人体实验肺炎球菌运输
2013年2月15日
人体实验肺炎球菌马车运输和潜在的模型中使用的疫苗的开发提供了一种自然的模型。这种技术是有价值的，但复杂的，涉及临床风险，为人类的病原体。我们已经制定了详细的方案。
该程序的目的是建立实验性人类肺炎球菌携带。这是通过首先稀释和定量接种物中的细菌来实现的。在第二步中，志愿者鼻内接种肺炎链球菌。
接下来，志愿者在接种后的第 2 天、第 7 天和第 14 天进行鼻腔冲洗。最后，使用经典微生物学来确定志愿者是否携带接种的占位。最终，可以使用这种安全且可重复的方法获得实验性人类肺炎球菌携带。
与现有的鼠类携带模型相比，该技术的主要优点是该技术提供了一种在肺炎球菌的自然宿主（人类）中的携带模型。此外，这种方法可以帮助回答肺炎球菌领域的关键问题，例如保护的免疫学相关性是什么？携带的免疫作用是什么，宿主压力对鼻咽生态位中的病原体有什么影响？
该技术的应用包括用作选择新型肺炎球菌疫苗的方法。我们计划将预防携带作为疫苗诱导免疫的替代方法。演示临床技术的将是 Angie Wright 修女和主管护士 David Shaw。
在预定的志愿者接种预约前 30 分钟，从零下 80 摄氏度的冰箱中取出接种原液管。然后在微量离心机中以 17， 000 次的速度旋转接种物 3 分钟。G，当试管旋转时，在 37 摄氏度的培养箱中加热一些血琼脂平板。
然后从离心机接种物中取出肉汤，用一毫升生理盐水洗涤沉淀。重复离心和洗涤步骤。对所需的接种物浓度进行稀释设置，然后通过类似 miles 和 misra 的方法量化接种物中的细菌量。
长出的菌落将在第二天变得可见。将接种物交给志愿者，志愿者应该以半躺姿舒适地坐着。然后使用 P 200 perpe 和无菌滤芯吸头。
将 100 微升接种物吸入鼻腔尖端，然后将尖端插入鼻腔内。使用圆周运动将接种物缓慢排出到鼻粘膜上。不要将移液器吸头放得太靠后，否则接种物会顺着喉咙流下来。
对其他鼻孔重复接种，以避免细菌进入血液。小心不要用移液器破坏粘膜。然后让志愿者保持半卧位 10 分钟，让细菌分散到粘膜上。
将接种物给予志愿者后，在实验室重复细菌定量。然后在试管上标记日期和接种剂量，并将接种物储存在零下 80 摄氏度。在开始洗鼻之前，让志愿者舒适地坐着，头部从垂直方向向后倾斜 30 度。
然后让志愿者深呼吸，同时将舌头向上和向后推到口腔顶部。当达到此位置时，让志愿者发出信号。现在用 20 毫升生理盐水清洗鼻腔四次，一次将 5 毫升生理盐水排入前鼻腔。
让志愿者立即身体前倾，通过鼻子快速呼气到铝箔碗中，以排出液体 每 5 毫升生理盐水冲洗一次。用 4 个 20 毫升清洗鼻腔后，将所有收集的样品一起放入离心管中。现在将志愿者洗鼻液样品以 3， 345 倍离心 10 分钟，去除旋后液并将其作为一毫升等分试样储存在零下 80 摄氏度的标记印诺管中。
向沉淀中加入 100 微升 STGG 培养基并充分混合，然后测定管中的总体积。下一个板，将 20 微升重悬的沉淀液滴到含有庆大霉素的血琼脂板上，并在整个板中划线。如果鼻腔冲洗液是在接种后进行的，请使用 10 微升含有重悬沉淀的 STGG
。为了通过 miles 和 Misra 方法进行细菌定量，向鼻腔清洗管中再加入 800 微升 STGG 并充分混合。然后将 25 μL 的 STGG 细菌细胞溶液接种到另一个血琼脂平板上，将 25 μL 平板接种到巧克力琼脂平板上，将整个平板划线。然后将剩余的细菌冷冻在零下 80 摄氏度的两个冷冻瓶中。
将板在 37 摄氏度的 5% 二氧化碳中孵育过夜。第二天，检查平板上是否有肺炎球菌和其他可能的呼吸道病原体。接种了鼻腔冲洗液的血琼脂板可能难以读取。
该图显示了一个易于阅读的板示例，肺炎球菌清晰可见。然而，该板包含许多共定植菌群，因此更难确定每次预约时是否存在肺炎球菌。志愿者被要求描述任何上呼吸道症状（如果存在），并强调携带者和非携带者之间的比较。
在最近接种肺炎球菌的 145 人中，有 28 人抱怨症状，如下表所示。其中 8 名志愿者是携带者，20 名不是。所有投诉均由外部安全委员会审查，并经过全面调查。
没有症状归因于肺炎球菌疾病。最常见的症状是喉咙痛、鼻塞和流感样疾病。在尝试此程序时，制定一个非常全面的安全计划非常重要，该计划涵盖该方法的每一步，尤其是为了志愿者的安全。
看完这个视频，你应该对如何建立实验性人类肺炎球菌携带，以及使用洗鼻器检测携带有一个很好的了解。
概述
本文介绍了建立实验性人类肺炎链球菌携带的详细协议，这是一个对疫苗开发有价值的模型。该方法涉及鼻内接种肺炎链球菌，并通过鼻腔冲洗进行随后监测。
关键研究组成部分
科学领域
- 微生物学
- 免疫学
- 疫苗开发
背景
- 实验性人类肺炎链球菌携带作为研究肺炎链球菌感染的自然模型。
- 这种技术通过将病原体引入人体而存在临床风险。
- 与鼠类模型相比，它通过在自然宿主中研究病原体提供了优势。
- 肺炎链球菌研究中的关键问题可以使用这个模型来解决。
研究目的
- 建立一种安全且可重复的方法，以诱导人类肺炎链球菌携带。
- 研究保护的免疫学相关性以及携带对宿主的影响。
- 促进新型肺炎链球菌疫苗的选择。
使用的方法
- 通过稀释和定量来制备细菌接种物。
- 用肺炎链球菌对志愿者进行鼻内接种。
- 在指定间隔进行鼻腔冲洗以监测携带情况。
- 进行微生物学分析以确认接种细菌的存在。
主要结果
- 在志愿者中成功建立了肺炎链球菌携带。
- 监测显示部分志愿者出现常见的上呼吸道症状。
- 经过彻底调查后，没有症状归因于肺炎链球菌疾病。
- 在整个程序中强调了安全协议。
结论
- 该方法为研究人类肺炎链球菌携带提供了一个可靠的模型。
- 它可以帮助回答有关肺炎链球菌免疫的关键问题。
- 未来的应用包括评估基于携带预防的新型疫苗。
常见问题
Executive Industry Relevance
Establishing experimental human pneumococcal carriage provides a natural host model to evaluate vaccine candidates by measuring prevention of colonization as a surrogate for protective immunity. This approach supports early de-risking of novel pneumococcal vaccines by linking immunological responses to carriage blockade in humans, informing go/no-go decisions before costly efficacy trials. The model enables mechanistic insight into host-pathogen interactions in the nasopharyngeal niche, enhancing predictive confidence in translational outcomes.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogates therapeutic hypotheses by assessing whether vaccine-induced immunity prevents pneumococcal colonization in humans.
- Operational Value: Enables functional validation of antigen targets through direct measurement of carriage reduction post-immunization.
- Predictive Value: Supports portfolio triage by identifying candidates that demonstrate biological activity in the relevant human niche.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares standardized, reproducible human-derived samples for downstream immunological and microbiological assays.
- Operational Value: Establishes quantitative carriage detection via nasal wash and culture-based methods, enabling consistent readouts across studies.
- Platform Readiness: Facilitates assay standardization and scalability for evaluating multiple vaccine candidates under controlled conditions.
Translational & Preclinical Research
- Translational Continuity: Bridges preclinical findings to human relevance by testing vaccine effects in the natural host of S. pneumoniae.
- Mechanistic De-risking: Clarifies immunological correlates of protection and the impact of host pressure on pathogen dynamics in the nasopharynx.
- Risk-Adjusted Advancement: Informs decisions on vaccine progression based on carriage prevention efficacy and safety monitoring.
Pipeline & Workflow Integration
The EHPC model fits within the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical support, offering a human-relevant checkpoint prior to large-scale field trials.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing on vaccine-induced immunity and its effect on pneumococcal colonization in the human nasopharynx.
- Screening: Delivers assay-ready biological samples with standardized inoculation and wash protocols for reproducible carriage detection.
- Analytics: Enables quantitative microbiological readouts (CFU/mL) from nasal washes to compare vaccine and control groups.
- Translational Research: Connects immunological findings to preclinical models by validating mechanisms of carriage inhibition in humans.
- Enterprise Reuse: Serves as a reusable platform for iterative evaluation of vaccine candidates across serotypes and formulations.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Provides predictive confidence in vaccine efficacy by demonstrating prevention of carriage in the natural human host.
- Operational Value: Ensures reproducibility through standardized inoculum preparation, volunteer monitoring, and nasal wash sampling.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by reducing biological uncertainty in early vaccine evaluation.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of candidates based on human carriage prevention data.
Implementation Considerations
- Requires expertise in clinical volunteer management, microbiological techniques, and biosafety protocols.
- Dependent on controlled laboratory infrastructure for bacterial quantification, anaerobic culture, and sample storage at −80°C.
- Necessitates cross-team standardization between clinical, microbiological, and immunological units for consistent sample handling.
- Involves adaptation considerations when assessing different pneumococcal serotypes or vaccine-induced immune responses.
- Involves practical limitations including volunteer recruitment complexity, symptom monitoring burden, and carriage detection sensitivity thresholds.
