Создание живых векторных вакцин. Особенности рекомбинантных живых векторных вакцин.
Рекомбинантный вирус оспы птиц, экспрессирующий ген гликопротеина В вируса болезни Марека оказался безопасным и защищал цыплят от заболевания. На основе вируса оспы птиц получена рекомбинантная вакцина против геморрагического энтерита индеек (аденовирус птиц тип 2), экспрессирущая белок гексонов. Рекомбинантная вакцина по антигенности и иммуногенности не уступала коммерческой традиционной вакцине, но в отличие от нее не вызывала иммуносупрессии.
Рекомбинанты вируса осповакцины, экспрессирующие гликопротеины В, D, E, G, I вируса простого герпеса испытывали на мышах для сравнения иммуногенности индивидуальных гликопротеинов. Гликопротеины D и В индуцировали выраженный синтез антител и повышали уровень элиминации вируса, а также защищали от развития латентного носительства ВПГ-1 в чувствительных ганглиях. Гликопротеин Е был слабым индуктором нейтрализующих AT, а гликопротены G, Н и I вовсе не вызывали образования нейтрализующих AT и не предотвращали латентное инфицирование ганглиев.
Варианты рекомбинантной вакцины против японского энцефалита созданы на основе вируса осповакцины. Они обеспечивали синтез гликозилированного неструктурного белка NS-1 и гликозилированного белка Е оболочки вириона. Рекомбинанты, экспрессирующие тот и другой вирусные белки, обладали высокой иммуногенностью. Две инъекции вакцины защищали мышей от 104ЛД50 вируса японского энцефалита. Высокий уровень защиты коррелировал с высоким уровнем AT, обладающих нейтрализующей активностью и активностью в РТГА.
Рекомбинанты вируса осповакцины, содержащие в геноме различные сочетания генов С, М, Е, NS-1 вируса клещевого энцефалита, размножали в культуре клеток CV-1. Двукратное введение мышам вируса, экспрессирующего белок Е оболочки вируса клещевого энцефалита, защищало их при контрольном заражении гомологичным вирулентным вирусом.
Гены структурных белков вируса классической чумы свиней были встроены в ген тимидинкиназы вируса осповакцины. В культуре клеток CV-1 рекомбинантный вирус экспрессировал все четыре структурных белка вируса чумы, которые по основным свойствам не отличались от соответствующих вирионных белков. Иммунизация рекомбинантным вирусом надежно защищала свиней от инфицирования вирулентным вирусом. Сконструирован рекомбинантный вирус осповакцины, экспрессирующий основной белок оболочки вируса лейкоза крупного рогатого скота.
Иммунизация телят таким вирусом оказывала лишь частичный защитный эффект. Аналогичные результаты получены в других исследованиях при испытании рекомбинантного вируса на овцах.
Мыши, иммунизированные рекомбинантным вирусом осповакцины, кодирующим неструктурный белок NS-1 вируса денге, были полностью защищены от летального энцефалита при последующем заражении вирулентным вирусом. В ген gill аттенуированного вакцинного штамма вируса инфекционного ринотрахеита крупного рогатого скота встроены последовательности кДНК, кодирующие мономерные и димерные формы эпитопов белка VP1 вируса ящура. Такая вакцина вызывала иммунитет к вирусу ринотрахеита и выработку антител против ящура.
С целью создания эффективной, безопасной и экономичной антирабической вакцины для профилактической иммунизации людей и животных получен рекомбинантный аденовирус серотипа-5 человека, содержащий ген гликопротеина вируса бешенства. Иммунизированные им мыши были защищены от летальной интрацеребральной инфекции.
Получен рекомбинантный вирус осповакцины, содержащий одновременно участки генома вирусов гепатита В, гриппа и герпеса простого, который экспрессировал HBsAg вируса гепатита В, гемагглютинин — вируса гриппа и гликопротеин D вируса герпеса простого.
Таким образом, в качестве векторов для создания рекомбинантных вакцин используют различные стабильные аттенуированные вирусы. Наибольший успех был достигнут при использовании вируса осповакцины в качестве рекомбинантного вектора. Такой рекомбинантный вирус мог экспрессировать протективные антигены большого количества вирусов, в том числе его использовали для иммунизации против бешенства. Вставка гена гликопротеина вируса бешенства в ген тимидинкиназы вируса вакцины приводит к снижению его вирулентности.
В силу того, что геном вируса осповакцины способен включать много чужеродных генов без потери способности формировать вирионную структуру, теоретически возможно конструировать в качестве вектора один рекомбинантный вирус, способный защищать против нескольких вирусных болезней.
Использование вируса оспы птиц в качестве вектора при создании рекомбинантных вакцин для птиц представлялось весьма логичным. Однако большим сюрпризом оказалось то, что вирус оспы птиц может служить вектором при имммунизации млекопитающих. Допускается возможность, что этот вирус и тесно связанный с ним вирус оспы канареек, также используемый в качестве вектора, не реплицируются с образованием инфекционного вируса в клетках млекопитающих, но включенные в их геном чужеродные гены экспрессируются и вызывают специфический иммунный ответ.
Возможно, что такие векторы вызывают абортивную инфекцию in vivo с экспрессией чужеродных антигенов, вызывая клеточный и гуморальный иммунитет. Такие нереплицирующие векторы являются безопасными для иммуносупрессивных хозяев.
Необходимо иметь в виду, что введение рекомбинантных живых вакцин в организм может вызывать иммунный ответ как против вируса донора чужеродного гена, так и против векторного вируса. Однако непохоже, чтобы рекомбинантные субъединичные вакцины были эффективнее рекомбинантных векторных вакцин, ограниченных однократным применением из-за развития иммунитета к векторному вирусу.
Отдельные векторные вакцины применяют в полевых условиях. Это вакцина против бешенства лис, применяемая для профилактики бешенства в Европе, и вакцина против бешенства хорьков, применяемая в США. Вакцина против чумы КРС (основанная на вирусе осповакцины и вирусе оспы коз) применяется в Африке. Недавние исследования подтвердили, что адено-, герпес- и парвовирусы могут также служить векторами и могут иметь преимущества в экспресии генов гетерологичных вирусов.