Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «вектор» Информационный мониторинг эпидемиологической ситуации по оови в мире и России Бюллетень №5
Скачать 0.84 Mb.
|
2 Мишени для вакцин: белки вируса Эбола Первая вакцина против вируса Эбола состояла из целых вирионов, инактивированных воздействием тепла, формалина или гамма-излучения [55, 56], и оказалась практически неэффективной у грызунов и нечеловекообразных приматов. С тех пор сверхэкспрессия генов, кодирующих белки вируса Эбола, была основным подходом к разработке вакцин. Смысл этой стратегии состоял в том, чтобы побудить клетки-мишени продуцировать достаточное количество вирусного белка, способное вызвать мощные иммунные реакции, опосредованные T- и B-клетками, которые обеспечили бы защиту от вируса Эбола (Рис. 3). Поскольку было известно, что GP Эбола играет ключевую роль во вхождении вируса и способствует гибели клеток и проницаемости сосудов во время последних стадий инфекции, большинство первых платформ рекомбинантной вакцины основывались на сверхэкспрессии GP – одного или в сочетании с NP и другими VP (Рис. 3). Различные вирусные и невирусные векторы использовались для доставки генов для этих антигенов и стимуляции сильных иммунных реакций, опосредованных B- и T-клетками (Табл. 1).  Защитный иммунитет Рис. 3 Генерализованный подход к разработке вакцины против лихорадки Эбола. Наиболее перспективные платформы, разрабатываемые для клинических испытаний, включают сверхэкспрессию гликопротеина (GP) и/или нуклеопротеина (NP) вируса Эбола. Она обеспечивается за счет введения дефицитных по репликации рекомбинантных аденовирусов или плазмидных векторов (a), которые побуждают различные клеточные мишени (b) продуцировать большого количества антигенов вируса Эбола, которые попадают в общий кровоток. Другие платформы используют аттенуированные рекомбинантные вирусы, например, вирус везикулярного стоматита (VSV) или вирус парагриппа человека 3 (HPIV3), несущие GP вируса Эбола на своей поверхности. Эти вирусы могут размножаться в клеточных мишенях (b). Эти частицы, как GP и NP, образованные из клеток, трансдуцированных аденовирусом или плазмидой, поглощаются и перерабатываются макрофагами и дендритными клетками (c) с выработкой мощных и B- и T-клеточных иммунных реакций против вируса Эбола (d). Таблица 1 Платформы для вакцины против вируса Эбола, испытываемые в настоящее время на нечеловекообразных приматах
ООЕ – очаг-образующие единицы, GP – гликопротеин, NP – нуклеопротеин, БОЕ – бляшкообразующие единицы, PU – единицы частиц, TCID50 – 50% инфицирующая доза для культуры ткани, vp – общее количество вирусных частиц 2.1 Вакцины против вируса Эбола на основе рекомбинантного аденовируса и плазмидной ДНК Первая платформа для создания вакцины, которая успешно защищала НЧП от инфицирования вирусом Эбола, представляла собой вектор на основе рекомбинантного аденовируса серотипа 5 (rAd5), экспрессирующий GP EBOV [57]. Однократная внутримышечная доза аденовируса после трех последовательных примирующих доз плазмидной ДНК, кодирующей GP и NP EBOV, GP SUDV и GP TAFV, полностью защищала приматов от смертельного заражения. Этот комбинированный метод, примирование ДНК/бустерная иммунизация rAd5, обеспечивал значительное повышение уровней циркулирующих анти-GP антител и выработку выраженных антиген-специфических пролиферативных реакций CD4+ и CD8+ Т-клеток у макак циномолгусов. Высокий уровень экспрессии трансгенов и неотъемлемые свойства адъюванта у аденовирусного капсида были полностью оценены в последующих исследованиях, в ходе которых однократная внутримышечная инъекция вируса одна могла защитить животных от смертельного заражения [58]. Дальнейшие усовершенствования платформы вакцины на основе rAd5, предпринятые Ричардсоном и др.. [59], включали оптимизацию кассеты экспрессии GP для продукции большего количества антигена. В результате доза этой вакцины могла быть уменьшена в 100 раз без ущерба для антиген-специфических иммунных реакций. Этот подход был настолько успешным, что однократная внутримышечная инъекция модернизированной вакцины полностью защищала мышей при введении через 30 минут после воздействия смертельной дозой EBOV; это позволяет предположить, что данная платформа может с успехом использоваться как для профилактики, так и после воздействия. Несмотря на эти многообещающие результаты, остается беспокойство по поводу того, что вакцины на основе rAd5 могут иметь ограниченное клиническое применение в силу того, что существенная доля населения земного шара имеет значительные количества анти-Ad5 NAB в кровотоке [60, 61]. В США приблизительно 30-60% населения имеет в кровотоке измеримые уровни аденовирусных NAB, тогда как в Европе и Азии подобные уровни NAB имеет 40-80% населения [62, 63]. Наиболее высокие зарегистрированные на сегодняшний день уровни были зарегистрированы в Африке южнее Сахары (80-100% положительных реакций) [64]. Увеличение дозы вакцины позволяет обойти предсуществующий иммунитет (PEI) и обеспечить выраженную экспрессию антигена. Однако этот подход нежелателен, так как высокие дозы аденовирусных частиц могут вызвать тяжелые, токсические воспалительные реакции у людей [65]. Другая стратегия, позволяющая обойти PEI к Ad5, включает иммунизацию редкими серотипами аденовируса, так как анти-Ad5 NAB не полностью перекрестно реагируют с этими вирусами и нейтрализуют их [66– 69]. Вакцинные платформы с использованием этих вирусов частично защищали грызунов и НЧП с PEI к Ad5 от смертельной инфекции (Табл. 1) [66]. Было также показано, что введение rAd5 в слизистую оболочку позволяет избежать нейтрализации вируса под действием анти-Ad5 NAB в кровотоке. Хотя этот путь иммунизации обычно вызывает низкие системные антиген-специфические реакции T-клеток, он вызывает мощные местные реакции T- и В-клеток, не нарушенные PEI, которые обеспечивают полную защиту в моделях заболевания с использованием грызунов и НЧП [60, 61]. Недавно клиническое испытание фазы I, проведенное с участием 31 здоровых взрослых людей, показало, что вакцина против вируса Эбола на основе rAd5 способна индуцировать антиген-специфические реакции Т-клеток и антител без заметных побочных эффектов, однако предварительное воздействие аденовируса нарушало иммуногенность вакцины при ее внутримышечном введении [70]. 2.2 Вакцины против вируса Эбола на основе живого аттенуированного вируса Еще одна перспективная платформа для создания вакцины включает использование живых аттенуированных рекомбинантных вирусов, несущих GP вируса Эбола (Рис. 3). В частности, один кандидат, рекомбинантный вирус везикулярного стоматита (VSV), в котором поверхностный гликопротеин VSV дикого типа был заменен на GP EBOV, продемонстрировал ослабление кинетики роста и тропизм EBOV in vitro [71]. Однократная доза вируса, введенная внутримышечно, интраназально или перорально, полностью защищала мышей, морских свинок и НЧП от смертельного заражения при отсутствии каких-либо клинических симптомов или измеримых уровней виремии (Табл. 1) [72–78]. Напротив, введение обработанной гамма-излучением, неактивной формы вируса не защищало животных; это заставляет предположить, что репликация является важнейшим компонентом эффективности данной вакцины [79]. Этот вектор представляет собой перспективную терапевтическую возможность для постконтактной терапии, так как однократная внутрибрюшинная доза, введенная через 24 ч после смертельного заражения вирусом Эбола, полностью защищала мышей [75, 76, 80]. 50% морских свинок также выжили после смертельного заражения при введении вектора тем же путем через 24 ч после воздействия [80]. 50% выживание также отмечалось, когда макакам-резусам вводили вектор через 20-30 мин после смертельного заражения. У этих животных появлялись заметные клинические признаки заболевания (лихорадка, лимфоцитопения) на 6-й день, но они имели низкий уровень сывороточной виремии, которая исчезала через 10 дней. Высокие уровни GP-специфических NAB к иммуноглобулину (Ig)-G и относительно низкие реакции IgM были также обнаружены в сыворотке выживших. Хотя эта вакцинная платформа была введена более чем 80 НЧП и не вызвала заметной токсичности [73], продвижение конструкции на основе VSV в клиническую практику ограничивалось беспокойством по поводу ее безопасности. Для решения этой проблемы вектор сначала оценивали у мышей с нарушением иммунной системы, лишенных функциональных B - и T-клеток [77] и НЧП, инфицированных вирусом иммунодефицита обезьян/человека (SHIV) [81]. Хорошо переносилось введение вектора не страдающим ожирением диабетическим мышам /мышам с тяжелым комбинированным иммунодефицитом (NOD-SCID) в дозе, в 10 раз превышавшей дозу, введенную здоровым мышам [77]. Четыре из шести вакцинированных НЧП, инфицированных SHIV, выжили после заражения вирусом Эбола без вызываемой вакциной токсичности, несмотря на то, что каждому животному вводили относительно высокую дозу вакцины [1 Х 107 бляшкообразующих единиц (БОЕ)] [81]. В рамках усилий по решению проблем, связанных с нейротоксичностью вектора на основе VSV у здоровых испытуемых, 21 НЧП вводили либо VSV дикого типа, либо рекомбинантные VSV, имеющие на своей поверхности GP EBOV или вируса Марбург посредством инъекции в таламус [82]. Результаты этого исследования четко показали, что у векторов на основе рекомбинантного VSV отсутствуют свойства нейровирулентности, ассоциированные с вирусом дикого типа. В ходе этого исследования было сделано важное наблюдение, показывающее, что хотя у животных, получавших вектор на основе рекомбинантного VSV, не возникало заметной нейровирулентности на протяжении всего исследования, рекомбинантный вирус был обнаружен в мазках со слизистой оболочки; это указывает на то, что он способен выйти из центральной нервной системы с помощью неизвестного механизма. Эта вакцина была впервые использована у человека, когда ученый лаборатории, работавший с вирусом Эбола в BSL-4-лаборатории, был инфицирован вследствие случайного укола иглой [83]. Вакцину ввели через 48 часов после воздействия. У пациента развились умеренная лихорадка и миалгия через 12 ч после инъекции. Другие лабораторные показатели (биохимический состав крови, свертывание и гематология) оставались нормальными. Хотя в этом случае было невозможно определить защитную эффективность вакцины, поскольку инфекцию Эбола нельзя было подтвердить путем серологического исследования, ученый остается здоровым до настоящего времени. Рекомбинантный вирус парагриппа человека 3 (HPIV3), экспрессирующий GP EBOV один (HPIV3/EboGP) или вместе с нуклеопротеином (HPIV3/EboGP-NP), был также разработан в качестве вакцинной платформы на основе живого аттенуированного вируса. Каждая из этих конструкций обеспечивала полную защиту у морских свинок и НЧП после заражения EBOV (Табл. 1) [84–86]. Во многом сходный с аденовирусом, HPIV3 является распространенным респираторным вирусом, что делает PEI к вектору у людей главным недостатком этой платформы. Для решения этой проблемы Букреев и др. [87] разработали химерный вектор HPIV3, экспрессирующий GP EBOV в качестве единственного поверхностного белка, чтобы избежать воздействия PEI на эффективность вакцины. Этот вектор, HPIV3/DFHN/EboGP, устойчив к HPIV3-специфическим NAB in vitro, и одна интраназальная доза (4 Х 106 БОЕ), защищала морских свинок от заражения EBOV. Для более точной оценки клинической пригодности этой платформы необходимы дополнительные исследования на животных, получающих вакцину при наличии PEI к HPIV3, а также оценка токсичности вакцины у НЧП. 2.3 Перспективы на будущее: разработка вакцины Хотя многие разрабатываемые вакцинные платформы, полностью защищали НЧП от смертельного заражения вирусом Эбола и начаты клинические испытания некоторых из них [70], каждая содержит антигенные последовательности для одного вида вируса Эбола. Поскольку каждый вид вируса Эбола имеет свои антигенные отличия [88, 89], имела бы смысл разработка поливалентных вакцин, способных обеспечить защиту от нескольких различных видов вируса Эбола из-за спорадического характера и слабой предсказуемости вспышек. Хотя были сконструированы векторы на основе rAd5, экспрессирующие GP как SUDV, так и EBOV, и несколько различных векторов на основе VSV, экспрессирующих GP SUDV, EBOV и вируса Марбург (MARV), они успешно защищали ограниченное количество животных после смертельного заражения несколькими различными видами Эбола [90– 92]. Этот поливалентный подход является в настоящее время чрезвычайно трудоемким и ограничивается способностью векторов на основе рекомбинантных вирусов к клонированию. Разработка мозаичных антигенов, содержащих белковые фрагменты потенциальных T-клеточных распознающих эпитопов от нескольких видов вируса Эбола, могла бы стать хорошей альтернативой стратегией для решения этих проблем. Эта концепция недавно было проиллюстрирована с использованием вектора на основе рекомбинантного вируса, экспрессирующего поливалентные мозаичные белки, которые могут вызывать сильные реакции антиген-специфических CD8+ Т-клеток против нескольких модельных антигенов [93–95]. Даже несмотря на то, что защитная эффективность этой стратегии еще не была продемонстрирована в моделях инфекционных заболеваний, недавние исследования, подчеркивающие значение реакций CD8+ Т-клеток в обеспечении иммунной защиты от инфицирования EBOV у НЧП, говорят в поддержку этого подхода к разработке поливалентных вакцин против вируса Эбола [96, 97]. По мере развития технологий для производства вакцин на основе белков станет возможным крупномасштабное производство этих новых антигенов в сочетании со строительными лесами для иммунизации в целях облегчения процесса очистки и усиления иммунного ответа, как показало недавно производство мощной иммунной комплексной вакцины против GP Эбола в Nicotiana benthamiana [98]. |
Похожие:
 | Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «вектор»... Геморрагическая лихорадка Эбола в Юго-Западной Африке (Ситуация на 21. 04. 2014 года) | | Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «вектор»... Сообщение от президента Медицинского отделения Техасского университета 23 марта 2013 года |
| Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «вектор»... Двадцать четыре (24) пациента в настоящее время находятся в Центрах лечения evd: Конакри (6), Guéckédou (9), Telimele (3) и Boffa... | | Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «вектор»... Оперативная информация о болезни, вызванной вирусом Эбола (бввэ) в Западной Африке на сайте воз |
| Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «вектор»... Каскадная регуляция экспрессии генов вируса осповакцины модулируется многоступенчатыми промоторами. Yang Z, Maruri-Avidal L, Sisler... | | Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «вектор»... Заявление воз по итогам совещания Комитета Международных медико-санитарных правил по чрезвычайной ситуации в отношении вспышки Эболы... |
| Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «вектор»... Компания Bavarian Nordic получает разрешение на продажу оспенной вакцины imvanex в Европе (Bavarian Nordic Receives European Marketing... | | Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «вектор»... Эбола (бввэ), 171 из которых закончился смертельным исходом. Со времени последней сводки от 9 мая 2014 г произошло 5 новых случаев... |
| Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «вектор»... Юго-Восточной Гвинеи (районы Гуэкеду, Масента и Киссидугу). Семеро заболевших в настоящее время проходят лечение в изоляторах района... | | Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «вектор»... «Ликвидация оспы: уничтожение запасов вируса натуральной оспы». В подготовленном к сессии докладе Секретариата воз2 представлена... |
| Получение антигенов и использование их для разработки средств диагностики... Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении науки Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»... |  | 29 марта 2012 года Дата введения Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор"; Федеральным казенным учреждением здравоохранения "Противочумный... |
| Информационный бюллетень №15 (конкурсы, гранты, конференции) Ноябрь 2006 Содержание: «Горящие» Центрально-черноземный региональный информационный центр научно-технологического сотрудничества с ес | | Информационный бюллетень №10. (конкурсы, гранты, конференции) Июнь... Центрально-черноземный региональный информационный центр по научно-технологическому сотрудничеству с ес |
| Информационный бюллетень №13. (конкурсы, гранты, конференции) Сентябрь... Центрально-черноземный региональный информационный центр по научно-технологическому сотрудничеству с ес | | Информационный бюллетень №7. (конкурсы, гранты, конференции) Апрель... Центрально-черноземный региональный информационный центр по научно-технологическому сотрудничеству с ес |
