Direkter longitudinaler Vergleich von T-Helfer-Zell Antworten auf prophylaktische HPV-Impfstoffe über einen Zeitraum von 12 Monaten

Abstract

HPV-Infektionen gehören zu den häufigsten sexuell übertragenen Infektionen und sind Auslöser von ca. 70% aller Zervixkarzinome (HPV 16 oder 18) und ca. 90% aller Condylomata acuminata (HPV 6 oder 11). Die STIKO empfiehlt aus diesem Grund die Impfung mit prophylaktischen HPV-Impfstoffen für Mädchen zwischen 12 und 17 Jahren. Zur Zeit stehen dafür der quadrivalente Impfstoff Gardasil (HPV 6/11/16/18) und der bivalente Impfstoff Cervarix (HPV 16/18) zur Verfügung, wobei beide in klinischen Studien durch eine sehr hohe Effektivität gegen HPV- assoziierte Läsionen überzeugt haben. Bezüglich der Immunogenität konnten, insbesondere gegen HPV 18, höhere Antikörpertiter in Cervarix-geimpften im Vergleich zu Gardasil-geimpften Frauen ermittelt werden. Die vorliegende Arbeit vergleicht mit Hilfe eines Ex-Vivo-T-Zell-Assays beide Impfstoffe hinsichtlich ihres Potentials HPV-spezifische T-Zellen zu induzieren. In der longitudinalen Studie an 34 Frauen über einen Zeitraum von 12 Monaten konnten vor Impfung in beiden Gruppen vergleichbar minimale Frequenzen an HPV- spezifischen T-Zellen gegen die untersuchten HPV-Typen 6, 11, 16 und 18 nachgewiesen werden. Nach der ersten Impfung kam es bereits zu z.T. signifikanten Anstiegen der T-Zell-Frequenzen für die verschiedenen HPV-Typen. Beide Impfstoffe erzielten die höchsten T-Zell-Frequenzen in Monat 7. Die durch Gardasil induzierte spezifische T-Zell-Antwort war gegen Low-Risk-Typen wesentlich stärker ausgeprägt als diejenige gegen die High-Risk-Typen (HPV 6>11>16>18). In der Cervarix-Gruppe lassen sich unerwarteterweise spezifische T-Zellen sowohl gegen High-Risk, als auch gegen Low-Risk-Typen messen. Die Antwort gegen die im Impfstoff enthaltenen High-Risk-Typen ist dabei höher als diejenige gegen die Low-Risk-Typen (HPV 16>18>11>6). Sechs Monate nach der dritten Impfung waren für alle vier untersuchten HPV-Typen in beiden Impfstoff-Gruppen hochsignifikant höhere T-Zell-Frequenzen als vor der Impfung messbar. Im Vergleich beider Impfstoffe erreichte Gardasil gegen die Low-Risk Typen HPV 6 und 11 in Monat 12 ca 1,8 bzw. 1,9-fach höhere T-Zell-Antworten (statistisch nicht signifikant). Bezüglich der Antwort gegen High-Risk-Typen erreichte Cervarix zwar in Monat 7 sowohl für HPV 16, als auch für HPV 18 ca. 2,6-fach höhere Frequenzen als Gardasil (für HPV 16 statistisch nicht signifikant, für HPV 18 jedoch signifikant). In Monat 12 bestand diesbezüglich zwischen beiden Impfstoffen kein deutlicher Unterschied mehr. Beide Impfstoffe induzierten kreuzreaktive T-Zellen gegen die High-Risk-Typen HPV 31 und 45. In Monat 7 ergaben sich in der Cervarix-Gruppe analog zu der stärkeren Antwort gegen HPV 16 und 18 um ca. 2,6-fach höhere Frequenzen gegen HPV 31 und 45. In Monat 12 glichen sich diese für HPV 31 zwischen beiden Gruppen an, für HPV 45 blieben jedoch in der Cervarix-Gruppe um 2,3-fach höhere Frequenzen bestehen (statistisch nicht signifikant). Die Kreuzreaktivität gegen HPV 31 und 45 lässt sich mit der hohen Homologie der L1-Aminosäuresequenz zwischen den unterschiedlichen HPV-Typen erklären. Inwieweit die so gebildeten T-Zellen jedoch biologisch relevant sind, lässt sich mit der verwendeten Methodik nicht klären. Die höhere Frequenz an kreuzreaktiven T-Zellen in der Cervarix-Gruppe korreliert aber mit der bereits nachgewiesenen stärkeren klinischen Kreuzprotektion gegen verwandte HPV-Typen. Weitere Studien unter Einsatz von relevanten Einzelepitopen könnten in Zukunft Aufschluss über die biologische Bedeutung insbesondere dieser kreuzreaktiven T-Zellen erbringen. Als Fazit hat die vorliegende Arbeit die durch beide HPV-Impfstoffe ausgelöste zelluläre TH- Gedächtniszell-Immunität durch differenzierte Messung der T-Zell-Antworten charakterisiert. Kurzfristige Unterschiede, möglicherweise bedingt durch das neuartige Adjuvanz in Cervarix, wurden beobachtet. Mittelfristig wurden jedoch anhaltende, hohe und vergleichbar starke Gedächtnis-T-Zell-Antworten gegen alle gemessenen Antigene bei beiden Impfstoffen nachgewiesen.

Background: L1-specific T helper cell responses induced by prophylactic HPV vaccines Gardasil and Cervarix were compared. The quadrivalent vaccine Gardasil contains virus-like particles (VLP) of HPV types 6, 11, 16, and 18 adjuvanted with aluminium salts. Cervarix contains VLP of types 16 and 18 together with the TLR 4 stimulating adjuvant AS04. T helper cells are important for B cell differentiation, sustained memory, activation of recall reactions, and thus anamnestic responses. Only few reports on cellular immune responses to the prophylactic HPV vaccines are available. Methods: In 34 vaccinated individuals, blood samples taken before, after each vaccination, and 6 months after the last vaccine dose were analysed by ex vivo flow cytometry. L1-specific T cell frequencies were identified by intracellular staining for CD4, CD154, IL-2, IL-4, and IFN-γ. Results: T helper cell responses to the vaccine HPV types were readily detectable after the first vaccine dose. There was a trend for higher T cell frequencies after Cervarix for both HPV16 and HPV18 L1. Cross-reactive T cell responses to HPV31 L1 and HPV 45 L1 were induced by both vaccines again with higher frequencies for Cervarix. Unexpectedly, also HPV6 and HPV11 L1-reactive T cells were induced after Cervarix at comparable frequencies as in Gardasil vaccinees. At month 12 differences in T cell frequencies between both vaccines equilibrated. Conclusion: T helper responses to high-risk HPV types are initially higher for Cervarix, but equilibrate after 12 months. Analysing T cell responses may help understand mechanisms of vaccine cross protection. Differentiation and persistence of high CD4 frequencies may explain extraordinary high sustained immunity induced by HPV vaccines.