Проблемы и коллизии вакцинологии
https://doi.org/10.31631/2073-3046-2023-22-6-183-200
Аннотация
В статье рассматриваются ограниченность защитного потенциала иммунной системы, определяемая особенностями эволюционных механизмов, приведших к разнообразию белков, и эволюционно поздним возникновением адаптивной иммунной системы, а также проблемы, связанные с формированием иммунитета к вирусным инфекциям и иммунными коллизиями при вакцинации. На примере гемагглютинина вируса гриппа H1N1 и S-белка коронавируса SARS-Cov-2 иллюстрируются особенности аминокислотного состава их иммунодоминантных (НА1 и S1) и субдоминантных (НА2 и S2) субъединиц и анализируется возможность создания универсальной вакцины против гриппа. Излагается принцип нового метода выявления линейных пептидных иммуноэпитопов, распознаваемых МНС I и II, и биомаркеров долговременного иммунитета в поверхностных вирусных белках, используемых в вакцинах. Расссматриваются: модель протеолиза белков вакцин в иммунопротесомах и лизосомах; особенности аминокислотного состава поверхностных белков вирусов; вакцины, способные вызывать долговременный иммунитет; вирусы, вакцины к которым еще не разработаны, а также возможные коллизии с мРНК-вакцинами в связи с выявлением ограничений в кодировании генов.
Ключевые слова
Об авторе
Е. П. Харченко
ФГБУН «Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова» РАН
Россия
Россия
Евгений Петрович Харченко – д. б. н., ведущий научный сотрудник
+7 (904) 338-22-80
194223, Россия, Санкт-Петербург, пр. Тореза, 44
Список литературы
1. Nabel G.J., Fauci A.S. Induction of unnatural immunity: prospects for a broadly protective universal influenza vaccine. Nature Medicine. 2010;16(12):1389–1291. doi: 10.1038/nm1210-1389.
2. Van Regenmortel M. An outdated notion of antibody specificity is one of the major detrimental assumptions of the structure-based reverse vaccinology paradigm, which prevented it from helping to develop an effective HIV-1 vaccine. Frontiers in Immunology, 2014, Vol. 5, pp. 1 –8. doi: 10.3389/fimmu.2014.00593.
3. Van Regenmortel M.H.V. Specificity, polyspecificity and heterospecificity of antibody-antigen recognition. J. Mol. Recognit., 2014, Vol. 27, pp. 627-639. doi: 10.1002/jmr.2394.
4. Victora GD, Nussenzweig MC. Germinal Centers. Annu. Rev. Immunol. 2022. 40:413–42. https://doi:10.1146/annurev-immunol-120419-022408
5. Young C, Brink R. The unique biology of germinal center B cells Immunity 2021 ; Vol. 54, pp. 1652-1664 . doi: 10.1016/j.immuni.2021.07.015 .
6. Харченко Е. П. Иммуноэпитопный континуум родства белков и полиреактивность и аутореактивность антител. Медицинская иммунология. 2015. Т. 17, N. 4. C. 335–346. 10.15789/1563-0625-2015-4-335-346.
7. Харченко Е. П. Распространенность генетической рекомбинации между вирусами и человеком, возможное ее влияние на вакцинацию. Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2019;18(5):4–14. https://doi: 10.31631/2073-3046-2019-18-6-4-14.
8. Харченко Е. П. Распространенность в геноме вирусов человека малых гомологичных и комплементарных фрагментов и возможная их роль. Инфекция и иммунитет. 2017. Т. 7, № 4. С. 393–404. doi: 10.15789/2220-7619-2017-4-393-404.
9. Харченко Е. П. Коронавирус SARS-Cov-2: особенности структурных белков, контагиозность и возможные иммунные коллизии. Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2020;19(2):13–30. https://doi: 10.31631/2073-3046-2020-19-2-13-30
10. Dotan A, Muller S, Kanduc D, et al. The SARS-CoV-2 as an instrumental trigger of autoimmunity. Autoimmun Rev. 2021;20(4):102792. doi: 10.1016/j.autrev.2021.102792.
11. Pradeu T., Carosella E.D. On the definition of a criterion of immunogenicity. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2006, Vol. 103, pp. 17858-17863. 10.1073/pnas.0608683103
12. Кудряева А.А., Белогуров А.А. Протеасома: наномашинерия созидательного Успехи биологической химии, т. 59, 2019, с. 323–392.
13. Altman M.O., Angeletti D., Yewdell J.W. Antibody Immunodominance: The Key to Understanding Influenza Virus Antigenic Drift. Viral Immunology. 2018. Vol. 31 , no 2, pp. 1–8 . doi: 10.1089/vim.2017.0129.
14. Ke Z., Oton J., Qu K., Cortese M., et al. Structures and distributions of SARS-CoV-2 spike proteins on intact virions. Nature. 2020. doi:10.1038/s41586-020-2665-2
15. Akkaya M., Kwak K., Pierce S.K. B cell memory: building two walls of protection against pathogens. Nat Rev Immunol. 2020; vol. 20(4) pp. 229-238. doi::10.1038/s41577-019-0244-2.
16. Inoue T., Shinnakasu R., Kurosaki T. Generation of high quality memory B cells. Front Immunol. 2022; vol. 12: (825813). doi: 10.3389/fimmu.2021.825813.
17. Narayanan H.V., Hoffmann A. From Antibody Repertoires to Cell-Cell Interactions to molecular networks: bridging scales in the germinal center. Front. Immunol 2022; vol. 13: (898078). doi: 10.3389/fimmu.2022. 898078.
18. Zhang H., Weyand C.M., Goronzy J. Hallmarks of the aging T-cell system. The FEBS Journal 2021; vol. 288 pp. 7123–7142 doi:10.1111/febs.15770 .
19. Peters B, Nielsen M, Sette A. T Cell Epitope Predictions. Annu. Rev. Immunol. 2020. vol. 38 pp. 123–45. doi: 10.1146/annurev-immunol-082119-124838
20. Loan Ping Eng, Tin Wee Tan, Joo Chuan Tong, Söllner J. Building MHC Class II Epitope Predictor Using Machine Learning Approaches. In: Peng Zhou and Jian Huang (eds.), Computational Peptidology, Methods in Molecular Biology. 2015. vol. 1268, doi: 10.1007/978-1-4939-2285-7_4,
21. Söllner J. Computational Peptide Vaccinology. In: Peng Zhou and Jian Huang (eds.), Computational Peptidology, Methods in Molecular Biology. 2015. Vol. 1268, doi: 10.1007/978-1-4939-2285-7_13
22. Joglekar AV, Li G. T cell antigen discovery. Nature Methods. 2020. Vol. 18(8): pp. 873-880. 18(8):873-880.873-880. doi: 10.1038/s41592-020-0867-z
23. Харченко Е. П. Новый метод распознавания иммуноэпитопов, маркеры долговременного иммунитета, иммуносупрессивные домены и вакцины против COVID-19. Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2022;21(1):4–20. https://doi:10.31631/2073-3046-2022-21-1-4-20.
24. Briney B., Inderbitzin A., Joyce C.. Burton D.R. Commonality despite exceptional diversity in the baseline human antibody repertoire. NATURE. 2019. vol. 566(7744) pp. 393–397/doi.org/10.1038/s41586-019-0879-y .
25. Soto C., Bombardi R.G., Branchizio A., Kose N, et al. High frequency of shared clonotypes in human B cell receptor repertoires. Nature.2019. vol. 566(7744) pp. 398–402. doi. org/10.1038/s41586-019-0934-8
26. Харченко Е. П. Оптимизация прогнозирования вакцинных штаммов гриппа Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2019;18(1):4–17. https://doi:10.31631/2073-3046-2019-18-1-4-17
27. Харченко Е. П. Поиски универсальной противогриппозной вакцины: возможности и ограничения. Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2019;18(5):70–84. https://doi: 10.31631/2073-3046-2019-18-5-70-84.
28. Gilesa BM., Ross TM. A computationally optimized broadly reactive antigen (COBRA) based H5N1 VLP vaccine elicits broadly reactive antibodies in mice and ferrets. Vaccine. Vol. 29, P. 3043–3054. doi:10.1016/j.vaccine.2011.01.100.
29. Харченко Е. П. Три уровня прогнозирования штаммов вируса гриппа. Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2019;18(2):4–17. https://doi: 10.31631/2073-3046-2019-18-2-4–17.
30. Douglass J, Civelli O, Herbert E. Polyprotein gene expression: generation of diversity of neuroendocrine peptides. Annu Rev Biochem. 1984; Vol. 53. pp. 665–715. doi: 10.1146/annurev.bi.53.070184.003313.
31. Ашмарин И. П., Фрейдлин И. С. Гипотеза об антителах как новейших регуляторах физиологических функций, созданных эволюцией. Журнал эволюционной биохимии и физиологии, 1989. Т. 25, № 2. С. 176–181.
32. Murphy W.J., Longo D.L., A Possible Role for Anti-idiotype Antibodies in SARS-CoV-2 Infection and Vaccination. N Engl J Med 2022 Vol. 386. no 4, pp. 394–396. doi: 10.1056/NEJMcibr2113694.
33. Naveed A., Naz D., Rahman S.U. Idiotype/anti-idiotype antibodies: as a glorious savior in COVID-19 pandemics. Translational Medicine Communications. 2021. Vol. 6. doi:10.1186/s41231-021-00097-y.
34. Dolgin E. Why rings of RNA could be the next blockbuster drug. 2023 . Nature . Vol. 622, pp. 22–24. doi:10.1038/d41586-023-03058-7.
35. Martínez MA, Jordan-Paiz A, Franco S, Nevot M. Synonymous Virus Genome Recoding as a Tool to Impact Viral Fitness. Trends Microbiol. 2016. Vol. 24. no 2. pp. 134–147. doi: 10.1016/j.tim.2015.11.002.
Рецензия
Для цитирования:
Харченко Е.П. Проблемы и коллизии вакцинологии. Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2023;22(6):183-200. https://doi.org/10.31631/2073-3046-2023-22-6-183-200
For citation:
Kharchenko E.P. Problems and Collisions of Vaccinology. Epidemiology and Vaccinal Prevention. 2023;22(6):183-200. (In Russ.) https://doi.org/10.31631/2073-3046-2023-22-6-183-200
Просмотров:
340
Послать статью по эл. почте 