Gesunde, nicht befallene CF- Patienten (N=26) wurden mit einem oktavalenten Pseudomonas aeruginosa O-Polysacchariden-Toxin A konjugierten Impfstoff immunisiert. Die Impfung wurde gut vertragen und bewirkte die Bildung von LPS Antikörpern von hoher Affinität, die fähig waren durch humane periphere Lymphozyten die opsonophagozytische Abtötung von Pseudomonas aeruginosa voranzutreiben.

Im Gegenteil, anti LPS-Antikörper, die nach einer natürlichen Infektion erworben waren besaßen eine niedrige Affinität und waren nicht opsoniert (non opsonic).

Um festzustellen, ob eine Immunisierung eine Infektion aufgrund von Pseudomonas aeruginosa (im folgenden P.ae. genannt) verhindern oder verzögern könne, wurde rückwirkend die Infektionsrate unter immunisierten Patienten verglichen mit im Alter und Geschlecht entsprechenden Kontrollgruppen. Nach 6 Jahren eines klinischen Follow-ups wurden 15/20 (75%) der Kontrollpersonen und 8/23 (35%) der immunisierten Personen als infiziert klassifiziert (p=0,022).

Das Anhalten der hoch affinitiven Antikörper unter immunisierten Patienten korrelierte mit einer beträchtlich niedrigeren Infektionsrate nach einer Beobachtungszeit von 4-6 Jahren - Eine Infektion bei nicht immunisierten Patienten wurde mit einem dramatischen Abfall an totalem Antikörpertiter zwischen dem 2. und 3. Jahr des Follow-ups in Beziehung gesetzt.

Glatte, typisierbare P.ae. Arten waren unter den immunisierten Patienten vorherrschend. Im Gegensatz dazu waren rauhe, nicht typisierbare Arten am häufigsten isoliert (gewonnen) bei nicht immunisierten Patienten.

Mukoide P.ae. Arten wurden isoliert bei 6 nicht immunisierten Patienten gegenüber nur 1 immunisierten Person.

P.ae. ist oft der Grund für eine chronische, fortschreitende Lungeninfektion bei Patienten mit cystischer Fibrose (im folgenden CF genannt).
Die prophylaktische Verabreichung von Antibiotika kann zu einer mäßigen Verzögerung einer anfänglichen Infektion führen, jedoch kann dies zu einem Aufkommen resistenter Arten führen.
Außerdem kann eine Therapie mit Antibiotika P.ae. kaum ausrotten, wenn einmal eine Kolonisierung stattgefunden hat.
Diese Ergebnisse haben als Impuls gedient, alternative Mittel zu untersuchen, die eine Infektion verhindern oder verzögern könnten.
CF- Patienten, die von P. ae. befallen sind, bekommen eine heftige humorale Immunreaktion unterschiedlichen cellularen und extracellularen Antigenen gegenüber, LPS eingeschlossen.
Jedoch Antikörper wie diese bieten keinen Schutz und können eine chronische Lungenentzündung herbeiführen, die bei vielen Patienten über die Bildung von Immunkomplexen beobachtet wurde.
Solche natürlich erworbenen anti LPS-Antikörper besitzen eine niedrige Affinität und führen keine Reinigung (Klärung) von P.ae. durch opsonophagozytische Abtötung herbei.
Vorangegangene Studien unserer Gruppe haben gezeigt daß CF Patienten in der Lage sind auf hoch affinitive Antikörper zu reagieren infolge einer Immunisierung mit einem polyvalenten P.ae. O-Toxin-A konjugierten Impfstoff. Der Weg, durch den LPS dem Immunsystem der CF- Patienten präsentiert wird, scheint einen merklichen Einfluß auf funktionelle Merkmale der erzeugten Antikörper zu haben.
Solche Patienten scheinen keinen angeborenen Mangel zu haben, was die Produktion der hoch affinitiven opsonischen Antikörper angeht.

Nach Erhalt o.a. Resultate war es das Ziel, festzustellen, ob eine Immunisierung mit octavalentem O-PS-Toxin A konjugiertem Impfstoff die Häufigkeit der P.ae. Infektionen bei CF-Patienten reduzieren könne. Deshalb wurde eine Gruppe von 26 immunisierten, nicht kolonisierten Patienten 6 Jahre lang überwacht und die Infektionsrate mit der der in Alter und Geschlecht entsprechenden Kontrollen (Kontrollgruppen) verglichen.

Die Impfgruppe umfaßte 26 CF- Patienten 1,7 - 21,1 Jahre bei Aufnahmebeginn (Durchschnittsalter 7-9 Jahre).
Diese (Versuchs-) Personen hatten keine vorherigen klinischen Symptome einer P. ae. Lungentraktinfektion; sie waren kultur-negativ bezüglich P.ae., und besaßen niedrige Levels der P.ae. anti-LPS Antikörper bei Aufnahmebeginn (zu Beginn der Studie).
Alle Personen waren Teilnehmer der Phase 1 der Sicherheits- und Immunogentätsstudie mit dem oktavalenten konjugierten Impfstoff.

26 CF- Patienten, 1,3 -24,7 Jahre, (Durchschnittsalter 7,1 Jahre) wurden rückwirkend ausgewählt und bestanden aus der nicht immunisierten Kontrollgruppe. Von diesen entsprachen 21 in Alter und Geschlecht der Versuchsgruppe.
Bei 5 der Studienpatienten war eine alters und geschlechtsentsprechende Zuordnung nicht möglich. Deshalb wurden 5 Personen ausgesucht, die in etwa altersmäßig übereinstimmten.
Die Schwere der Erkrankung, die am Anfang der Immunisierung und in 6 und 12 monatlichen Intervallen dokumentiert war, wurde nach 3 bestimmten Systemen ausgewertet - Shwachman und Bernese klinisch, und Crispin-Norman radiologisch.

Der Auswurf (Sputum) und /oder Rachenabstriche entnahm man bei jeder folgenden Kontrolle (Besuch) und es wurden Kulturen angelegt für P.ae., mittels übliche Labormethoden. Patienten wurden als infiziert bezeichnet, wenn
a) 2 oder mehr aufeinanderfolgende Kulturen positiv waren für P.ae., oder
b) wenn P.ae. während einer akuten Lungenverschlechterung isoliert wurde.

Die Sicherheit und Immunogenität des oktavalenten O-Toxin A konjugierten Impfstoffs bei CF-Patienten ist andernorts beschrieben. (7,8 s. Literaturliste) Personen wurden intramuskulär geimpft zu Beginn und am 2., 12., 36., 48., 60., und 72.- Monat. Als erste der 4 Dosen des Impfstoffs erhielten die Patienten entweder 12,5 mcg oder 25 mcg pro Serotypus.
Das Ausmaß der humoralen Immunreaktion, wie auch die unerwünschten Nebenwirkungen waren für beide vergleichbar.
Deshalb wurden Patienten zusammengeschlossen und analysiert wie eine einzelne Gruppe.
Venöse Blutproben wurden bei jeder Immunisierung und in 1-3 monatlichen Intervallen danach entnommen.

Unterschiede in Mittelwerten (Durchschnittswerten) wurden bestimmt, indem ein two-tailed Student t-test benutzt wurde. (die Begriffe gab es in meinen Wörterbüchern nicht) Die Bedeutung zwischen aK Werten wurde anhand von einem one-tailed student t- test bestimmt. Der chi- Quadrattest wurde benutzt, um die Wichtigkeit zwischen Arbeitsgruppen festzustellen.

Insgesamt waren 26 nicht kolonisierte (befallene) CF-Patienten an der Studie beteiligt.
Alle Patienten wurden immunisiert zu Beginn und zum 2.,12.,36.,48.und 60. Monat. Alle diese Patienten standen 5 Jahre für die Beobachtung zur Verfügung, wobei 23 6 Jahre lang überwacht wurden.
Nebenwirkungsreaktionen, charakterisiert durch Schmerz, Schwellung und /oder Rötung an der Impfstelle, kamen bei ca. 50% der Immunisierungen vor. Keine solcher Reaktionen wurden als schlimm eingeschätzt.

Am Ende des 4. Beobachtungsjahres waren 10 der 26 immunisierten Patienten (38,5%) mit P.ae. infiziert. Von denen, die ohne Infektion blieben, erreichten 12/16 (75%) eine hochaffinitive Antikörperreaktion und behielten sie bei, verglichen mit nur 3/10 infizierten Patienten (p=0,024).
Außerdem war die durchschnittliche Antikörperaffinität bedeutend (p< 0.05) höher am 24. Monat bei den Patienten, die infektionsfrei blieben.

Interessanterweise haben sich die ersten Patienten an P.ae. infiziert annähernd 2 Jahre nach der anfänglichen Immunisierung.

Dies fiel zusammen mit einem deutlichen Rückgang bei allen anti LPS Antikörpern bei den meisten immunisierten Patienten und bei einer Antikörperaffinität bei einer Teilmenge der Studienteilnehmer. Es gab eine fortschreitende Zunahme in der Anzahl der Kulturen positiv für P.ae. zwischen 24 und 36 Monaten, genau zu der Zeit als die Antikörpertiter und Antikörperaffinitäten an ihrem Tiefstpunkt waren. 7 von 10 Patienten, die sich infizierten während der ersten 4 Jahre der Studie infizierten sich zwischen dem 2. und 3. Jahr.
Dieser o.g. Befund wurde auf die Tatsache zurückgeführt, daß eine zusätzliche Impfstoffdosis nicht zum 24. Monat verabreicht wurde.

Eine Reimmunisierung wurde daher in jährlichen Intervallen eingeleitet, die am 36. Monat begann. Dies führte zu einem beträchtlichen Anstieg am gesamten Anti P.ae. IgG Antikörpertiter bei nahezu allen Versuchspersonen, die 6-9 Monate anhielten.

Jedoch hatte eine wiederholte Auffrischungsimpfung keine Wirkung auf einen anhaltenden Anstieg in einer Antikörperaffinität bei solchen Versuchspersonen, die sich zum Zeitpunkt des 36. Monat infiziert hatten. Unter den nicht infizierten Patienten gab es einen Anstieg in der Antikörperaffinität durch eine Reimmunisierung.
Die Infektionsrate unter den nicht geimpften und geimpften Patienten nach 4, 5 und 6 Jahren der Beobachtung wird in Tabelle 1 (liegt nicht vor) dargestellt. Zum Ablauf des 3. Jahres wurden 62% der nicht geimpften Versuchspersonen als infiziert klassifiziert gegenüber 38% der geimpften Personen (p=0,0053).
Dieser Trend setzte sich fort in den folgenden 2 Jalren, so daß sich nach 6 vollen Jahren des Follow- ups 75% der nicht geimpften Patienten infiziert hatten, verglichen mit 35% bei den immunisierten Patienten (p=0.022).
Eine Analyse der nicht immunisierten Patienten zeigte eine beträchtlich niedrigere Infektionsrate unter denen die eine hoch affinitive Antikörperreaktion erreichten und beibehielten. (Tabelle 2, liegt nicht vor) Nach 4 und 5 Jahren der Überwachung war die Infektionsrate unter den geimpften Patienten, die eine hoch affinitive Antikörperreaktion erreichten, bedeutend niedriger als bei jenen, denen dies nicht gelang.
Nach 6 Jahren war die Differenz -statistisch gesehen- nicht von großer Bedeutung, obwohl die Infektionsrate um mehr als 50% bei den Patienten mit hoch affinitiven Antikörpern reduziert war.
Es wurde eine Differenz des Phänotypus des P.ae. festgestellt, der von geimpften und nicht geimpften Patienten gewonnen wurde.
Von den 49 Arten des P. ae. waren von 10 geimpften Patienten 64% glatt, während 36% rauh waren und nicht serotypisiert werden konnten.
Dem gegenüber waren 83% der 52 isolierten Arten der Kontrollgruppe rauhe, nicht typisierbare Arten.
Mukoide Varianten wurden von 6/11 (55%) der infizierten Kontrollpatienten isoliert, gegenüber nur 1/10 (10%) der geimpften Patienten.

In der gegenwärtigen Studie fanden wir heraus, daß eine Immunisierung nicht befallener CF-Patienten, die mit einem polyvalenten P.ae. O- PS-Tomin A konjugiertem Impfstoff geimpft waren mit einer bedeutenden Verringerung der Infektionsrate verbunden war, verglichen mit einer Kontrollgruppe nicht geimpfter Patienten.
Von besonderer Bedeutung wer das Ergebnis, daß eine Nichtinfektion eng verbunden war mit einer hoch affinitiven anti-LPS Antikörperreaktion verursacht durch eine darauffolgende Impfung.
Es gab keine ähnliche Wechselbeziehung zwischen einer Infekfion und den totalen Antikörper- LPS Antikörper Levels.
Insgesamt, reagierten 15/26 (58%) von den immunisierten Patienten mit einer hoch affinitiven Antikörperreaktion und behielten sie bei.
Eine Infektion mit P.ae. bei beiden, immunisierten und nicht immunisierten Patienten, wurde zuerst ungefähr 24 Monate nach Beginn (erste Immunisierung) beobachtet.
Von den 10 Personen, die sich während der ersten 4 Jahre des Follow-ups infizierten, infizierten sich 7 (70%) zwischen dem 24. und 36. Monat. Dies ist genau der Zeitpunkt, als alle anti-LPS Antikörper und Antikörperaffinitäten am niedrigsten waren aufgrund der Tatsache, daß eine zusätzliche Impfstoffdosis nicht zum 24. Monat gegeben wurde. Im Verlauf der nächsten 2 Jahre (Jahr 5 und 6), haben sich 2 immunisierte und 2 Kontrollpersonen infiziert.

Deshalb kann es möglich sein (besteht die Möglichkeit), die Gesamtinfektionsrate bei den geimpften Patienten durch die Verabreichung einer jährlichen zusätzlichen Impfdosis zu senken.

Es war ziemlich überraschend, daß eine Reimmunisierung der CF-Patienten solch eine heftige Immunreaktion hervorrief, und daß vorhergehende Studien mit ähnlichen Impfstoffen bei gesunden, erwachsenen. Personen Erfolg hatten, Antikörperlevels nach erstmaliger Immunisierung zu erhöhen. Der Grund für diese Beobachtung ist bis jetzt unbekannt.

Die gegenwärtigen Ergebnisse könnten Aufklärung geben darüber, warum CF-Patienten an wiederholten Lungeninfektionen leiden, aufgrund von P.ae. trotz hohen Levels von zirkulierenden anti-LPS Antikörpern. Solche natürlich angeeigneten Antikörper haben eine niedrige Affinität und fördern nicht das opsonophagozytische Abtöten von P.ae.; daher würde man nicht erwarten, daß sie die Vernichtung eindringender Bakterien ermöglichen.

Im Gegenteil, hoch affinitive opsonische Antikörper können dazu dienen, eine anfängliche Kolonisierung im höheren Atmungstrakt durch glatte P.ae.Arten zu verhindern, und dadurch eine Verdrängung in die unteren Aternwege verhindern, oder wenigstens verzögern.

Dies ist teilweise belegt durch das Resultat, daß sich die Phänotypen der Infektionsarten unterschieden zwischen den geimpften Gruppen und den Kontrollgruppen.
Eine Immunisierung schien die Veränderung eines glatten zu einem rauhen oder mukoiden Phänotypen zu verzögern.
Des weiteren führte eine Immunisierung mit einem anderen LPS-Impfstoff nicht zu einer schwereren P.ae. Infektion - wie kürzlich berichtet wurde.

Die laufenden Ergebnisse liefern einen direkten Beweis, daß eine entsprechende humorale Immunreaktion einen Schutz gegen P.ae. lnfektion bieten kann bei Patienten mit CF.
Leider erwerben CF-Patienten nicht solche Antikörper nach natürlicher Infektion mit P.ae..
Es muß ein Immunisierungsplan(programm) entwickelt werden, der in der Lage ist, Schutzlevels dieser Antikörper aufrechtzuerhalten.

Eine Verabreichung jährlicher Impfstoffdosen ist ein logischer Ansatz.

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