Антигенная активность, безвредность и реактогенность вакцин, созданных с применением рекомбинантного штамма Escherichia coli

Введение. В настоящее время заболеваемость животных вирусными инфекциями остается значимой проблемой для агропромышленного комплекса страны. Разработка биопрепаратов на основе генно-инженерных технологий является одним из наиболее перспективных направлений в области создания вакцинных препаратов. Необходимы исследования, позволяющие разработать эффективные вакцины против некоторых сложных патогенов. Поэтому целью данного исследования стало изучение антигенной активности, безвредности и реактогенности вакцин, созданных на основе высокоактивного рекомбинантного штамма микроорганизма-продуцента, синтезирующего белок респираторно-синцитиального вируса крупного рогатого скота.
Материалы и методы. Для изучения антигенной активности вакцин были сформированы 4 группы клинически здоровых морских свинок по 10 голов в группе в возрасте 45 дней и массой 350–400 г без наличия специфических антител к вирусам-компонентам вакцин. Иммунизацию экспериментальными образцами проводили внутримышечно двукратно по 1,0 мл с интервалом в 21 день, контрольной группе вводили стерильный физиологический раствор. Отбор проб крови осуществляли из сердца с помощью вакуумных систем взятия крови до начала иммунизации и спустя 14 дней после повторной иммунизации. Для определения титра специфических антител в крови морских свинок проводили постановку реакции непрямой гемагглютинации с соответствующим эритроцитарным диагностикумом, содержащим вирусы-компоненты вакцин. Для изучения безвредности вакцин было сформировано 4 группы клинически здоровых белых мышей массой 18–20 г по 5 голов в группе. Животным целевых групп вводили экспериментальные образцы подкожно по 0,2 мл, мышам контрольной группы — стерильный физиологический раствор. При анализе безвредности вакцин использовали метод визуального наблюдения за животными. Для изучения реактогенности испытуемых образцов вакцин были сформированы группы по 5–6 клинически здоровых телят в возрасте 2–3 месяцев массой 60–70 кг. Наблюдение за ними проводили в течение 10 дней. Для компьютерной обработки полученных результатов использовали программы Microsoft Excel и StatBiom 2720.
Результаты исследований. Результаты изучения антигенной активности показали, что все образцы стимулируют выработку специфических антител у морских свинок. Оценивая безвредность и реактогенность установили, что иммунизация не оказывает негативного влияния на общее состояние животных, не вызывает аллергических реакций в месте введения, не нарушает физиологические функции организма и не вызывает гибели животных, то есть лабораторные образцы вакцин безвредны, ареактогенны и обладают антигенной активностью.
Обсуждение и заключение. Проведенные исследования свидетельствуют об успешности применения рекомбинантного штамма-продуцента E. coli при проектировании эффективных средств специфической профилактики вирусных инфекций животных. Данные результаты могут быть использованы при создании новых биопрепаратов, которые позволят предотвратить или снизить риск возникновения вирусных инфекций крупного рогатого скота на животноводческих предприятиях.

1. Рылькова Я.И. Современное состояние отрасли животноводства в Республике Беларусь. В: Тезисы Х Международной научной студенческой конференции «Рыночная экономика: сегодня и завтра». Минск: БГАТУ; 2021. С. 207–209.

2. Мищенко В.А., Мищенко Л.В. Современное состояние и направления повышения эффективности производства продукции животноводства в Республике Беларусь. Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. 2018;2(66);51–57.

3. Ламан А.М., Харитоник Д.Н., Тумилович Г.А. Современные аспекты специфической профилактики вирусно-бактериальных пневмоэнтеритов телят крупного рогатого скота. В: Сборник научных статей по материалам XXI Международной научно-практической конференции: ветеринария, зоотехния «Современные технологии сельскохозяйственного производства». Гродно: Министерство сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь: УО «Гродненский государственный аграрный университет»; 2018. С. 54–56.

4. Котенева С.В., Войтова К.В., Глотова Т.И., Строганова И.Я., Глотов А.Г. Частота выявления генома респираторно-синцитиального вируса у крупного рогатого скота при вспышках бронхопневмоний на молочных комплексах. Российский ветеринарный журнал. Сельскохозяйственные животные. 2016;(3):18−21.

5. Zhou Y., Shao Z., Dai G., Li X., Xiang Y., Jiang S. et al. Pathogenic infection characteristics and risk factors for bovine respiratory disease complex based on the detection of lung pathogens in dead cattle in Northeast China. Journal of Dairy Science. 2023;106(1):589–606. https://doi.org/10.3168/jds.2022-21929

6. Петрова О.Г., Барашкин М.И., Мильштейн И.М. Эпизоотологический мониторинг респираторных заболеваний у крупного рогатого скота и наносимый экономический ущерб. Теория и практика мировой науки. 2020;(4):53–57.

7. Шевченко А.А., Черных О.Ю., Донник И.М., Самуйленко А.Я., Гринь С.А., Шевченко Л.В. и др. Диагностика инфекционных болезней сельскохозяйственных животных: вирусные заболевания. Монография. Краснодар: Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина; 2018. 485 с.

8. Blakebrough-Hall C., Hick P., González L.A. Predicting Bovine Respiratory Disease Outcome in Feedlot Cattle Using Latent Class Analysis. Journal of Animal Science. 2020;98(12):skaa381. https://doi.org/10.1093/jas/skaa381

9. Kurćubić V., Đoković R., Ilić Z., Petrovic M. Etiopathogenesis and Economic Significance of Bovine Respiratory Disease Complex (BRDC). Acta agriculturae Serbica. 2018;23(45):85–100. https://doi.org/10.5937/AASer1845085K

10. Meyer G., Foret-Lucas C., Delverdier M., Cuquemelle A., Secula A., Cassard H. Protection against Bovine Respiratory Syncytial Virus Afforded by Maternal Antibodies from Cows Immunized with an Inactivated Vaccine. Vaccines. 2023;11(1):141. https://doi.org/10.3390/vaccines11010141

11. Bell R.L., Turkington H.L., Cosby S.L. The Bacterial and Viral Agents of BRDC: Immune Evasion and Vaccine Developments. Vaccines. 2021;9(4):337. https://doi.org/10.3390/vaccines9040337

12. Алпатова Н.А. Авдеева Ж.И., Гайдерова Л.А., Лысикова С.Л., Медуницын Н.В. Иммунный ответ при иммунизации противовирусными вакцинами. Биопрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. 2020;20(1):21–29.

13. Klem T.B., Sjurseth S.K., Sviland S., Gjerset B., Myrmel M., Stokstad M. Bovine Respiratory Syncytial Virus in Experimentally Exposed and Rechallenged Calves; Viral Shedding Related to Clinical Signs and the Potential for Transmission. BMC Veterinary Research. 2019;15(1):156. Published 2019 May 20. doi: https://doi.org/10.1186/s12917-019-1911-z

14. Makoschey B., Berge A.C. Review on Bovine Respiratory Syncytial Virus and Bovine Parainfluenza — Usual Suspects in Bovine Respiratory Disease — a Narrative Review. BMC Veterinary Research. 2021;17(1):261. https://doi.org/10.1186/s12917-021-02935-5

15. Cozens D., Sutherland E., Lauder M., Taylor G., Berry C.C., Davies R.L. Pathogenic Mannheimia Haemolytica Invades Differentiated Bovine Airway Epithelial Cells. Infection and Immunity. 2019;87(6):e00078-19. https://doi.org/10.1128/IAI.00078-19

16. Zhang C., Maruggi G., Shan H., Li J. Advances in mRNA Vaccines for Infectious Diseases. Frontiers in Immunology. 2019;10:594. https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.00594

17. Крылова Н.В. Формирование врожденного и адаптивного иммунного ответа под влиянием разных флавивирусных вакцин. Медицинская иммунология. 2015;17(2):109−118.

18. Колесникович К.В. Сравнительная эффективность адъювантов разной природы. В: Материалы Международной научно-практической конференции аспирантов и молодых ученых «Молодые ученые — науке и практике АПК». Витебск: Витебская ордена «Знак почета» государственная академия ветеринарной медицины; 2023. С. 106−109.

19. Zhang H., Xie R., Zhang H., Sun R., Li Sh., Xia Ch. et al. Recombinant Hemagglutinin Protein and DNA-RNAcombined Nucleic Acid Vaccines Harbored by Yeast Elicit Protective Immunity against H9N2 Avian Influenza Infection. Poultry Science. 2023;102(6):102662. https://doi.org/10.1016/j.psj.2023.102662

20. Mori K., Ohniwa R.L., Takizawa N., Naito T., Saito M. Development of a Genetically Stable Live Attenuated Influenza Vaccine Strain Using an Engineered High-Fidelity Viral Polymerase. Journal of Virology. 2021;95(12):e00493-21. https://doi.org/10.1128/JVI.00493-21

21. Yoshikawa T. Third-generation Smallpox Vaccine Strain-based Recombinant Vaccines for Viral Hemorrhagic Fevers. Vaccine. 2021;39(41):6174–6181. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2021.09.001