ImmuLiver

背景

黄热病是一种由蚊子传播的黄病毒疾病，影响南美洲和非洲热带地区的人类。该病毒在nhp中维持地方性循环，并通过居住在附近的受感染nhp定期重新引入人类(费尔南德斯et al .,2017;莫雷诺et al .,2013)。这意味着在全球消灭黄热病病毒(YFV)感染是不可能的，它仍然是一个重大的公共卫生问题。YFV感染可导致严重疾病，其特征是肝功能受损，导致急性肝炎、大出血，如果继续感染中枢神经系统，则会导致死亡(Monath, 2001年;蒙娜斯等, 2015)。YFV感染的食蟹猕猴完全概括了人类YFV病的病理生理学，并且是第一个YFV疫苗株YF17D (Frierson JG, 2010)的开发的核心，该疫苗株是通过对野生型YFV- asibi菌株的长期培养而获得的。

对于疫苗的开发和评估，目前的监管指南(世卫组织附件5,2013年)建议使用YF17D疫苗作为比较物进行适当的安全特性研究。由于缺乏能够模拟YF病理生理学的合适小动物模型，目前在疫苗安全性评价方面，大量的重心放在食蟹猕猴神经毒力研究上(Levenbooket al。, 1987)。“为确保黄热病减毒活疫苗的质量、安全和效力的建议”(世卫组织附件5,2013年)描述了一项典型的安全试验。

在本试验中，通过在同一猕猴(n=10)额叶接种试验剂量，然后进行临床观察、采样和死后组织学检查，评估神经毒性、免疫原性和嗜内脏性。嗜神经性也可以通过外周注射进行评估。

业界对在YFV疫苗衰减评估中替换具有浓厚兴趣。

• 神经毒性/神经亲和力:赛诺菲巴斯德最近对YFV野生型和减毒型疫苗进行的一项试点研究表明在体外血/脑屏障(BBB)迷你脑是一种很有前途的神经毒性测试替代品，它具有检测神经偏向性的额外能力(da Costa等, 2018)。
• 免疫原性:研究可以在小型啮齿动物模型中进行，当结合本挑战的产品和在体外赛诺菲开发的血脑屏障试验，可能会取代猕猴的研究。
• Viscerotropism:目前通过在未接种的猕猴中测量血液病毒血症来进行测定。一个在体外正如本次挑战中所概述的，该模型具有取代这种检测方法的潜力。

一个在体外嗜内脏性模型

免疫能力的发展在体外肝脏模型应用于YF疫苗产品的内脏性评价是有潜力的在体外神经毒力模型，以取代使用猕猴进行这些产品的安全性试验。使用小动物模型评估嗜内脏性的局限性在于其较差的预测能力。例如，I型干扰素(IFN)缺乏的小鼠死于野生型病毒感染，并在接种疫苗后存活，但免疫功能受损，而仓鼠可能出现嗜内脏症状，肝脏中病毒水平较高，但只有在感染了适应仓鼠的病毒株时才会出现这种症状(Julanger, 2016)。这些对嗜脏器性和人类相关的预测价值有限在体外模型将有很大的潜力取代猕猴的使用。

17D疫苗和野生型(Asibi)病毒都能有效感染各种肝细胞在体外并引出相似的复制水平，使它们在同一模型中使用时无法通过复制进行区分。然而，赛诺菲最近证明了人类原代肝细胞可能是一种有价值的在体外研究YFV感染引起的先天性和代谢性疾病。该研究是在基于原代肝细胞的商用人肝器官型模型(InSphero™)中进行的。通过转录组学筛选，III型IFN被鉴定为一种潜在的生物标志物，可以区分野生型和疫苗型YFV。这一观察结果与其他报告一致，这些报告描述了III型IFN在清除肝脏感染(如丙型肝炎)方面的关键作用，在体外而且在活的有机体内．其他潜在的生物标记物已经被鉴定出来，这表明在体外该模型可作为预测YF肝脏疾病(mass - deragonet al。， 2016年，论文工作及稿件准备中)。

功能性肝脏模型需要尽可能多地再现器官的复杂性，以评估内脏偏向性，并在新疫苗产品的测试中取代猕猴。肝脏除了在新陈代谢中起主要作用外，也是防御血源性感染的关键组成部分(Crispe, 2009)。它包含常规和非常规的抗原呈递细胞(APCs)，如Kupffer细胞，肝窦内皮细胞和肝星状细胞，可以支持T细胞的激活。这种细胞在肝脏感染模型中的存在是至关重要的。3D细胞培养已经被证明可以重建在活的有机体内微环境和组织的生理相关性(Mehta等, 2012)。市面上有许多多细胞肝脏模型，但尚未证明适用于YFV疫苗的常规评估。主要的限制是:

• 缺乏定义明确的模型:对肝脏免疫能力模型来说，没有“正常”功能的定义，也缺乏评估这一状态的生物标记。
• 原代细胞的供应有限，使它们无法进行疫苗生命周期(通常为> ~ 30年)的常规检测，而且它们通常与有肝脏病理病史(糖尿病、癌症、酗酒)的捐赠者隔离。供体状况的影响可能会影响感染研究的结果。
• 培养基配方和细胞外基质(ECM)成分不是针对病毒感染而优化的(例如，干扰受体固定、缩短病毒半衰期、病毒粒子解离)。
• 模型的设计并不总是允许BSL2安全遏制病原体(保护操作人员和环境，安全消除液体和固体废物)。
• 检测吞吐量不足，检测验证读出数有限。

3 rs的好处

目前生产的所有YF疫苗都是基于YF17D减毒菌株的两个亚型。世卫组织目前的指南建议，对每个新的制造种子批次和任何新的YFV减毒菌株进行猕猴中的衰减评估(世卫组织附件5,2013年)。在《磨坊》中描述了一个典型的试验等(冰川锅穴et al .,2013)。根据生产能力的不同，这种检测每年重复2 - 4次。对于每个新的工作种子批次，至少两组10只食蟹猕猴(雌雄)，一个试验组和一个参照组，被麻醉并在大脑额叶内接种病毒悬液。对猕猴进行30天的观察，并根据世卫组织推荐评分获得临床观察记录(从不进食到肢体瘫痪和死亡)。

越来越多的证据表明神经毒性试验将被在体外未来的分析(达·科斯塔)等.， 2018年)，迫切需要找到猕猴内脏性试验的替代品，以取代这种侵入性和终末期程序。一个健壮的，与生物相关的在体外用于疫苗衰减评估的试验将为说服卫生当局从YF疫苗指南中删除猕猴试验提供强有力的证据。例如，美国和加拿大卫生当局(分别为FDA和BGTD)最近已批准用一种疫苗替代猴原肾细胞(PMKC)中的灭活脊髓灰质炎病毒(IPV)灭活试验在体外在一种表达人类脊髓灰质炎病毒受体CD155的基因工程小鼠细胞系中，基于一项可靠的验证试验(da Costa等, 2018)。

肝脏感染有多种形式，根据感染媒介的种类分为病毒性(如巨细胞病毒、艾滋病毒和单纯疱疹)、细菌性(如急性细菌性肝炎、细菌性肝脓肿和肉芽肿性肝病)或寄生虫性(如间日疟原虫、肝吸虫虫(吸虫)和绦虫(绦虫)。在工业和学术环境中实施通过这一挑战开发的化验方法，可以成为目前用于研究这些各种肝脏病原体以及开发疫苗和抗病毒药物的动物模型的可行和改进的替代方法。

第一阶段获胜者

项目团队由:

• 马库斯·多纳博士，伦敦帝国理工学院，10万英镑。
• Ruchi Sharma博士，Stemnovate Ltd, 99,960英镑。
• Lyle Armstrong教授，Newcells生物技术有限公司，99,711英镑。