Évaluation des associations entre la réponse vaccinale et la malnutrition, la fonction intestinale et les infections entériques dans l’étude de cohorte MAL-ED: méthodes et défis

Évaluation des associations entre la réponse vaccinale et la malnutrition, la fonction intestinale et les infections entériques dans l’étude de cohorte MAL-ED: méthodes et défis

Cependant, les vaccins sont souvent utilisés dans les populations à forte incidence de malnutrition et d’infections, chez qui l’efficacité de certains vaccins est inférieure pour des raisons inconnues. Le degré et l’ampleur de la sous- Ce document décrit les méthodes utilisées et les défis associés à la mesure des réponses immunologiques aux vaccins oraux contre le poliovirus et le rotavirus, et les vaccins parentéraux contre la coqueluche, le tétanos et la rougeole dans une étude observationnelle qui surveillait les maladies quotidiennes. , croissance mensuelle, inflammation intestinale et perméabilité, charge pathogène, apport alimentaire et statut en micronutriments chez les enfants dans les pays Cette évaluation de la réponse vaccinale dans les pays à revenu faible ou intermédiaire vise à combler les lacunes dans la connaissance de l’hétérogénéité vaccin réponse dans divers contextes épidémiologiques et l’interaction entre les infections, la nutrition et la réponse immunitaire

vaccins, malnutrition, infections entériques, fonction intestinale, MAL-EDMultiples facteurs sont associés à la réponse immunitaire aux vaccins administrés pendant l’enfance, tels que mesurés par les titres d’anticorps Parmi les plus importants figure le moment de l’exposition aux antigènes, y compris l’âge de la première présentation et l’intervalle entre les vaccins autres facteurs peuvent inclure des infections diarrhéiques récentes et / ou fréquentes, des maladies respiratoires, d’autres infections concomitantes, la malnutrition, en particulier des carences en micronutriments, une carence en fer et en zinc, un retard de croissance et une émaciation, une malabsorption, prolifération , exposition maternelle, niveau d’anticorps maternel, allaitement maternel et expositions précoces à des antigènes environnementaux influencés par une forte densité de population, assainissement ou fratrie La quantité d’antigène présentée au système immunitaire est également affectée par la voie d’administration. la quantité d’antigène présentée est susceptible d’être moins variable pour les vaccins parentéraux, une dose fixe d’antigène est injectée, par rapport aux vaccins administrés par voie orale où la quantité d’antigène présentée au système immunitaire peut être influencée par l’allaitement, l’alimentation et l’infection entérique Vaccin administré par voie orale contre le VPO, le choléra et le rotavirus. réponses immunitaires plus faibles dans les milieux socio-économiques inférieurs ; Cependant, les raisons spécifiques de ce manque de réponse immunitaire adéquate sont mal comprises. Avec l’administration continue du VPO et les récentes introductions de vaccins antirotavirus oraux dans les programmes de vaccination dans les pays à revenu faible et intermédiaire, il est essentiel de comprendre La fonction intestinale et les expositions nutritionnelles, infectieuses et environnementales influent sur la réponse immunitaire aux vaccins oraux et parentéraux dans la petite enfance. L’étude de cohorte MAL-ED a été conçue pour l’étiologie, les facteurs de risque et les interactions des maladies entériques et de la malnutrition. mesurer les associations entre les titres d’anticorps et les vaccins couramment administrés au cours des premières années de vie, en se fondant principalement sur le calendrier élargi du Programme élargi de vaccination (PEV) de l’Organisation mondiale de la santé, l’état micro et macronutritional, le portage pathogène des selles, évaluations de la perméabilité intestinale et de l’inflammation O Cette mesure est cruciale pour évaluer les facteurs suspects influençant la réponse vaccinale dans les pays à revenu faible et intermédiaire . L’étude a suivi des enfants de la naissance à des années de vie. âge dans divers sites & gt; enfants par site: Dhaka, Bangladesh BGD; Fortaleza, Brésil BRF; Vellore, Inde INV; Bhaktapur, Népal NEB; Loreto, Pérou PEL; Naushahro Feroze, Pakistan PKN; Venda, Afrique du Sud SAV; et Haydom, Tanzanie TZH Ce document décrit la justification, la méthodologie et les définitions utilisées pour l’évaluation de la réponse vaccinale dans l’étude de cohorte MAL-ED.

Méthodes

Calendriers de vaccination

L’étude de cohorte MAL-ED était observationnelle et les vaccins n’ont pas été administrés par le personnel de l’étude sur les sites de l’étude. Tableau des calendriers vaccinaux nationaux suivis pour chacun des sites d’étude BCG, diphtérie-coqueluche-tétanos DPT, hépatite B , le vaccin antipoliomyélitique oral, le vaccin anti-Haemophilus influenzae de type B et le vaccin antirougeoleux ont été administrés dans tous les sites; alors que le vaccin antirotavirus, le vaccin antipneumococcique conjugué et le vaccin antiamaril ont été administrés sur plusieurs sites Hib a été administré à tous les sites pendant toute la période étudiée sauf INV, où il a été introduit en décembre En Afrique du Sud, le vaccin antipoliomyélitique inactivé a été administré En Inde et au Pakistan, des campagnes de vaccination nationales utilisant fréquemment le VPO ont permis de mesurer la réponse à un nombre variable de doses de VPO. La supplémentation en vitamine A a été coadministrée selon le calendrier national de vaccination dans les sites.

Tableau MAL-ED Site Programmes de vaccination Vaccin et dose Non BGD BRF INV NEB PEL PKN SAV TZH Bacille Calmette-Guérin BCG BCG Naissance Naissance Naissance Naissance Naissance Naissance Naissance Naissance Naissance Polio oral OPV OPV w m Naissance Naissance Naissance Naissance OPV w w w w m w w m OPV w m w w m m OPV m m w w m OPV -m Poli inactivé IPV IPV w IPV w IPV m Diphtérie / coqueluche / tétanos DPT DPT w w w w w w m DPT w m w w m w w m DPT w m w w w w m DPT m -m m m Hépatite B HepB HepB w Naissance w w Naissance HepB w w w w w w h HepB w w w w w w m HepB m Heamophilus Influenzae B HibB Hib w w w w w w w Hib m w w w w w m Hibou w w w w m w w m HibB m Rougeole Rougeole m m -m m m m m Rougeole -m m -m m m Rotavirus Rotavirus m m w Rotavirus m mw Fièvre jaune YF m m Conjugué pneumococcique PCV PCV PCM m PCV m PCV m PCV m Vitamine A Vitamine A m m m m m m Vitamine A m m m m m Vitamine A m m m m m Vitamine A m m Vaccin et dose non BGD BRF NEB PEL PKN SAV TZH Bacille Calmette-Guérin BCG BCG Naissance Naissance Naissance Naissance Naissance Naissance Naissance Naissance Orale Polio OPV OPV w m Naissance w m Naissance Naissance Naissance OPV w w w w w w m OPV w w w w w m OPV m m w w m OPV -m Inactivat Polio IPV IPV w IPV w IPV w IPV m Diphtérie / Coqueluche / Tétanos DPT DPT w w w w w w m DPT w w w w w w m DPT w w w w w w m DPT m -m m m Hépatite B HepB HepB w Naissance w w Naissance w w m HepB w w w w w w m HepB w w w w w w w HepB m Heamophilus Influenzae B HibB Hib w w w w w w w HibB w w w m w w m HibB w w w m w w m HibB m m Rougeole Rougeole m m -m m m m m Rougeole -m m -m m m Rotavirus Rotavirus m m w Rotavirus m mw Fièvre jaune YF m m Conjugué antipneumococcique PCV PCV m m w PCV m m w PCV m m m m vitamine A hématocrite vitamine A m m m m m m m vitamine A m m m m m m vitamine A m m m m m m m m vitamine A Abréviations: m, mois; w, semaines; BGD, Dhaka, Bangladesh; BRF, Fortaleza, Brésil; INV, Vellore, Inde; NEB, Bhaktapur, Népal; PEL, Loreto, Pérou; PKN, Naushahro Feroze, Pakistan; SAV, Venda, Afrique du Sud; TZH, Haydom, TanzanieVoir grand

Collecte de données sur la couverture vaccinale

Bien que les calendriers nationaux de vaccination précisent l’âge d’administration de chaque vaccin inclus, l’âge réel de réception par les programmes de vaccination de routine varie. Les données sur la fréquence et le calendrier d’administration du vaccin sont collectées activement par les enquêteurs du MAL-ED. Au cours d’une visite mensuelle au domicile, les agents de terrain de MAL-ED ont enregistré les vaccins administrés et les dates d’administration sur le formulaire mensuel A / B MOA / MOB L’information a été idéalement obtenue à partir du vaccin carte; cependant, lorsque les fiches vaccinales n’étaient pas disponibles, les dossiers cliniques étaient utilisés si possible. Si aucun vaccin ni dossier clinique n’était disponible, les agents de terrain demandaient à la mère ou à l’aidant si les vaccins étaient administrés depuis la visite mensuelle précédente et s’informaient du type et de la date. De plus, une évaluation trimestrielle des vaccins administrés et des dates d’administration à l’aide du formulaire d’information sur les vaccins a servi d’outil de validation pour les données recueillies sur les formulaires mensuels. La source des données vaccinales a également été collectée sur le VIF. dossier clinique, rapport de la mère ou du soignant pour tous les vaccins administrés

Exposition naturelle

L’exposition naturelle à une maladie pouvant être évitée par la vaccination pourrait influencer les titres d’anticorps Le plan d’étude MAL-ED incluait une visite bihebdomadaire et surveillait toute maladie déclarée ou référée Bien qu’aucun échantillonnage environnemental n’ait été réalisé, cette surveillance active permettait de détecter la présence d’une MPV légère ou grave chez les individus ou la survenue d’une épidémie de MPV Aucun poliovirus sauvage ne circulait dans aucun de nos sites d’étude, à l’exception possible du site pakistanais. Nous n’avons pas été en mesure de déterminer si les virus sauvages circulant au Pakistan, mais n’a pas reçu de rapports de poliomyélite dans notre population étudiée

Prélèvement de sang

Le jour du prélèvement sanguin, l’enfant devait être exempt de symptômes de maladie, par exemple de fièvre, d’infection aiguë des voies respiratoires inférieures, de diarrhée ou de déshydratation. Pour accommoder les épisodes fenêtre de collecte de sang étendue de jours avant à jours après la date de collecte cible Un maximum de ml de sang a été prélevé sur chaque enfant par le personnel de l’étude MAL-ED formé à la phlébotomie au domicile de l’enfant ou dans un centre de santé. minutes, et aliquote et congelé à – ° C avant l’expédition et les tests

Détermination de la réponse vaccinale

ELISA ont été utilisés pour mesurer quantitativement les niveaux d’anticorps IgG anti-immunoglobuline G contre le poliovirus, le virus de la rougeole, l’anatoxine tétanique et l’anatoxine coquelucheuse, et les niveaux d’anticorps IgA et IgG de l’immunoglobuline A sur rotavirus. Pour les sites d’étude BGD, BRF, NEB, PEL, SAV et TZH, les dosages de tous les vaccins autres que le VPO ont été effectués de manière centralisée à l’Institut de recherche des forces armées AFRIMS à Bangkok, Thaïlande; Pour les types de poliovirus, et les tests de neutralisation d’anticorps, des échantillons de tous les sites ont été évalués dans les laboratoires de référence de l’OMS Centers for Disease Control and Prevention (CDC) à Atlanta, en Géorgie, pour les sites et les sites. Centre de recherche sur les entérovirus, Mumbai, Inde, pour INV

Tests de la rougeole, du tétanos, de la coqueluche et du poliovirus IgG

Des immuno-essais quantitatifs d’anti-tétanos, d’anatoxine anti-tétanique et d’IgG contre la toxine anticoquelucheuse Euroimmun, Lübeck, Allemagne et ELISA IgG antipoliovirus Genway, San Diego ont été centralisés et utilisés à l’AFRIMS pour les sites; Des trousses et des fournitures ont été fournies et les tests effectués sur place dans les tests INV et PKN ont été menés conformément aux instructions du fabricant.

Dosages du rotavirus

Les tests ELISA IgG et IgA sériques quantitatifs ont été menés selon des méthodes précédemment publiées. Ces tests ont été réalisés de manière centralisée sur les sites et sur INV et PKN. En bref, les microplaques ont été recouvertes d’IgG antirotavirus de lapin. Préparation de lysat ou de virus en alternance Huit dilutions à partir de: dilutions des étalons IgA et IgG sériques. Quatre dilutions de: dilutions d’IgA et d’IgG de référence connues et d’échantillons de sérum ou de plasma inconnus ont été préparées. Après dilution, l’IgA antihumaine de lapin biotinylée pour les plaques IgA ou IgG pour les plaques IgG a été ajoutée et suivie d’un lavage et de l’ajout du complexe avidine-biotine-peroxydase après le lavage final. , Le substrat de dichlorhydrate d’O-phénylènediamine a été ajouté à chaque puits et la réaction a été arrêtée avec de l’acide sulfurique. ad à nm, et les titres ont été calculés à partir d’un ajustement paramétrique des valeurs de densité optique transformées

Tests d’anticorps neutralisants contre le poliovirus

Des échantillons sériques randomisés et aveugles de BGD, BRF, NEB, PEL, PKN, SAV et TZH ont été expédiés congelés au CDC, où les titres de neutralisation ont été déterminés. Les échantillons sériques ou plasmatiques ont été testés pour détecter les anticorps neutralisants contre les poliovirus. ] En bref, pour conduire le test de microneutralisation, une dilution de chaque échantillon allant de: à: a été préparée et μL a été distribué dans chacun des puits des plaques de microtitration -well Approximativement des doses infectieuses de culture tissulaire médiane TCID des souches de poliovirus Sabin ont été ajoutées pour répliquer les puits à chaque dilution et les mélanges incubés à ° C pendant une heure avant l’addition de cellules / mL de cellules Vero. Après une incubation supplémentaire à ° C pendant plusieurs jours, les cellules ont été fixées, colorées et examinées pour l’effet cytopathique. en parallèle pour chaque poliovirus en tant que « titrages en retour » pour s’assurer qu’une quantité adéquate de virus a été ajoutée, avec dosages requis dans la gamme de – TCID du virus d’entrée. le critère d’effet était défini comme la dilution la plus élevée du sérum qui présentait une réduction de l’effet cytopathique en% ou plus. Un titre d’anticorps neutralisant de ≥: était considéré comme protecteur

Contrôle de qualité

Les systèmes de contrôle de qualité établis sur les sites d’étude et les laboratoires pour la collecte des données et l’évaluation des échantillons ont été conçus pour faciliter la comparaison intersites. Les protocoles utilisés pour la collecte et le traitement des données étaient uniformes sur tous les sites. écarts et incohérences entre les vaccins enregistrés et les dates de vaccination Divergences dans les noms des vaccins ou les dates de vaccination entre les formulaires de collecte des données vaccinales. Le formulaire de surveillance mensuel MOA / MOB et le VIF trimestriel ont été identifiés et rapportés aux sites pour correction. Génération centralisée à l’AFRIMS pour les sites L’envoi international d’échantillons biologiques n’étant pas autorisé en Inde et au Pakistan, les mêmes kits, contrôles et protocoles ont été utilisés pour réduire le risque de variabilité. Les tests de neutralisation du poliovirus ont été effectués dans les laboratoires de référence de l’OMS

DÉFIS

Collecte de données

L’information vaccinale était idéalement obtenue à partir des cartes de vaccination lisibles et entièrement remplies par un agent de santé au moment de l’administration du vaccin. Toutefois, si les cartes de vaccination n’étaient pas disponibles, le personnel de l’étude se fondait sur d’autres dossiers cliniques ou sur la les vaccins spécifiques reçus et les dates Un problème commun rencontré était l’appellation incohérente des vaccins sur les cartes de vaccination, par exemple, les noms de marque et les antigènes étaient souvent utilisés de manière interchangeable. secteur public sur les sites d’étude MAL-ED, la vérification d’une marque particulière distribuée à partir de cliniques locales a permis de clarifier quels vaccins ont été administrés

Collecte d’échantillons

Obtention de la collection de volume sanguin -mL des nourrissons avec des tentatives de phlébotomie limitées était un défi important Bien que des échantillons de sang adéquats étaient importants pour compléter tous les tests prescrits par protocole, les travailleurs sur le terrain cherchaient à maintenir un équilibre entre les multiples tentatives de prélèvement sanguin. réduire le fardeau des enfants et inciter les étudiants à abandonner l’étude Les participants ont été autorisés à refuser la collecte de sang sans sacrifier leur participation à d’autres domaines de l’étude MAL-ED

L’analyse des données

Ceci est la première étude qui cherche à évaluer les réponses immunitaires aux vaccins infantiles de routine dans les milieux socioéconomiques inférieurs à travers les continents en utilisant des évaluations unifiées La portée du MAL-ED pose des défis analytiques significatifs L’analyse de la réponse vaccinale a pour objectifs principaux: identifier et quantifier les facteurs associés Les deux objectifs posent des défis qui nécessitent des soins statistiques particuliers pour obtenir une inférence adéquate en raison de la variabilité qui existe entre les sites et à l’intérieur des sites. Le plus difficile est peut-être de modéliser la distribution. variabilité des titres en raison de la variation des calendriers de vaccination, de la charge de diarrhée et autres maladies et de la nutrition infantile Ces facteurs sont souvent contrôlés dans un cadre de régression à effets mixtes qui inclut un effet aléatoire spécifique au site; Cependant, certains titres vaccinaux présentent des distributions qui varient selon l’échantillon longitudinal, nécessitant éventuellement une approche de modélisation du mélange. Par exemple, les titres de coqueluche ont une distribution gonflée à zéro lors du premier cycle d’échantillonnage, principalement en raison du manque de vaccination. une limite à la détection dans l’ELISA, tandis que la distribution de l’échantillon de mois apparaît plus GaussianAnother défi important est lié à l’estimation et l’ajustement de la corrélation Nous avons fait allusion aux effets aléatoires au niveau du site qui ajustent la corrélation dans les sites, mais nous devons aussi pour la corrélation due aux mesures répétées Bien que relativement simple d’un point de vue statistique, le faible nombre de sites peut nécessiter de les spécifier comme effets fixes ou d’utiliser des méthodes bayésiennes pour améliorer l’inférence. Il est également important de noter que le paramétrage du modèle est difficile étant donné la variabilité des données telles que l’âge au moment de la collecte des échantillons et l’âge à la vaccination. Nous avons exploré plusieurs approches créatives pour paramétrer les variables décrivant l’impact des effets hypothétiques sur la réponse vaccinale. Il s’agit de la première étude examinant ces relations; ainsi, des tailles d’effet raisonnables pour détecter les facteurs liés à la réponse vaccinale n’étaient pas facilement disponibles. De plus, comme l’objectif de ce projet était observationnel, nous avons estimé que les enfants regroupés à travers les sites étaient suffisants

DISCUSSION

MAL-ED, une étude de cohorte de naissance longitudinale harmonieusement réalisée sur divers sites avec une étude détaillée de l’exposition entéropathogène, de l’inflammation intestinale et de la perméabilité, et des indices nutritionnels, fournira des informations importantes sur la prévalence et les effets indésirables. Mesure de l’hyporéactivité aux principaux vaccins oraux et parentéraux La collecte des données vaccinales, ainsi que les données sur les déterminants de la nutrition, les pratiques d’allaitement, les facteurs socioéconomiques ont été obtenues en utilisant des protocoles communs et étaient donc fondamentalement comparables entre les sites. L’exposition à la vaccination de la cohorte MAL-ED variait significativement en termes de calendriers de vaccination, de vaccins utilisés, de nombre et de timing des doses. Cette hétérogénéité était inévitable compte tenu de la nature observationnelle de l’étude et des différents loca géographique Par exemple, dans certains pays, le VPO a été administré à la naissance dans le cadre du PEV, alors que dans d’autres, l’administration a débuté des semaines ou des mois. De plus, le VPO a été administré dans le cadre de campagnes nationales et infranationales de vaccination. Inde et Pakistan et autres Le nombre croissant de doses de VPO peut conduire à des taux de séroconversion plus élevés, comme cela a été noté en Jordanie. Néanmoins, compte tenu de la rigueur de la collecte de données et de la qualité des tests, l’étude MAL-ED devrait aider à Liens biologiquement pertinents entre la nutrition, l’infection et la réponse immunitaireLes réponses immunitaires innées et adaptatives aux vaccins ont montré une variation significative entre les populations ; De plus, les méthodes analytiques doivent tenir compte de l’effet de l’exposition microbienne, de la nutrition, de la fonction intestinale et du microbiome sur le système immunitaire en développement , ainsi que de sa réponse à l’exposition microbienne. antigènes spécifiques En termes d’exposition microbienne, distinguer les réponses induites par l’infection naturelle plutôt que par la vaccination posait un défi supplémentaire dans l’évaluation de certains vaccins, tels que le rotavirus ou la coqueluche. Bien que d’éventuels effets immunomodulateurs du microbiome aient été proposés, un intestin fonctionnel de la qualité de la réponse immunitaire n’a pas été évalué pour les vaccins administrés par voie orale avant le début de cette étude. Il est difficile de tirer des conclusions d’études à site unique utilisant une variété de tests différents. la production d’anticorps antirougeoleux a montré un retard significatif dans la production d’anticorps anti-rougeole à malnouris comparé aux enfants bien nourris ; En outre, une étude observationnelle menée en Équateur a révélé de faibles titres moyens d’anticorps IgG et IgM contre l’anatoxine tétanique chez les enfants souffrant de retard de croissance, mais aucune différence en anticorps contre la toxine diphtérique . décrit les niveaux d’antitoxine de faible toxine diphtérique chez les enfants sévèrement malnutris évalués jours après la vaccination L’utilisation de formats de dosage multiples complique la comparaison de ces études dans différents contextes. Le plan d’étude MAL-ED a créé un scénario où il est possible de comparer les réponses D’autres facteurs compliquent le niveau de complexité des données MAL-ED, notamment l’exposition préalable aux agents infectieux et l’influence des anticorps maternels Des études antérieures ont montré que l’exposition antérieure aux vaccins antigrippaux et antirougeoleux influe négativement sur la réponse vaccinale . , la présence ou l’absence d’anticorps maternels chez les jeunes enfants peut affecter les réponse aux vaccins parentéraux et oraux Cependant, comme les données reflètent la complexité du contexte réel d’exposition intense aux agents pathogènes, les conclusions tirées sont très pertinentes pour les décisions relatives aux politiques et aux programmes de prestation.

CONCLUSIONS

Les ensembles de données complexes de l’étude MAL-ED, qui comprenaient des mesures répétées d’anthropométrie, d’infections entériques, de fonction intestinale et d’estimation d’anticorps pour plusieurs vaccins à des moments précis, créent le potentiel de données qui peuvent, pour la première fois, comparaisons entre pays de la réponse immunitaire aux vaccins oraux et parentéraux Ces données pourraient clarifier les associations entre les facteurs hôtes et environnementaux qui influencent le développement et la durée d’une réponse vaccinale protectrice, particulièrement pertinentes dans le cadre d’un programme mondial d’éradication de la poliomyélite. est essentiel à l’élaboration de connaissances mécanistes, qui peuvent contribuer à la compréhension de la biologie de la vaccination et mener à la conception de meilleurs vaccins et / ou stratégies de vaccination

Données supplémentaires

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Remarques

Remerciements Les auteurs remercient le personnel et les participants du Réseau MAL-ED pour leurs importantes contributions. Soutien financier L’Étiologie, Facteurs de Risque et Interactions des Infections Entériques et Malnutrition et les Conséquences pour la Santé de l’Enfant et le Projet de Développement MAL-ED est un projet collaboratif soutenu par le projet de loi & amp; Melinda Gates Foundation, la Fondation pour les Instituts nationaux de la santé, et les National Institutes of Health, Fogarty International CenterSupplément parrainage Cet article est apparu dans le supplément « L’étude Malnutrition et maladies entériques MAL-ED: Comprendre les conséquences pour la santé des enfants et Développement, « parrainé par les National Institutes of Health et la Fondation pour les Instituts nationaux de la santé Conflits d’intérêts potentiels Tous les auteurs: Pas de conflits d’intérêts potentiels Tous les auteurs ont soumis le formulaire ICMJE pour la divulgation des conflits potentiels Conflits d’intérêts que les éditeurs considèrent pertinents pour le contenu du manuscrit a été divulgué