Оптимизация свойств реассортантных штаммов живой гриппозной вакцины, полученных методом обратной генетики
- Авторы: Ларионова Н.В.1, Киселева И.В.1, Баженова Е.А.1, Степанова Е.А.1, Руденко Л.Г.1
-
Учреждения:
- ФГБНУ "Институт экспериментальной медицины"
- Выпуск: Том 13, № 6 (2023)
- Страницы: 1018-1026
- Раздел: ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
- URL: https://ogarev-online.ru/2220-7619/article/view/252302
- DOI: https://doi.org/10.15789/2220-7619-OPO-17525
- ID: 252302
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Классическая реассортация в развивающихся куриных эмбрионах является хорошо отработанной методикой для получения штаммов живой гриппозной вакцины. Сформированные естественным путем реассортантные вакцинные штаммы характеризуются высокой репродуктивностью, генетически стабильными признаками температурочувствительности и холодоустойчивости, полностью соответствующими характеристикам донора аттенуации, участвующего в скрещивании с эпидемическим вирусом. Наряду с антигенной актуальностью, естественная реассортация гарантирует аттенуацию вакцинных штаммов, хорошую репродуктивность в клетках верхних дыхательных путей и неспособность к репродукции в нижних отделах респираторного тракта. Однако при классической реассортации скорость и эффективность получения вакцинных реассортантов в существенной степени зависят от уникальных свойств эпидемического вируса, и поэтому не могут быть стабильными. Возможности генно-инженерных технологий привлекают тем, что позволяют получать вакцинные реассортанты быстро и эффективно, снижают вероятность появления спонтанных мутаций, позволяют работать с высокопатогенными вирусами, однако вакцинный штамм лишается преимуществ естественного отбора, при котором происходит селекция наиболее жизнеспособных клонов. В настоящем исследовании представлены результаты сравнительной оценки штаммов живой гриппозной вакцины А(Н3N2), полученных параллельно методами классической реассортации и генно-инженерной сборки по критериям, подтверждающим наследование вакцинными штаммами необходимых свойств, гарантирующих их безвредность и высокую репродуктивность в куриных эмбрионах. Реассортантные штаммы для живой гриппозной вакцины, полученные обоими методами, сохраняли все аттенуирующие мутации, унаследованные от донора аттенуации, были высокорепродуктивными при оптимальной температуре, их температурочувствительность соответствовала этому признаку у донора аттенуации. Однако у штаммов, полученных методом обратной генетики, наблюдалась частичная утрата холодоустойчивости по сравнению с холодоустойчивостью донора аттенуации и реассортантов из классического скрещивания. Снижение холодоустойчивости может негативно повлиять на эффективность вакцины. Важно, что за несколько дополнительных пассажей в куриных эмбрионах при пониженной температуре холодоустойчивость вакцинного реассортантного штамма, собранного генно-инженерным путем, удалось повысить. Из этого следует, что холодоустойчивость вирусов является фенотипическим признаком, степень проявления которого зависит от температурных условий культивирования вируса. При конструировании реассортантов методами обратной генетики отсутствует необходимый селективный фактор — пониженная температура инкубации. Чтобы холодоустойчивый фенотип реализовался в полной мере, необходимо дополнительное культивирование генно-инженерных реассортантов при пониженной температуре. Таким образом, метод обратной генетики с использованием плазмидной технологии дает возможность эффективной подготовки реассортантных штаммов для живой гриппозной вакцины. Важным этапом получения вакцинных штаммов с помощью генно-инженерных приемов должен быть контроль их холодоадаптированного фенотипа и, при необходимости, оптимизация холодоустойчивого фенотипа дополнительными пассажами при пониженной температуре.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Н. В. Ларионова
ФГБНУ "Институт экспериментальной медицины"
Email: nvlarionova@mail.ru
д.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории общей вирусологии
Россия, Санкт-ПетербургИ. В. Киселева
ФГБНУ "Институт экспериментальной медицины"
Email: nvlarionova@mail.ru
д.б.н., профессор, зав. лабораторией общей вирусологии
Россия, Санкт-ПетербургЕ. А. Баженова
ФГБНУ "Институт экспериментальной медицины"
Email: nvlarionova@mail.ru
к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории общей вирусологии
Россия, Санкт-ПетербургЕ. А. Степанова
ФГБНУ "Институт экспериментальной медицины"
Email: nvlarionova@mail.ru
к.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории общей вирусологии
Россия, Санкт-ПетербургЛ. Г. Руденко
ФГБНУ "Институт экспериментальной медицины"
Автор, ответственный за переписку.
Email: nvlarionova@mail.ru
д.б.н., профессор, зав. отделом вирусологии им. А.А. Смородинцева
Россия, Санкт-ПетербургСписок литературы
- Александрова Г.И. Применение метода генетической рекомбинации для получения вакцинных штаммов вируса гриппа // Вопросы вирусологии. 1977. Т. 22, № 4. С. 387–395. [Alexandrova G.I. Use of the genetic recombination method for obtaining vaccinal strains of the influenza virus. Voprosy virusologii = Problems of Virology, 1977, vol. 22, no. 4, pp. 387–395. (In Russ.)]
- Александрова Г.И., Климов А.И. Живая вакцина против гриппа. СПб.: Наука, 1994. 152 с. [Alexandrova G.I., Klimov A.I. Live influenza vaccine. St. Petersburg: Nauka, 1994. 152 p. (In Russ.)]
- Киселева И.В., Ларионова Н.В., Исакова И.Н., Руденко Л.Г. Генетическая стабильность холодоадаптированных вирусов гриппа // Вопросы вирусологии. 2006. Т. 51, № 4. С. 13–16. [Kiseleva I.V., Larionova N.V., Isakova I.N., Rudenko L.G. Genetic stability of cold-adapted influenza viruses. Voprosy virusologii = Problems of Virology, 2006, vol. 51, no. 4, pp. 13–16. (In Russ.)]
- Киселева И.В., Руденко Л.Г. Разработка реассортантных гриппозных вакцин: классическое скрещивание или обратная генетика? // Инфекция и иммунитет. 2023. Т. 13, № 2. C. 209–218. [Kiseleva I.V., Rudenko L.G. Development of reassortant influenza vaccines: classical reassortment or reverse genetics? Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2023, vol. 13, no. 2, pp. 209–218. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-DOR-2449
- Ларионова Н.В., Киселева И.В., Баженова Е.А., Григорьева Е.П., Руденко Л.Г. Влияние биологических свойств сезонных вирусов гриппа на эффективность подготовки штаммов живой гриппозной вакцины // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2019. № 5. С. 24–34. [Larionova N.V., Kiseleva I.V., Bazhenova E.A., Grigorieva E.P., Rudenko L.G. The influence of seasonal influenza viruses biological features on the effectiveness of development strains for live influenza vaccine. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 2019, no. 5, pp. 24–34. (In Russ.)] doi: 10.36233/0372-9311-2019-5-24-34
- Степанова Е.А., Крутикова Е.В., Киселева И.В., Руденко Л.Г. Разработка протокола пиросеквенирования для анализа происхождения генов реассортантов при подготовке штаммов живой гриппозной вакцины // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2018. Т. 36, № 2. C. 101–107. [Stepanova E.A., Krutikova E.V., Kiseleva I.V., Rudenko L.G. Development of pyrosequencing-based assay for analyzing the origin of genes in preparing reassortant LAIV candidates. Molekulyarnaya genetika, mikrobiologiya i virusologiya = Molecular Genetics, Microbiology and Virology, 2018, vol. 36, no. 2, pp. 101–107. (In Russ.)] doi: 10.18821/0208-0613-2018-36-2-98-103
- Allen J.D., Ross T.M. H3N2 influenza viruses in humans: viral mechanisms, evolution, and evaluation. Hum. Vaccin. Immunother., 2018, vol. 14, no. 8, pp. 1840–1847. doi: 10.1080/21645515.2018.1462639.
- Cheng X., Zengel J.R., Suguitan A.L. Jr., Xu Q., Wang W., Lin J., Jin H. Evaluation of the humoral and cellular immune responses elicited by the live attenuated and inactivated influenza vaccines and their roles in heterologous protection in ferrets. J. Infect. Dis., 2013, vol. 208, no. 4, pp. 594–602. doi: 10.1093/infdis/jit207
- Herlocher M.L., Clavo A.C., Maassab H.F. Sequence comparisons of A/AA/6/60 influenza viruses: mutations which may contribute to attenuation. Virus Res., 1996, vo. 42, no. 1–2, pp. 11–25. doi: 10.1016/0168-1702(96)01292-0
- Hoffmann E., Neumann G., Kawaoka Y., Hobom G., Webster R.G. A DNA transfection system for generation of influenza A virus from eight plasmids. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 2000, vol. 97, no. 11, pp. 6108–6113. doi: 10.1073/pnas.100133697
- Hoffmann E., Krauss S., Perez D., Webby R., Webster R.G. Eight-plasmid system for rapid generation of influenza virus vaccines. Vaccine, 2002, vol. 20, no. 25–26, pp. 3165–3170. doi: 10.1016/s0264-410x(02)00268-2
- Isakova-Sivak I., Matyushenko V., Stepanova E., Matushkina A., Kotomina T., Mezhenskaya D., Prokopenko P., Kudryavtsev I., Kopeykin P., Sivak K., Rudenko L. Recombinant live attenuated influenza vaccine viruses carrying conserved T-cell epitopes of human adenoviruses induce functional cytotoxic T-cell responses and protect mice against both infections. Vaccines (Basel), 2020, vol. 8, no. 2: 196. doi: 10.3390/vaccines8020196
- Isakova-Sivak I., Chen L.M., Matsuoka Y., Voeten J.T., Kiseleva I., Heldens J.G., den Bosch Hv., Klimov A., Rudenko L., Cox N.J., Donis R.O. Genetic bases of the temperature-sensitive phenotype of a master donor virus used in live attenuated influenza vaccines: A/Leningrad/134/17/57 (H2N2). Virology, 2011, vol. 412, no. 2, pp. 297–305. doi: 10.1016/j.virol.2011.01.004
- Jin H., Lu B., Zhou H., Ma C., Zhao J., Yang C.F., Kemble G., Greenberg H. Multiple amino acid residues confer temperature sensitivity to human influenza virus vaccine strains (FluMist) derived from cold-adapted A/Ann Arbor/6/60. Virology, 2003, vol. 306, no. 1, pp. 18–24. doi: 10.1016/s0042-6822(02)00035-1
- Klimov A.I., Kiseleva I.V., Desheva J.A., Cox N.J., Alexandrova G.I., Rudenko L.G. Live attenuated reassortant influenza vaccine prepared using A/Leningrad/134/17/57 (H2N2) donor strain is genetically stable after replication in children 3–6 years of age. International Congress Series, 2001, vol. 1219, no. 2001, pp. 951–954. doi: 10.1016/S0531-5131(01)00020-6
- Klimov A.I., Kiseleva I.V., Alexandrova G.I., Cox N.J. Genes coding for polymerase proteins are essential for attenuation of the cold-adapted A/Leningrad/134/17/57 (H2N2) influenza virus. International Congress Series, 2001, vol. 1219, no. 2001, pp. 955–959. doi: 10.1016/S0531-5131(01)00369-7
- Kiseleva I. Current opinion in LAIV: a matter of parent virus choice. Int. J. Mol. Sci., 2022, vol. 23, no. 12: 6815. doi: 10.3390/ijms23126815
- Kurhade C., Xie X., Shi P.Y. Reverse genetic systems of SARS-CoV-2 for antiviral research. Antiviral. Res., 2023, vol. 210: 105486. doi: 10.1016/j.antiviral.2022
- Okonechnikov K., Golosova O., Fursov M.; UGENE team. Unipro UGENE: a unified bioinformatics toolkit. Bioinformatics, 2012, vol. 28, no. 8, pp. 1166–1167. doi: 10.1093/bioinformatics/bts091
- Reed L., Muench H. A simple method of estimating fifty per cent endpoints. Am. J. Epidemiol, 1938, vol. 27, iss. 3, pp. 493–497. doi: 10.1093/oxfordjournals.aje.a118408
- Sanger F., Nicklen S., Coulson A.R. DNA sequencing with chain-terminating inhibitors. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 1977, vol. 74, no. 12, pp. 5463–5467. doi: 10.1073/pnas.74.12.5463
- Smolonogina T.A., Isakova-Sivak I.N., Kotomina T.S., Evsina A.S., Stepanova E.A., Prokopenko P.I., Leontieva G.F., Suvorov A.N., Rudenko L.G. Generation of a vaccine against group B streptococcal infection on the basis of a cold-adapted influenza A virus. Mol. Genet. Microbiol. Virol., 2019, vol. 34, pp. 25–34. doi: 10.3103/S0891416819010087.
- Wareing M.D., Marsh G.A., Tannock G.A. Preparation and characterization of attenuated cold-adapted influenza A reassortants derived from the A/Leningrad/134/17/57 donor strain. Vaccine, 2002, vol. 20, no. 16, pp. 2082–2090. doi: 10.1016/s0264-410x(02)00056-7
- WHO. Initiative for Vaccine Research (IVR). Options for Live Attenuated Influenza Vaccines (LAIV) In the Control of Epidemic and Pandemic Influenza 12–13 June 2007. URL: http://www.who.int/vaccine_research/di seases/influenza/ meeting_120707/en/index.html (18.10.2023)
- Wong S.S., Webby R.J. Traditional and new influenza vaccines. Clin. Microbiol. Rev., 2013, vol. 26, no. 3, pp. 476–492. doi: 10.1128/CMR.00097-12
Дополнительные файлы
