epidemiologyЭпидемиология и ВакцинопрофилактикаEpidemiology and Vaccinal Prevention2073-30462619-0494«Numicom» LLC10.31631/2073-3046-2021-20-6-5-11epidemiology-1395Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESИммунобиологические свойства антигенных препаратов Streptococcus pneumoniae и их смесейImmunobiological Properties of Antigenic Preparations Streptococcus pneumoniae and their Mixtureshttps://orcid.org/0000-0002-5175-5433ТокарскаяМ. М.TokarskayaM. M.

Марина Михайловна Токарская  – научный сотрудник лаборатории иммунохимической диагностики

МоскваТел. +7 (495) 916-22-63

Marina M. Tokarskaya  – researcher of the Laboratory of immunochemical diagnostics

MoscowTel. +7 (495) 916-22-63

marina.tokarskaja@yandex.ruНаяноваЕ. А.NayаnovaE. A.

Елена Андреевна Наянова  – лаборант-исследователь лаборатории иммунохимической диагностики ФГБНУ НИИ вакцин и  сывороток им. И. И. Мечникова; студентка ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова МЗ РФ (Сеченовский университет)

МоскваТел. +7 (495) 916-22-63

Elena A. Nayanova – research assistant of the Laboratory of immunochemical diagnostics, Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera; student of the Sechenov University

MoscowTel. +7 (495) 916-22-63

alena.nayanova@mail.ruНечаеваО. В.NechaevaO. V.

Ольга Валерьевна Нечаева – лаборант-исследователь лаборатории иммунохимической диагностики ФГБНУ НИИ вакцин и  сывороток им. И. И. Мечникова; студентка ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова МЗ РФ (Сеченовский университет)

МоскваТел. +7 (495) 916-22-63

Olga V. Nechaeva – research assistant of the Laboratory of immunochemical diagnostics, Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera; student of the Sechenov University

MoscowTel. +7 (495) 916-22-63

ne4aewalyolia@yandex.ruБарановскаяС. А.BaranovskayaS. A.

Софья Александровна Барановская  – младший научный сотрудник лаборатории иммунохимической диагностики

МоскваТел. +7 (495) 916-22-63

Sofya A. Baranovskaya – junior researcher of the Laboratory of immuno-chemical diagnostics

MoscowTel. +7 (495) 916-22-63

sofyabaranovskaya@gmail.comАфанасьеваО. М.AfanacyevaO. M.

Ольга Максимовна Афанасьева  – младший научный сотрудник лаборатории экспериментальной микробиологии

МоскваТел. +7 (495) 916-20-47

Olga M. Afanaseva  – junior researcher of the Laboratory of experimental microbiology

MoscowTel. +7 (495) 916-20-47

kukina1994@mail.ruВоробьевД. С.VorobyevD. S.

Денис Сергеевич Воробьев  – к. м. н., ведущий научный сотрудник лаборатории терапевтических вакцин ФГБНУ НИИ вакцин и  сывороток им. И. И. Мечникова; старший преподаватель кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова МЗ РФ (Сеченовский Университет)

МоскваТел. +7 (495) 917-57-74

Denis S. Vorobyov – Cand. Sci. (Med.), leading researcher of the Laboratory of therapeutic vaccines, Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera; senior lecturer, department of Microbiology, Virology and Immunology of the Sechenov University

MoscowTel. +7 (495) 917-57-74

vorobievdenis@yandex.ruГруберИ. М.GruberI. M.

Ирина Мироновна Грубер  – д. м. н., профессор, заведующая лабораторией экспериментальной микробиологии

МоскваТел. +7 (495) 916-20-47

Irina M. Gruber  – Dr. Sci (Med), professor, Head of the Laboratory of experimental microbiology

MoscowTel. . +7 (495) 916-20-47

igruber_instmech@mail.ruАсташкинаЕ. А.AstashkinaE. A.

Елена Андреевна Асташкина  – к. б. н., старший научный сотрудник лаборатории экспериментальной микробиологии

МоскваТел. +7 (495) 916-20-47

Elena A. Astashkina – Cand. Sci. (Bio.), senior researcher of the Laboratory of experimental microbiology

MoscowTel. +7 (495) 916-20-47

selena7-87@rambler.ruОвечкоН. Н.OvechkoN. N.

Николай Николаевич Овечко – к. б. н., старший научный сотрудник лаборатории иммунохимической диагностики

МоскваТел. +7 (495) 917-07-41

Nikolay N. Ovechko – Cand. Sci. (Bio.), senior researcher of the Laboratory of immunochemical diagnostics

MoscowTel. +7 (495) 917-07-41

med-complex@yandex.ruСеменоваИ. Б.SemenovaI. B.

Ирина Борисовна Семенова  – к. б. н., ведущий научный сотрудник лаборатории терапевтических вакцин

МоскваТел.  +7 (495) 917-57-74

Irina B. Semenova – Cand. Sci. (Bio.), leading researcher of the Laboratory of therapeutic vaccines

MoscowTel. +7 (495) 917-57-74

ibsemenova@yandex.ruЯстребоваН. Е.YastrebovaN. E.

Наталия Евгеньевна Ястребова  – д. м. н., профессор, заведующая лабораторией иммунохимической диагностики

МоскваТел. +7 (495) 917-07-41

Natalia E. Yastrebova – Dr. Sci (Med), professor, Head of the Laboratory of immunochemical diagnostics

MoscowTel. +7 (495) 917-07-41

yastreb03@rambler.ruФГБНУ «НИИ вакцин и сывороток им. И. И. Мечникова»РоссияMechnikov Research Institute of Vaccines and SeraRussian FederationФГБНУ «НИИ вакцин и сывороток им. И. И. Мечникова»; ФГАОУ ВО «Первый МГМУ им. И. М. Сеченова» МЗ РФ (Сеченовский Университет)РоссияMechnikov Research Institute of Vaccines and Sera; Sechenov UniversityRussian Federation202105012022206511Copyright © Токарская М.М., Наянова Е.А., Нечаева О.В., Барановская С.А., Афанасьева О.М., Воробьев Д.С., Грубер И.М., Асташкина Е.А., Овечко Н.Н., Семенова И.Б., Ястребова Н.Е., 20222022Токарская М.М., Наянова Е.А., Нечаева О.В., Барановская С.А., Афанасьева О.М., Воробьев Д.С., Грубер И.М., Асташкина Е.А., Овечко Н.Н., Семенова И.Б., Ястребова Н.Е.Tokarskaya M.M., Nayаnova E.A., Nechaeva O.V., Baranovskaya S.A., Afanacyeva O.M., Vorobyev D.S., Gruber I.M., Astashkina E.A., Ovechko N.N., Semenova I.B., Yastrebova N.E.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.epidemvac.ru/jour/article/view/1395

Актуальность. Типоспецифический иммунитет не защищает от инфицирования другими серотипами пневмококков. Известен феномен смены серотипов, доминирующих в популяции Streptococcus pneumoniae, отчасти обусловленный интенсивным рекомбинационным процессом и явлением «переключения капсулы». Поэтому разработка серотипнезависимой пневмококковой вакцины является важнейшим направлением в профилактике пневмококковой инфекции. Цель. Исследование иммунобиологических свойств кандидатных компонентов будущей вакцины с серотипнезависимой активностью. Материалы и методы. Для иммунизации мышей использовали препараты капсульного полисахарида пневмококка серотипа 3 (КПС); белоксодержащую фракцию (БСФ), полученную из водного экстракта клеток S. pneumoniae 6B; рекомбинантный пневмолизин (Plу); смеси препаратов (КПС + Plу; КПС + БСФ; БСФ + Plу); конъюгированную вакцину «Превенар-13» (производство Pfizer Inc. США). Мышей иммунизировали внутрибрюшинно, 2-кратно с интервалом 14 дней. В качестве контрольной группы использовали интактных мышей. Для оценки гуморального иммунного IgG ответа использовали метод твердофазного ИФА. Фагоцитарную активность изучали на 7, 14, 21 и 28-й день после второй иммунизации. Уровень цитокинов определяли в сыворотках крови мышей после второй иммунизации через 2, 4, 8 и 24 часа. Результаты. Иммунизация мышей Ply, а также его смесями с КПС и с БСФ вызывала достоверно значимое повышение уровня антител к Ply. Установлено, что не было очевидного уменьшения уровня антиген-специфических антител, когда антигены вводили в комбинации с другими. Пневмолизин, применяемый отдельно или в комбинации с БСФ и КПС, вызывает выработку противовоспалительных цитокинов IL-4, IL-10, а также IL-5, выявляемого на протяжении всего исследования. Это подтверждается при исследовании опсоно-фагоцитарной активности нейтрофилов мышей, иммунизированных КПС + Ply, Ply + БСФ и Ply, в их крови наблюдается значительное повышение числа эозинофилов за счет стимуляции их выработки IL-5. Выводы. В результате проведенных исследований показано, что Ply, применяемый отдельно или в комбинации с КПС и с БСФ, обладает наибольшей иммуногенностью: стимулирует значимое повышение уровня специфических антител, стимулирует выработку иммунорегуляторных цитокинов, влияющих на дифференцировку Th-1 и Th-2.

Relevance. Type-specific immunity does not protect against infection with other pneumococcal serotypes. The phenomenon of the change of serotypes dominating the population of Streptococcus pneumoniae is known, in part due to the intensive recombination process and the phenomenon of «capsule switching». Therefore, the development of a serotype-independent pneumococcal vaccine is an important global public health priority. Ams. Investigation of immunobiological properties of candidate components of a future vaccine with serotype-independent activity. Materials and methods. For immunization of mice, preparations of the capsular polysaccharide of pneumococcus serotype 3 (CPS) were used; protein-containing fraction (PCF) obtained from an aqueous extract of S. pneumoniae 6B cells; recombinant pneumolysin (Ply); mixtures of drugs (CPS + Plу; CPS + PCF; PCF + Plу); conjugate vaccine Prevnar 13 (manufactured by PFIZER Inc. USA). Mice were immunized intraperitoneally, 2 times with an interval of 14 days. Intact mice were used as a control group. To assess the humoral immune IgG response, the method of solid-phase ELISA was used. Phagocytic activity was studied at 7, 14, 21 and 28 days after the second immunization. The cytokine level was determined in the blood sera of mice after the second immunization 2, 4, 8, and 24 hours later on a NovoCyte flow cytometer (ACEA Biosciences, USA) using the MACSPIex CytoKine 10 Kit mouse (Miltenyi Biotec Inc., USA) according to the manufacturer's instructions. Results. Immunization of mice with Ply as well as mixtures with CPS and PCF caused a significant increase in the level of antibodies to Ply. It was found that there was no apparent decrease in the level of antigen-specific antibodies when antigens were administered in combination with others. Pneumolysin, used alone or in combination with PCF and CPS, induces the production of antiinflammatory cytokines IL-4, IL-10, and IL-5 detected throughout the study. This is confirmed by a study of the opsonophagocytic activity of neutrophils from immunized CPS + Ply, Ply + PCF and Ply mice; a significant increase in the number of eosinophils is observed in their blood due to the stimulation of their production of IL-5. Conclusions. As a result of the studies, it was shown that Ply, used alone or in combination with CPS and PCF, has the highest immunogenicity: it stimulates a significant increase in the level of specific antibodies, stimulates Th-2, and induces the production of anti-inflammatory cytokines.

Streptococcus pneumoniaeиммунобиологическая активностькомпоненты вакциныStreptococcus pneumoniaeimmunobiological activityvaccine componentsReferencesIzu A, Solomon F, Nzenze SA, et al. Pneumococcal conjugate vaccines and hospitalization of children for pneumonia: a time-series analysis, South Africa, 2006–2014. Bulletin of the World Health Organisation. 2017. Vol. 95, N9. P. 618–628. doi:10.2471/BLT.16.187849Izu A, Sоlomon F, Nzenze SA, et al. Pneumococcal conjugate vaccines and hospitalization of children for pneumonia: a time-series analysis, South Africa, 2006-2014. Bulletin of the World Health Organisation. 2017;95(9):618–28. doi:10.2471/BLT.16.187849Feldman C, Anderson R. Recent advances in the epidemiology and prevention of Streptococcus pneumoniae infections [version 1; peer review: 2 approved] // F1000Research. 2020. Vol. 9 (F1000 Faculty Rev), N338. P. 1–10. doi:10.12688/f1000research.22341.1Feldman C, Anderson R. Recent advances in the epidemiology and prevention of Streptococcus pneumoniae infections [version 1; peer review: 2 approved], F1000Research. 2020; 9: F1000 Faculty Rev-338. doi:10.12688/f1000research.22341.1Костюкова Н. Н., Бехало В. А. Факторы патогенности пневмококка и их протективные свойства. Журнал микробиологии и эпидемиологии. 2014. №3, С. 67–77.Kostyukova NN, Bekhalo VA. Pathogenicity factors of pneumococcus and their protective properties. Zhurnal mikrobiologii, èpidemiologii i immunobiologii. 2014;(3):67–77 (In Russ).Løchen A, Croucher NJ, Anderson RM. Divergent serotype replacement trends and increasing diversity in pneumococcal disease in high income settings reduce the benefit of expanding vaccine valency. Scientific Reports. 2020. Vol.10, N1. 18977. doi:10.1038/s41598-020-75691-5Løchen A, Croucher NJ, Anderson RM. Divergent serotype replacement trends and increasing diversity in pneumococcal disease in high income settings reduce the benefit of expanding vaccine valency. Scientific Reports. 2020;10(1):18977. doi:10.1038/s41598-020-75691-5Lewnard JA, Hanage WP. Making sense of differences in pneumococcal serotype replacement. The Lancet Infectious Diseases. 2019. Vol. 19, N6. P. e213–e220. doi:10.1016/S1473-3099(18)30660-1Lewnard JA, Hanage WP. Making sense of differences in pneumococcal serotype replacement. The Lancet Infectious Diseases. 2019;19(6):e213–e220. doi:10.1016/S1473-3099(18)30660-1Converso TR, Assoni L, André GO, et al. The long search for a serotype independent pneumococcal vaccine. Expert Review of Vaccines. 2020. Vol. 19, N1. P. 57–70. doi:10.1080/14760584.2020.1711055Converso TR, Assoni L, André GO, et al. The long search for a serotype independent pneumococcal vaccine. Expert Review of Vaccines. 2020;19(1):57–70. doi:10.1080/14760584.2020.1711055Chan WY, Entwisle C, Ercoli G, et al. A novel, multiple-antigen pneumococcal vaccine protects against lethal Streptococcus pneumoniae challenge // Infection and Immunity. 2019. Vol. 87, N3. P. e00846–18. doi:10.1128/IAI.00846-18Chan WY, Entwisle C, Ercoli G, et al. A novel, multiple-antigen pneumococcal vaccine protects against lethal Streptococcus pneumoniae challenge. Infection and Immunity. 2019;87(3):e00846-18. doi:10.1128/IAI.00846-18Colijn C, Corander J, Croucher NJ.Designing ecologically optimized pneumococcal vaccines using population genomics. Nature Microbiology. 2020. Vol. 5, N3. P. 473–485. doi:10.1038/s41564-019-0651-yColijn C, CoranderJ, Croucher NJ. Designing ecologically optimized pneumococcal vaccines using population genomics. Nature Microbiology. 2020;5(3):473–85. doi:10.1038/s41564-019-0651-yJang AY, Ahn KB, Zhi Y, et al. Serotype-independent protection against invasive pneumococcal infections conferred by live vaccine with lgt deletion // Frontiers in Immunology. 2019. Vol. 10, N1212. P. 1–14. doi:10.3389/fimmu.2019.01212Jang AY, Ahn KB, Zhi Y, et al. Serotype-independent protection against invasive pneumococcal infections conferred by live vaccine with lgt deletion. Frontiers in Immunology. 2019;10:1212. doi:10.3389/fimmu.2019.01212Кукина О.М., Грубер И.М., Ахматова Н.К. и др. Исследование иммунобиологических свойств поверхностных белоксодержащих антигенов Streptococcus pneumoniaе серотипа 6B // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2020. Т.19, №3. С. 21–27. doi:10.31631/2073-3046-2020-19-3-21-27Kukina OM, Gruber IM, Akhmatova NK, et al. Study of the immunobiological properties of surface protein-containing antigens of Streptococcus pneumoniae serotype 6B. Èpidemiologiâ i vakcinoprofilaktika. 2020;19(3):21–7. (In Russ). doi:10.31631/2073-3046-2020-19-3-21-27Ванеева Н.П., Ястребова Н.Е. Специфический иммунный ответ к отдельным капсульным полисахаридам S. pneumoniae у здоровых доноров крови и лиц, иммунизированных пневмококковыми вакцинами // Журн. Микробиол. 2015. №5. С. 20–26.Vaneeva NP, Yastrebova NE. Specific immune response to individual S. pneumoniae capsular polysaccharides in healthy blood donors and persons immunized with pneumococcal vaccines. Zhurnal mikrobiologii, èpidemiologii i immunobiologii. 2015;(5):20-6. (In Russ).Ястребова Н.Е., Ванеева Н.П., Демин А.А. и др. Иммуноферментный анализ антител к нативной и денатурированной ДНК // Иммунология.1987. №5. С. 73–75.Yastrebova NE, Vaneeva NP, Demin AA, et al. Immunoassay of antibodies to native and denatured DNA. Immunologia. 1987;(5):73-5. (In Russ).Березина Ю .А., Домский И.А., Бельтюкова З.Н. и др. Сравнительный анализ иммунного ответа у лисиц, иммунизированных разными вакцинными препаратами. Вестник КрасГАУ. 2019. №3. С. 97–102.Berezina YA., Domsky IA., Beltyukova ZN, et al. Comparative analysis of the immune response in foxes immunized with different vaccine preparations. Bulletin of KrasGAU, 2019;(3):97–102 (In Russ).Гланц С.А. Медико-биологическая статистика. М.: Издательство «Практика»; 1999.Glantz SA. Primer of biostatistics. 4th ed. Moscow: Praktika; 1999 (In Russ).

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