The first experimental vaccinations against hepatitis B virus (HBV) were performed in 1970, even before the nature of the administered "Australia antigen" was known. Soon, it was realized that this antigen was the envelope protein (HBV surface antigen, HBsAg), and it was purified from HBV-containing human plasma. Later, it was produced in genetically engineered yeast cells. The excellent efficacy of the HBsAg vaccine was confirmed in numerous studies, particularly in newborns from HBV-infected mothers who almost always become chronic HBV carriers without vaccination. But the vaccine is also highly effective in older children and adults and has been applied worldwide since 1984, leading to a circa tenfold decrease of HBV infections in the vaccinated.Still, there are several challenges with hepatitis B vaccination. In newborns from mothers with very high virus load, the vaccine may fail. Recipients who are immunocompromised, older, smokers, or obese may not produce protective antibodies. Early studies suggested that the vaccine with HBsAg subtype adw2 also protected against infections by other subtypes, but recent observations show that the protection is weaker against heterologous subtypes. Occasionally, escape mutations may develop.Most current HB vaccines are based on the knowledge of 40 years ago and could be significantly improved. Inclusion of the currently neglected preS domains in the HBV envelope would add the most important protective T‑ and B‑cell epitopes to the vaccines. Expression of the HBsAg in mammalian cell cultures would enhance the folding of neutralizing HBsAg epitopes. Use of the regionally prevalent HBsAg subtypes would increase the protection. Optimal adjuvants and epitope carriers may enhance the immunogenicity to the level necessary for immune therapy of chronic hepatitis B.
Die ersten Impfversuche gegen das Hepatitis-B-Virus (HBV) erfolgten 1970, noch bevor die Natur des dafür verwendeten „Australia-Antigens“ bekannt war. Bald darauf wurde dieses Antigen als Hüllprotein des HBV erkannt (HBV Surface Antigen, HBsAg), dann aus HBV-haltigem Plasma gereinigt und später gentechnisch in Hefezellen hergestellt. Die hohe Wirksamkeit des HBsAg-Impfstoffs wurde vielfach bewiesen, insbesondere bei Neugeborenen von HBV-infizierten Müttern, die sonst fast immer chronische HBV-Träger werden. Auch bei älteren Kindern und Erwachsenen schützt die Impfung und wird seit 1984 weltweit angewendet, was zu einer ungefähr 10-fachen Abnahme der HBV-Infektionen bei den Geimpften geführt hat.Es gibt dennoch verschiedene Herausforderungen bei der Hepatitis-B-Impfung. Bei Neugeborenen von hochvirämischen Müttern kann die Impfung versagen. Bei verringerter Immunkompetenz kann die Bildung schützender Antikörper ausbleiben, aber auch bei Risikofaktoren wie höherem Alter, Rauchen oder Übergewicht. Frühe Impfstudien belegten, dass Impfstoffe mit dem HBsAg-Subtyp adw2 auch gegen HBV mit anderen HBsAg-Subtypen schützen, neuere Beobachtungen zeigen aber, dass die Schutzwirkung gegen heterologe Subtypen schwächer ist. Gelegentlich werden auch Escape-Mutationen beobachtet.Die meisten jetzigen Impfstoffe beruhen auf dem Kenntnisstand vor 40 Jahren und könnten wesentlich verbessert werden. Eine Einbeziehung der bislang fehlenden PräS-Domänen der HBV-Hülle in die Impfstoffe würde die wichtigsten schützenden T‑ und B‑Zellepitope einbringen. Die Expression in Säugerzellkulturen verbessert die native Faltung der neutralisierenden HBsAg-Epitope und die Verwendung von regional vorherrschenden HBsAg-Subtypen würde die Schutzwirkung erhöhen. Optimale Adjuvanzien oder Epitopträger könnten die Immunogenität auch für eine HBV-Immuntherapie steigern.
Keywords: HBV; HBsAg; Neutralizing antibody; PreS1; Protective epitopes.
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