Inleiding en motivatie

Tot de essentiële taken van een volksgezondheidsinstituut behoort het voorspellen van de volksgezondheidseffecten van massale inenting. Dit is vooral een uitdaging inzake de nieuwe polyvalente vaccins (Rijksvaccinatieprogramma (RVP Rijksvaccinatie programma (Rijksvaccinatie programma))). De pathogenen bestaan uit meerdere stammen, de vaccins beschermen tegen een subset van alle pathogene stammen die ziekte kunnen veroorzaken. Een mogelijk averechts effect van vaccinatie tegen zulke pathogenen is de vervanging van vaccin-specifieke stammen door stammen waartegen het vaccin niet beschermd. Dit kan leiden tot een verminderde effectiviteit van vaccinatie ten opzichte van klinische studies. Beoordeling van het risico op “stam vervanging” (type replacement) en de consequenties daarvan voor de effectiviteit van vaccinatie, vereist inzicht in competitie tussen stammen die ten grondslag ligt aan type replacement. Nieuwe methodologie voor het vaststellen van competitieve interacties en het optreden van type replacement is dringend nodig, omdat de standaard methoden voor mathematische en statistische modellering van infectieziekten niet zijn afgestemd op competitie tussen stammen. Ontwikkeling van expertise op dit vlak is van belang, daar er steeds meer polyvalente vaccins beschikbaar komen.

Doelen en onderzoeksvragen

Ons hoofddoel is het voorspellen van de volksgezondheidswinst van vaccinatieprogramma’s met nieuwe polyvalente vaccins. Hiertoe willen wij methodologie ontwikkelen voor het schatten van parameters in transmissiemodellen die een accurate beschrijving geven van de dynamiek van pathogenen met een groot aantal interacterende stammen. Methoden zullen worden toegepast op Streptococcus pneumoniae (pneumokokken) en humaan papillomavirus (HPV humaan papillomavirus (humaan papillomavirus)), pathogenen met een veelheid aan antigene variatie waarover verschillende stam-specifieke gegevens zijn verzameld vóór en na introductie van massale inenting in Nederland. Het onderzoek zal zich toespitsen op herleiding (middels statistiek) van de hoog-dimensionele interactiestructuur uit beschikbare epidemiologische gegevens, en op het gebruik van deze interacties in dynamische multi-stam modellen om de volksgezondheidseffecten van vaccinatie te voorspellen.

Aanpak en methoden

Toepassing van hoog-dimensionele statistische technieken (bijv. Bayesiaanse netwerken, shrinkage methoden) op transmissiemodellen in de context van multi-stam pathogenen. Software applicaties zullen worden ontwikkeld voor het afleiden van interacties en type replacement uit drie vormen van onderzoeksopzet: 1) het tegelijk vóórkomen van meerdere stammen in cross-sectionele studies, 2) acquisitie en klaring van meerdere stammen in longitudinale studies, 3) leeftijds-gestratificeerde serologische studies die informeren over vroegere blootstelling aan meerdere stammen. Voor elk van deze datastructuren zullen wij hoog-dimensionele statistische technieken testen op gesimuleerde gegevens en onderzoeken welke studie opzet het meest informatief is voor het vaststellen van competitieve interacties of het optreden van type replacement. Pneumokokken data zullen worden gebruikt om transmissiemodellen te maken waarmee de populatie effecten van PCV-13 vaccinatie kunnen worden geprojecteerd.

Verwachte resultaten

Software applicaties om competitieve interactiestructuren voor een groot aantal pathogeen stammen af te leiden uit epidemiologische observaties. Verbeterde voorspelling van de effecten van vaccinatie tegen multi-stam pathogenen en vaststelling van type replacement uit surveillance-studies. Kennisplatform voor onderzoek naar polyvalente vaccins binnen het RIVM en samenwerking met toonaangevende onderzoekers buiten het RIVM. Input voor kosteneffectiviteits-analyses in terugkerende aanbesteding van complexe vaccins.

Geplande producten

Raamwerk voor multi-stam modellering, met code beschikbaar in R en C++. Minstens 5 publicaties in relevante wetenschappelijke tijdschriften. RVP expert groep bijeenkomsten. Workshop/symposium met betrokken partijen aan het begin en eind van het project.