epidemiologyЭпидемиология и ВакцинопрофилактикаEpidemiology and Vaccinal Prevention2073-30462619-0494«Numicom» LLC10.31631/2073-346-2022-21-6-34-47epidemiology-1702Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESДоклинические исследования специфической активности живой культуральной вакцины VACΔ6 против оспы и других ортопоксвирусных инфекцийPreclinical Studies of the Specific Activity of the Live Culture Vaccine VACD6 against Smallpox and other Orthopoxvirus Infectionshttps://orcid.org/0000-0002-6255-9745ЩелкуновС. Н.ShchelkunovS. N.

Сергей Николаевич Щелкунов – доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник

630559, Кольцово, Новосибирская область. +7 (903) 939-94-80

Sergei N. Shchelkunov – Dr. Sci. (Biol.), Professor, Principal Researcher.

Koltsovo, Novosibirsk region, 630559, +7 (903) 939-94-80

snshchel@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0496-390XЯкубицкийС. Н.YakubitskiyS. N.

Станислав Николаевич Якубицкий – младший научный сотрудник.

Кольцово, Новосибирская область. +7 (923) 241-07-26

Stanislav N. Yakubitskiy – Junior Researcher.

Koltsovo, Novosibirsk region. +7 (923) 241-07-26

yakubizkiy@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7943-3287НестеровА. Е.NesterovA. E.

Андрей Егорович Нестеров – старший научный сотрудник.

Кольцово, Новосибирская область. +7 (962) 825-21-10

Andrey E. Nesterov – Senior Researcher.

Koltsovo, Novosibirsk region. +7 (962) 825-21-10

nesterov_ae@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2317-4153КолосоваИ. В.KolosovaI. V.

Ирина Валерьевна Колосова – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник.

Кольцово, Новосибирская область. +7 (383) 363-47-00, доп. 23-51

Irina V. Kolosova – Cand. Sci. (Biol.), Senior Researcher.

Koltsovo, Novosibirsk region. +7 (383) 363-47-00, add. 23-51

kolosova_iv@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8355-5551СергеевА. А.SergeevA. A.

Александр Александрович Сергеев – кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник.

Кольцово, Новосибирская область. +7 (383) 363-47-00, доп. 22-31

Alexandr A. Sergeev – Cand. Sci. (Med.), Leading Researcher.

Koltsovo, Novosibirsk region. +7 (383) 363-47-00, add. 22-31

sergeev_ala@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0450-5212ЗайковскаяА. В.ZaykovskayaА. V.

Анна Владимировна Зайковская – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник.

Кольцово, Новосибирская область. +7 (383) 363-47-10

Anna V. Zaykovskaya – Cand. Sci. (Biol.), Senior Researcher.

Koltsovo, Novosibirsk region. +7 (383) 363-47-10

zaykovskaya_av@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6287-0912КабановА. С.KabanovA. S.

Алексей Сергеевич Кабанов – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник.

Кольцово, Новосибирская область. +7 (913) 716-20-92

Alexey S. Kabanov – Cand. Sci. (Biol.), Senior Researcher.

Koltsovo, Novosibirsk region. +7 (913) 716-20-92

kabanov@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7118-5749НечаеваЕ. А.NechaevaЕ. A.

Елена Августовна Нечаева – кандидат медицинских наук, заместитель генерального директора по научной и производственной работе, зав. отделом клеточных технологий.

Кольцово, Новосибирская область. +7 (383) 363-47-00, доп. 28-33

Elena A. Nechaeva – Cand. Sci. (Med.), Deputy Director.

Koltsovo, Novosibirsk region. +7 (383) 363-47-00, add. 28-33

nechaeva@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0467-5024БогрянцеваМ. П.BogryantsevaM. P.

Марина Поликарповна Богрянцева – кандидат биологических наук, заведующая отделом биологического и технологического контроля.

Кольцово, Новосибирская область. +7 (383) 363-47-00, доб. 28-37

Marina P. Bogryantseva – Cand. Sci. (Biol.), Head of the Biological and Technology Supervision Department.

Koltsovo, Novosibirsk region. +7 (383) 363-47-00, add. 28-37

bogryantseva@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5059-2778УсоваС. В.UsovaS. V.

Светлана Владимировна Усова – кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник.

Кольцово, Новосибирская область. +7 (383) 363-47-00, доб. 29-93

Svetlana V. Usova – Cand. Sci. (Med.), Leading Researcher.

Koltsovo, Novosibirsk region. +7 (383) 363-47-00, add. 29-93

usova_sv@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5089-2225КуцерубоваН. С.KutserubovaN. S.

Наталья Сергеевна Куцерубова – научный сотрудник.

Кольцово, Новосибирская область +7 (383) 363-47-00, доб. 20-27

Natalia S. Kutserubova – Researcher.

Koltsovo, Novosibirsk region +7 (383) 363-47-00, add. 20-27

ekutserubova_ns@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9608-2044ТрегубчакТ. В.TregubchakT. V.

Татьяна Владимировна Трегубчак – ведущий научный сотрудник.

Кольцово, Новосибирская область. +7 (383) 363-47-00, доб. 23-09

Tatyana V. Tregubchak – Leading Researcher.

Koltsovo, Novosibirsk region. +7 (383) 363-47-00, add. 23-09

tregubchak_tv@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7118-5749ГавриловаЕ. В.GavrilovaE. V.

Елена Васильевна Гаврилова – кандидат биологических наук, заместитель генерального директора по научной работе.

Кольцово, Новосибирская область +7 (383) 363-47-00, доб. 12-12

Elena V. Gavrilova – Cand. Sci. (Biol.), Deputy Director for Academic Affairs.

Koltsovo, Novosibirsk region. +7 (383) 363-47-00, add. 12-12

gavrilova_ev@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1314-281XМаксютовР. А.MaksyutovR. A.

Ринат Амирович Максютов – доктор биологических наук, генеральный директор.

Кольцово, Новосибирская область. +7 (383) 336-60-10

Rinat A. Maksyutov – ScD, Director General.

Koltsovo, Novosibirsk region. +7 (383) 336-60-10

maksyutov_ra@vector.nsc.ruФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии Вектор, РоспотребнадзорРоссияFederal Budgetary Research Institution State Research Center of Virology and Biotechnology Vector, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Well-­beingRussian FederationФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии Вектор, РоспотребнадзорРоссияFederal Budgetary Research Institution State Research Center of Virology and Biotechnology Vector, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Well­-beingRussian Federation2022090120232163447Copyright © Щелкунов С.Н., Якубицкий С.Н., Нестеров А.Е., Колосова И.В., Сергеев А.А., Зайковская А.В., Кабанов А.С., Нечаева Е.А., Богрянцева М.П., Усова С.В., Куцерубова Н.С., Трегубчак Т.В., Гаврилова Е.В., Максютов Р.А., 20232023Щелкунов С.Н., Якубицкий С.Н., Нестеров А.Е., Колосова И.В., Сергеев А.А., Зайковская А.В., Кабанов А.С., Нечаева Е.А., Богрянцева М.П., Усова С.В., Куцерубова Н.С., Трегубчак Т.В., Гаврилова Е.В., Максютов Р.А.Shchelkunov S.N., Yakubitskiy S.N., Nesterov A.E., Kolosova I.V., Sergeev A.A., Zaykovskaya А.V., Kabanov A.S., Nechaeva Е.A., Bogryantseva M.P., Usova S.V., Kutserubova N.S., Tregubchak T.V., Gavrilova E.V., Maksyutov R.A.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/1702Актуальность

Актуальность. Эпидемиологическая обстановка в мире характеризуется увеличением заболеваемости людей и животных ортопоксвирусными инфекциями. В связи с этим необходимо разрабатывать новые безопасные вакцины против этих инфекций.

Цель

Цель. Проведение доклинических исследований специфической активности вакцины против оспы и других ортопоксвирусных инфекций VACΔ6 на основе вируса осповакцины вируса осповакцины (ВОВ) с шестью нарушенными генами вирулентности.

Материалы и методы

Материалы и методы. Исследования выполнены в соответствии с требованиями Руководства по проведению доклинических исследований лекарственных средств (иммунобиологические препараты), Государственной фармакопеи ХIII и Европейской Фармакопеи 7.0.

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. Вакцинный штамм VACΔ6 ВОВ на модели внутримозгового введения мышам­сосункам проявил значительно уменьшенную нейровирулентность, а на модели внутрикожного введения кроликам – сниженную воспалительно­-некротическую активность по сравнению с классической оспенной живой вакциной первого поколения, разрешённой для использования в России. Доклинические исследования трёх серий готовой лекарственной формы вакцины VAC∆6 показали её подлинность, термостабильность, апирогенность и безвредность. При двукратной внутрикожной вакцинации кроликов в дозе 106 оспообразующих единиц (ООЕ) обеспечивался 100% защитный эффект против интраназального инфицирования кроликов ВОВ штамм НВ­92 в дозе 4,9 lg бляшкообразующих единиц (БОЕ) (1995 ЛД50) и при двукратной внутрикожной вакцинации мышей в дозе 106 ООЕ обеспечивалась полная защита против интраназального инфицирования мышей вирусом эктромелии штамм K1 в дозе 3,05 lg БОЕ (56 ЛД50).

Вывод

Вывод. На основании проведённого комплекса исследований можно заключить, что созданная вакцина четвёртого поколения VACΔ6 является более безопасной по сравнению с Вакциной оспенной живой первого поколения и не уступает ей по иммуногенным и протективным свойствам.

Relevance

Relevance. The epidemiological situation in the world is characterized by an increase in the incidence of orthopoxvirus infections in humans and animals. In this regard, it is necessary to develop new safe vaccines against these infections.

Aim

Aim. Conducting preclinical studies on the specific activity of the live vaccine against smallpox and other orthopoxvirus infections VACΔ6 based on the vaccinia virus (VACV) with six deleted virulence genes are presented.

Matherials and methods

Matherials and methods. The studies were performed in accordance with the requirements of the Guidelines for conducting preclinical studies of drugs (immunobiological preparations), the State Pharmacopoeia XIII and the European Pharmacopoeia 7.0.

Results and discussion

Results and discussion. The vaccine strain VACΔ6 VACV showed significantly reduced neurovirulence in the model of intracerebral administration to suckling mice, and reduced inflammatorynecrotic activity in the model of intradermal administration to rabbits compared to the classical first­generation smallpox live vaccine approved for use in Russia. Preclinical studies of three series of the finished dosage form of the VAC∆6 vaccine showed its authenticity, thermal stability, non­pyrogenicity and safety. Double intradermal vaccination of rabbits at a dose of 106 PFU/animal, a 100% protective effect was provided against the intranasal infection of rabbits with VACV strain HB­-92 at a dose of 1995 LD50 and a double intradermal vaccination of mice at a dose of 106 PFU/animal, full protection was provided against the intranasal infection of mice with ectromelia virus strain K1 at a dose of 56 LD50.

Conclusion

Conclusion. Based on the conducted complex of studies, it can be concluded that the created vaccine of the fourth generation VACΔ6 is safer compared to the live smallpox vaccine of the first generation and is not inferior to it in immunogenic and protective properties.

живая оспенная вакцина нового поколениядоклинические исследованияспецифическая активность вакцинывирус осповакцинывирус натуральной оспыnew generation live smallpox vaccinepreclinical studiesspecific vaccine activitysmallpox vaccine virussmallpox virusReferencesМаренникова С. С., Щелкунов С. Н. Патогенные для человека ортопоксвирусы. М.: Товарищество научных изданий КМК, 1998. 386 с.Marennikova S.S., Shchelkunov S.N. Orthopoxviruses Pathogenic for Humans. M.: RVR Scientific Press Ltd, 1998. 386 (In Russ.).Shchelkunov S.N. Emergence and reemergence of smallpox: the need in development of a new generation smallpox vaccine. Vaccine. 2011;29S:D49–53.Shchelkunov S.N. Emergence and reemergence of smallpox: the need in development of a new generation smallpox vaccine. Vaccine. 2011;29S:D49–53.Fenner F., Henderson D.A., Arita I., et al. Smallpox and Its Eradication. Geneva: World Health Organization; 1988.Fenner F., Henderson D.A., Arita I., et al. Smallpox and Its Eradication. Geneva: World Health Organization; 1988.Shchelkunov S.N. An increasing danger of zoonotic orthopoxvirus infections. PLoS Pathog. 2013;9:e1003756.Shchelkunov S.N. An increasing danger of zoonotic orthopoxvirus infections. PLoS Pathog. 2013;9:e1003756.Щелкунов С. Н., Щелкунова Г. А. Нужно быть готовыми к возврату оспы. Вопросы вирусологии. 2019;64(5):206–14.Shchelkunov S.N., Shchelkunova G.A. We should be prepared to smallpox re-emergence. Voprosy Virusologii (Problems of Virology, Russian journal). 2019;64(5):206–14 (In Russ.).Yong S.E.F., Ng O.T., Ho Z.J.M., et al. Imported monkeypox, Singapore. Emerg Infect Dis. 2020;26(8):1826–30.Yong S.E.F., Ng O.T., Ho Z.J.M., et al. Imported monkeypox, Singapore. Emerg Infect Dis. 2020;26(8):1826–30.Noyce R.S., Lederman S., Evans D.H. Construction of an infectious horsepox virus vaccine from chemically synthesized DNA fragments. PLoS One. 2018;13(1):e0188453.Noyce R.S., Lederman S., Evans D.H. Construction of an infectious horsepox virus vaccine from chemically synthesized DNA fragments. PLoS One. 2018;13(1):e0188453.Kemper A.R., Davis M.M., Freed G.L. Expected adverse events in a mass smallpox vaccination campaign. Eff Clin Pract. 2002;5:84–90.Kemper A.R., Davis M.M., Freed G.L. Expected adverse events in a mass smallpox vaccination campaign. Eff Clin Pract. 2002;5:84–90.Якубицкий С. Н., Колосова И. В., Максютов Р. А., Щелкунов С. Н. Высокоиммуногенный вариант аттенуированного вируса осповакцины. Доклады Академии наук. 2016;466(2):241–4.Yakubitskiy SN, Kolosova IV, Maksyutov RA, Shchelkunov SN. Highly immunogenic variant of attenuated vaccinia virus. Dokl Biochem Biophys. 2016;466:35–8 (In Russ.).Бектимиров Т. А. Современные концепции и принципы обеспечения качества при производстве вакцинных препаратов. – Бюлл.: Вакцинация. Гарантия качества вакцин. 2000; №9.Bektimirov T.A. Modern concepts and principles of quality assurance in the production of vaccine preparations. Vaccination. Vaccine Prophylaxis news. Quality assurance of vaccines. 2000;3(9) (In Russ.).Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств (Иммунобиологические лекарственные препараты), часть вторая. ФГБУ «НЦЭСМП» Минздравсоцразвития России. М., 2012 г.Mironov AN, editor. Guidelines for Preclinical Trials of Medicinal Products.Part 2. Moscow: Grif i K; 2012:536 (In Russ.).РД 42-28-8-89. Доклинические испытания новых медицинских иммунобиологических препаратов. Основные положения. М., 1989.Preclinical testing of new medical immunobiological preparations. The main provisions. RD 42-28-8-89. Moscow;1989 (In Russ.).Европейская фармакопея. 7.0. - 7-е изд. - Москва : Ремедиум, 2011.European Pharmacopoeia 7.0. 7th Edition. M: Group Remedium, 2011 (In Russ.).Moss B. Smallpox vaccines: targets of protective immunity. Immunol Rev. 2011;239:8–26.Moss B. Smallpox vaccines: targets of protective immunity. Immunol Rev. 2011;239:8–26.Tscharke D.C., Smith G.L. A model for vaccinia virus pathogenesis and immunity based on intradermal injection of mouse ear pinnae. J Gen Virol. 1999;80:2751–5.Tscharke D.C., Smith G.L. A model for vaccinia virus pathogenesis and immunity based on intradermal injection of mouse ear pinnae. J Gen Virol. 1999;80:2751–5.Zhang C.X., Sauder C., Malik T., et al. A mouse-based assay for the pre-clinical neurovirulence assessment of vaccinia virus-based smallpox vaccines. Biologicals. 2010;38:278–83.Zhang C.X., Sauder C., Malik T., et al. A mouse-based assay for the pre-clinical neurovirulence assessment of vaccinia virus-based smallpox vaccines. Biologicals. 2010;38:278–83.Damon I. K., Davidson W.B., Hughes C.M., et al. Evaluation of smallpox vaccines using variola neutralization. J Gen Virol. 2009;90:1962–6.Damon I. K., Davidson W.B., Hughes C.M., et al. Evaluation of smallpox vaccines using variola neutralization. J Gen Virol. 2009;90:1962–6.Якубицкий С. Н., Колосова И. В., Максютов Р. А., Щелкунов С. Н. Аттенуация вируса осповакцины. Acta Naturae. 2015;7(4):125–34.Yakubitskiy S.N., Kolosova I.V., Maksyutov R.A., Shchelkunov S.N. Attenuation of vaccinia virus. Acta Naturae. 2015;7(4):125–34 (In Russ.).Щелкунов С. Н., Сергеев А. А., Якубицкий С. Н. и др. Оценка иммуногенности и протективности вируса осповакцины LIVP-GFP на трех видах лабораторных животных. Инфекция и иммунитет. 2021;11(6):1167–72.Shchelkunov S.N., Sergeev A.A., Yakubitskiy S.N., et al. Assessing immunogenicity and protectiveness of the vaccinia virus LIVP-GFP in three laboratory animal models. Russian Journal of Infection and Immunity. 2021;11(6):1167–72 (In Russ.).Мухачева А. В., Перекрест В. В., Мовсесянц А. А. и др. Результаты переаттестации отраслевого стандартного образца и использование его при экспертизе качества вакцин против натуральной оспы. Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2016;6:70–9.Muhacheva A.V., Perekrest V.V., Movsesyants A.A., et al. The Results of re-certification of reference standard sample used for the examination of quality smallpox vaccines. Epidemiology and Vaccinal Prevention. 2016;15(6):70–9 (In Russ.).Перекрест В. В., Мовсесянц А. А., Мухачева А. В. и др. Препараты для специфической профилактики натуральной оспы, зарегистрированные в Российской Федерации. Биопрепараты. 2013;2:4–13.Perekrest V.V., Movsesyants A.A., Mukhacheva A.V., et al. Preparations for the specific prophylaxis of smallpox approved in the Russian Federation // Biopreparation (Biopharmaceuticals). 2013;2:4–13 (In Russ.).Государственная фармакопея Российской Федерации. XIII издание. 2015. М.: МЗ РФ.State Pharmacopoeia of the Russian Federation XIII edition 2015. M.: МH RF (In Russ.).Shchelkunov S.N., Yakubitskiy S.N., Sergeev A.A., et al. Effect of the route of administration of the vaccinia virus strain LIVP to mice on its virulence and immunogenicity. Viruses. 2020;12(8):795.Shchelkunov S.N., Yakubitskiy S.N., Sergeev A.A., et al. Effect of the route of administration of the vaccinia virus strain LIVP to mice on its virulence and immunogenicity. Viruses. 2020;12(8):795.Sachs, L. Statistische Auswertungsmethoden; Springer: Heidelberg, Germany, 1972; 193p.Sachs, L. Statistische Auswertungsmethoden; Springer: Heidelberg, Germany, 1972; 193p.

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