Оптимизация свойств реассортантных штаммов живой гриппозной вакцины, полученных методом обратной генетики

Обложка

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.

Об авторах

Н. В. Ларионова

ФГБНУ "Институт экспериментальной медицины"

Email: nvlarionova@mail.ru

д.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории общей вирусологии

Россия, Санкт-Петербург

И. В. Киселева

ФГБНУ "Институт экспериментальной медицины"

Email: nvlarionova@mail.ru

д.б.н., профессор, зав. лабораторией общей вирусологии 

Россия, Санкт-Петербург

Е. А. Баженова

ФГБНУ "Институт экспериментальной медицины"

Email: nvlarionova@mail.ru

к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории общей вирусологии

Россия, Санкт-Петербург

Е. А. Степанова

ФГБНУ "Институт экспериментальной медицины"

Email: nvlarionova@mail.ru

к.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории общей вирусологии

Россия, Санкт-Петербург

Л. 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-Петербург

Список литературы

  1. 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.)]
  2. 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.)]
  3. 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.)]
  4. 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
  5. 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
  6. 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
  7. 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.
  8. 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
  9. 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
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. 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
  15. 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
  16. 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
  17. 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
  18. 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
  19. 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
  20. 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
  21. 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
  22. 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.
  23. 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
  24. 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)
  25. 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

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рисунок. Изменение са-фенотипа штаммов ЖГВ- NR и ЖГВ-RG на основе эпидемического вируса A/Darwin/09/2021 (H3N2) при последовательных пассажах в развивающихся куриных эмбрионах при 26°C

Скачать (33KB)

© Ларионова Н.В., Киселева И.В., Баженова Е.А., Степанова Е.А., Руденко Л.Г., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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».