doi: 10.15389/agrobiology.2019.6.1236rus
УДК 636.3:619:578:577.2
РАЗРАБОТКА И ИСПЫТАНИЕ ОБРАЗЦОВ РЕКОМБИНАНТНОЙ СУБЪЕДИНИЧНОЙ ВАКЦИНЫ ПРОТИВ КЛАССИЧЕСКОЙ ЧУМЫ СВИНЕЙ
К.П. АЛЕКСЕЕВ1, С.А. РАЕВ1, А.Г. ЮЖАКОВ1, Е.В. ШЕМЕЛЬКОВ1,
О.Е. ЛАТЫШЕВ1, О.В. ЕЛИСЕЕВА1, Л.В. КОСТИНА1, В.В. ЦИБЕЗОВ1,
В.В. СТАФФОРД2, К.Ю. КУНАКОВ1, О.А. ВЕРХОВСКИЙ3,
А.Д. ЗАБЕРЕЖНЫЙ2, Т.И. АЛИПЕР1
Классическая чума свиней (КЧС) — высококонтагиозное вирусное заболевание, продолжающее причинять значительный ущерб свиноводству во всех странах, входящих в десятку основных производителей свинины, за исключением США. Экономический ущерб обусловлен как вспышками заболевания, так и связанными с ними ограничениями в международной торговле. Природным резервуаром возбудителя служат дикие кабаны, которые представляют опасность для свиноводства в регионах с высокой плотностью их популяции. В России много десятилетий проводится поголовная вакцинация свиней живой аттенуированной вакциной. В настоящее время Россия выходит в число мировых лидеров по производству свинины, но для включения в глобальный рынок требуется получение статуса страны или отдельных ее регионов, свободных от вируса КЧС. Первым шагом может быть использование нереплицирующихся маркированных вакцин, позволяющих дифференцировать вакцинированных и переболевших животных. В этом сообщении мы впервые представляем результаты испытаний вакцинных препаратов на основе рекомбинантного белка Е2 вируса КЧС, позволившие выбрать схему введения, адъювант, дозировку специфического компонента. Предложен препарат, содержащий рекомбинантные белки Е2 вирусов КЧС генотипов 1 и 2, циркулирующих в настоящее время на территории Российской Федерации. Из испытанных образцов выбран безопасный и эффективный препарат, который после опытов по определению его стабильности и длительности посвакцинального иммунитета может быть рекомендован для клинических испытаний. Целью нашей работы было определение оптимального состава, дозы антигена и схемы применения вакцины на основе рекомбинантного поверхностного гликопротеина вируса КЧС Е2, отвечающей требованиям зоны, свободной от КЧС. В серии опытов на помесных поросятах (Sus scrofa, породы ландрас + дюрок, 84 гол., были разделены на 9 опытных и 2 контрольные группы) для контрольного заражения использовали высокопатогенный штамм-пробойник вируса КЧС Ши-Мынь в дозе 5×105 ЛД50 из коллекции ФГБУ ВНИИЗЖ. Результаты наших исследований показывают, что дозы антигена 10 и 30 мкг при 2-кратном введении вакцинного препарата, а также 30 и 60 мкг — при 1-кратном не обеспечивают достаточной степени защиты животных. Вакцины на основе масляного адъюванта (в отличие от синтетического полиакрилата) вызывали реактогенность в месте введения даже при 1-кратной вакцинации. Вакцинный препарат, содержащий 60 мкг антигена и синтетический полиакрилат в качестве адъюванта, при 2-кратном введении полностью защищал свиней от гибели после контрольного заражения, тогда как в контрольной группе невакцинированных и зараженных животных к 14-м сут после заражения 5 поросят из 11 пали. Лихорадка у вакцинированных животных протекала менее выражено и заканчивалась быстрее (подъем температуры был отсрочен на 2 сут, снижение лихорадки происходило на 2 сут раньше по сравнению с контролем заражения, p ≤ 0,05), частота и продолжительность виремии и выделения вируса достоверно (p ≤ 0,05) уменьшались по сравнению с показателями у невакцинированных особей. Кроме того, у животных из этой экспериментальной группы сохранялся ежесуточный прирост живой массы, лишь незначительно уступавший показателю в группе невакцинированных и незараженных поросят. В сыворотке крови вакцинированных животных перед контрольным заражением детектировалось высокое содержание антител к белку Е2 и не обнаруживались антитела к белку Еrns. После перенесенной инфекции в крови животных появлялись антитела к белку Еrns. Таким образом, использование вакцины на основе синтетического полиакрилата, содержащего 60 мкг Е2 вКЧС, при 2-кратном применении позволяет получить высокую степень защиты после контрольного заражения. Кроме того, этот препарат может применяться как маркированная вакцина против КЧС.
Ключевые слова: классическая чума свиней, субъединичная вакцина, белок Е2, адъювант, разработка вакцины.
EXPERIMENTAL SUBUNIT VACCINE AGAINST CLASSICAL SWINE FEVER DEVELOPMENT AND TRIAL
K.P. Alekseev1, S.A. Raev1, A.G. Yuzhakov1, E.V. Shemelkov1, O.E. Latyshev1, O.V. Eliseeva1, L.V. Kostina1, V.V. Tsibezov1, V.V. Stafford2, K.Yu. Kunakov1, O.A. Verkhovsky3, A.D. Zaberezhny2, T.I. Aliper1
Classical swine fever (CSF), the highly contagious viral disease, remains the major threat to pork industry in top ten pork producing countries save the United States. Disease outbreaks and following restrictions in international trade are causing major economic losses worldwide. Wild boars are the natural reservoir of the virus. They represent high danger to pork industry in regions with high density of wild boar population. Live attenuated vaccine has been used in Russia for decades for the total swine population vaccination. Today Russia belongs to world leaders in the pork production, but it still has to be recognized as CSF virus (CSFV) free country (or region) to be incorporated in a global market. The first step in this direction would be the implementation of non-replicating marker vaccines, allowing the differentiation between infected and vaccinated animals (DIVA). Here we first report results of recombinant E2 protein-based vaccine formulations trial in Russian Federation, where optimal administration protocol, adjuvant, dosage of specific component were selected. From the formulations tested, safe and effective vaccine formulation was selected, that needs to be tested for antigen stability and immunity duration in vaccinated animals, and then undergo clinical trial on farm. The aim of our study is the development of the vaccine based on CSFV recombinant surface glycoprotein E2 according to requirements for the country/region free of CSFV. We performed the series of animal trials on Sus scrofalandrace-duroc breed (total number of pigs 84, divided into 9 experimental and 2 control groups) to assess the vaccination schedule, antigen dosage, and choice of adjuvant. Highly pathogenic CSFV Shi-Men strain was used for challenge in 5×105 LD50 dose (ARRIAH collection). Double shot introduction of 10 mg or 30 mg of antigen as well as single shot with 30 or 60 mg of E2 had not provided sufficient level of protection. Oil adjuvant was reactogenic at the inoculation spot even when used once, while polymeric adjuvant has not produced local or systemic reactions after the administration single time or twice. Double administration with the vaccine containing 60 µg of the antigen and polymeric adjuvant has completely protected pigs from the death after the challenge, while in non-vaccinated/challenged control group 5 out of 11 animals died within 14 days post-challenge. Vaccinated animals had less pronounced fever that lasted shorter (rise of the rectal temperature was delayed for 2 days, release of fever 2 days before the control challenge group), frequency and longevity of viremia and virus shedding in nasal swabs were significantly (p ≤ 0.05) reduced as compared to inoculated control piglets. Animals in this vaccinated group gained weight every day after the challenge, being slightly behind non-vaccinated/non-challenged controls. The high levels of antibodies against E2 protein were detected in sera of vaccinated animals before the challenge and they all were negative for antibodies to Erns protein. After the challenge antibodies to Erns proteins started to raise in sera of all animals save non-vaccinated/non-challenged controls, thus we developed the product that may be implemented as a marker vaccine against CSFV.
Keywords: Classical swine fever, subunit vaccine, CSF E2, adjuvant, vaccine development.
1ООО «Ветбиохим», |
Поступила в редакцию |
