A Randomized Safety Study of 13-Valent Pneumococcal Conjugated Vaccine and Post-Vaccination Immune Response to Streptococcus pneumoniae Serotypes in Adult Patients with Bronchial Asthma and Chronic Obstructive Pulmonary Disease

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. Vaccination against pneumococcal infection is one of the priorities in improving the quality of treatment and prevention measures in adults with various pathologies. The effectiveness of vaccination is directly related to the individual’s ability to form an adequate specific immunity. Aims — the aim of the study was to assess the level of post-vaccination antibodies to capsular polysaccharides of S. pneumoniae in adult patients with bronchial asthma (BA) or chronic obstructive pulmonary disease (COPD) after administration of 13-valent conjugated pneumococcal vaccine (PCV13). Materials and methods. The ELISA method was used to determine the level of IgG antibodies to 12 capsular polysaccharides serotypes 1, 3, 4, 6A, 6B, 7F, 9V, 14, 18C, 19A, 19F, 23F of S. pneumoniae that are part of PCV13, and 2 serotypes — 9N, 15B — that are not part of the vaccines using research test systems developed on the basis of the I.I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera. Groups of adult patients — 32 patients with BA and 33 with COPD who received basic treatment according to accepted international standards. The comparison group consists of 20 healthy patients who do not have comorbidities. In patients, vaccination was performed outside the acute period of the disease using PCV13. Results. Vaccination of PCV13 patients with BA and COPD does not lead to the development of exacerbations of the underlying disease, while unusual symptoms in the post-vaccination period, provided for by the drug’s instructions, can rarely develop. A comparative analysis of changes in IgG antibodies conducted after 6 weeks relative to the initial level of IgG antibodies to S. pneumoniae capsular polysaccharides in adult patients and healthy vaccinated PCV13 showed the same increase in specific antibodies to 12 serotypes of pneumococcus. The difference was found only in relation to IgG antibodies to a mixture of polysaccharides included in the PCV13 vaccine, which were registered higher in patients with BA and COPD in the post-vaccination period (p < 0.001) than in healthy patients. Conclusions. PCV13 vaccination of patients with BA and COPD is safe and is accompanied by the synthesis of IgG antibodies to capsular polysaccharides serotypes of S. pneumoniae similarly to the healthy group.

About the authors

Michael P. Kostinov

I.I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera; I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Author for correspondence.
Email: monolit.96@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1382-9403
SPIN-code: 5081-0740

MD, PhD, Professor, head of the laboratory of immunoprophylaxis and immunotherapy of allergic diseases; Professor of the Department of epidemiology and modern technologies of vaccination

Russian Federation, 5a, M.Kazyonnyi per, Moscow, 105064; 8/2 Trubetskaya str., Moscow, 119048

Anrey D. Protasov

Samara State Medical University

Email: crosss82@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8452-5776
SPIN-code: 1058-2937

MD, PhD, Associate Professor of the Department of General and clinical Microbiology, immunology and Allergology

Russian Federation, 89, Chapaevskaya street, Samara, 443099

Alexandr V. Zhestkov

Samara State Medical University

Email: avzhestkov2015@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3960-830X
SPIN-code: 2765-9617

MD, PhD, Professor, head of the Department of General and clinical Microbiology, immunology and Allergology

Russian Federation, 89, Chapaevskaya street, Samara, 443099

Natalya E. Yastrebova

I.I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: yastreb03@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-6911-1345
SPIN-code: 4909-3156

MD, PhD, Professor, head of the laboratory of immunochemical diagnostics

Russian Federation, 5a, M.Kazyonnyi per, Moscow, 105064

Anton M. Kostinov

Lomonosov Moscow State University

Email: mono469@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9665-1382
SPIN-code: 1156-1500

student

Russian Federation, 51 p., 1d., faculty of biotechnology, Leninskie Gory, GSP-1, Moscow, 119991

Anna E. Vlasenko

Novokuznetsk State Institute for Further Training of Physicians — Branch Campus of Russian Medical Academy of Continuous Professional

Email: vlasenkoanna@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0001-6454-4216
SPIN-code: 3109-3024

PhD in Technical Sciences

Russian Federation, 5, Stroiteley Avenue, Novokuznetsk, 654005

Valentina B. Polishhuk

I.I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: polischook@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0533-0909
SPIN-code: 6294-9253

MD, PhD, senior researcher at the laboratory of immunotherapy and immunotherapy of allergic diseases

Russian Federation, 5a, M.Kazyonnyi per, Moscow, 105064

Aristitsa M. Kostinova

Institute of Immunology FMBA of Russia

Email: aristica_kostino@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0584-2376
SPIN-code: 2922-5274

PhD student

Russian Federation, 24, Kashirskoe shosse, Moscow, 115478

Elena S. Korovkina

I.I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: eskorovkina@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8896-5808
SPIN-code: 2909-0767

MD, PhD, senior researcher at the laboratory of immunotherapy and immunotherapy of allergic diseases

Russian Federation, 5a, M.Kazyonnyi per, Moscow, 105064

Alexey A. Ryzhov

I.I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: 5231201@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7759-2003
SPIN-code: 7238-8285

MD, PhD, senior researcher at the laboratory of immunotherapy and immunotherapy of allergic diseases

Russian Federation, 5a, M.Kazyonnyi per, Moscow, 105064

Anna D. Shmit'ko

I.I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: violadellanna@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7280-6877
SPIN-code: 5915-6625

MD, PhD, senior researcher at the laboratory of immunotherapy and immunotherapy of allergic diseases

Russian Federation, 105064, 5a, M.Kazyonnyi per, Moscow

References

  1. Estimates of the global, regional, and national morbidity, mortality, and aetiologies of lower respiratory infections in 195 countries, 1990–2016: a systematic analysis for the global burden disease study 2016. Lancet Infect Dis. 2018;18(11):1191–1210. doi: https://doi.org/10.1016/S1473-3099(18)30310-4
  2. Shea KM, Edelsberg J, Weycker D, et al. Rates of pneumococcal disease in adults with chronic medical conditions. Open Forum Infect Dis. 2014;1(1):ofu024. doi: https://doi.org/10.1093/ofid/ofu024
  3. Hanguet G, Krizova P, Valentiner-Branth P, et al. Effect of childhood pneumococcal conjugate vaccination on invasive disease in older adults of 10 European countries: implications for adult vaccination. Thorax. 2019;74(5):473–482. doi: https://doi.org/10.1136/thoraxjnl-2018-211767
  4. Webber C, Patton M, Patterson S, et al. Exploratory efficacy endpoints in the community-acquired pneumonia immunization trial in adults (CAPiTA). Vaccine. 2017;35(9):1266–1272. doi: https://doi.org/101016/vaccine 2017.01.032
  5. Gessner BD, Jiang Q, Van Werkhoven CH, et al. A public health evaluation of 13-valent pneumococcal conjugate vaccine impact on adult disease oucomes from a randomized clinical trial in the Netherlands. Vaccine. 2018:S0264-410X(18)30763-1. doi: https://doi.org/10.1016/jcaccine 2018.05.097
  6. McLaughlin JM, Swerdlow DL, Khan F, et al. Disparities in uptake of 13-valent pneumococcal conjugate vaccine among older adults in the United States. Hum Vaccin Immunother. 2019;15(4):841–849. doi: https://doi.org/10.1080/21645515.2018.1564434
  7. Брико Н.И., Симонова Е.Г., Костинов М.П., и др. Иммунопрофилактика пневмококковых инфекций: учебно-метод. пособие / под ред. Н.И. Брико. — М., 2013. — 278 c. [Brico NI, Simonova EG, Kostinov MP, et al. Immunoprophylaxis of pneumococcal infections. Educational-methodical manual. N.I. Bricaud (ed.). Moscow; 2013. 278 p. (In Russ.)]
  8. Гаращенко Т.И., Костинов М.П., Ильенко Л.И., и др. Профилактическое и терапевтическое использование гемофильной и пневмококковой вакцин у часто и длительно болеющих детей с рецидивирующими средними отитами // Вопросы современной педиатрии. — 2006. — № 5 (5). — С. 24–28. [Garashchenko TI, Kostinov MP, Ilienko LI, et al. Preventive and therapeutic application of hib and pneumococcal vaccines among children, who are prone to frequent and prolonged recurrent otites media. Current Pediatrics. 2006;5(5):24–28. (In Russ.)].
  9. Ильенко Л.И., Костинов М.П., Гаращенко М.В., и др. Иммунизация вакцинами для профилактики пневмококковой, гемофильной инфекции и гриппа у часто и длительно болеющих детей с хронической и часто рецидивирующей неспецифической инфекционной патологией бронхолегочной системы // Вопросы современной педиатрии. — 2006. — № 5 (4). — C. 27–30. [Ilienko LI, Kostinov MP, Garashchenko MV, et al. Vaccine immunization for prevention of pneumococcal, haemophilus influenzae and flu among sickly children, who often suffer from persistent heterospecific infectious pathology of the bronchopulmonary system. Current Pediatrics. 2006;5(4):27–30. (In Russ.)]
  10. Руководство по клинической иммунологии в респираторной медицине / под ред. М.П. Костинова, А.Г. Чучалина. — М.: АТМО, 2016. — 128 c. [Manual on clinical immunology in respiratory medicine. Eds. M.P. Kostinov, A.G. Chuchalin. Мoscow; 2016. 128 p. (In Russ.)]
  11. Чучалин А.Г., Биличенко Т.И., Осипова Г.Л., и др. Вакцинопрофилактика болезней органов дыхания в рамках первичной медико-санитарной помощи населению. Клинические рекомендации // Пульмонология. Приложение. — 2015. — № 2 (25). — С. 1–19. [Chuchalin AG, Bilichenko TN, Osipova GL, et al. Vaccine prevention of respiratory diseases in the framework of primary health care to the population. Pulmonology. 2015;2(25):1–19. (In Russ.)]
  12. Рыжов А.А., Костинов М.П., Магаршак О.О. Применение вакцин против пневмококковой и гемофильной типа b инфекций у лиц с хронической патологией // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. — 2004. — № 6 (19). — С. 24–27. [Ryzhov AA, Kostinov MP, Magarshak OO. Use of vaccines against pneumococcal and hemophilic type b infections in persons with chronic pathology. Epidemiology and Vaccinoprophylaxis. 2004;6(19):24–27. (In Russ.)]
  13. Соловьева И.Л., Костинов М.П., Кусельман А.И. Особенности вакцинации детей с измененным преморбидным фоном против гепатита В, кори, эпидемического паротита: монография. — Ульяновск: УлГУ, 2006. — 296 с. [Solovieva IL, Kostinov MP, Kuselman AI. Features of vaccination of children with a changed premorbid background against hepatitis B, measles, mumps: monograph. Ulyanovsk; 2006. 296 p. (in Russ.)]
  14. Костинов М.П. Клинико-иммунологические особенности вакцинации АКДС-М и АДС-М препаратами детей с аллергическими заболеваниями: автореф. дис. … д-ра мед. наук. — М., 1993. — 47 c. [Kostinov M.P. Clinical-immune features of DTP-M and DT-M vaccination for children with allergy: abstract of doctoral theme. Moscow; 1993. 47 p. (In Russ.)]
  15. Маркелова Е.В., Гущина Я.С., Костинов М.П., и др. Клинико-иммунологический эффект вакцинации «ПНЕВМО 23» детей с атопической бронхиальной астмой // Журнал микробиологии эпидемиологии и иммунобиологии. — 2005. — № 2. — C. 83–85. [Markelova EV, Gushchina YaS, Kostinov MP, et al. Clinical and immunological effect produced by vaccination with “Pneumo 23” of children with atopic bronchial asthma. Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. 2005;2:83–85. (In Russ.)]
  16. Протасов А.Д., Жестков А.В., Лаврентьева Н.Е., и др. Эффект комплексной вакцинации против пневмококковой, гемофильной типа b инфекций и гриппа у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. — 2011. — № 4. — С. 80–84. [Protasov AD, Zhestkov AV, Lavrenteva NE, et al. Effect of complex vaccination against pneumococcal, haemophilus type b infections and influenza in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. 2011;4:80–84. (In Russ.)]
  17. Лукачев И.В., Костинов М.П., Шабалина С.В. Бронхиальная астма и бактериальная инфекция // Эпидемиология и инфекционные болезни. — 2003. — № 3. — C. 48–52. [Lukachev IV, Kostinov MP, Shabalina SV. Bronchial asthma and bacterial infection. Epidemiology and Infectious Diseases. 2003;3:48–52. (In Russ.)]
  18. Рыжов А.А., Катосова Л.К., Костинов М.П., и др. Оценка влияния бактериальных вакцин «PNEUMO 23» и «ACT-HIB» на течение хронического воспалительного процесса органов дыхания у детей // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. — 2005. — № 3. — C. 84–87. [Ryzhov AA, Katosova LK, Kostinov МP, et al. Еvaluation of the influence of the bacterial vaccines PNEUMO-23 and ACT-HIB on the course of the chronic inflammatory process of the respiratory organs in children. Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. 2005;3:84–87. (In Russ.)]
  19. Ястребова Н.Е., Грищенко Н.В., Костинов М.П., и др. Опыт применения пневмококковых вакцин для изучения гуморального иммунитета // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. — 2012. — № 2. — С. 12–17. [Yastrebova NE, Grischenko NV, Kostinov MP, et al. Experience of application of pneumococcus vaccines for studies of humoral immunity. Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. 2012;2:12–17. (In Russ.)]
  20. Ванеева Н.П., Ястребова Н.Е. Специфический иммунный ответ к отдельным капсульным полисахаридам Streptococcus Pneumoniae у здоровых доноров крови и лиц, иммунизированных пневмококковыми вакцинами // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. — 2015. — № 5. — С. 20–26. [Vaneeva NP, Yastrebova NE. Specific immune response to certain capsule polysaccharides of Streptococcus pneumoniae in healthy blood donors and individuals with immunized with pneumococcal vaccines. Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. 2015;5:20–26. (In Russ.)]
  21. Протасов А.Д., Костинов М.П. Способ активации факторов противовирусной защиты у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких. Патент на изобретение № 2591809. 2016:8. [Protasov AD, Kostinov MP. Method of enhancing non specific protection factors activity in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Patent for invention No. 2591809. 2016:8]. Available from: https://findpatent.ru/patent/259/2591809.html
  22. Протасов А.Д., Костинов М.П. Способ усиления активности факторов неспецифической защиты у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких. Патент на изобретение № 2600838. 2016:8. [Protasov AD, Kostinov MP. A method of enhancing the activity of non-specific protection factors in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Patent for invention No. 2600838. 2016:8]. Available from: https://findpatent.ru/patent/260/2600838.html
  23. Протасов А.Д., Жестков А.В., Костинов М.П., и др. Способ формирования иммунологической памяти к антигенам Streptococcus pneumoniaeу пациентов с хронической обструктивной болезнью легких. Патент на изобретение № 2544168. 2015:6. [Protasov A.D., Zhestkov A.V., Kostinov M.P., et al. Method for forming immunological memory to Streptococcus pneumoniae antigens in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Patent for invention No. 2544168. 2015:6.]. Available from: https://findpatent.ru/patent/254/2544168.html
  24. Dagan R. Relationship between immune response to pneumococcal conjugate vaccines in infants and indirect protection after vaccine implementation. Expert Rev Vaccines. 2019;18(6):641–661. doi: https://doi.org/10.1080/14760584.2019.1627207
  25. McLaughlin JM, Jiang Q, Gessner BD, et al. Pneumococcal conjugate vaccine against serotype 3 pneumococcal pneumonia in adults: A systematic review and pooled analysis. Vaccine. 2019;37(43):6310–6316. doi: https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2019.08.059
  26. Jackson LA, Gurtman A, van Cleeff, et al. Immunogenicity and safety of a 13-valent pneumococcal conjugate vaccine compared to a 23-valent pneumococcal polysaccharide vaccine in pneumococcal vaccine-naïve adults. Vaccine. 2013;31:3577–3584. doi: https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2013.04.085
  27. Frenck RW Jr, Gurtman A, Rubino J, et al. Randomized, controlled trial of a 13-valent pneumococcal conjugate vaccine administered concomitantly with an influenza vaccine in healthy adults. Clin Vaccine Immunol. 2012;19(8):1296–1303. doi: https://doi.org/10.1128/CVI.00176-12
  28. Greenberg RN, Gurtman A, Frenck RW, et al. Sequential administration of 13-valent pneumococcal conjugate vaccine and 23-valent pneumococcal polysaccharide vaccine in pneumococcal vaccine-naïve adults 60-64 years of age. Vaccine. 2014;32(20):2364–2374. doi: https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2014.02.002.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. The cover letter
Download (820KB)
Indexing metadata
3. Payment details

Download (88KB)
Indexing metadata
4. Fig. 1. Group median level of IgG antibodies to S. pneumoniae capsular polysaccharides in PCV13 vaccinated adults with bronchial asthma (n = 32)

Download (122KB)
Indexing metadata
5. Fig. 2. Individual changes in the level of IgG antibodies to S. pneumoniae capsular polysaccharides in PCV13 vaccinated adults with bronchial asthma (n = 32)

Download (114KB)
Indexing metadata
6. Fig. 3. Group median level of IgG antibodies to S. pneumoniae capsular polysaccharides in PCV13 vaccinated adults with chronic obstructive pulmonary disease (n = 33)

Download (126KB)
Indexing metadata
7. Fig. 4. Individual changes in the level of IgG antibodies to S. pneumoniae capsular polysaccharides in PCV13 vaccinated adults with chronic obstructive pulmonary disease (n = 33)

Download (108KB)
Indexing metadata
8. Fig. 5. Group median level of IgG antibodies to S. pneumoniae capsular polysaccharides in healthy adults vaccinated with PCV13 (n = 20)

Download (117KB)
Indexing metadata
9. Fig. 6. Individual changes in the level of IgG antibodies to S. pneumoniae capsular polysaccharides in healthy adults vaccinated with PCV13 (n = 20)

Download (110KB)
Indexing metadata
10. Fig. 7. Individual changes in the level of IgG antibodies to S. pneumoniae SIJ in PCV13 vaccinated adults suffering from bronchial asthma, chronic obstructive pulmonary disease, and healthy people relative to the initial level

Download (139KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2021 "Paediatrician" Publishers LLC

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».