Разработаны генетически стабильные вакцинные штаммы полиовируса серотипов 1 и 3

Полиовирус (ПВ) – это энтеровирус, относящийся к семейству Picornaviridae, геном которого представлен +РНК. Существуют три серотипа ПВ, которые немного отличаются между собой специфичностью клеточного рецептора и антигенными свойствами. В большинстве случаев полиовирусная инфекция протекает бессимптомно, однако почти у четверти инфицированных развиваются клинические признаки инфекции (лихорадка, головная боль, фарингит), а менее чем в 1% случаев вирус проникает в центральную нервную систему. Реплицируясь в моторных нейронах спинного мозга, ПВ приводит к временным или постоянным параличам.

Живая аттенуированная оральная полиовирусная вакцина (ОПВ) и инактивированная полиовирусная вакцина (ИВП) используются для предотвращения распространения этой инфекции. ОПВ доступнее ИВП, она реплицируется в кишечнике и вызывает лучший иммунный ответ. Кроме этого, ОПВ косвенно иммунизирует непривитых лиц. Тем не менее, время от времени происходят вспышки вакцинного происхождения, вызванные ОПВ. Также все три серотипа вакцинного происхождения обнаруживаются при исследовании проб окружающей среды (например, сточных вод), что потенциально может привести к их распространению.

Как и любой РНК-вирус, ПВ быстро эволюционирует, что приводит к потере ослабляющих его детерминант и, как следствие, появлению вирулентных вариантов вакцинного происхождения. Циркуляция таких штаммов в популяции с низким охватом вакцинации может привести к дальнейшей эволюции вируса с риском возникновения вспышек полиомиелита. Кроме этого, в редких случаях может возникнуть вакциноассоциированный паралитический полиомиелит. Есть необходимость в разработке новых вакцин.

Группа ученых под руководством исследователей из Калифорнийского университета и Национального института биологических стандартов и контроля разработала новый более безопасный вакцинный штамм серотипа 2 ( nОПВ2). Для этого авторы изменили структуру РНК в 5’-нетранслируемой области (5’НТО), которая отвечает за ослабление репликации вируса в нейронах. Все GU-пары заменили на CG или UA-пары, чтобы вирус не мог вернуть нейровирулентные свойства единичной мутацией. Кроме этого, конструкция nОПВ2 включает смещенный цис-действующий элемент репликации (cre) в 5’НТО для защиты модифицированного домена V от рекомбинации. Также две аминокислотные замены ввели в РНК-полимеразу, что повысило ее точность.

В новой работе группа ученых под руководством тех же исследователей разработала новые вакцинные кандидаты для серотипов 1 и 3. Эти вирусы сохраняют антигенные свойства ОПВ серотипов 1 и 3, но при этом обладают повышенной безопасностью и стабильностью. Для получения новых штаммов nОПВ1 и nОПВ3 кодирующую капсид область nОПВ2 (P1) заменили на области ОПВ1 или ОПВ3. Таким образом, замена капсидных белков nОПВ2 на ОПВ1 и ОПВ3 приводит к получению вирусов с генетическими и эволюционными характеристиками nОПВ2, но иммуногенно сходными с ОПВ1 и ОПВ3.

Исследования, проведенные на мышах, показали значительное снижение нейровирулентности у всех трех новых вакцинных кандидатов (nОПВ1-nОПВ3) по сравнению со штаммами ОПВ1-ОПВ3, которые в настоящее время применяются для вакцинации. Генетическую стабильность штаммов изучили при помощи десяти последовательных пассажей на культуре клеток и последующим секвенированием генома вирусов. Было показано, что контрольные штаммы приобрели детерминанты нейровирулентности в 63–95% случаев, тогда как уровень мутаций в домене, отвечающем за нейровирулентность, у штаммов на основе nОПВ2 не превышал 1%.

Антигенные характеристики nОПВ1 и nОПВ3 проверили методом ИФА, который не выявил различий в антигенных детерминантах между новыми штаммами и ОПВ1/ОПВ3. Кроме того, иммуногенность оценили на мышах. Реакция нейтрализации показала, что профили иммуногенности у nОПВ1 и nОПВ3 были лишь незначительно ниже, чем у ОПВ1 и ОПВ3.

В настоящее время nОВП2 широко применяется. Эта вакцина считается эффективной, безопасной и более стабильной, чем вакцина ОПВ. Несмотря на безопасность новой вакцины, она стала причиной семи случаев вакциноассоциированного полиомиелита в Африке, о чем мы писали ранее. Тем не менее, авторы полагают, что даже при наихудшем сценарии, если новые штаммы будут накапливать большое количество мутаций, полученные вирусы будут более аттенуированы, чем вирусы дикого типа.

Генетическую стабильность нового вакцинного полиовируса подтвердили в клинических испытаниях