ЭФФЕКТИВНОСТЬ КРОСС-ПРОТЕКТИВНОЙ РЕКОМБИНАНТНОЙ ПРОТИВОГРИППОЗНОЙ ВАКЦИНЫ, ВКЛЮЧАЮЩЕЙ КОНСЕРВАТИВНЫЕ ЭПИТОПЫ ВИРУСНЫХ БЕЛКОВ М2 И ГЕМАГГЛЮТИНИНА

Вирус гриппа является наиболее уникальным по уровню изменчивости антигенных и биологических свойств. Из-за постоянных мутаций в генах, кодирующих поверхностные белки вируса, в существующих «сезонных» вакцинах приходится ежегодно заменять 1–2 вирусных компонента. Кроме того, традиционные вакцины являются штамм-специфическими и обладают ограниченной эффективностью в предотвращении заболеваний, вызванных новыми штаммами вирусов гриппа. В связи с этим создание противогриппозных вакцин на основе консервативных детерминант вирусных белков с широким спектром защиты и коротким периодом производства является одной из приоритетных задач, решение которой приведет к реальному контролю гриппозной инфекции. Перспективной тенденцией в создании универсальных гриппозных вакцин является конструирование рекомбинантных белков на основе комбинации консервативных вирусных белков или пептидов. Цель: разработка кандидатной рекомбинантной гриппозной вакцины на основе двух консервативных белков вируса гриппа А (М2 и НА) и оценка ее иммуногенности и защитного эффекта на животной модели. Результаты: исследовали гуморальный и Т-клеточный ответ у мышей (Balb/c) после интраназальной иммунизации рекомбинантными белками (Flg4M2ehs и Flg-HA2-2-4M2ehs). Оба белка стимулировали формирование выраженного М2е-специфического гуморального и CD4+ Т-клеточного ответа в легких мышей. Рекомбинантный белок с двумя таргетными антигенами (М2е и полипептид 76–130 второй субъединицы гемагглютинина) стимулирует формирование вирус-специфического Т-клеточного ответа и полную защиту (100% выживаемость) мышей от летального заражения вирусами гриппа А человека и птиц (A/H3N2, A/H2N2, A/H5N1). У мышей, иммунизированных рекомбинантным белком с одним таргетным антигеном (Flg4M2ehs), выживаемость после летального заражения составила 60–75%. Заключение: полученные результаты демонстрируют существенную роль консервативного фрагмента второй субъединицы гемагглютинина в формировании протективного Т-клеточного иммунитета и защите мышей от летального заражения вирусами гриппа А различных субтипов. Показана перспективность разработки вакцинного препарата на основе двух консервативных антигенных детерминант вирусов гриппа А. 

1. Huleatt, J.W. Potent immunogenicity and efficacy of a universal influenza vaccine candidate comprising a recombinant fusion protein linking influenza M2e to the TLR5 ligand flagellin / J.W. Huleatt [et al.] / Vaccine. – 2008. – Vol. 26. – P. 201–214.

2. Schotsaert, M. Universal M2 ectodomain-based influenza A vaccines: preclinical and clinical developments / M. Schotsaert [et al.] / Expert. Rev. Vaccines. – 2009. – Vol. 8. – P. 499–508.

3. Kim, M-C. Virus-like Particles Containing Multiple M2 Extracellular Domains Confer Improved Cross-protection Against Various Subtypes of Influenza Virus / M-C. Kim [et al.] / Molecular Therapy. – 2013. – Vol. 21. – P. 485–492.

4. Stepanova, L.A. Protection against multiple influenza A virus strains induced by candidate recombinant vaccine based on heterologous M2e peptides linked to flagellin / L.A. Stepanova [et al.] / PLoS One. – 2015. – Vol. 10. – e0119520.

5. Tsybalova, L.M. Development of a candidate influenza vaccine based on virus-like particles displaying influenza M2e peptide into the immunodominant region of hepatitis B core antigen: Broad protective efficacy of particles carrying four copies of M2e / L.M. Tsybalova [et al.] / Vaccine. – 2015. – Vol. 33. – P. 3398–3406.

6. Taylor, D.N. Induction of a potent immune response in the elderly using the TLR-5 agonist, flagellin, with a recombinant hemagglutinin influenza-flagellin fusion vaccine (VAX125, STF2.HA1 SI) / D.N. Taylor [et al.] / Vaccine. – 2011. – Vol. 29. – P. 4897–4902.

7. Turley, C.B. Safety and immunogenicity of a recombinant M2e-flagellin influenza vaccine (STF2.4xM2e) in healthy adults / C.B. Turley [et al.] / Vaccine. – 2011. – Vol. 29. – P. 5145–5152.

8. Wang, T.T. Broadly protective monoclonal antibodies against H3 influenza viruses following sequential immunization with different hemagglutinins / T.T. Wang [et al.] / PloS Pathog. – 2010. – Vol. 6. – P. e1000796.

9. Ekiert, D.C. A highly conserved neutralizing epitope on group 2 influenza A viruses / D.C. Ekiert [et al.] / Science. – 2011. – Vol. 333. – P. 843–850.

10. Wrammert, J. Broadly cross-reactive antibodies dominate the human B cell response against 2009 pandemic H1N1 influenza virus infection. / J. Wrammert [et al.] / J. Exp. Med. – 2011. – Vol. 208. – P. 181–193.

11. Wang, T.T. Vaccination with a synthetic peptide from the influenza virus hemagglutinin provides protection against distinct viral subtypes / T.T. Wang [et al.] / Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. – 2010. – Vol. 107. – P. 18979–18984.

12. Bommakanti, G. Design of an HA2-based Escherichia coli expressed influenza immunogen that protects mice from pathogenic challenge / G. Bommakanti [et al.] / Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. – 2010. – Vol. 107. – P. 13701–1376.

13. Ameghi, A. Protective immunity against homologous and heterologous influenza virus lethal challenge by immunization with new recombinant chimeric HA2-M2e fusion protein in balb/c mice / A. Ameghi [et al.] / Viral. Immunol. – 2016. – Vol. 29. – P. 228–234.

14. Stepanova, L.A. A Fusion Protein Based on the Second Subunit of Hemagglutinin of Influenza A/H2N2 Viruses Provides Cross Immunity / L.F. Stepanova [et al.] / Acta Naturae. – 2016. – Vol. 8. – P. 116–126.

15. Gong, X. Conserved stem fragment from H3 influenza hemagglutinin elicits cross-clade neutralizing antibodies through stalk-targeted blocking of conformational change during membrane fusion / X. Gong [et al.] / Immunol. Lett. – 2016. – Vol. 172. – P. 11–20.

16. Jegerlehner, A. Influenza A vaccine based on the extracellular domain of M2: weak protection mediated via antibodydependent NK cell activity / A. Jegerlehner [et al.] / J. Immunol. – 2004. – Vol. 172. – P. 5598–5605.

17. Feng, J. Influenza A virus infection engenders a poor antibody response against the ectodomain of matrix protein 2 / J. Feng [et al.] / Virol. J. – 2006. – Vol. 3. – P.102.

18. Khanna, M. Protective immunity based on the conserved hemagglutinin stalk domain and its prospects for universal influenza vaccine Development / M. Khanna [et al.] / BioMed. Res. Int. – 2014. – 2014:546274.

19. Honko, A.N. Flagellin is an effective adjuvant for immunization against lethal respiratory challenge with Yersinia pestis / A.N. Honko [et al.] / Infect. Immun. – 2006. – Vol. 74. – P. 1113–1120.

20. Bates, J.T. Mucosal adjuvant activity of flagellin in aged mice / J.T.Bates [et al.] / Mech. Ageing Dev. – 2008. – Vol. 129. – P. 271–281.

21. Liu, G. Flagellin-HA vaccines protect ferrets and mice against H5N1 highly pathogenic avian influenza virus (HPAIV) infections / G. Liu [et al.] / Vaccine. – 2012. – Vol. 30. – P. 6833–6838.

22. Katoh, K. MAFFT: a novel method for rapid multiple sequence alignment based on fast Fourier transform/ K. Katon [et al.] / Nucleic Acids Res. – 2002. – Vol. 30. – P. 3059–3066.

23. Okonechnikov, K. Unipro UGENE: a unified bioinformatics toolkit / K. Okonechnikov [et al.] / Bioinformatics. – 2012. – Vol. 28. – P. 1166–1167.

24. Lee, Y.N. Mechanisms of cross-protection by influenza virus M2-based vaccines / Y.N. Lee [et al.] / Immune Netw. – 2015. – Vol. 15. – P. 213–221.

25. Swain, S.L. Expanding roles for CD4+ T cells in immunity to viruses / S.L. Swain, K.K. McKinstry, T.M. Strutt / Nat. Rev. Immunol. – 2012. – Vol. 12. – P. 136–148.

26. McKinstry, K.K. Memory CD4+ T cells protect against influenza through multiple synergizing mechanism / K.K. McKinstry [et al.] / J. Clin. Invest. – 2012. – Vol. 122. – P. 2847–2856.

27. Eliasson, D.G. M2e-tetramer-specific memory CD4 T cells are broadly protective against influenza infection / D.G. Eliasson [et al.] / Mucosal Immunol. – 2017. – doi: 10.1038/ mi.2017.14.

28. Sridhar, S. Cellular immune correlates of protection against symptomatic pandemic influenza / S. Sridhar [et al.] / Nat. Med. – 2013. – Vol. 19. – P. 1305–1312.

29. Zhou, L. Sudden increase in human infection with avian influenza A(H7N9) virus in China, Semptember- December 2016 / L. Zhou [et al.] / Western Pac. Surveill Response J. – 2017. – Vol. 8. – P. 1–9.