ВАКЦИННЫЙ ШТАММ ВИРУСА ГРИППА А/17/КАЛИФОРНИЯ/2009/38 (H1N1) ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЖИВОЙ ГРИППОЗНОЙ ИНТРАНАЗАЛЬНОЙ ВАКЦИНЫ ДЛЯ ВЗРОСЛЫХ И ДЛЯ ДЕТЕЙ
VACCINE STRAIN OF FLU VIRUS A/17/CALIFORNIA/2009/38 (H1N1) FOR PROFUCTION OF LIVE INFLUENZA INTRANASAL VACCINE FOR ADULTS AND CHILDREN

А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1).
Изобретение относится к медицинской вирусологии и может быть использовано в здравоохранении для профилактики заболеваемости гриппом среди взрослых и детей с помощью живой гриппозной интраназальной вакцины из штамма вируса гриппа А, семейства Orthomyxoviridae, рода Influenzavirus A,
В конце апреля 2009 года Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила о появлении в циркуляции среди людей нового вируса гриппа A(H1N1). Новый вирус А/Калифорния/07/2009 (H1N1) имеет генетическое родство по определенным генам с вирусами, вызывающими грипп свиней, птиц и человека, и никогда ранее не циркулировал среди людей. Вирус с легкостью передается от человека к человеку и более контагеозен, чем сезонные штаммы.
11 июня 2009 г. ВОЗ было объявлено о начале пандемии гриппа. К этому времени было подтверждено около 30000 случаев заболеваний в 74 странах. [World Health Organization. Statement by WHO Director-General, Dr. Margaret Chan 11 June 2009. World now at the start of 2009 influenza pandemic. http://www.who.int/mediacentre/news/statements/2009/h1n120090429/en/index.html].
В связи с тем, что изоляты от заболевших гриппом антигенно и генетически родственны новому вирусу А/Калифорния/07/2009 (H1N1), ВОЗ рекомендует использовать этот штамм, как прототип для подготовки актуальной противогриппозной вакцины [World Health Organization. Characteristics of the emergent influenza A(H1N1) viruses and recommendations for vaccine development. http://www.who.int/csr/resources/publications /swineflu/vaccine recommendations/en/index.html].
В результате появления в циркуляции нового шифтового варианта вируса гриппа известный вакцинный штамм вируса гриппа А/17/Новая Каледония/99/145 серотипа A(H1N1) [Патент РФ №2183672. - Опубл. 20.06.2002] - утратил антигенную актуальность и вследствие этого не может вызвать защитную реакцию во время пандемии гриппа. Он является прототипом данного изобретения.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является получение антигенно актуального вакцинного штамма для взрослых и для детей на основе холодоадаптированного донора аттенуации А/Ленинград/134/17/57 (H2N2) и нового пандемического вируса А/Калифорния/07/2009 (H1N1).
Применяемые в настоящее время штаммы для живых гриппозных вакцин получают методом генетической реассортации эпидемически актуальных вирусов с холодоадаптированными штаммами - донорами аттенуации [Александрова Г.И. Применение метода генетической рекомбинации для получения вакцинных штаммов вируса гриппа // Вопр. Вирусол. - 1977. - №4, - с.387-395].
А/Ленинград/134/17/57 (H2N2)
Донор аттенуации  - холодоадаптированный (са) температурочувствительный (ts) штамм вируса гриппа, разрешенный для получения безвредных живых интраназальных вакцин для взрослых и детей [Александрова Г.И. Новое в эпидемиологии и профилактике вирусных инфекций. Л., 1968. - С.66-83].
Цель реассортации - получить штамм с вакцинной формулой генома 6:2. Гены, кодирующие поверхностные белки вируса гриппа гемагглютинин (НА) и нейраминидазу (NA), наследуются от антигенно актуального циркулирующего эпидемического (пандемического) штамма, а шесть генов, кодирующих внутренние и неструктурные белки (РВ2, РВ1, PA, NP, M, NS), от безвредного донора аттенуации. На основе донора аттенуации А/Ленинград/134/17/57 (H2N2) был создан вакцинный штамм А/17/Новая Каледония/99/145 (H1N1) - прототип.
Получение вакцинного штамма.
Вакцинный штамм А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) получен методом генетической реассортации пандемического вируса А/Калифорния/07/2009 (H1N1) с донором аттенуации А/Ленинград/134/17/57 (H2N2) посредством инфицирования развивающихся куриных эмбрионов (РКЭ) смесью родительских вирусов в эквивалентных инфекционных дозах, с последующей селекцией клонов с заданными свойствами при пониженной до 25°С температуре инкубации в присутствии антисыворотки к донору аттенуации. Клоны дополнительно очищены трехкратным клонированием методом предельных разведений под прессом антисыворотки к донору при пониженной (25°С) и оптимальной (33°С) температурах инкубации. Чистые клоны проверены по фенотипическим характеристикам (ts-, са-фенотип) и по формуле генома на соответствие вакцинному штамму.
Антигенная характеристика вакцинного штамма. Ответственный за антигенную специфичность поверхностный белок вакцинного штамма - гемагглютинин (НА) - в РТГА идентичен вирусу А/Калифорния/07/2009 (H1N1), антисывороткой к которому полностью нейтрализуется.
Формула генома.
Формула генома (6:2) вакцинного штамма А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) подтверждена методом RT-PCR с помощью специфических праймеров. На чертеже представлены результаты определения формулы генома вакцинного штамма А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) с помощью электрофореза амплифицированных фрагментов генов в 1,7% агарозном геле, содержащем 0,5 мкг/мл этидиума бромида. Обозначения: Лен - амплифицированный фрагмент комплементарной ДНК, соответствующий определенному белку, донора аттенуации А/Ленинград/134/17/57 (H2N2). Sw - амплифицированный фрагмент комплементарной ДНК, соответствующий определенному белку, пандемического вируса А/Калифорния/07/2009 (H1N1). Дорожки 1, 2, 3, 5, 7, 8 - фрагменты генов вакцинного штамма А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1), амплифицированные с праймерами, специфичными только для донора аттенуации А/Ленинград/134/17/57 (H2N2) (Лен). Дорожки 4, 6 - фрагменты генов вакцинного штамма А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1), амплифицированные с праймерами, специфичными только для пандемического вируса А/Калифорния/07/2009 (H1N1) (Sw).
Формула генома 6:2 соответствует требованиям, предъявляемым к штаммам живой гриппозной вакцины: гены, кодирующие поверхностные белки гемагглютинин (НА) и нейраминидазу (NA) принадлежат пандемическому родительскому вирусу А/Калифорния/07/2009 (H1N1), гены, кодирующие внутренние белки (РВ2, РВ1, PA, NP, M, NS), принадлежат донору аттенуации А/Ленинград/134/17/57 (H2N2).
Фенотипические свойства в экспериментах in vitro.
Фенотипические особенности созданного вакцинного штамма А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) и стабильность его фенотипических признаков изучены сравнением его способности к репродукции при оптимальной температуре (32-33°С) и при температурах за пределами температурного оптимума (25°С и 40°С) до и после его пятикратного пассирования в куриных эмбрионах.
50
Установлено, что для достижения максимальных инфекционных титров вакцинного штамма требуется его инкубация при 32-33°С в течение 72 часов. В этом случае достигается увеличение титра на 2,8±0,5 Ig ЭИД/0,2 мл по сравнению с титрами, полученными при инкубации в течение 48 часов (табл.1).
Таблица 1.
Результаты сравнительного титрования вакцинного штамма А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) в развивающихся куриных эмбрионах в течение 48 и 72 часов при 32°С
Средний титр вируса, Ig ЭИД<sub>50</sub>/0.2 мл, в зависимости от срока инкубации
Разница в титре (48-72 час), Ig ЭИД<sub>50</sub>/0.2 мл
48 час
72 час
4.7±0.9
7.5±0.1
2.8±0.5
50
40
25
50
Вакцинный штамм А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) в развивающихся куриных эмбрионах обладает выраженным температурочувствительным и холодоадаптированным фенотипом, идентичным фенотипу донора аттенуации А/Ленинград/134/17/57 (H2N2). Разность в показателях инфекционной активности при температуре инкубации 33°С и 40°С составляет 5,7 Ig ЭИД/0,2 мл - (RCT); разность в показателях инфекционной активности (RCT) при температуре инкубации 33°С и 25°С равна 1,2 Ig ЭИД/0,2 мл. Фенотипические свойства вакцинного штамма не изменились после его пятикратного пассирования (табл.2).
Таблица 2.
Фенотипические свойства вакцинного штамма А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) до и после его пассирования в куриных эмбрионах
Вирус
Титр, Ig ЭИД<sub>50</sub>/0.2 мл
RCT<sub>25</sub>
RCT<sub>40</sub>
Фенотип
32°С
25°С
40°С
А/Ленинград/134/17/57
8.2
6.5
2.0
1.7
6.2
ts, ca
А/Калифорния/07/2009
8.0
2.0
6.8
6.0
1.2
non-ts, non-ca
АЛ 7/Калифорния/2009/38, до пассирования
7.5
6.3
1.8
1.2
5.7
ts, ca
А/17/Калифорния/2009/38, 5-й пассаж
7.6
6.3
1.5
1.3
6.1
ts, ca
Генетическая стабильность кодирующих мутаций. Генетическую стабильность вакцинного штамма А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) изучали сравнением сохранности кодирующих мутаций во внутренних генах до и после пятикратного пассирования вакцинного штамма в куриных эмбрионах. Методом рестрикционного анализа ДНК копий генов [Klimov A.I., Сох N.J. PCR restriction analysis of genome composition and stability of cold-adapted reassortant live influenza vaccines // J. Virol. Methods. - 1995. - Vol.52. - №1-2. - P.41-49], основанным на амплификации коротких участков РНК, включающих уникальные нуклеотидные последовательности, характерные только для донора аттенуации А/Ленинград/134/17/57 (H2N2), продемонстрирована идентичность мутаций во всех внутренних генах донора аттенуации А/Ленинград/134/17/57 (H2N2) и вакцинного штамма А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) до и после его пятикратного пассирования, в том числе в генах полимеразного комплекса (РВ2, РВ1, РА), ответственных за аттенуирующий фенотип (табл.3).
Таблица 3.
Кодирующие мутации в геноме вакцинного штамма А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) по сравнению с донором аттенуации А/Ленинград/134/17/57 (H2N2) и его диким предшественником, вирусом А/Ленинград/134/57 (H2N2)
Ген
Нуклеотид
Аминокислота
Мутации
Лен/wt<sup>1</sup>
Лен
А/17/Калифорния/2009/38(Н1 N1)
до пассирования
5 пассаж
РВ2
1459
478
Val
Leu
Leu
Leu
РВ1
819
265
Lys
Asn
Asn
Asn
1795
591
Val
Ile
Ile
Ile
РА
107
28
Leu
Pro
Pro
Pro
1045
341
Val
Leu
Leu
Leu
NP
NP ген донора аттенуации не содержит мутаций
М1
68
15
Ile
Val
Val
Val
NS2
798
100
Met
Ile
Ile
Ile
<sup>1</sup> Наличие мутаций в геноме вакцинного штамма А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) определяли путем его сравнения с диким предшественником донора аттенуации А/Ленинград/134/17/57 (H2N2), а именно, с вирусом дикого типа А/Ленинград/134/57 (H2N2), с помощью стандартного метода RFLP.
Обозначения: Лен - донор аттенуации А/Ленинград/134/17/57 (H2N2); Лен/wt -вирус дикого типа А/Ленинград/134/57 (H2N2), предшественник донора аттенуации.
Чувствительность к неспецифическим гамма-ингибиторам сыворотки крови.
Чувствительность вакцинного штамма А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) и его пандемического родителя А/Калифорния/07/2009 (H1N1) к неспецифическим гамма-ингибиторам сыворотки крови оценивали в стандартной реакции РТГА с нормальными (неиммунными) сыворотками крови лошади, морской свинки и кролика. В качестве ингибиторочувствительного контрольного вируса был использован штамм вируса гриппа А/Малайзия/01/04 (H3N2), в качестве ингибитороустойчивого контроля был взят вирус А/Ленинград/134/57 (H2N2). Показано, что вакцинный штамм А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1), равно как и его пандемический родитель А/Калифорния/07/2009 (H1N1), высоко устойчивы к гамма-ингибиторам сыворотки крови животных разного происхождения (табл.4).
Таблица 4.
Чувствительность вацинного штамма А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) к неспецифическим гамма-ингибиторам сыворотки крови
Вирус
Титр сыворотки в РТГА
Чувствительность к ингибиторам
Морская свинка
Лошадь
Кролик
А/Ленинград/134/57 (H2N2)
<10
<10
<10
Устойчив
А/Малайзия/01/04 (H3N2)
1280
2560
640
Чувствителен
А/Калифорния/07/2009(Н1N1)
<10
<10
<10
Устойчив
А/17/Калифорния/2009/38(Н1N1)
<10
<10
<10
Устойчив
Безвредность для белых мышей и морских свинок.
50
Изучение острой токсичности вакцинного штамма А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) проводили в экспериментах на белых мышах и морских свинках обоего пола. Мышам вводили вирус внутрибрюшинно или подкожно однократно в объеме 0,5 мл, морским свинкам - 5 мл внутрибрюшинно. Животным контрольной группы не вводили ничего. Безвредность вакцинного штамма А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) оценивали по выживаемости животных и прибавке в весе. Вирус вводили в дозе 7Ig ЭИД/0,2 мл. Показана безвредность вакцинного штамма для лабораторных животных при его подкожном и внутрибрюшинном введении. Отмечена прибавка в весе животных при их 100%-ной выживаемости (табл.5).
Таблица 5.
Результаты изучения безвредности вакцинного штамма в экспериментах на мышах и морских свинках
Животные
Пол
Препарат
Путь введения
Выжило к 14-му дню наблюдения
Прибавка веса, гр
Мыши
Самцы
ВШ
в/бр
10/10
1.5
Самки
10/10
1.4
Самцы
п/к
10/10
1.4
Самки
10/10
1.5
Самцы
Плацебо
в/бр
10/10
1.5
Самки
10/10
1.2
Самцы
п/к
10/10
1.4
Самки
10/10
1.3
Морские свинки
Самцы
ВШ
в/бр
5/5
3.9
Самки
5/5
3.8
Самцы
Плацебо
п/к
5/5
4.7
Самки
5/5
5.5
Обозначения: ВШ - вакцинный штамм А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1); в/бр -внутрибрюшинное введение; п/к - подкожное введение.
Аттенуация и нейровирулентность для мышей. Изучение аттенуирующих свойств вакцинного штамма А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) проводили в экспериментах на белых мышах после их интраназального заражения, оценивая степень репродукции вируса в легких по сравнению с уровнем репродукции донора аттенуации А/Ленинград/134/17/57 (H2N2) и его дикого предшественника, вируса А/Ленинград/134/57 (H2N2).
50
Отсутствие нейровирулентной активности у вакцинного штамма А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) изучали путем интраназального заражения мышей с последующим выделением вируса из ткани мозга. В качестве контроля был использован нейровирулентный штамм вируса гриппа A/WSN/33 (H1N1). Вирусы вводили в дозе 7 Ig ЭИД/0,2 мл.
Показано, что вакцинный штамм А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) выделялся из легких и носовых ходов мышей в титрах, аналогичных донору аттенуации А/Ленинград/134/17/57 (H2N2). При этом вирусы дикого типа А/Ленинград/134/57 (H2N2) и A/WSN/33 (H1N1) активнее репродуцировались в легких мышей по сравнению с холодоадаптированными вирусами (табл.6), что подтверждает аттенуирующий фенотип вакцинного штамма А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1). Показано полное отсутствие проникновения вакцинного штамма А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) в мозг инфицированных животных после их интраназального заражения при активной репродукции в мозговой ткани нейротропного вируса A/WSN/33 (H1N1) (табл.6).
Таблица 6.
Изучение репродукции вакцинного штамма во внутренних органах мышей после интраназального заражения
Введенный мышам вирус
Выделение вируса из органов, Ig ЭИД<sub>50</sub>/0.2 мл
Легкие
Носовые ходы
Мозг
А/Ленинград/134/17/57 (H2N2)*
2.1
2.3
Не выделен
А/Ленинград/134//57 (H2N2)**
5.3
3.9
Не выделен
А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1)
2.0
1.6
Не выделен
A/WSN/33 (H1N1)
6.1
4.7
5.2
Плацебо
Не выделен
Не выделен
Не выделен
Обозначения: *А/Ленинград/134/17/57 (H2N2) - донор аттенуации; **вирус дикого типа А/Ленинград/134/57 (H2N2), предшественник донора аттенуации.
В результате проведенных доклинических исследований установлено, что заявляемый вакцинный штамм живой гриппозной вакцины А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) характеризуется сочетанием полезных признаков, необходимых вакцинному штамму: антигенной специфичностью пандемического вируса А/Калифорния/07/2009 (H1N1), структурой генома, оптимальной для реассортантных вакцинных штаммов, температурочувствительностью и холодоадаптированностью, что коррелирует с аттенуацией для человека, характерной для донора аттенуации. Штамм аттенуирован и безвреден для мышей и морских свинок. Морфология штамма полиморфная, типичная для вируса гриппа.
Штамм А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) обладает в опытных проверках статистически достоверным лечебно-профилактическим действием.
Штамм А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) активно размножается в развивающихся куриных эмбрионах при оптимальной температуре 32-33°С, характеризуется температурочувствительностью и холодоадаптированностью. Реассортант унаследовал гены, кодирующие поверхностные антигены вируса гемагглютинин (НА) и нейраминидазу (NA), от потенциально пандемического вируса и остальные шесть генов, кодирующих внутренние негликозилированные белки, от донора аттенуации.
Штамм А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) ареактогенен для взрослых и для детей при интраназальном введении.
Таким образом, вакцинный штамм А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) по биологическим свойствам и показателям реактогенности соответствует требованиям, предъявляемым к вакцинным штаммам Фармакопейной статьей ФСП 42-0417-4097-03 на живую гриппозную вакцину для интраназального применения.
Полученный штамм А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1), задепонированный в ФГУН «Государственный НИИ стандартизации и контроля медицинских биологических препаратов имени Л.А.Тарасевича» Роспотребнадзора (ФГУН ГИСК им. Л.А.Тарасевича Роспотребнадзора) (Россия RU, 119002, г.Москва, Сивцев-Вражек, д.41) под №801, имеет характеристики, представленные в паспорте штамма.
Характеристика штамма
50
Инфекционная активность штамма А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) при репродукции в развивающихся куриных эмбрионах при 32-33°С в течение 72 часов - 7, 5 Ig ЭИД/0,2 мл.
Гемагглютинирующая активность - 1:64.
Штамм проявляет генетическую стабильность биологических признаков после 5 пассажей на куриных эмбрионах (при использовании больших заражающих доз).
Штамм а/17/Калифорния/2009/38 (h1n1) ареактогенен для взрослых лиц
50
Пример 1. При вакцинации 20 взрослых человек интраназально реассортантным вакцинным штаммом А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) с инфекционной активностью 6,5 Ig ЭИД/0,2 мл в объеме 0,5 мл слабые температурные реакции (до 37,5°С) наблюдались у 6 человек (30,0%), Местных и системных реакций сильной степени выраженности отмечено не было ни у одного добровольца. Все местные (60%) и системные (температурные) (30%) реакции были слабой степени выраженности, имели транзиторный характер и исчезали без применения лекарственных средств. У одного добровольца была отмечена системная реакция средней степени тяжести (кратковременный подъем температуры через 2 часа после вакцинации, который нормализовался без приема лекарственных средств к вечеру первого дня исследования - дня вакцинации). Учитывая анамнез добровольца - гипертрофия миндалин 1-2 степени - и срок повышения температуры, связь данной реакции с вакцинацией не просматривается. Катаральные явления (насморк, гиперемия зева и боль в горле) были отмечены у двух человек. Результаты обследования приведены в табл.7.
В получившей плацебо группе из 10 лиц сильных, средних и слабых температурных реакций, а также катаральных явлений не наблюдалось.
Показатель реактогенности (разница в проценте средних реакций у привитых вакциной и получивших плацебо) составил 0%.
Таким образом, вакцинный штамм А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1) по показателям реактогенности соответствует требованиям, предъявляемым к вакцинным штаммам Фармакопейной статьей ФСП 42-0417-4097-03 на живую сухую гриппозную аллантоисную вакцину для интраназального применения.
Проанализировав результаты оценки переносимости и реактогенности вакцинного штамма А/17/Калифорния/2009/38 (H1N1), был сделан вывод о хорошей переносимости и низкой реактогенности вакцины.