Meningococcal vaccines for Africa: Impact of MenAfriVac on serogroup A transmission and clinical evaluation of a new protein-based vaccine

Meningokokkbakterien Neisseria meningitidis er en viktig årsak til bakterielt meningitt (smittsom hjernehinnebetennelse) i landene sør for Sahara. I meningittbeltet, et område fra Senegal til Etiopia med verdens fattigste land, blir titusener av mennesker smittet årlig og tusener av mennesker dør. Meningokokkbakterien blir klassifisert i serogrupper basert på sammensetningen av bakteriens kapsel og epidemier er hovedsakelig forårsaket av serogruppene A, W og X. For å stoppe disse epidemiene har en ny konjugatvaksine, MenAfriVac, blitt innført gjennom store massevaksinasjonskampanjer og Etiopia startet vaksineimplementering i oktober 2013. Med mål om å forbedre smitteovervåking i Etiopia har prosjektet bidratt til ekstern evaluering av overvåkingssystemet, etablering av et forbedret system for overvåking av bakterielt meningitt (ESBM), og kapasitetsbygging i form av laboratorieutstyr, reagenser og opplæring åtte steder i Etiopia. Prosjektet har etablert molekylær diagnostikk i to sentrale laboratorier i Addis Ababa; det Etiopiske folkehelseinstituttet og Armauer Hansen Research Institute. En forsker fra Folkehelseinstituttet (FHI) har hatt et opphold i Etiopia for ca. tre måneder for å styrke det etablerte ESBM systemet i 2015. En lege fra FHI introduserte ny PCR metodikk i én ESBM laboratorie i 2017 mht diagnostikk meningitt forårsaket av bakterie, virus og sopp. Friske mennesker kan "bære" N. meningitidis bakerst i halsen og derfra kan bakterien overleve og spre seg i befolkningen. For å vurdere omfang og serogruppe distribusjon av N. meningitidis bærerskap i Etiopia har prosjektet gjennomført en stor bærereskapsundersøkelse i Arba Minch, sørlige Etiopia, før MenAfriVac ble innført. Vi samlet inn 7479 halsprøver i fire ulike steder i løpet av en seks måneders periode i 2014. Vi fant 6,6 % bærerprevalens blant deltakerne. Bærerprevalens varierte med alder, høyeste prevalens (9,6 %) ble funnet blant 15-19 åringer. De fleste isolatene manglet kapsel og tilhørte lav-virulente genotyper. i fant ikke serogruppe A bærerskap. Derfor vil effekten av massevaksinasjon med MenAfriVac vil være ubetydelig på overføring av N. meningitidis i denne befolkningen. Personer som ble identifisert som bærer av N. meningitidis ble inkludert i en oppfølgingsstudie for å måle virkningen av konjugatvaksiner på bærerskap og antistoffnivåer i saliva og serum over en åtte ukers periode. Bakterieisolater, serum- og salivaprøver ble sendt for videre analyse til Folkehelseinstituttet hvor nye metoder for måling av antistoffer har blitt utviklet og publisert. Antistoffer mot serogruppe A, C, Y og W-kapsler er kvantifisert fra blod- og salivaprøver innhentet i oppfølgingsstudien. Meningokokk-konjugerte vaksiner ga økt IgG og IgA antistoffer i saliva mot serogrupper A, C, W og Y som korrelerte med antistoff nivåene i serum. Meningokokker samlet over tid fra enkelte individer ble karakterisert vha helgenomsekvensering for å finne ut hvilke forandringer oppstår i løpet av kort-tid hos bærer. Forandringer var oftere i gener som koder for overflates egenskaper eller i gener som er involvert i glykosylering av proteiner. En detaljerte analyse av glykosylering gener viste at fase variasjon var mekanismen som hovedsakelig var ansvarlig for forandringer. Glykosylering av bakteriestrukturer er tenkt å ha en viktig rolle i unngåelse av human immunforsvar.

Meningococcal disease is a major health problem in the meningitis belt of sub-Saharan Africa. A novel serogroup A conjugate vaccine, Men AfriVac, was introduced in mass vaccination campaigns in Burkina Faso and parts of Mali and Niger in 2010, resulting i n the near elimination of serogroup A disease. We have previously shown that the vaccine conferred herd immunity as demonstrated by a 100% reduction in asymptomatic carriage of serogroup A meningococci in Burkina Faso. The study design did not, however, a llow to assess whether the elimination of carriage was due to prevention of acquisition or to eradication of already established carriage. In the current project we therefore seek to elucidate the mechanisms resulting in meningococcal carriage clearance f ollowing vaccination with MenAfriVac and other conjugate vaccines in Ethiopia, especially focusing on antibodies present in saliva. Following the elimination of serogroup A epidemics, meningococci of serogroups W135 and X are now responsible for a signif icant number of cases in the meningitis belt. A vaccine based on sub-capsular antigens is an innovative major step towards prevention of meningocccal disease caused by these serogroups. Based on research performed at the Norwegian Institute of Public Heal th and the Finlay Institute, Cuba, an outer membrane vesicle vaccine from representative African serogroup A and W135 strains has been produced. Pre-clinical testing indicates that the vaccine has the potential to become an affordable and effective vaccin e for prevention of meningococcal disease in Africa. The vaccine will be evaluated in a phase II trial in Ethiopia. The project will also improve epidemiological surveillance of meningococcal meningitis in Ethiopia and contribute to capacity building for enhanced laboratory-based diagnosis of bacterial meningitis.