epidemiologyЭпидемиология и ВакцинопрофилактикаEpidemiology and Vaccinal Prevention2073-30462619-0494«Numicom» LLC10.31631/2073-3046-2021-20-4-68-72epidemiology-1319Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESБесклеточная коклюшная вакцина из антигенов свежевыделенных и вакцинного штаммов Bordetella pertussis с различными генотипическими характеристикамиAcellular Pertussis Vaccine from Antigens of Freshly Isolated and Vaccine Strains of Bordetella pertussis with Different Genotypic Characteristicshttps://orcid.org/0000-0002-4813-9074ЗайцевЕ. М.ZaitsevE. M.

Зайцев Евгений Михайлович, д. м. н., заведующий лабораторией иммуномодуляторов

Россия 105064, Москва, Малый Казенный переулок, д. 5а

+7 (495) 916-22-63

Zaitsev Evgeny M., Dr. Sci. (Med.), Head of the Laboratory of Immunomodulators

5a, Maly Kazenny Pereulok, Moscow, 105064, Russia

+7 (495) 916-22-63

pertussis@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9072-2538БажановаИ. Г.BazhanovaI. G.

Ирина Глебовна Бажанова – ведущий научный сотрудник

Москва

+7 (495) 916-22-63

Irina G. Bazhanova – Leading Researcher

+7 (495) 916-22-63

Moscow

ibajanowa@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3044-0790БрицинаМ. В.BritsinaM. V.

Марина Васильевна Брицина – ведущий научный сотрудник

Москва

+7 (495) 916-22-63

Marina V. Britsina – Leading Researcher

Moscow

+7 (495) 916-22-63

britsinamarina@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1404-1498МерцаловаН. У.MertsalovaN. U.

Наталья Устиновна Мерцалова – ведущий научный сотрудник

Москва

+7 (495) 916-22-63

Natalia U. Mertsalova – Leading Researcher

Moscow

+7 (495) 916-22-63

n.mertzalova@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9809-4217ОзерецковскаяМ. Н.OzeretskovskayaM. N.

Мария Николаевна Озерецковская – ведущий научный сотрудник

Москва

+7 (495) 916-22-63

Maria N. Ozertskovskaya – Leading Researcher

Moscow

+7 (495) 916-22-63

manja33@yandex.ruФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И. И. Мечникова»РоссияMechnikov Researh Institute for Vaccines and SeraRussian Federation2021040920212046872Copyright © Зайцев Е.М., Бажанова И.Г., Брицина М.В., Мерцалова Н.У., Озерецковская М.Н., 20212021Зайцев Е.М., Бажанова И.Г., Брицина М.В., Мерцалова Н.У., Озерецковская М.Н.Zaitsev E.M., Bazhanova I.G., Britsina M.V., Mertsalova N.U., Ozeretskovskaya M.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.epidemvac.ru/jour/article/view/1319Актуальность

Актуальность. Разработка эффективных и безопасных вакцин для профилактики коклюша остается актуальной задачей здравоохранения.

Цель

Цель. Изучение протективной активности и безопасности бесклеточных коклюшных вакцин (БКВ), содержащих комплекс протективных антигенов из свежевыделенных и вакцинных штаммов Вordetella pertussis.

Материалы и методы

Материалы и методы. Для изготовления БКВ использованы свежевыделенные (№ 287, и № 317) и вакцинные (№ 305 и № 475) штаммы В. pertussis с «невакцинным» и «вакцинным» аллельными вариантами гена субъединицы А коклюшного токсина (КТ), гена промотора КТ, гена пертактина, гена фимбрий 2 и гена фимбрий 3.

Результаты

Результаты. Все исследованные варианты БКВ были безвредны в тесте изменения массы тела мышей и чувствительности к гистамину. Протективная активность БКВ3 (штаммы № 287, № 317 и № 305) и БКВ1 (штаммы № 287, № 305 и № 475) была выше, чем у БКВ2 (штаммы № 317, № 305 и № 475). Титры IgG к КТ также были выше у мышей, иммунизированных БКВ1 и БКВ3.

Заключение

Заключение. Более высокая протективная активность БКВ3 и БКВ1 может быть связана с генотипом штамма № 287, имеющего промотор КТ ptxP3 и отличающегося повышенным уровнем продукции КТ и высокой вирулентностью. Наиболее перспективной для дальнейших доклинических и клинических исследований представляется БКВ3, имеющая в своем составе 2/3 антигенов штаммов доминирующего «невакцинного» генотипа и 1/3 «вакцинного» генотипа, в целом соответствующих по генам КТ, пертактина и фимбрий, циркулирующим в настоящее время штаммам В. pertussis.

Relevance

Relevance. The development of effective and safe vaccines for pertussis prevention remains an urgent public health challenge.

Aim

Aim. To study the protective activity and safety of acellular pertussis vaccine (AcPV) containing a complex of protective antigens from freshly isolated and vaccine strains of Bordetella pertussis.

Materials and methods

Materials and methods. Freshly isolated (No. 287, and No. 317) and vaccine (No. 305 and No. 475) B. pertussis strains with «non-vaccine» and «vaccine» allelic variants of the pertussis toxin (PT) subunit A gene, the PT promoter gene, the pertactin gene, the fimbria 2 gene, and the fimbria 3 gene strains were used for the production of AcPV.

Results

Results. All the studied variants of AcPV were harmless in the test of changes in the body weight of mice and sensitivity to histamine. The protective activity of AcPV3 (strains No. 287, No. 317 and No. 305) and AcPV1 (strains No. 287, No. 305 and No. 475) was higher than that of AcPV2 (strains No. 317, No. 305, and No. 475). IgG antibody titers to PT were also higher in mice immunized with AcPV1 and AcPV3.

Conclusion

Conclusion. The higher protective activity of AcPV3 and AcPV1 may be associated with the genotype of strain No. 287, which has a ptxP3 PT promoter and is characterized by an increased level of PT production and high virulence. The most promising for further preclinical and clinical studies is AcPV3, which contains 2/3 of the antigens of the dominant «non-vaccine» genotype and 1/3 of the «vaccine» genotype, corresponding to the genes of PT, pertactin and fimbria to the currently circulating B. pertussis strains.

штаммы B. pertussisгенотипбесклеточная коклюшная вакцинапротективные свойстватоксичностьB. pertussis strainsgenotypeacellular pertussis vaccineprotective propertiestoxicity No conflict of interest to declareReferencesYeung K.H.T., Duclos P., Nelson EAS, et al. An update of the global burden of pertussis in children younger than 5 years: a modelling study. Lancet Infect. Dis. 2017. Vol. 17(9), P. 974–980. doi: 10.1016/S1473-3099(17)30390-0.Yeung KHT, Duclos P, Nelson EAS, et al. An update of the global burden of pertussis in children younger than 5 years: a modelling study. Lancet Infect. Dis. 2017; 17(9):974–980. doi: 10.1016/S1473-3099(17)30390-0.Cherry J.D. The prevention of severe pertussis and pertussis deaths in young infants. Expert. Rev. Vaccines. 2019. Vol. 18(3), P. 205–208. doi: 10.1080/14760584.2019.1581065.Cherry JD. The prevention of severe pertussis and pertussis deaths in young infants. Expert. Rev. Vaccines. 2019;18(3):205–208. doi: 10.1080/14760584.2019.1581065.Dorji D., Mooi F., Yantorno O., et al. Bordetella рertussis virulence factors in the continuing evolution of whooping cough vaccines for improved performance Med. Microbiol. Immunol. 2018. Vol. 207(1), P. 3–26. doi:10.1007/s00430-017-0524-z.Dorji D, Mooi F, Yantorno O, et al. Bordetella pertussis virulence factors in the continuing evolution of whooping cough vaccines for improved performance. Med. Microbiol. Immunol. 2018;207(1):3–26. 10.1007/s00430-017-0524-z.Imamura T. , Shoji K., Kubota M., et al. Allele frequencies of Bordetella pertussis virulence-associated genes identified from pediatric patients with severe respiratory infections. J Infect Chemother. 2020. Vol. 26(7), P. 765–768. doi: 10.1016/j.jiac.2020.02.016.Imamura T, Shoji K, Kubota M, et al. Allele frequencies of Bordetella pertussis virulence-associated genes identified from pediatric patients with severe respiratory infections. J Infect Chemother. 2020;26(7):765–768. doi: 10.1016/j.jiac.2020.02.016.Борисова О. Ю., Гадуа Н. Т, Пименова А. С. и др. Структура популяции штаммов возбудителя коклюша на территории России Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2016. T. 15(4), C. 22–28. https: doi.org/10.31631/2073-3046-2016-15-4-22-28.Borisova OYu, Gadua NT, Pimenova AS, et al. Structure of the population of pertussis pathogen strains in Russia. Epidemiology and Vaccinal Prevention. 2016;15(4): 22–28 (In Russ.) https: doi.org/10.31631/2073-3046-2016-15-4-22-28.Семин Е. Г, Синяшина М. Н, Медкова А. Ю. и др. Конструирование рекомбинантных аттенуированных бактерий Bordetella pertussis генотипа РТхР3. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2018. T. 4, C. 33–41.Semin EG, Sinyashina MN, Medkova AYu, et al. Construction of recombinant attenuated bacteria of the Bordetella pertussis genotype РТхР3. Journal of Microbiology, Epidemiology, and Immunobiology. 2018; 4: 33–41 (In Russ.).Алешкин В. А., Борисова О. Ю., Гадуа Н. Т. и др. Особенности генотипической изменчивости штаммов Вordetella pertussis, выделенных от больных коклюшем в России. Acta Biomedica Scientifica (East Siberian Biomedical Journal). 2012. T. 5(1), C.177–183.Aleshkin VA, Borisova OYu, Gadua NT, et al. Features of genotypic variability of Вordetella pertussis strains isolated from whooping cough patients in Russia. Acta Biomedica Scientifica (East Siberian Bio-medical Journal). 2012; 5(1):177–183 (In Russ.).Захарова Н. С., Брицина М. В., Мерцалова Н. У. и др. Отечественная бесклеточная коклюшная вакцина. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2008. T.1, C.35–41.Zakharova NS, Britsina MV, Mertsalova NU, et al. Domestic cell-free pertussis vaccine. Journal of Microbiology, Epidemiology, and Immunobiology. 2008; 1:35–41 (In Russ.).Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств (иммунологические лекарственные препараты). Ч.2 МЗ РФ. Москва, 2012.Guidelines for conducting preclinical studies of medicinal products (immunological medicinal products). Part 2 of the Ministry of Health of the Russian Federation. Moscow, 2012 (In Russ.).Ашмарин И. П., Воробьев А. А. Статистические методы в микробиологических исследованиях. Ленинград: Медгиз; 1962.Ashmarin I P, Vorobyev A A. Statistical methods in microbiological research. Leningrad: Medgiz; 1962. (In Russ.).Scanlon K, Skerry C, Carbonetti N. Association of pertussis toxin with severe pertussis disease toxins (Basel). 2019. Vol. 11(7), P. 373. doi: 10.3390/toxins11070373.Scanlon K, Skerry C, Carbonetti N. Association of Pertussis Toxin with Severe Pertussis Disease Toxins (Basel). 2019; 11(7):373. doi: 10.3390/toxins11070373.Loconsole D., De Robertis A.L., Morea A. et al. Resurgence of pertussis and emergence of the ptxp3 toxin promoter allele in South Italy. Pediatr Infect. Dis. J. 2018. Vol. 37(5), P. e126–e131. doi: 10.1097/INF.0000000000001804.Loconsole D, De Robertis AL, Morea A, et al. Resurgence of Pertussis and Emergence of the Ptxp3 Toxin Promoter Allele in South Italy Pediatr. Infect. Dis. J. 2018; 37(5):e126–e131. doi: 10.1097/INF.0000000000001804.Зайцев Е.М., Мерцалова Н.У., Шинкарев А.С. и др. Продукция коклюшного токсина выделенными от больных коклюшем штаммами Bordetella pertussis Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2011. T. 1, C. 76–79.Zaitsev EM, Mertsalova NU, Shinkarev AS, et al. Production of pertussis toxin isolated from patients with pertussis strains of Bordetella pertussis. Journal of Microbiology, Epidemiology, and Immunobiology. 2011;1:76–79 (In Russ.).МУК 4.2.2317-08. Отбор, проверка и хранение производственных штаммов коклюшных, паракоклюшных и бронхисептикозных бактерий. Москва; 2009.MUK 4.2.2317-08. Selection, inspection and storage of production stocks of pertussis, parapertussis and bronchisepticosis bacteria. Moscow; 2009 (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.