16 minute read
Nya små antikroppar visar lovande effekt mot covid-19-infektion
Forskarna har byggt ihop nanoantikroppar ( i grönt och rött ) som binder till två olika ställen på det nya coronavirusets spikprotein. Foto: Hrishikesh Das, Hällberg lab, Karolinska Institutet
Forskare vid Karolinska Institutet har i samarbete med forskare i Tyskland och USA, utvecklat nya små antikroppar, nano-antikroppar, som hindrar coronaviruset sars-cov-2 från att ta sig in i mänskliga celler. Studien, som publicerats i tidskriften Science, visar att en kombinerad nano-antikropp gav särskilt bra effekt – även om viruset muterade. Enligt forskarna har nano-antikropparna potential att utvecklas till en behandling mot covid-19.
Advertisement
På ytan av coronaviruset sars-cov-2 finns så kallade spikproteiner som hjälper viruset att infektera värdceller. Antikroppar som blockerar spikproteinerna och hindrar dem från att binda till cellen är därför ett sätt att stoppa infektionen.
Men ur ett läkemedelsperspektiv kan små fragment av antikroppar, så kallade nano-antikroppar, vara ett bättre alternativ än vanliga antikroppar. Eftersom nanoantikroppar är betydligt mindre kan de binda in till viruset på fler ställen än vanliga antikroppar. De är också stabilare och lättare att producera kostnadseffektivt i stor skala.
Sars-cov-2-infektion
I den ansedda tidskriften Science publicerar nu forskare vid Karolinska Institutet, i samarbete med forskare vid Bonns universitet i Tyskland och Scripps Research Insti-
tute i USA, en studie som beskriver nya nano-antikroppar mot sars-cov-2-infektion.
Det som är speciellt här är att vi har byggt ihop nanoantikroppar som binder till två olika ställen på virusets spikprotein. Kombinationsvarianten binder in bättre än enskilda nano-antikroppar och blockerar väldigt effektivt virusets förmåga att spridas mellan mänskliga celler i provrörsförsök, säger Martin Hällberg, forskare vid institutionen för cell- och molekylärbiologi vid Karolinska Institutet och en av studiens korresponderande författare.
Den kombinerade nano-antikroppen fungerade dessutom även när den testades på en virusvariant som muterar extremt snabbt.
Det betyder att risken är liten att viruset skulle bli resistent mot den här nano-antikroppen, säger Martin Hällberg.
För att framställa nano-antikropparna vaccinerades alpackor och lamor – djur vars immunförsvar naturligt producerar både antikroppar och nano-antikroppar – med coronavirusets spikprotein. Bland de nano-antikroppar som djuren bildade valde forskarna ut dem som band till proteinet. Av dem identifierade de fyra stycken som visade sig kunna blockera virusets förmåga att sprida sig bland mänskliga odlade celler.
Antikroppar oskadliggör virus
Forskargruppen vid Karolinska institutet använde därefter så kallad kryoelektronmikroskopi för att i detalj studera hur de olika nano-antikropparna binder till virusets spikprotein. Tack vare den strukturella kunskapen kunde de föreslå lämpliga proteinlänkar för att binda samman olika nano-antikroppar till intressanta kombinationer, samt ge en möjlig förklaring till mekanismen för hur antikropparna oskadliggör viruset.
Min ”favorit” är nano-antikroppen från lama. Den binder direkt över ytan där viruset binder cellreceptorn ACE2, och nano-antikroppen delar dessutom en stor majoritet av de för bindningen kritiska aminosyrorna med ACE2. Det gör att viruset kommer att ha extremt svårt att mutera extensivt i den ytan och samtidigt kunna binda ACE2. En variant där den här lamaantikroppen sitter ihop med en av antikropparna från alpacka var en rävsax som viruset aldrig lyckades ta sig ur i våra försök, säger Martin Hällberg.
Forskarna hoppas nu att deras nano-antikroppar ska kunna utvecklas till en läkemedelsbehandling som komplement till vaccinering mot covid-19.
Den skulle kunna användas kliniskt för redan sjuka, eller förebyggande av personer som av någon anledning inte kan vaccineras, eller som har ett nedsatt immunförsvar och därför kanske inte bildar ett tillräckligt starkt immunsvar efter en vaccinering, säger Martin Hällberg.
Vidare studier väntar
Företaget Dioscure Therapeutics, ett avknoppningsföretag från Universitetet i Bonn, kommer att testa nanoantikropparna vidare i kliniska studier. Forskarna vid Karolinska Institutet ska försöka att förbättra inbindningen ytterligare genom att ändra enskilda byggstenar i nano-antikropparna.
Martin Hällberg, forskare vid institutionen för cell och molekylärbiologi vid Karolinska Institutet och Hrishikesh Das, forskare. Foto: Ulf Sirborn.
Martin Hällberg, forskare. Foto: Ulf Sirborn
Hrishikesh Das, forskare. Foto: Ulf Sirborn
Källa: Karolinska Institutet
Publikation:
”Structure-guided multivalent nanobodies block SARS-CoV-2 infection and suppress mutational escape”, Paul-Albert König, Hrishikesh Das, Hejun Liu, Beate M. Kümmerer, Florian N. Gohr, Lea-Marie Jenster, Yonas M. Tesfamariam, Lisa D.J. Schiffelers, Miki Uchima, Jennifer D. Wuerth, Karl Gatterdam, Natalia Ruetalo, Maria H. Christensen, Caroline I. Fandrey, Sabine Normann, Steffen Pritzl, Jan M. P. Tödtmann, Leo Hanke, Jannik Boos, Meng Yuan, Xueyong Zhu, Jonathan Leo Schmid-Burgk, Hiroki Kato, Michael Schindler, Ian A. Wilson, Matthias Geyer, Kerstin U. Ludwig, B. Martin Hällberg, Nicholas C. Wu and Florian I. Schmidt, Science, online 12 januari 2021, doi: 10.1126/science.abe6230.
Forskarna bakom studien har lämnat in patentansökningar kopplade till nano-antikropparna. Två av forskarna är också medgrundare till och aktieägare i företaget Dioscure Therapeutics, som kommersialiserar antikropparna. Två av forskarna har kopplingar som medgrundare, konsult och aktieägare i företaget IFM Therapeutics.
”Folkhälsomyndigheten uttryckte från början som ett av argumenten mot ansiktsmask, att folk inte skulle kunna handskas rätt med maskerna, och att det skulle bidra till att man glömde hålla avstånd. Det har aldrig presenterats någon vetenskap som har studerat om det verkligen är så”. Foto: Canstock, arkiv.
KONTROLLERAD STUDIE AV MUNSKYDD
MOT SPRIDNING AV COVID-19
I november 2020 publicerades den s.k. DANMASK-19-studien,1 en kontrollerad undersökning av hur många som smittades av en utvald grupp människor som åtog sig att bära ansiktsmask enligt vissa anvisningar under en månads tid. En matchad jämförelsegrupp fick inte bära mask under samma period. Studiens huvudresultat var att någon säkerställd skyddseffekt att bära mask inte sågs, i den meningen att vedertagen statistisk säkerhet inte uppnåddes. Diskussionen rörde sig sedan om detta skulle tas som ”bevis” för att munskydd inte har någon effekt, eller om det i alla fall kunde hävdas att munskydd kunde ha viss effekt. Studiens upplägg
Personer över 18 år som tillbringade mer än 3 timmar utanför hemmet bland människor rekryterades genom annonsering och på andra sätt mellan 3 och 24 april. Hälften lottades till att bära mask eller inte den 12 april, resten lottades den 24. Hela studieperioden gick från 3 april till 2 juni. Generella rekommendationer (socialt avstånd, handhygien o.s.v.) var ungefär som de svenska; noteras bör att restauranger och kaféer var stängda fram till 18 maj.
De deltagare som lottades till att bära mask instruerades att alltid bära den utanför hemmet under en månads tid. Alla deltagare fick materiel till självprovtagning för antikroppsbestämning vid start och efter en månad, samt utrustning för svalg/näsprov efter en månad eller om misstänkta covid-symptom uppträdde. Rapportering skedde via app.
Utfallsvariabel var fastställd SARS-CoV-2-infektion,
Figur 1
En frisk person med mask får 30 procent mindre risk för smitta av en smittspridare utan mask
Om smittspridaren har mask får en frisk person utan mask starkt skydd, endast 5 procent av risken utan mask
Allra bäst är att bägge bär mask. Då blir risken för smittspridning endast 1,5 procent av risken utan mask. Källa: CDC. Man har alltså på bästa sätt lagt upp en RCT studie (randomised controlled study) enligt den evidensbaserade medicinens regelbok, och man tycks också ha genomfört den föredömligt. Ändå har det ifrågasatts vad den egentligen bevisar eller inte bevisar. Varför? Foto: Canstock, arkiv.
definierat som positivt näs/svalgtest eller utveckling av positivt antikroppstest eller diagnos från sjukhus på Covid-19. Man antog att den generella smittförekomsten av SARS-CoV-2 var 2 procent, och att maskbärande skulle halvera den förekomsten. För att erhålla en två-sidig signifikansnivå av 5 procent (=den nivå som allmänt accepteras) beräknades att totalt 4636 deltagare skulle fordras. Med säkerhetsmarginal på förlust av data på 20 procent beslöts att randomisera minst 6000 deltagare.
För beräkning av signifikans användes Chi-2-test. Oddskvot och konfidensgränser beräknades på alla som fullgjorde studien oberoende av självrapportering av hur föreskrifterna följts (s.k. ”intention-to-treat”-principen). Två stiftelser finansierade studie. Sponsorerna hade inga ekonomiska intressen i studien, och heller inget inflytande på utförandet.
Man har alltså på bästa sätt lagt upp en RCT- studie (randomised controlled study) enligt den evidensbaserade medicinens regelbok, och man tycks också ha genomfört den föredömligt. Ändå har det ifrågasatts vad den egentligen bevisar eller inte bevisar. Varför? Jag skall härnedan försöka belysa den frågan.
Studiens resultat
Av de totalt 6024 personer som lottades, 3030 till mask och 2994 utan mask, fullbordade totalt 80,7 procent, d.v.s. 4862 studien. Av dessa hade 2392 haft mask, och 2470 ej haft mask. Av de med mask blev 42 smittade = 1,76 procent. Av de utan mask blev 53 smittade = 2,15 procent. För alla var alltså smittsamheten (42+53)/(2392+2470) = 1,95 procent. Skillnaden mellan grupperna var inte signifikant enligt vedertagna normer. Detta innebär att sannolikheten för att grupperna skiljer sig är större än 5 procent.
Med s.k. logistisk regression har också odds-kvoten beräknats. Det är kvoten mellan sannolikheterna för att bli smittad med den ena eller andra behandlingen. Denna beräkning har som alla statistiska beräkningar en osäkerhetsmarginal, som då definieras med s.k. konfidensintervall (CI). Oddskvotens sanna värde kan vara vilket som helst som ligger inom intervallet. Om både oddskvoten och konfidensintervallet ligger ovanför eller under värdet 1 (ett), innebär det att det sanna värdet med minst 5-procentig säkerhet uppfyller gängse vetenskaplig norm för statistisk signifikans.
I denna studie var oddskvoten 0,82 till förmån för mask, d.v.s. om man bar mask är risken 0,82 av risken med att inte bära mask. MEN: konfidensgränserna var 0,54 och 1,23, vilket innebär att det sanna värdet kan vara var som helst mellan dessa värden. Slutsatsen blir att försöket inte kunde visa statistisk signifikans för nyttan av att bära mask. Men OBS: inte heller motsatsen (att inte bära mask) är bevisad med signifikans. Orsaken till att försöket utföll på detta sätt ligger i de grundläggande antagandena och beräkning av antalet deltagare. Antagandet att smittsamheten skulle vara omkring 2 procent uppfylldes nästan (1,95 procent, se ovan).
Figur 2
Figurerna 1 – 4 visar de rekommendationer CDC (Center for Disease Control) i USA ger beträffande mask och dess användning. Källa: CDC
Men om man hade satt som mål att visa en reduktion av smittsamheten med mask till 30 procent, istället för 50, så skulle beräkningen av antalet nödvändiga personer blivit en annan. Fler personer skulle behövts för att säkerställa statistisk signifikans.
Vad gäller diskussionen om resultaten?
Jag har läst 36 kommentarer som publicerats i anslutning till studien. Dessutom har författarna besvarat vissa kommentarer. Mycket skiftande typ av kritik förekom, som ville förklara varför studien inte var utslagsvisande, resp. varför den egentligen var det om man beaktade vissa saker. Kommentatorernas egen inställning till bärande av mask för allmänheten fördelade sig ungefär lika för och emot.
En av de mest övertygande kommentarerna handlar om att sannolikheten för att ansiktsmask minskar risk för covid-19-infektion endast kan lösas med s.k. Bayesisk statistik. Detta innebär att hänsyn måste tas till det vi redan vet om maskens förmåga att hindra spridning av akuta luftvägsinfektioner. Med referens till en meta-analys2 av som visade en riskreduktion av 13 procent (d.v.s. en riskkvot av 0,87, 95 procents CI 0,74 – 1,04) räknade Tuan Nguyen vid Garvan Medical Institute i Australien ut att den nya riskkvoten är 0,85, med 95 procents CI-intervall 0,74 – 0,99. Sannolikheten för en minskning av risken för infektion med 50 procent blir då noll, medan det är 93 procents chans att risken minskar med minst 5 procent. Jag har inte kunnat verifiera dessa uträkningar, men de ger onekligen stöd för att en viss, liten riskreduktion signifikant föreligger under de rådande förhållandena.
Många invändningar rör studiens förutsättningar. Det var fel på tidpunkten, eftersom förhållandena beträffande restriktioner ändrades under tiden. Det var fel på diagnossättningen. Hänsyn hade inte tagits till ev. falskt positiva eller negativa provsvar. Den allmänna smittspridningen var för låg. Egenuppgifterna beträffande hur väl man följde anvisningarna för maskbärandet var för dåliga. Endast 47 procent av deltagarna med mask angav att de i hög grad burit masken som anvisats.
Som att hoppa från flygplan utan fallskärm
Den viktigaste och mest slående kritiken kommer från PM Teixeiro vid Minho University i Gualtar, Portugal. Den har också helt oberoende nyligen upprepats i Läkartidningen3 av matematikprofessorn Holger Rootzén vid Chalmers i Göteborg. Han jämför studien som analog med den studie om att hoppa från flygplan utan fallskärm, som publicerades 2018 i British Medical Journal.4 I nr 7/2020 av Medicinsk Access citerade jag en meta-analys från 2003 på detta tema.5 Denna analys kunde inte hitta kontrollerade RCT-studier som bevisade att fallskärm kunde förhindra skada och död vid hopp från flygplan, vilket inspirerade författarna till4 att verkligen göra en sådan studie. På 6 sidor beskrevs på yppersta skolboksvis hur 23 personer, screenade från en större grupp som alla förklarat sig villiga att delta i försöket, lottades i två grupper till att hoppa med fallskärm eller vanlig ryggsäck. Ingen skillnad i dödsrisk sågs: den var 0 procent i bägge grupperna. Hemligheten ligger i detaljerna. Hoppen skedde från stillastående flygplan på marken, fallhöjd 0,6 m.
Analogin med DANMASK-studien ligger i att förutsättningarna var felaktiga. Smittspridningsgraden var
Figur 3
Figur 4 ”I nr 7/2020 av Medicinsk Access citerade jag en metaanalys från 2003 på detta tema.5 Denna analys kunde inte hitta kontrollerade RCTstudier som bevisade att fallskärm kunde förhindra skada och död vid hopp från flygplan, vilket inspirerade författarna till4 att verkligen göra en sådan studie”. Foto: Canstock, arkiv.
för låg (för låg fallhöjd) och alltför få i populationen bar mask, och man försökte visa för stor effekt (hastigheten för låg). Den andra poängen, som Rootzén trycker på är att risken med att inte följa en stor samlad erfarenhet kan vara för stor i krissituationer, för att riskera en väntan på RCT-studier; bättre då att förlita sig på existerande erfarenhet. Och den motsades ju inte av DANMASK, som vi sett ovan.
Sammanfattning
Med den här genomgången står jag ännu stadigare vad gäller mina tidigare rekommendationer, som jag tycker sammanfattas mycket bra av figur 1, även om procentsiffrorna som där visas givetvis är ungefärliga: 1. Att bära mask om du inte är smittad skyddar litet för smitta från annan smittbärare. 2. Att bära mask om du är smittad skyddar mer för andra, vare sig de bär mask eller inte. 3. Att ALLA bär mask i situationer där det är svårt att hålla avstånd hämmar smittspridningen bäst.
Folkhälsomyndigheten uttryckte från början som ett av argumenten mot ansiktsmask, att folk inte skulle kunna handskas rätt med maskerna, och att det skulle bidra till att man glömde hålla avstånd. Det har aldrig presenterats någon vetenskap som har studerat om det verkligen är så. Och fria spekulationer skall ju inte tillåtas styra beteendet, utan det ska vetenskapen göra, det har t.o.m. regeringen sagt. Jag tror folk i allmänhet kan hålla fler tankar i huvudet samtidigt. Alltså VIKTIGT: ansiktsmask är ingen ersättning för de andra viktiga anvisningarna. Därför: HÅLL AVSTÅND, TVÄTTA ELLER SPRITA HÄNDERNA OFTA och BÄR ANSIKTSMASK där det är mycket folk. Personligen har jag också handskar när jag handlar mat i storköpet.
GUNNAR NYBERG
Docent em. Specialist invärtes medicin, Mölndal kgfnyberg@gmail.com
Referenser
1. Bundgaard H, Bundgaard JS et al. Effectiveness of adding a mask recommendation to other public health measures to prevent
SARS-CoV-2 infection in Danish mask wearers. A randomised controlled trial. Annals of Int Med 18 Nov 2020. doi.org/10.7326/
M20-6817 2. Wang MX et al. Effectiveness of surgical face masks in reducing acute respiratory infections in non-healthcare settings: a systematic review and meta-analysis. Front Med 2020;7:564280 3. Rootzén H. Hoppa utan fallskärm och möta virus utan munskydd. Läkartidningen 2021;118:78 4. Yeh RW, Valsdottir RL, Yeh MW et al. Parachute use to prevent death and major trauma when jumping from aircraft: randomized controlled trial. Br Med J 2018;363:k5094. Doi:10.1136/bmj.k5094 5. Smith PG, Pell JP. Parachute use to prevent death and major trauma related to gravitational challenge: systematic review of randomized controlled trials . Br Med J 2003;327(7429):1459-61.
”Genom att undersöka flera komponenter av immunförsvaret nio månader efter genomgången infektion, kan vi se att även milda symptom ger ett långvarigt och brett immunförsvar. En osäkerhet har varit om en individ med antikroppar kan bära på viruset och föra smittan vidare utan att själv ha några symptom, men den risken verkar vara mycket liten”. Foto: Ludvig Kostyál,
Bred immunitet mot covid-19 efter 9 månader
Av de personer som utvecklade antikroppar mot SARS-CoV-2 i våras har 96% kvar dessa nio månader senare. De flesta har även ett SARS CoV-2 specifikt T-cellsminne. Immuniteten verkar i hög grad skydda mot återinfektion. Det visar den tredje uppföljningen i COMMUNITYstudien som undersöker långtidsimmunitet efter covid-19.
I våras samlades prover in från 2 149 medarbetare på Danderyds sjukhus, där 19% visades ha antikroppar mot SARS-CoV-2. Nu har fas 3 av studien genomförts och 1 884 personer (88% av gruppen) har åter lämnat blodprov.
De nya resultaten visar att 96% av de 370 deltagare som i våras hade antikroppar mot spike-proteinet, d.v.s. de antikroppar som kan neutralisera viruset, fortfarande, efter 9 månader, har mätbara nivåer av dessa antikroppar. Två tredjedelar av dessa individer har också ett uppmätt SARS CoV-2 specifikt T-cellsminne.
I studien har även SARS-CoV-2 screening genomförts, där 340 deltagare med antikroppar testats en gång i veckan under en 10-veckorsperiod. Virus kunde påvisas hos mindre än 1% av deltagarna, vilket talar för en låg risk för återinfektion. − Genom att undersöka flera komponenter av immunförsvaret nio månader efter genomgången infektion, kan vi se att även milda symptom ger ett långvarigt och brett immunförsvar. En osäkerhet har varit om en individ med antikroppar kan bära på viruset och föra smittan vidare utan att själv ha några symptom, men den risken verkar vara mycket liten, säger Charlotte Thålin, specialistläkare och ansvarig forskare för COMMUNITY-studien vid Danderyds sjukhus och Karolinska Institutet. − Vi har i studien mätt både antikroppar och T-cellsminne på samtliga 1 884 studiedeltagare. Förutom att vi ser att 40% av hela gruppen nu har haft genomgången covid-19, ser vi också att mindre än 2% av de som inte har antikroppar har tecken på ett SARS-CoV-2 specifikt T-cellsminne, vilket talar för att antikroppar mot spikeproteinet speglar den generella immuniteten, säger Sebastian Havervall, biträdande överläkare vid Danderyds sjukhus och doktorand vid projektet vid Karolinska Institutet.
COMMUNITY-studien fortsätter
− Nu fortsätter COMMUNITY-studien och nästa provtagning sker i maj då en stor andel deltagare förväntas vara vaccinerade. Då kommer vi att kunna jämföra immunförsvaret efter naturlig infektion och efter vaccinering, säger Charlotte Thålin.
Källa: Danderyds sjukhus
Fakta om COMMUNITY-studien
•Studien drivs och genomförs i ett nära samarbete mellan Danderyds sjukhus (huvudman för studien), Karolinska Institutet, KTH, SciLifeLab, Uppsala Universitet och Folkhälsomyndigheten. •Antikroppar mot SARS-CoV-2 har analyserats på SciLifeLab med en multiplex metod utvecklad av Sophia Hober och Peter Nilsson, professorer vid KTH, tillsammans med sina medarbetare. •Specifikt T cellssvar mot SARS-CoV-2 har analyserats med ett test framtaget av docent Sara Mangsbo och hennes forskargrupp vid Uppsala Universitet i samarbete med Pierre Dönnes, VD på SciCross AB •SARS-CoV-2 screening har utförts av Jonas Klingström och medarbetare vid Folkhälsomyndigheten •I studien medverkar också Mia Phillipson, professor vid Uppsala Universitet •Studien finansieras av Jonas and Christina af Jochnick Foundation, Leif Lundblad med familj, Region Stockholm, Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, SciLifeLab, Familjen Erling-Perssons Stiftelse, Svenska Sällskapet för Medicinsk Forskning, Vetenskapsrådet samt Atlas Copco. Charlotte Thålin, specialistläkare.
Sebastian Havervall, biträdande överläkare och doktorand.
