Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2020; 97: 125-133
Характеристика связывания вакцинных штаммов вируса Varicella zoster c препаратами мембранных рецепторов мозга мышей
https://doi.org/10.36233/0372-9311-2020-97-2-125-133Аннотация
Цель работы - охарактеризовать вакцинные штаммы vFiraVax (возбудитель ветряной оспы - VZV) и vZelVax (возбудитель опоясывающего герпеса - HZ) по их способности к связыванию с препаратами мембранных рецепторов мозга SPF мышей линии BALB/c.
Материалы и методы. В работе использовали разработанные авторами на основе дикого родительского вируса pFira VZV (возбудитель ветряной оспы) и латентного родительского вируса lpZe HZ (возбудитель опоясывающего герпеса) холодоадаптированные вакцинные вирусные штаммы vFiraVax VZV и vZelVax HZ; вакцинные штаммы vOka, выделенные из вакцин для профилактики VZV-инфекции двух производителей (Великобритания, США); штамм диплоидных клеток легких эмбриона человека ЛЭЧ-3; штамм диплоидных клеток кожно-мышечной ткани эмбриона человека КМ 27; первичные и диплоидные клетки фибробластов эмбрионов морских свинок. Инфекционную активность VZV определяли методом предельных разведений вируса на клеточных культурах КМ 27 или фибробластов эмбрионов морских свинок. Титр вируса устанавливали по реакции гемадсорбции со взвесью эритроцитов морской свинки или человека «0» группы, резус плюс. Для исследования вирусного препарата в электронном микроскопе использовали метод негативного контрастирования. Иммуногенность вирусных штаммов vFiraVax VZV и vZelVax HZ сравнивали с иммуногенностью вирусных штаммов vOka VZV разных производителей в перекрестной реакции нейтрализации иммунных сывороток.
Результаты. Отечественные холодоадаптированные вакцинные штаммы vFiraVax VZV и vZelVax HZ, родительский латентный вирус lpZel HZ и вакцинный штамм vOka VZV (Великобритания) не связывались с препаратами нейрорецепторов мозга SPF мышей линии BALB/c в отличие от дикого родительского варианта pFira VZV и вакцинных штаммов vOka VZV (США); отсутствие нейротропности отечественных вакцинных штаммов vFiraVax VZV и vZelVax HZ не связано со снижением иммуногенности по отношению к зарубежным аналогам; в концентрате вируссодержащей жидкости vFiraVax VZV при электронно-микроскопическом исследовании обнаружены нуклеокапсиды VZV.
Выводы. Существуют различия в способности VZV к связыванию с препаратами мембранных рецепторов мозга SPF мышей линии BALB/c, обусловленные различиями в технологиях создания вакцин, в том числе способами аттенуации, получения вакцинного штамма, особенностями родительского латентного вируса lpZel HZ. Доказано отсутствие связывания с препаратами нейрорецепторов мозга SPF мышей линии BALB/c отечественных вакцинных штаммов vFiraVax VZV и vZelVax HZ, не связанное со снижением их иммуногенности. Метод оценки связывающей способности вакцинных штаммов VZV может быть применен в качестве предварительной характеристики нейротропности вновь создаваемых вакцинных штаммов и вакцинных препаратов.
Список литературы
1. Zerboni L., Reichett M., Arvin A. Varicella zoster virus neurotropism in SCID mouse-human dorsal root ganglia xenografts. Curr. Top Microbiol. Immunol. 2010; 342: 255-76. DOI: http://doi.org/10.1007/82_2009_8
2. Reiss C.S. Neurotropic Viral Infections. Volume 562. Cambridge: Cambridge University Press; 2008. DOI: http://doi.org/10.1017/CBO9780511541728
3. Mahalingam R., Gershon A., Gershon M., Cohen J.I., Arvin A., Zerboni L., et al. Current in vivo models of Varicella zoster virus neurotropism. Viruses. 2019; 11(6): 502-27. DOI: http://doi.org/10.3390/v11060502
4. Cohen J.I. Rodent models of varicella zoster virus neurotropism. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 2010; 342: 277-89. DOI: http://doi.org/10.1007/82_2010_11
5. Depledge D.P., Sadaoka T., Ouwendijk W.D. Molecular aspects of varicella zoster virus latency. Viruses. 2018; 10(7): 349-70. DOI: http://doi.org/10.3390/v10070349
6. Baird N.L., Zhu S., Pearce C.M., Borbolla A.V. Current in vitro models to study varicella zoster virus latency and reactivation. Viruses. 2009; 11(2): 103-18. DOI: http://doi.org/10.3390/v11020103
7. Selariu A., Cheng T., Tang Q., Silver B., Yang L., Liu C., et al. ORF7 of Varicella zoster virus is a neurotropic factor. J. Virol. 2012; 86(16): 8614-24. DOI: http://doi.org/10.1128/JVI.00128-12
8. Sinzger C., Knapp J., Schmidt K., Kahl M., Jahn G. A simple and rapid method for preparation of viral DNA from cell associated cytomegalovirus. J. Virol. Methods. 1999; 81(1-2): 115-22. DOI: http://doi.org/10.1016/s0166-0934(99)00058-0
9. Осокина О.В., Баркова Е.П., Нагиева Ф.Г., Зверев В.В. Штамм «vfiravax» для получения аттенуированной живой культуральной вакцины для профилактики ветряной оспы. Патент РФ № 2693440; 2019.
10. Баркова Е.П., Зверев В.В., Нагиева Ф.Г., Осокина О.В. Способ получения живой культуральной аттенуированной вакцины для профилактики ветряной оспы. Патент РФ № 2637093; 2017.
11. Фам Х.Ф., Сидоров А.В., Милованова А.В., Антонова Т.П., Лисаков А.Н., Нагиева Ф.Г. и др. Новый подход к диагностике Varicella zoster – вирусной инфекции с использованием ПЦР в режиме реального времени. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2016; 15(5): 52-8. DOI: http://doi.org/10.31631/2073-3046-2016-15-5-52-58
12. Cohen J.I., Straus S.E., Arvin A.M., eds. Varicella zoster virus replication, pathogenesis and management. In: Knipe D.M., Howley P.M., eds. Fields Virology. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins; 2007: 24-32.
13. Depledge D.P., Kundu S., Jensen N.J., Gray E.R., Jones M., Steinberg S., et al. Deep sequencing of viral genomes provides insight into the evolution and pathogenesis of varicella zoster virus and its vaccine in humans. Mol. Biol. Evol. 2014; 31(2): 397-409. DOI: http://doi.org/10.1093/molbev/mst210
14. Peters G.A., Tyler S.D., Carpenter J.E., Jackson W., Mori Y., Arvin A.M., et al. The attenuated genotype of varicella zoster virus includes an ORF0 transitional stop codon mutation. J. Virol. 2012; 86(19): 10695-703. DOI: http://doi.org/10.1128/JVI.01067-12
15. Depledge D.P., Yamanishi K., Gomi Y., Gershon A.A., Breuer J. Deep sequencing of distinct preparations of the live attenuated varicella zoster virus vaccine reveals a conserved core of attenuating single-nucleotide polymorphisms. J. Virol. 2016; 90(19): 8698-704. DOI: http://doi.org/10.1128/JVI.00998-16
16. Barrett А., Ryman К., Ni H. Method of attenuating viruses. Patent US EP0922092B1; 1999.
17. Sorel O., Messaoudi I. Varicella virus – host interactions during latency and reactivation: lessons from simian varicella virus. Front. Microbiol. 2018; 9: 3170-9. DOI: http://doi.org/10.3389/fmicb.2018.03170
18. Baird N.L., Zhu S., Pearce C.M., Viejo-Borbolla A. Current in vitro models to study varicella zoster virus latency and reactivation. Viruses. 2019; 11(2): 103-18. DOI: http://doi.org/10.3390/v11020103
19. Gershon M., Gershon A. Varicella zoster virus and the enteric nervous system. J. Infect. Dis. 2018; 218(Suppl. 2): 113-9. DOI: http://doi.org/10.1093/infdis/jiy407
20. Takahashi M., Hayakawa Y., Shiraki K., Yamanishi K., Asano Y., Ozaki T. Attenuation and laboratory markers of the Okastrain varicella zoster virus. Postgrad. Med. J. 1985; 61(Suppl. 4): 37-46.
Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2020; 97: 125-133
Characterization of binding of Varicella zoster virus vaccine strains to preparations of mouse brain membrane receptors
https://doi.org/10.36233/0372-9311-2020-97-2-125-133Abstract
Purpose: characterization of vFiraVax (the causative agent of chickenpox - VZV) and vZelVax (the causative agent of shingles - HZ) vaccine strains by their ability to bind to preparations of brain membrane receptors of SPF BALB/c mice.
Materials and Methods. The study was performed on cold-adapted vFiraVax VZV and vZelVax HZ vaccine strains developed by the authors on the basis of the wild-type parental pFira VZV virus (chickenpox causative agent) and the latent parental lpZel HZ virus (shingles causative agent); vOka vaccine strains isolated from vaccines against VZV infection from two manufactures (United Kingdom and USA); the HEL-3 strain of diploid cells from human embryonic lung tissue, the MC 27 strain of diploid cells from human embryonic musculocutaneous tissue, primary and diploid cells from guinea pig fetal fibroblasts. The VZV infectivity was estimated by the limiting dilution method using MC 27 cell cultures or guinea pig fetal fibroblasts. The virus titer was measured by the hemadsorption test performed with suspensions of red blood cells from guinea pig or human type 0 positive blood. Negative staining and electron microscopy were used to study the virus preparation. The immunogenicity of vFiraVax VZV and vZelVax HZ virus strains was compared with the immunogenicity of vOka VZV virus strains from different manufacturers by using a cross-neutralization test with immune sera.
Results. The Russian cold-adapted vFiraVax VZV and vZelVax HZ vaccine strains, the latent parental lpZel HZ virus and the vOka VZV vaccine strain (United Kingdom) did not bind to preparations of brain neuroreceptors of SPF BALB/c mice as distinct from the wild-type parental pFira VZV variant and vOka VZV vaccine strains (USA); the absent neurotropism of Russian vFiraVax VZV and vZelVax HZ vaccine strains is not connected with the decreased immunogenicity in relation to foreign counterparts; the electron microscope study of the vFiraVax VZV virus containing liquid concentrate detected VZV nucleocapsids.
Conclusion. The differences in the VZV ability to bind to preparations of brain membrane receptors of SPF BALB/c mice can be explained by the differences in the technology of vaccine manufacturing, including attenuation techniques, obtaining of the vaccine strain, specific characteristics of the latent parental lpZel HZ virus. The absence of the binding with brain neuroreceptors of SPF mice has been proved for the Russian vFiraVax VZV and vZelVax HZ vaccine strains which was is not connected with a decrease in their immunogenicity. The method of assessment of the binding ability of VZV vaccine strains can be used as a preliminary characteristic of neurotropism for newly created vaccine strains and for vaccine products.
References
1. Zerboni L., Reichett M., Arvin A. Varicella zoster virus neurotropism in SCID mouse-human dorsal root ganglia xenografts. Curr. Top Microbiol. Immunol. 2010; 342: 255-76. DOI: http://doi.org/10.1007/82_2009_8
2. Reiss C.S. Neurotropic Viral Infections. Volume 562. Cambridge: Cambridge University Press; 2008. DOI: http://doi.org/10.1017/CBO9780511541728
3. Mahalingam R., Gershon A., Gershon M., Cohen J.I., Arvin A., Zerboni L., et al. Current in vivo models of Varicella zoster virus neurotropism. Viruses. 2019; 11(6): 502-27. DOI: http://doi.org/10.3390/v11060502
4. Cohen J.I. Rodent models of varicella zoster virus neurotropism. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 2010; 342: 277-89. DOI: http://doi.org/10.1007/82_2010_11
5. Depledge D.P., Sadaoka T., Ouwendijk W.D. Molecular aspects of varicella zoster virus latency. Viruses. 2018; 10(7): 349-70. DOI: http://doi.org/10.3390/v10070349
6. Baird N.L., Zhu S., Pearce C.M., Borbolla A.V. Current in vitro models to study varicella zoster virus latency and reactivation. Viruses. 2009; 11(2): 103-18. DOI: http://doi.org/10.3390/v11020103
7. Selariu A., Cheng T., Tang Q., Silver B., Yang L., Liu C., et al. ORF7 of Varicella zoster virus is a neurotropic factor. J. Virol. 2012; 86(16): 8614-24. DOI: http://doi.org/10.1128/JVI.00128-12
8. Sinzger C., Knapp J., Schmidt K., Kahl M., Jahn G. A simple and rapid method for preparation of viral DNA from cell associated cytomegalovirus. J. Virol. Methods. 1999; 81(1-2): 115-22. DOI: http://doi.org/10.1016/s0166-0934(99)00058-0
9. Osokina O.V., Barkova E.P., Nagieva F.G., Zverev V.V. Shtamm «vfiravax» dlya polucheniya attenuirovannoi zhivoi kul'tural'noi vaktsiny dlya profilaktiki vetryanoi ospy. Patent RF № 2693440; 2019.
10. Barkova E.P., Zverev V.V., Nagieva F.G., Osokina O.V. Sposob polucheniya zhivoi kul'tural'noi attenuirovannoi vaktsiny dlya profilaktiki vetryanoi ospy. Patent RF № 2637093; 2017.
11. Fam Kh.F., Sidorov A.V., Milovanova A.V., Antonova T.P., Lisakov A.N., Nagieva F.G. i dr. Novyi podkhod k diagnostike Varicella zoster – virusnoi infektsii s ispol'zovaniem PTsR v rezhime real'nogo vremeni. Epidemiologiya i vaktsinoprofilaktika. 2016; 15(5): 52-8. DOI: http://doi.org/10.31631/2073-3046-2016-15-5-52-58
12. Cohen J.I., Straus S.E., Arvin A.M., eds. Varicella zoster virus replication, pathogenesis and management. In: Knipe D.M., Howley P.M., eds. Fields Virology. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins; 2007: 24-32.
13. Depledge D.P., Kundu S., Jensen N.J., Gray E.R., Jones M., Steinberg S., et al. Deep sequencing of viral genomes provides insight into the evolution and pathogenesis of varicella zoster virus and its vaccine in humans. Mol. Biol. Evol. 2014; 31(2): 397-409. DOI: http://doi.org/10.1093/molbev/mst210
14. Peters G.A., Tyler S.D., Carpenter J.E., Jackson W., Mori Y., Arvin A.M., et al. The attenuated genotype of varicella zoster virus includes an ORF0 transitional stop codon mutation. J. Virol. 2012; 86(19): 10695-703. DOI: http://doi.org/10.1128/JVI.01067-12
15. Depledge D.P., Yamanishi K., Gomi Y., Gershon A.A., Breuer J. Deep sequencing of distinct preparations of the live attenuated varicella zoster virus vaccine reveals a conserved core of attenuating single-nucleotide polymorphisms. J. Virol. 2016; 90(19): 8698-704. DOI: http://doi.org/10.1128/JVI.00998-16
16. Barrett A., Ryman K., Ni H. Method of attenuating viruses. Patent US EP0922092B1; 1999.
17. Sorel O., Messaoudi I. Varicella virus – host interactions during latency and reactivation: lessons from simian varicella virus. Front. Microbiol. 2018; 9: 3170-9. DOI: http://doi.org/10.3389/fmicb.2018.03170
18. Baird N.L., Zhu S., Pearce C.M., Viejo-Borbolla A. Current in vitro models to study varicella zoster virus latency and reactivation. Viruses. 2019; 11(2): 103-18. DOI: http://doi.org/10.3390/v11020103
19. Gershon M., Gershon A. Varicella zoster virus and the enteric nervous system. J. Infect. Dis. 2018; 218(Suppl. 2): 113-9. DOI: http://doi.org/10.1093/infdis/jiy407
20. Takahashi M., Hayakawa Y., Shiraki K., Yamanishi K., Asano Y., Ozaki T. Attenuation and laboratory markers of the Okastrain varicella zoster virus. Postgrad. Med. J. 1985; 61(Suppl. 4): 37-46.
