Серотипнезависимая протективная активность экспериментальных белоксодержащих препаратов Streptococcus pneumoniae, полученных из свежевыделенных и музейных штаммов

Актуальность. Вакцины на основе капсульных полисахаридов пневмококка не активны в отношении серотипов, не входящих в состав вакцины, бескапсульных штаммов и не защищают от носительства, вызванного другими серотипами. Их применение приводит к замещению доминирующих серотипов пневмококка, появлению высоковирулентных штаммов, изменению микробного пейзажа слизистых оболочек за счет появления других этиологически значимых возбудителей заболеваний респираторного тракта. Это требует создания внутривидового противопневмококкового иммунитета, чему будет способствовать разработка серотипнезависимых препаратов, в состав которых будут входить белоксодержащие антигены пневмококка.

Цель работы. Исследование серотипнезависимой протективной активности белоксодержащих антигенных компонентов, полученных из свежевыделенных и музейных штаммов S. pneumoniae.

Материалы и методы. Использованы штаммы трёх серотипов S. pneumoniae: музейных - серотипов 6В № 296, 19F № 298 и 10А № 297 и свежевыделенных (из ликвора больных гнойным менингитом) - серотипов 6В № 1121, 19F № 1055 и серогруппы 10 № 1193. В полученных экспериментальных белоксодержащих препаратах (ЭБСП) определяли содержание белка. Протективную активность ЭБСП и вирулентность штаммов определяли при внутрибрюшинных иммунизации и заражения мышей линии BALB/c; LD50 рассчитывали по общепринятой модифицированной формуле Кербера. Иммунофенотип лимфоцитов, предварительно выделенных из цельной крови доноров, изучали с помощью метода проточной цитометрии. Статистический анализ материалов проведен с применением параметрических и непараметрических методов с использованием пакета прикладных программ «Statistica for Windows», ver. 7.0 (Stat Soft, Inc); при статистическом анализе уровень значимости р принимался равным < 0,05.

Результаты и обсуждение. При культивировании происходило интенсивное накопление биомассы музейного штамма № 296 при низкой его вирулентности и более низкое вирулентного штамма № 1121, выделенного из ликвора больного. По содержанию белка препараты из штаммов серотипа 6В не различались. Штаммы других серотипов, выделенные при генерализованном инфекционном процессе, были более вирулентны, чем музейные. Влияние на иммунофенотип лимфоцитов человека фракций 50-100 kDa, выделенных из исходных препаратов, полученных при культивировании штаммов серотипа 6В значимо возрастало только под действием препарата из музейного штамма. При исследовании протективной активности исходных препаратов из штаммов серотипа 6В и фракций с ММ 50-100 kDa только при трёхкратной иммунизации исходным препаратом из штамма № 296, в дозе 20 мкг белка на мышь, выявлена существенно большая выживаемость иммунизированных мышей, от заражения свежевыделенным вирулентным штаммом № 1121 гомологичного серотипа. Фракция 30-100 kDa обеспечила защиту мышей, двукратно иммунизированных 50 мкг белка на мышь, с высоким индексом эффективности, равным 8,9, даже после заражения свежевыделенным штаммом гетерологичного серотипа S. pneumoniae - серотипа 3 № 10196.

Выводы. Белоксодержащая фракция с ММ 30-100 кДа, полученная из слабовирулентного музейного штамма S. pneumoniae серотипа 6В № 296, при двукратной иммунизации обладала протективной активностью в отношении свежевыделенного вирулентного штамма гетерологичного серотипа. Под действием изученных белоксодержащих фракций показана активация клеточного звена иммунной системы с вовлечением врожденных эффекторов и Т-лимфоцитов. Эти данные можно считать обоснованием дальнейшего изучения ЭБСП для оценки возможности их использования при конструировании противопневмококкового препарата с серотипнезависимой протективной активностью.

1. Richter SS, Diekema DJ, Heilmann KP et al. Changes in pneumococcal serotypes and antimicrobial resistance after introduction of the 13-valent conjugate vaccine in the United States. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2014; 58:6484-6489. DOI: 10.1128/AAC.03344-14

2. Weinberger DM, Malley R, Lipsitch М. Serotype replacement in disease after pneumococcal vaccination. Lancet. 2011; 378:1962-1973. DOI: W.W16/S0140-6736(W)62225-8

3. Маянский Н. А, Савинова Т. А., Алябьева О. А. и др. Антибиотикорезистентность и клональная эволюция Streptococcus pneumoniae серотипа 19 А в России, 2003-2013 гг. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. //2017. Т. 19, № 2. С. 145 -151.

4. Feldman C, Anderson R. Review: current and new generation pneumococcal vaccines // Journal of Infection. 2014; 69 (4): 309-325.

5. Poland GA. The prevention of pneumococcal disease by vaccines: promises and challenges. // Infectious Disease Clinics of North A merica. 2001. Vol. 15. P. 97-122.

6. Hicks LA, Harison LH, Flannery B et al. Incidence of pneumococcal disease due to non-pneumococcal conjugate vaccine (PCV7) serotypes in the United States during the era of widespread PCV7 vaccination. 1998-2004. // The Journal of Infectious Diseases. 2007. Vol. 196. Р. 1346-1354.

7. Pelton SI, Huot H, Finkelstein JA et al. Emergence of 19A as virulent and multidrug resistant pneumococcus in Massachusetts following universal immunization of infants with pneumococcal conjugate vaccine. // The Pediatric Infectious Disease Journal. 2007. Vol. 26. N 6. Р. 468-472.

8. Pilishvili T, Bennett NM. Pneumococcal disease prevention among adults: strategies for the use of pneumococcal vaccines. // The American Journal of Preventive Medicine. 2015. Vol. 49, N 4. P. 383-390.

9. Pichichero ME, Khan MN, Xu Q. Next generation protein based Streptococcus pneumoniae vaccines. // Human Vaccines & Immunotherapeutics. 2016. Vol. 12. N1. Р. 194-205.

10. Pichichero ME. Pneumococcal whole-cell and protein -based vaccines: Changing the paradigm. Expert Review of Vaccines. 2017; Vol. 16. N12. Р. 1181-1190.

11. Darrieux M., Goulart C., Briles D., Leite LC. Current status and perspectives on protein-based pneumococcal vaccines. Critical Reviews in Microbiology. 2015. Vol. 41. N. 2. Р. 190-200.

12. Principi N, Esposito S. Development of pneumococcal vaccines over the last 10 years. Expert Opinion on Biological Therapy. 2018. Vol. 18. N1. Р. 7-17.

13. Курбатова Е.А., Воробьёв Д.С., Егорова Н.Б. и др. Штаммовые различия внутривидовой иммуногенной активности антигенных компонентов Streptococcus pneumaniae. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2013. № 5. С. 60-69.

14. Грищенко Н.В., Токарская М.М, Калина Н.Г. и др. Влияние состава питательной среды на продукцию капсульного полисахарида S. pneumoniae типа 19А. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2012. №2. С. 12-17.

15. Перт С.Дж,. ред. Работнова И.Л. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. М.:Мир; 1978.

16. Lowry OH., Rosebrough NJ., Farr AL., Randall RJ. Protein measurement with Folin phenol reagent. The Journal of Biological Chemistry. 1951. Vol. 193. N1. Р. 265-275.

17. Юнкеров В.И., Григорьев С. Г. Математико-статистическая обработка данных медицинских исследований. СПб. 2001.266 с.

18. Гланц С.А. Медико-биологическая статистика. М.: Издательство «Практика»; 1999.