons een boost geven?

Onderzoekers van de University of Oxford zijn begin deze maand een studie gestart waarbij ze twee coronavaccins combineren. Het is een poging om de complexe logistiek van het vaccineren van miljoenen mensen te vereenvoudigen - en mogelijk ook om de immuunrespons te stimuleren.

De meeste coronavirusvaccins worden in twee injecties toegediend: een eerste ‘prime’ dosis gevolgd door een 'boost' om de geheugencellen van het immuunsysteem te stimuleren en de immuunrespons te versterken. De onderzoekers willen de immuunrespons van de deelnemers testen met één injectie met AstraZeneca’s Oxfordvaccin - dat gebruik maakt van een onschadelijk virus om een belangrijk coronavirusgen in de cellen te brengen - en één injectie met het Pfizer-vaccin, dat gebruik maakt van RNA-instructies om een immuunrespons op te wekken.

Ontwikkelaars combineren vaak twee verschillende vaccins om dezelfde ziekteverwekker te bestrijden, en onderzoekers willen die strategie - bekend als een heterologe prime-boost – graag inzetten tegen het coronavirus. Vorig jaar keurden de Europese regelgevende instanties zo’n combinatie goed om bescherming te bieden tegen ebola. Ook experimentele hiv-vaccins steunen vaak op die strategie, zegt Dan Barouch, directeur van het virologisch onderzoekscentrum aan het Beth Israel Deaconess Medical Center in Boston. Maar die strategie moet nog worden getest voor vaccins tegen covid-19, die gewoonlijk worden gegeven als een herhalingsinjectie van hetzelfde vaccin.

De mogelijkheid om vaccins te combineren zou vaccinatieprogramma's flexibeler kunnen maken: het zou het proces versnellen en de impact van eventuele verstoringen van de leveringen verminderen. ‘Het maakt de uitvoering echt veel eenvoudiger’, zei Mary Ramsay, hoofd immunisatie bij het Britse gezondheidsagentschap, vorige week tijdens een persbriefing.

De University of Oxford heeft gezegd dat het ook combinaties van haar eigen vaccin met het Russische Sputnik V zal testen. Dat vaccin maakt gebruik van onschadelijke virussen om stukjes van het coronavirus naar cellen over te brengen. Sputnik V, waarvan onlangs werd aangetoond dat het voor meer dan 90 procent effectief is tegen covid-19, is zelf een heteroloog prime-boostvaccin: de virale componenten in de eerste en de tweede dosis verschillen.

Focus op T-cellen

Sommige onderzoekers denken ook dat twee vaccins combineren de immuunrespons kan versterken door de beste eigenschappen van elk vaccin te benutten. Dat zou bijzonder wenselijk zijn nu sommige virusvarianten gedeeltelijk resistent lijken te zijn tegen bepaalde immuunreacties, aldus Barouch. ‘Het is mogelijk dat de immuunreactie opgewekt door twee verschillende vaccins beter is dan wat beide vaccins op zichzelf kunnen bereiken’, zegt Barouch. ‘Maar voor covid-19 moeten we dat nog bewijzen.’

Aan de nieuwe Oxford-studie zullen 820 mensen deelnemen. Bij de proefpersonen worden  twee doseringsschema's getest: een met vier weken tussen de twee injecties, en een ander met een interval van twaalf weken. De studie zal niet rechtstreeks nagaan hoe goed de combinatie tegen covid-19 beschermt – zo’n studie zou veel groter moeten zijn en zou veel tijd in beslag nemen. In de plaats daarvan zal het team regelmatig bloedmonsters nemen om het niveau te meten van de antilichamen en immuuncellen (T-cellen) die de deelnemers aanmaken tegen het coronavirus. Ook de veiligheidsrisico’s worden in het oog gehouden.

T-cellen zijn mogelijk de sleutel tot het boosten van de immuunrespons. RNA-vaccins hebben krachtige antilichaamresponsen tegen het SARS-CoV-2-virus opgewekt. Maar het Oxfordvaccin van AstraZeneca is waarschijnlijk beter in het stimuleren van een klasse T-cellen die CD8+ T-cellen worden genoemd. Dat zegt Zhou Xing, een immunoloog aan de McMaster University in Canada. Die cellen kunnen de immuunrespons versterken door cellen die met het virus geïnfecteerd zijn te identificeren en vernietigen.

Dierstudies suggereren dat een versterkte immuunrespons mogelijk is: in een preprint die op 29 januari op bioRxiv is gepubliceerd, meldden onderzoekers dat een combinatie van een RNA-coronavirusvaccin en het AstraZeneca-vaccin CD8+ T-cellen bij muizen beter opwekte dan enkel één van beide vaccins.

Virale vectoren

Andere combinaties zouden soortgelijke resultaten kunnen opleveren. Immunoloog Jae-Hwan Nam (Katholieke Universiteit van Korea) is bijzonder benieuwd naar proeven met het vaccin van AstraZeneca in combinatie met het vaccin van Novavax, dat op basis van eiwitten van het virus werkt. Eiwitvaccins wekken op vergelijkbare wijze immuunreacties op als RNA-vaccins, zegt hij, en het vaccin van Novavax is wellicht makkelijker te maken en distribueren dan de RNA-vaccins.

In tegenstelling tot de RNA-vaccins werkt Sputnik V door een combinatie van twee vaccins. Elk van die vaccins stopt het DNA dat codeert voor een cruciaal stekeleiwit van het coronavirus in een onschadelijk virus. Dat virus dringt menselijke cellen binnen, waar het DNA tot expressie komt. Het immuunsysteem reageert dan op het stekeleiwit.

Maar als hetzelfde virus in opeenvolgende injecties wordt gebruikt, kan een immuunreactie tegen het onschadelijke virus waarin het SARS-CoV-2-materiaal verpakt zit zelf ook de reactie op het spike-eiwit temperen. Sputnik V pakt dat probleem aan door twee verschillende ‘pendelvirussen’ te gebruiken, één in elke injectie. Het vaccin van AstraZeneca gebruikt er slechts één, wat de heterologe prime-booststudies met het vaccin van Pfizer en Sputnik V erg interessant maakt.

Als alles goed gaat, zouden de resultaten van het onderzoek waarbij de vier weken durende kuur wordt getest in juni beschikbaar moeten zijn. Dat geeft voldoende tijd om de lopende vaccinatiecampagnes van informatie te voorzien, aldus Matthew Snape, kinderarts aan de Universiteit van Oxford en hoofdonderzoeker van de studie.

Snape zegt dat het team hoopt meer vaccins aan het onderzoek te kunnen toevoegen zodra die beschikbaar zijn. De snelle ontwikkeling van meerdere vaccins tegen het coronavirus maakt dit soort combinatiestudies mogelijk, zegt Xing. ‘We bevinden ons in een sterke positie om de beste strategieën te onderzoeken’, zegt hij.

Dit artikel verscheen eerder in Nature.