Разработка живой гриппозной вакцины на основе химерной молекулы гемагглютинина для защиты против обеих линий вируса гриппа B

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. Разработка универсальной гриппозной вакцины остается важнейшей задачей для расширения спектра защиты от различных штаммов вируса гриппа. В настоящее время стратегии создания вакцин против вируса гриппа типа B развиты недостаточно по сравнению с вакцинами против вируса гриппа типа A.

Цель — оценка эффективности использования химерных штаммов живой гриппозной вакцины для индукции гуморального иммунного ответа, направленного на консервативные антигенные участки вируса гриппа типа B.

Методы. Был сконструирован химерный белок гемагглютинин, включающий в себя глобулярный домен от вируса B/Brisbane/60/2008 (линия B/Виктория) и стеблевой домен от вируса B/Phuket/3073/2013 (линия B/Ямагата). Химерный ген гемагглютинина был встроен в штамм живой гриппозной вакцины на основе донора аттенуации B/СССР/60/69. Мышей иммунизировали последовательно классической живой гриппозной вакциной и рекомбинантным штаммом с химерной молекулой гемагглютинина. Оценивали гуморальный иммунный ответ и перекрестную защиту от гомологичных и гетерологичных штаммов вируса гриппа типа B.

Результаты. Химерный гемагглютинин не препятствовал репликации и сборке вакцинного вируса. Последовательная вакцинация индуцировала выраженный гуморальный иммунный ответ и обеспечивала защиту от гомологичных и гетерологичных штаммов вируса гриппа типа B у мышей.

Заключение. Живая гриппозная вакцина типа B, экспрессирующая химерный гемагглютинин, — перспективный кандидат для расширения спектра защиты от вирусов гриппа типа B и может способствовать разработке более эффективной гриппозной вакцины.

Об авторах

Пэй Фон Вон

Институт экспериментальной медицины

Автор, ответственный за переписку.
Email: po333222@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7939-6313
SPIN-код: 7151-7480
Россия, Санкт-Петербург

Екатерина Алексеевна Степанова

Институт экспериментальной медицины

Email: fedorova.iem@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8670-8645
SPIN-код: 8010-3047

канд. биол. наук

Россия, Санкт-Петербург

Екатерина Андреевна Баженова

Институт экспериментальной медицины

Email: sonya.01.08@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3280-556X
SPIN-код: 5169-1426

канд. биол. наук

Россия, Санкт-Петербург

Светлана Александровна Донина

Институт экспериментальной медицины

Email: sveta.donina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6502-8341
SPIN-код: 6961-3849

канд. биол. наук

Россия, Санкт-Петербург

Лариса Георгиевна Руденко

Институт экспериментальной медицины

Email: vaccine@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0107-9959
SPIN-код: 4181-1372

д-р мед. наук

Россия, Санкт-Петербург

Ирина Николаевна Исакова-Сивак

Институт экспериментальной медицины

Email: isakova.sivak@iemspb.ru
ORCID iD: 0000-0002-2801-1508
SPIN-код: 3469-3600

д-р биол. наук, чл.-корр. РАН

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Caini S, Kusznierz G, Garate VV, et al. The epidemiological signature of influenza B virus and its B/Victoria and B/Yamagata lineages in the 21st century. PLoS One. 2019;14:e0222381. doi: 10.1371/journal.pone.0222381
  2. Hay AJ, Gregory V, Douglas AR, Lin YP. The evolution of human influenza viruses. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2001;356(1416):1861–1870. doi: 10.1098/rstb.2001.0999
  3. Kanegae Y, Sugita S, Endo A, et al. Evolutionary pattern of the hemagglutinin gene of influenza B viruses isolated in Japan: cocirculating lineages in the same epidemic season. J Virol. 1990;64(6):2860–2865. doi: 10.1128/jvi.64.6.2860-2865.1990
  4. Rota PA, Wallis TR, Harmon MW, et al. Cocirculation of two distinct evolutionary lineages of influenza type B virus since 1983. Virology. 1990;175(1):59–68. doi: 10.1016/0042-6822(90)90186-u
  5. Isakova-Sivak I, Grigorieva E, Rudenko L. Insights into current clinical research on the immunogenicity of live attenuated influenza vaccines. Expert Rev Vaccines. 2020;19(1):43–55. doi: 10.1080/14760584.2020.1711056
  6. Dhanasekaran V, Sullivan S, Edwards KM, et al. Human seasonal influenza under COVID-19 and the potential consequences of influenza lineage elimination. Nat Commun. 2022;13(1):1721. doi: 10.1038/s41467-022-29402-5
  7. Osterhaus AD, Rimmelzwaan GF, Martina BE, et al. Influenza B virus in seals. Science. 2000;288(5468):1051–1053. doi: 10.1126/science.288.5468.1051
  8. Ryder AB, Nachbagauer R, Buonocore L, et al. Vaccination with vesicular stomatitis virus-vectored chimeric hemagglutinins protects mice against divergent influenza virus challenge strains. J Virol. 2015;90(5):2544–2550. doi: 10.1128/JVI.02598-15
  9. Krammer F, Margine I, Hai R, et al. H3 stalk-based chimeric hemagglutinin influenza virus constructs protect mice from H7N9 challenge. J Virol. 2014;88(4):2340–2343. doi: 10.1128/JVI.03183-13
  10. Krammer F, Pica N, Hai R, et al. Chimeric hemagglutinin influenza virus vaccine constructs elicit broadly protective stalk-specific antibodies. J Virol. 2013;87(12):6542–6550. doi: 10.1128/JVI.00641-13
  11. Isakova-Sivak I, Korenkov D, Smolonogina T, et al. Broadly protective anti-hemagglutinin stalk antibodies induced by live attenuated influenza vaccine expressing chimeric hemagglutinin. Virology. 2018;518:313–323. doi: 10.1016/j.virol.2018.03.013
  12. Bliss CM, Nachbagauer R, Mariottini C, et al. A chimeric haemagglutinin-based universal influenza virus vaccine boosts human cellular immune responses directed towards the conserved haemagglutinin stalk domain and the viral nucleoprotein. EBioMedicine. 2024;104:105153. doi: 10.1016/j.ebiom.2024.105153
  13. Nachbagauer R, Feser J, Naficy A, et al. A chimeric hemagglutinin-based universal influenza virus vaccine approach induces broad and long-lasting immunity in a randomized, placebo-controlled phase I trial. Nat Med. 2021;27(1):106–114. doi: 10.1038/s41591-020-1118-7
  14. Bernstein DI, Guptill J, Naficy A, et al. Immunogenicity of chimeric haemagglutinin-based, universal influenza virus vaccine candidates: interim results of a randomised, placebo-controlled, phase 1 clinical trial. Lancet Infect Dis. 2020;20(1):80–91. doi: 10.1016/S1473-3099(19)30393-7
  15. Puente-Massaguer E, Vasilev K, Beyer A, et al. Chimeric hemagglutinin split vaccines elicit broadly cross-reactive antibodies and protection against group 2 influenza viruses in mice. Sci Adv. 2023;9:eadi4753. doi: 10.1126/sciadv.adi4753
  16. Ermler ME, Kirkpatrick E, Sun W, et al. Chimeric hemagglutinin constructs induce broad protection against influenza B virus challenge in the mouse model. J Virol. 2017;91(12):e00286–17. doi: 10.1128/JVI.00286-17
  17. Song Y, Zhu, W, Wang Y, et al. Layered protein nanoparticles containing influenza B HA stalk induced sustained cross-protection against viruses spanning both viral lineages. Biomaterials. 2022;287:121664. doi: 10.1016/j.biomaterials.2022.121664
  18. Wong PF, Isakova-Sivak I, Stepanova E, et al. Development of cross-reactive live attenuated influenza vaccine candidates against both lineages of influenza B virus. Vaccines (Basel). 2024;12(1):95. doi: 10.3390/vaccines12010095
  19. Baranov KV, Wong P-F, Stepanova EA, et al. Construction of the vaccine strain of the influenza B virus with chimeric hemagglutinin to induce a cross-protective immune response. Medical Academic Journal. 2021;21(3):91–96. doi: 10.17816/MAJ77556
  20. Reed LJ, Muench H. A simple method of estimating fifty percent endpoints. Am J Epidemiol. 1938;27:493–497. doi: 10.1093/oxfordjournals.aje.a118408
  21. WHO manual on animal influenza diagnosis and surveillance. 2002 [Internet]. Available from: https://pdf4pro.com/view/who-manual-on-animal-influenza-diagnosis-and-surveillance-6d3a18.html. Accessed: 24 May 2025.
  22. Ni F, Kondrashkina E, Wang Q. Structural basis for the divergent evolution of influenza B virus hemagglutinin. Virology. 2013;446(1–2):112–122. doi: 10.1016/j.virol.2013.07.035
  23. McCullers JA, Saito T, Iverson AR. Multiple genotypes of influenza B virus circulated between 1979 and 2003. J Virol. 2004;78:12817–12828. doi: 10.1128/jvi.78.23.12817-12828.2004
  24. Tisa V, Barberis I, Faccio V, et al. Quadrivalent influenza vaccine: a new opportunity to reduce the influenza burden. J Prev Med Hyg. 2016;57(1):E28–33.
  25. Belshe RB, Coelingh K, Ambrose CS, et al. Efficacy of live attenuated influenza vaccine in children against influenza B viruses by lineage and antigenic similarity. Vaccine. 2010;28(9):2149–2156. doi: 10.1016/j.vaccine.2009.11.068
  26. Tan HX, Jegaskanda S, Juno JA, et al. Subdominance and poor intrinsic immunogenicity limit humoral immunity targeting influenza HA stem. J Clin Invest. 2019;129:850–862. doi: 10.1172/jci123366
  27. Andrews SF, Huang Y, Kaur K, et al. Immune history profoundly affects broadly protective B cell responses to influenza. Sci Transl Med. 2015;7(316):316ra192. doi: 10.1126/scitranslmed.aad0522
  28. Impagliazzo A, Milder F, Kuipers H, et al. A stable trimeric influenza hemagglutinin stem as a broadly protective immunogen. Science. 2015;349(6254):1301–1306. doi: 10.1126/science.aac7263
  29. Boyoglu-Barnum S, Hutchinson GB, Boyington JC, et al. Glycan repositioning of influenza hemagglutinin stem facilitates the elicitation of protective cross-group antibody responses. Nat Commun. 2020;11(1):791. doi: 10.1038/s41467-020-14579-4
  30. de Vries RD, Nieuwkoop NJ, van der Klis FRM, et al. Primary human influenza B virus infection induces cross-lineage hemagglutinin stalk–specific antibodies mediating antibody-dependent cellular cytoxicity. J Infect Dis. 2018;217(1):3–11. doi: 10.1093/infdis/jix546
  31. Lee J, Boutz DR, Chromikova V, et al. Molecular-level analysis of the serum antibody repertoire in young adults before and after seasonal influenza vaccination. Nat Med. 2016;22(12):1456–1464. doi: 10.1038/nm.4224
  32. Ambrose CS, Wu X, Jones T, Mallory RM. The role of nasal IgA in children vaccinated with live attenuated influenza vaccine. Vaccine. 2012;30:6794–6801. doi: 10.1016/j.vaccine.2012.09.018
  33. Belshe RB, Gruber WC, Mendelman PM, et al. Correlates of immune protection induced by live, attenuated, cold-adapted, trivalent, intranasal influenza virus vaccine. J Infect Dis. 2000;181(3):1133–1137. doi: 10.1086/315323
  34. Mohn KG, Bredholt G, Brokstad KA, et al. Longevity of B-cell and T-cell responses after live attenuated influenza vaccination in children. J Infect Dis. 2015;211(10):1541–1549. doi: 10.1093/infdis/jiu654
  35. Korenkov D, Isakova-Sivak I, Rudenko L. Basics of CD8 T-cell immune responses after influenza infection and vaccination with inactivated or live attenuated influenza vaccine. Expert Rev Vaccines. 2018;17(11):977–987. doi: 10.1080/14760584.2018.1541407
  36. Terajima M, Babon JA, Co MD, Ennis FA. Cross-reactive human B cell and T cell epitopes between influenza A and B viruses. Virol J. 2013;10:244. doi: 10.1186/1743-422x-10-244
  37. Robbins PA, Rota PA, Shapiro SZ. A broad cytotoxic T lymphocyte response to influenza type B virus presented by multiple HLA molecules. Int Immunol. 1997;9(6):815–823. doi: 10.1093/intimm/9.6.815
  38. van de Sandt CE, Dou Y, Vogelzang-van Trierum SE, et al. Influenza B virus-specific CD8+ T-lymphocytes strongly cross-react with viruses of the opposing influenza B lineage. J Gen Virol. 2015;96(8):2061–2073. doi: 10.1099/vir.0.000156
  39. Caini S, Meijer A, Nunes MC, et al. Probable extinction of influenza B/Yamagata and its public health implications: a systematic literature review and assessment of global surveillance databases. Lancet Microbe. 2024;5(8):100851. doi: 10.1016/S2666-5247(24)00066-1
  40. Pekarek MJ, Weaver EA. Influenza B virus vaccine innovation through computational design. Pathogens. 2024;13(9):755. doi: 10.3390/pathogens13090755

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Дизайн химерных конструкций HA/B. Мономер HA вируса гриппа B (на основе данных, представленных под номером доступа PDB 4M44 [22]). Глобулярный домен расположен между аланинами 57 и 305 (нумерация B/Yamagata/16/88, начиная с метионина). TM — трансмембранный домен; CTD — цитоплазматический хвостовой домен.

Скачать (24KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Ростовые характеристики рекомбинантных штаммов живой гриппозной вакцины в клетках MDCK. Конфлюентный монослой клеток MDCK был инфицирован соответствующими вирусами при множественности заражения (MOI) 0,001 и инкубированы при температуре 33°C. Супернатанты культур собирали через 0, 24, 48, 72 и 96 ч после заражения, титры вируса определяли методом ТЦИД50. Пунктирная линия обозначает предел обнаружения вируса в тесте ТЦИД50.

Скачать (50KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Репликативная активность и тропизм к тканям штаммов 6+2 живой гриппозной вакцины и BrH в дыхательных путях мышей. На третьи сутки после инфицирования четырех животных из каждой группы эвтаназировали, и титры вируса в верхних (носовые раковины) и нижних (легкие) дыхательных путях определяли методом предельных разведений в развивающихся куриных эмбрионах.

Скачать (33KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Иммуногенность последовательной иммунизации штаммами живой гриппозной вакцины типа B и/или вирусом cHA/BrH, оцененная с помощью реакции торможения гемагглютинации, микронейтрализации и иммуноферментного анализа против различных диких штаммов вируса гриппа типа B на 43-й день после заражения. Уровни сывороточных антител к вирусам Br-wt (а), Ph-wt (b), Lee-wt (c) и Ma-wt (d). *p <0,05; **p <0,01; ***p <0,001; ****p <0,0001.

Скачать (573KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Индукция IgG антител к стеблевому домену молекулы гемагглютинина после последовательной иммунизации штаммами живой гриппозной вакцины типа B и/или вирусом cHA/BrH. Иммуноферментный анализ (ELISA) проводился с использованием химерного рекомбинантного белка H8BY, состоящего из глобулярного домена HA вируса гриппа типа A/H8N4 и стеблевого домена HA вируса гриппа типа B/Phuket/3073/2013. *p <0,05; **p <0,01; ***p <0,001; ****p <0,0001.

Скачать (99KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Потеря массы тела и выживаемость у вакцинированных групп мышей после заражения вирусами Br-wt (а), Ph-wt (b), Lee-wt (c) и Ma-wt (d). *p <0,05; **p <0,01; ***p <0,001; ****p <0,0001.

Скачать (498KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Протективная активность вакцинных штаммов живой гриппозной вакцины 6+2 и BrH у мышей. Иммунизированные мыши были инфицированы вирусами B/Brisbane/60/2008 (левая панель) и B/Phuket/3037/2013 (правая панель). Титры вируса в легких и носовых ходах определяли на третий день после заражения. *p <0,05; **p <0,01; ***p <0,001; ****p <0,0001.

Скачать (144KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».