La dengue: les nouvelles approches vaccinales Dr Rémy Teyssou – Partnership for Dengue Control

What is dengue ? Arthropod-borne disease caused by a flavivirus Tropical and sub-tropical regions worldwide Causes a severe influenza-like illness with unpredictable life-threatening complications Dengue Hemorrhagic Fever (DHF) and Dengue Shock Syndrome (DSS) Organs impairment (encephalopathy, hepatitis, myocarditis) No specific treatment Mosquito surveillance and control – The only preventive measure Expensive and lack of sustainability Global incidence of dengue has grown dramatically in recent decades

Dengue Virus C E prM NS Arbovirus Enveloped virus Flaviviridae family RNA: Single stranded, positive-sense 3 structural proteins (capsid, pre-membrane, envelope) 7 non-structural proteins (replication activities) NS1, NS2a, NS2b, NS3, NS4a, NS4b et NS5 C E prM NS

Dengue Virus 4 antigenically distinct virus serotypes (DENV-1, DENV-2, DENV- 3, DENV-4) Lifelong protective immunity to the infecting serotype No long-term cross-protective immunity Theoretical risk of immuno-potentiation

Les défis du vaccin Toujours pas de vaccin disponible malgré de nombreuses tentatives de développement

1924 - 1931 Premiers vaccins développés par l’armée américaine 2000 A. aegypti infectés et inactivés. 2 doses à 4 jours d’intervalle un challenge une semaine après Absence de protection CPT J.F. Siler

1944 Sérotype 1 Inoculation intracérébrale à des souris Sélection des mutants atténués Immunogènes Problèmes liés à la production et au risque potentiel de transmission d’agents infectieux MAJ Albert B. Sabin

Vaccin tétravalent de première génération Université Mahidol/sanofi pasteur Vaccin vivant atténué Tétravalent Lyophilisé Voie sous cutanée POC établie en 2001 avec 2 doses et un rappel à 1 an Approche abandonnée Effets indésirables Sérotype 3 insuffisamment atténué

Obstacles pour la recherche et le développement d’un vaccin contre la dengue Pas de modèle animal 4 sérotypes Risque théorique d’ADE au cours des infections secondaires  Vaccin multivalent Vaccin vivant atténué pour optimiser la protection Pas de corrélat de protection  Etudes d’efficacité Industrialisation et production à large échelle

Différentes approches ont été développées Manufacturer Phase 1 Phase 2 Sanofi Pasteur Takeda/Inviragen LAV+Chimeric NIH LAV+chimeric Merck Subunit DENV-1, -3 and -4 Δ30/31; DENV-2/4 DENV-2 PDK53; DENV-1/2, 3/2 &4/2 DENV-1-4 Phase 3 Chimeric, 17-D; DENV-1-4 GSK Purified Inactivated NMRC; DNA

Le vaccin tétravalent développé par Sanofi Pasteur Vaccin à virus vivant atténué, tétravalent (4 sérotypes dengue) Souches virales recombinantes virus fièvre jaune (souche vaccinale YF-17D) dont le génome a été modifié par substitution des gènes codant pour les protéines d’enveloppe (PrM – E) par ceux du virus de la Dengue Les 4 souches vaccinales sont cultivées sur cellules Vero sans sérum *Farshad Guirakhoo et al. Live Attenuated Chimeric Yellow Fever Dengue Type 2 (ChimeriVax™-DEN2) Vaccine: Phase I Clinical Trial for Safety and Immunogenicity. Human Vaccines. 2006 2(2): 60-67 *Niranjan Kanesa-Thasan et al. Safety, Viremia and Immunogenicity of a Tetravalent Live Attenuated Chimerivax Dengue Vaccine in Healthy US Adults. American Society of Tropical Medicine and Hygiene 54th Annual Meeting December 11-15 2005, Washington, DC

Le vaccin vivant atténué tétravalent Quatre souches recombinantes ont été construites, une pour chaque sérotype CYD4 CYD1 CYD2 CYD3 1 C YFV17D gènes non structuraux prM E 2 prM E 3 prM E 4 prM E LAV=live attenuated vaccine; YF-17D=yellow fever vaccine 17D; CYD=ChimeriVax-dengue 4. Guy B, et al. Vaccine 2011;29:7229–7241 12 12 12

Résumé d’un développement clinique complexe lié à l’épidémiologie Développement clinique Global Etudes Phase I 5 études T&I terminées aux USA, Mexique, Philippines 12 Etudes Phase II 6 études T&I terminées , 3 en cours: USA, Australie, Amérique Latine, Asie 1 étude d’efficacité en cours en Asie 1 étude chez le voyageur aux USA 1 étude de de Co. ad. en cours en Asie Etudes de Phase III 1 étude de consistance des lots en cours en Australie 1 étude T&I en cours en Asie 2 études d’efficacité en cours en Asie et Amérique Latine 2 études T&I en Amérique Latine 2 études de Co. ad. en cours en Amérique Latine Plusieurs études de T&I ou co. ad. en préparation pour USA, EU, Asie, Amérique Latine

Profil de tolérance du vaccin Profil de tolérance (clinique et biologique) comparable à des vaccins commerciaux contrôles Pas d’augmentation de la réactogénicité Chez les sujets immuns FV (dengue ou fièvre jaune) par comparaison avec des sujets non- immuns Chez les sujets jeunes (enfants de 2-11 ans) Après les 2ème et 3ème doses Pas de décès relié à la vaccination dengue CYD Pas d’évidence de maladie plus grave chez les vaccinés ayant développé une dengue La nature et la sévérité des manifestations cliniques sont équivalentes chez les vaccinés et les témoins Les données de tolérance sont analysées par un comité indépendant (Independent Data Monitoring Committee)

Revue de l’immunogénicité des études clé de phase II dans les régions endémiques et non endémiques Confirmation d’une réponse équilibrée contre les 4 sérotypes mesurée par PRNT50 après 3 doses données à 0-6-12 mois d’intervalle CYD 12 CYD 28 Singapour CYD 22 CYD 24 Serotype 1 Serotype 2 Serotype 3 Serotype 4 Post-dose 3 GMTs (0, 6, 12 mo) in US (CYD12), Vietnam (CYD22), Peru (CYD24), Singapore (CYD28)

Conclusions from completed Phase I / II clinical studies Source: Bruno Guy et al. From research to phase III: Preclinical, industrial and clinical development of Sanofi Pasteur tetravalent dengue vaccine. Vaccine. 2011 Sep 23;29(42):7229-41. 16

Les trois études d’efficacité 2009: Première étude d’efficacité de phase IIb 2011: Deux études d’efficacité de phase III en Asie et en Amérique Latine. Résultats en 2014 Phase III Etude d’efficacité Amérique Latine Pays: Colombie, Mexique, Honduras, Porto Rico, et Brésil Groupes d’âge: 9-16 ans Echantillon: 20,875 Phase III Etude d’efficacité Asie Pays: Thaïlande, Indonésie, Malaisie, Viet Nam, Philippines Groupe d’âge: 2-14 ans Echantillon: 10,278 Source : Sanofi Pasteur Internal Data (CDP 3.0) Etude d’efficacité au Thaïlande Pays: Thaïlande Groupes d’âge: 4-11 ans Echantillon: 4,002 17

CYD 23 : la première étude d’efficacité d’un vaccin contre la dengue Les premiers résultats ont été publiés dans la revue The Lancet Sabchareon A, Wallace D, Sirivichayakul C, Limkittikul K, Chanthavanich P, Suvannadabba S, Jiwariyavej V, Dulyachai W, Pengsaa K, Wartel TA, Moureau A, Saville M, Bouckenooghe A, Viviani S, Tornieporth NG, Lang J. Protective efficacy of the recombinant, live- attenuated, CYD tetravalent dengue vaccine in Thai schoolchildren: a randomised, controlled phase 2b trial. Lancet. 2012 Sep 10.

Le contexte géographique et épidémiologique Province de Ratchaburi Région hyperendémique pour la dengue Pop 815 077h 5,196 km2 Taux de mortalité chez le jeune enfant 5.35/1000 Couverture vaccinale contre l’encéphalite japonaise en Thaïlande, plus de 85% (OMS) Le district de Muang, province de Ratchaburi Incidence élevée Infrastructures de santé de haut niveau Surveillance et médecine scolaire

Protocole Phase IIb – Débutée en février 2009 Etude randomisée en double aveugle chez 4002 enfants de 4-11 ans Hypothèses statistiques 70% d’efficacité (borne inférieure de l’intervalle de confiance à 0%) Taux d’attaque 1.3% Objectif principal Déterminer l’efficacité du vaccin après 3 injections dans la prévention des formes symptomatiques de dengue, quelque soit la forme clinique ou le sérotype Nombre de cas attendu post dose 3: 27 Suivi des cas hospitalisés 3 ans après la troisième injection (tous les enfants avec une fièvre nécessitant une hospitalisation) Sample size: Based on 70% efficacy, lower bound of 25% and attack rate of 1.3% * According to WHO Guidelines for the evaluation of dengue vaccines in populations exposed to natural infection. TDR/IVR/DEN/01

Group 1 (Dengue Vaccine) Group 2 (Control/placebo) Protocole Population Group 1 (Dengue Vaccine) Group 2 (Control/placebo) TOTAL Children (4-11 years) 2668 1334 4002 Surveillance des hospitalisations 24 6 12 18 36 48 Surveillance active: 12 mois après la troisième injection Months 27 cas

Définition des cas et échantillonnage Echantillons de l’étude Un cas de dengue est défini comme: Une maladie fébrile aigue avec une fièvre d’au moins 24 heures (temperature 37.5°C mesurée au moins deux fois avec un intervalle entre les 2 mesures d’au moins 4h) ET Une confirmation virologique d’une infection aigue (RT-PCR ou NS1) Survenant >28 jours après la troisième injection Virémie & paramètres biologiques (N=100) (Dengue=66 + Control=34) Immunogénicité (N=300) (Dengue=200 + Control =100) Reactogénicité (N=1050) (Dengue=700 + Control =350) Efficacité (N=4002) (Dengue=2668 + Control =1334)

Profil de tolérance (1050 sujets) CYD23: Safety Overview after any dose CYD23: Solicited reactions after any dose Réactions pré-listées Comparable dans le groupe vacciné et témoin Profil similaire à celui observé dans les autres études cliniques Réactions non pré-listées La fréquence des réactions est comparable avec celle observée dans le groupe témoin

Conclusion sur la tolérance Bon profil de tolérance Pas d’augmentation de la sévérité chez les vaccinés ayant développé la maladie, après une période de suivi de 2 ans La nature et la sévérité des manifestations cliniques sont équivalentes chez les vaccinés et les témoins Le suivi de la tolérance et son analyse par l’IDMC (Independent Data monitoring Committee) continuent

Résultats d’immungénicité (échantillon n = 300) CYD group Control group Réponse équilibrée contre les quatre sérotypes mesurée par le test PRNT50 Comparable aux autres études menées en Asie du Sud Est Tendance de GMTs plus bas chez les sujets ayant développé une dengue par rapport aux sujets n’ayant pas développé la maladie (sérotypes 1 and 2)

L’efficacité vaccinale 138 episodes de dengue confirmée ont été observés chez 134 cenfant 4 enfants dans le groupe témoin ont eu 2 épisodes de dengue VE =100 x (1 - ID CYD / ID Control) ID est la densité d’incidence (le nombre de sujets ayant contracté la dengue divisé par le nombre de personne/année à risque) dans chaque groupe Chaque analyse prend en compte le premier cas de dengue durant la période du suivi Le sujet sort de la période à risque au premier cas de dengue Population Nombre de cas Per Protocol 28 jours après 3 doses 77 Au moins 1 dose (ITT) 134

Efficacité vaccinale Efficacité vis-à-vis des quatre sérotypes (PP) et vis-à-vis des quatre sérotypes et par sérotype (ITT) Post Dose 3 Per Protocol* (77 cases) At least 1 dose (Intent To Treat) N = 134 CYD Control Serotype 1 Cases 9 10 14 18 Vaccine Efficacy % (CI) 55.6 (-21.6, 84.0) 61.2 (17.4, 82.1) Serotype 2 31 17 52 27 9.2 (-75.0, 51.3) 3.5 (-59.8, 40.5) Serotype 3 1 2 4 11 75.3 (-375.0, 99.6) 81.9 (38.8, 95.8) Serotype 4 5 100 90 (10.6, 99.8) All VC dengue 45 32 76 58 30.2 (-13.4 ; 56.6) 34.9 (6.7, 54.3) 2:1 ratio vaccine to control Numbers do not add up because of absence of NS1 only cases from the table and the methodology explained in VE intro slide ie only the first case in each analysis is presented ie a subject with S1 and S3 infection will appear in both analyses of serotype specific efficacy but only once in the FAS. * Heterogeneity test for serotype specific efficacy p = 0.034

Per Protocol (PP) and Intention to Treat (ITT) analyses of vaccine efficacy Per Protocol analysis (28 days post dose 3) 6 12 25 months Intention to Treat analysis (post dose 1) 6 12 25 months Perspective added by the ITT analysis Includes all patients as originally allocated after randomization, even the non protocol compliant, closer to “real life” assessment of vaccine efficacy (95.9% of children in the CYD dengue vaccine group received 3 doses) Provides more cases than the PP analysis (from 28 days post dose 3) allowing efficacy assessment by serotype

Efficacy in preventing dengue illness due to any of the four serotypes and by serotype (PP and ITT) 2:1 ratio vaccine to control Post Dose 3 Per Protocol (PP) N=77 At least 1 dose Intent To Treat (ITT) N = 134 CYD Control Serotype 1 Cases 9 10 14 18 Vaccine Efficacy % (CI) 55.6 (-21.6, 84.0) 61.2 (17.4, 82.1) Serotype 2 31 17 52 27 9.2 (-75.0, 51.3) 3.5 (-59.8, 40.5) Serotype 3 1 2 4 11 75.3 (-375.0, 99.6) 81.9 (38.8, 95.8) Serotype 4 5 100 90 (10.6, 99.8) All VC dengue 45 32 76 58 30.2 (-13.4 ; 56.6) 34.9 (6.7, 54.3) * Heterogeneity test for serotype specific efficacy p = 0.034 | 29 29

Phase IIb Efficacy study Results Immunogenicity vs Efficacy (Intention to Treat) Immunogenicity subset PD3 (PRNT50) n=300 ITT, after at least one dose, n=134 (S1=32, S2=79, S3= 15, S4 = 6) VE = 34.9% (6.7-54.3) * * * * Statistically significant (superior to zero)

Conclusions sur l’efficacité Efficacité globale en PP de 30.2 % (-13.4 ; 56.6) L’absence d’efficacité contre le sérotype 2 dans ce contexte particulier impacte l’efficacité globale Efficacité globale en ITT de 34.9% (6.7, 54.3) Sujets ayant reçu au moins une dose 95.9% des enfants ont reçu 3 doses Evidence de protection contre les sérotypes 1, 3 et 4 Sérotypes 1: 61.2% (17.4 , 82.1) Sérotypes 3: 81.9% (38.8 , 95.8) Sérotypes 4: 90% (10.6 , 99.8) Our primary estimate of efficacy was lower than anticipated and did not pass statistical significance. However, the number of observed cases was substantially higher than anticipated, allowing us to consider efficacy per serotype. Efficacy estimates against DENV1, 3, and 4 were in a range consistent with our assumed overall efficacy of 70% after three injections, and these estimates were statistically significant after at least one vaccination, but not after the third due to the lower number of cases. Conversely, efficacy was not observed against DENV2. This lack of efficacy against DENV2, and the fact that DENV2 was the prevalent serotype during the study diminished the overall vaccine efficacy in this setting. PP: Per Protocol

Trois acteurs + un vecteur: un écosystème complexe Virus Vecteur Competence Réponse immunitaire Quantitative: Threshold Qualitative Homo/Heterotypic Hôte Intrinsèque : HLA.. Extrinséque : Age, Co-Ad, Pre/Post statut immunitaire Vaccin

Les défis de l’introduction d’un vaccin contre la dengue Guy B, Barrere B, Malinowski C, Saville M, Teyssou R, Lang J. From research to phase III: preclinical, industrial and clinical development of the Sanofi Pasteur tetravalent dengue vaccine. Vaccine. 2011 Sep 23;29(42):7229-41.

Conclusion Ces Résultats montrent pour la première fois que la vaccination contre la dengue est possible Profil de tolérance Vaccin bien toléré Profil comparable au groupe témoin et similaire à ceux observés dans les autre études Pas de signal d’ADE avec un suivi de 2 ans Réponse immunitaire équilibrée contre les 4 sérotypes La valeur prédictive du PRNT doit être réévaluée L’objectif primaire n’a pas été atteint, Une protection a été montrée contre 3 des 4 sérotypes sur l’analyse ITT qui doit être confirmée par des données complémentaires seront disponibles avec les études d’efficacité de phase III en Asie et en Amérique Latine D’autres vaccins seront bientôt en phase 3 Nécessité d’une approche intégrée " "

Partnership for Dengue Control

PDC Rationale Most will come on line in the next 5 years No single approach will succeed alone Many exciting new tools in pipeline Unique opportunity to create integrated strategies that will succeed Most will come on line in the next 5 years PDC was created in a consensus meeting in Annecy, France, July 2013, with the purpose of facilitating and synergizing these efforts

Partnership for Dengue Control Vision: Eliminate dengue as a public health problem Mission: Promote development and implementation of innovative, integrated, synergistic approaches for the prevention and control of dengue Objectives: Support the WHO global strategy for dengue control Accelerate innovations in vaccines, vector control, antivirals, clinical management and therapeutics, diagnostics, surveillance, and social mobilization Strengthen advocacy, capacity building and networking

PDC mandate, role and structure

Partnership for Dengue Control PDC Year 1 outcomes

Scientific & policy advisors Structure of PDC Oversight Committee Secretary Chairman Scientific & policy advisors Stakeholders Consistuency (academics, public and private partners) Prevention and control tools working group Surveillance, laboratory and modeling working group Clinical management, pathogenesis and therapeutic working group Advocacy and communication working group

Detailed structure of the scientific partners and policy advisors Partners & policy advisors Prevention and control tools working group Surveillance, laboratory and modeling working group Surveillance and Laboratory DVI Vector control Modeling Clinical management and Therapeutic working group Advocacy and communication working group Clinical management Therapeutic and new drugs Advocacy Communication Pathogenesis

3 axes A research agenda that - focuses the community on high priority activities (preventive tools, surveillance and lab, pathogenesis – clinical management – therapeutics , advocacy and communication) - is used by donors to guide their investments Propose to WHO recommendations that countries could adopt to improve implementation of their dengue programs Provide expert’ positions on key scientific issues Advocate to increased financial, political and public support for dengue prevention and control

Strawman year 1 deliverables PDC working groups Research agenda PDC positions and evidence provided Advocacy Surveillance Preventive tools Proposals for case definitions and surveillance standard Incidence Prototype for country level surveillance: global, sentinel or by severity (aligned with WHO strategy) Surveillance in the context vaccine and new tools introduction Critical assessment of tool efficacy data + agenda to address gaps Landscape of health impact / modeling efforts + agenda to address gaps Needs and priorities for field studies to assess combined Vx / Vc impact Current vector control methods that should be revisited Provide scientific position on potential public health impact of vaccination based on available efficacy data Communication and publication of the conclusions of work Communication and publication of the conclusions of the work

Strawman year 1 deliverables (con’t) PDC working groups Research agenda PDC positions and evidence provided Advocacy Pathogenesis, clinical management & therapeutic Landscape of therapeutic R&D activities Research agenda for addressing the question of serotypes interactions Platform to share case management best practices Recommendations on research priorities Communication and publication of the conclusions of the workshops Advocacy and communication Landscape of different bodies working on dengue: (science, policy and advocacy) Recommendation on community engagement methods and approaches (including Break Dengue) Call for action (publication and newsletters targeting political and financial sphere) Proposals to donors to support pieces of recommended research agenda