ВАКЦИНА ПРОТИВ ГРИППА ПТИЦ ИНАКТИВИРОВАННАЯ ЭМУЛЬГИРОВАННАЯ ФЛУ ПРОТЕКТ Н5 И СПОСОБ ПРОФИЛАКТИКИ ГРИППА ПТИЦ Российский патент 2009 года по МПК A61K39/145 C12N7/00 A61P31/16 

Предлагаемое изобретение относится к ветеринарной вирусологии и биотехнологии и может быть использовано при изготовлении средств для специфической профилактики гриппа птиц (ГП).

Грипп птиц - острое контагиозное заболевание, сопровождающееся периодическими эпизоотиями и пандемиями и приносящее значительный экономический ущерб. Восприимчивыми являются все виды птиц. Симптомы могут отражать нарушения в органах дыхания, кишечном, репродуктивном тракте или нервной системе. При появлении высокопатогенных штаммов вируса ГП заболевание прогрессирует очень быстро и птицы погибают без каких-либо клинических признаков. Вакцинация поголовья препаратами на основе инактивированного вируса ГП является одной из эффективных мер профилактики гриппа и позволяет ослабить клинические признаки и снизить уровень смертности, не снижая уровня яичной продуктивности. Профилактика осуществляется как моновалентными, так и поливалентными препаратами, в состав которых включают инактивированный штамм вируса, антигенно значимого в данном регионе. В связи с этим представляется актуальным создание вакцин на основе циркулирующих в нашей стране патогенных штаммов вируса ГП.

До настоящего времени в стране не производились коммерческие вакцины против гриппа птиц.

В зарубежной практике при изготовлении инактивированных вакцин используют штаммы, циркулирующие на территории стран и континентов, где данная вакцина применяется. Основным недостатком таких вакцин является их неполная антигенная комплементарность циркулирующим в нашей стране полевым вирусам гриппа птиц.

В задачу создания настоящего изобретения входила разработка инактивированной вакцины против гриппа птиц на основе нового отечественного штамма A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) высокопатогенного вируса ГП, выделенного 28.07.2005 года от павшей птицы в очаге вспышки инфекции в Здвинском районе Новосибирской области.

Технический результат от использования изобретения заключается в обеспечении максимальной защиты за счет антигенной комплементарности препарата циркулирующим полевым высокопатогенным вирусам ГП, повышении антигенной активности и безвредности предлагаемой вакцины. Указанный технический результат достигнут созданием вакцины против ГП, охарактеризованной следующей совокупностью признаков:

1) инактивированная вакцина против ГП;

2) антигенный материал из штамма A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) ВГП;

3) штамм A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) репродуцирован в 9-13-суточных эмбрионах кур и культурах клеток различного происхождения с титром 8,0-10,5 lg ЭИД₅₀/0,2 см³;

4) антигенный материал из штамма A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) ВГП введен в состав вакцины с эффективным титром гемагглютинина, обеспечивающим защиту поголовья от заражения высокопатогенным вирусом ГП;

5) формалин в качестве инактиванта;

6) монтанид ISA 70 в качестве адъюванта;

7) антигенный материал из штамма A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) ВГП, инактивант и адъювант взяты в соотношении, мас.%:

антигенный материал30формалин0,1-0,3монтанид ISA 7070

Предлагаемое изобретение включает следующую совокупность существенных признаков, обеспечивающих получение технического результата во всех случаях, на которые испрашивается правовая охрана:

1) инактивированная вакцина против гриппа птиц;

2) антигенный материал из штамма A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) ВГП;

3) штамм A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) репродуцирован в 9-13-суточных эмбрионах кур и культурах клеток различного происхождения с титром 8,0-10,5 lg ЭИД₅₀/0,2 см³;

4) антигенный материал из штамма A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) ВГП введен в состав вакцины с эффективным титром гемагглютинина, обеспечивающим защиту поголовья от заражения высокопатогенным вирусом ГП;

5) инактивант;

6) адъювант.

Предлагаемое изобретение характеризуется также другими признаками, выражающими конкретные формы его выполнения:

1) из инактивантов вакцина содержит формалин;

2) из адъювантов вакцина содержит монтанид ISA 70;

3) антигенный материал из штамма A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) ВГП, инактивант формалин и адъювант монтанид ISA 70 взяты в соотношении, мас.%:

антигенный материал30формалин0,1-0,3монтанид ISA 7070

Признаками изобретения, характеризующими предлагаемую вакцину и совпадающими с признаками прототипа, в том числе родовое понятие, отражающее назначение, являются:

1) инактивированная вакцина против гриппа птиц;

2) антигенный материал из штамма вируса ГП;

3) инактивант;

4) адъювант.

По сравнению с вакциной-прототипом существенными отличительными признаками изобретения являются:

1) антигенный материал из штамма A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) ВГП;

2) штамм A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) репродуцирован в 9-13-суточных эмбрионах кур и культурах клеток различного происхождения с титром 8,0-10,5 lg ЭИД₅₀/0,2 см³;

3) антигенный материал из штамма A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) ВГП введен в состав вакцины с эффективным титром гемагглютинина, обеспечивающим защиту поголовья от заражения высокопатогенным вирусом ГП.

Предлагаемое изобретение характеризуется также другими отличительными признаками, выражающими конкретные формы его выполнения:

1) из инактивантов вакцина содержит формалин;

2) из адъювантов вакцина содержит монтанид ISA 70;

3) антигенный материал из штамма A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) ВГП, инактивант формалин и адъювант монтанид ISA 70 взяты в соотношении, мас.%:

антигенный материал30формалин0,1-0,3монтанид ISA 7070

По сравнению с прототипом эмульгированная инактивированная вакцина ФЛУ ПРОТЕКТ Н5 обладает более полной антигенной комплементарностью отечественным полевым высокопатогенным штаммам вируса ГП, высокой антигенной активностью и безвредностью.

Достижение технического результата от использования предлагаемой вакцины можно объяснить использованием в ее составе антигенного материала из штамма A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) ВГП, являющегося фактически аналогом циркулирующих в РФ полевых высокопатогенных вирусов ГП и накапливающегося в более высоких титрах.

Штамм A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) ВГП является новым, ранее неизвестным оригинальным авторским штаммом. Вирус выделен в июле 2005 года от павшей птицы во время вспышки заболевания в одном из населенных пунктов Здвинского района Новосибирской области. Производственный вирулентный штамм A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) ВГП получен путем последовательного пассерования в культурах клеток и 9-13-суточных эмбрионах кур. Штамм депонирован в Государственной Коллекции вирусов РФ Государственного учреждения Институт вирусологии им. Д.И.Ивановского Академии Медицинских наук РФ 08.08.2005 года, удостоверение №2373. Штамм накапливается в высоких титрах и обладает выраженной антигенной активностью. Экспериментально подтверждена возможность его использования для изготовления инактивированной вакцины.

Штамм A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) вируса гриппа птиц характеризуется следующими признаками и свойствами.

Морфологические свойства

Штамм A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) вируса гриппа птиц (Avian Influenza, Fowl Plague) относится к подтипу H5N1 типа А семейства Orthomyxoviridae и обладает морфологическими признаками, характерными для возбудителя ГП: вирионы представляют собой частицы плеоморфной, чаще всего округлой формы, диаметром 80-120 нм, нередко встречаются нитевидные формы с тем же диаметром и разной длиной. Поверхность вирионов покрыта близко посаженными выступами (спикулами) длиной 10-12 нм. Нуклеокапсид со спиральной симметрией окружен оболочкой. Спикулы имеют две разные формы: гемагглютинин - тример в виде палочки и нейраминидаза - тетрамер в форме гриба.

Антигенные свойства

Вирус нейтрализуется гомологичной антисывороткой. Обладает гемагглютинирующими свойствами. При вакцинации индуцирует образование специфических антител (антигемагглютининов), выявляемых в РТГА в разведениях 1:64-1:10240, в ИФА - 1:400-1:10000.

Молекулярно-биологические характеристики

Идентификацию вируса проводили методом ОТ-ПЦР и с помощью гибридизации на микрочипе. В результате исследований штамм A/Chicken/Novosibirsk/64/05 был отнесен к подтипу H5N1. При проведении филогенетического анализа первичной структуры выделенного генома штамма было установлено, что он эволюционно ближе всего к подтипу Н5 (штамм A/Bar/headed Goose/Qinghai/62/05/H5N1). При определении вирулентности генома штамма был исследован секвенированием для проверки структуры сайта нарезания гемагглютинина согласно методике референтной лаборатории МЭБ (CVL, Вейбридж, Великобритания). Полученная аминокислотная последовательность PQGERRRKKRGLF в сайте нарезания гемагглютинина характерна для высоковирулентных вирусов гриппа А и идентична структуре большинства циркулирующих на территории РФ и Юго-Восточного Азиатского региона патогенных вирусов гриппа.

Биотехнологические характеристики

Штамм A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) предназначен для использования при наработке сырья для изготовления инактивированной вакцины, а также диагностических биопрепаратов. Штамм A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) репродуцируется в тканях и жидкостях 9-13-суточных эмбрионах кур и в культуре клеток различного происхождения. В течение 36-44 часов инкубирования вирус накапливается с инфекционной активностью 8,0-10,5 lg ЭИД₅₀/0,2 см и с титрами гемагглютинина 1:64-1:2048.

Хемо- и генотаксономическая характеристика

Штамм A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) является РНК-содержащим вирусом.

Вирусный геном состоит из 8 неодинаковых по размеру (900-2350 нуклеотидов) сегментов односпиральной минус-РНК, несущих информацию о 10 вирусных белках, восемь из которых образуют структуру вириона (НА, NA, NP, M1, М2, РВ1, РВ2 и РА), а два являются неструктурными с неясным функциональным значением (NS1 и NS2).

Физические свойства

Молекулярная масса вириона - 250 МД. Коэффициент седиментации нефиламентозных вирионов 700-800S. Плавучая плотность в градиенте плотности сахарозы 1,19 г/см³.

Устойчивость к внешним факторам

Вирус чувствителен к инактивации липидными растворителями, детергентами, формалином, В-пропиолактоном, окислителями, разбавленными кислотами, эфиром, дезоксихолатом натрия, гидроксиламином, додецилсульфатом натрия и ионами аммония, а также инактивируется нагреванием, крайними значениями рН, неизотоничными условиями, УФ-облучением и высушиванием.

Дополнительные признаки и свойства

Онкогенность отсутствует.

Проведенный анализ техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах предлагаемого изобретения, позволил установить, что не обнаружен источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существующим признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в предлагаемой вакцине, изложенных в независимом пункте формулы изобретения.

Для проверки соответствия предлагаемой вакцины условию патентоспособности «изобретательский уровень» проведен дополнительный поиск известных решений для выявления признаков, включенных в отличительную часть независимого пункта формулы изобретения.

Результаты поиска показали, что предлагаемая вакцина не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, изложенного в соответствующем разделе описания (не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками предлагаемой вакцины), а также не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками предлагаемой вакцины преобразований для достижения технического результата.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Для изготовления вакцины использовали производственные партии вируссодержащей экстраэмбриональной жидкости, которые инактивировали до полной потери инфекционности. В качестве инактиванта использовали формалин из расчета получения конечной концентрации формальдегида в полуфабрикате антигена 0,1%. Кинетику инактивации изучали в следующем эксперименте: после добавления формалина в пул вируссодержащего материала отбирали пробы непосредственно после смешивания и через 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 24 и 48 часов инкубирования при комнатной температуре (20-22°С). Для нейтрализации формалина отобранные пробы были обработаны пиросульфитом натрия и бикарбонатом натрия. После этого все пробы были проверены на полноту инактивации согласно стандартной методике: были проведены три последовательных пассажа на 9-суточных СПФ-эмбрионах кур при введении материала в аллантоисную полость в объеме 0,2 мл. Второй и третий пассажи проводили с использованием ЭЭЖ от эмбрионов предыдущего пассажа. ЭЭЖ третьего пассажа проверяли в РГА на наличие агглютининов, подтверждающих репродукцию вируса. Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1.Кинетика инактивации вируса ГП формалином№№ пасс.Наличие гемагглютининов в ЭЭЖ после инкубации в период (ч):01234567824481+----------2Н.д.*+---------3Н.д.Н.д.---------* - пассаж не проводили

Таким образом, установили, что вирус был полностью инактивирован формалином в данной концентрации уже через 2 часа инкубации при комнатной температуре. Однако, учитывая высокую степень патогенности вируса, стандартным сроком инактивации в рутинной работе установили период 24 часа, что намного превышает нижний предел метода. После инкубации антиген хранили при температуре +(2-8)°С в течение 21 сут (карантинный срок, необходимый для проведения исследования полученного материала).

Пример 2. Для получения стабильно активных производственных партий вируссодержащего сырья изготовили матровые расплодки проведением трех последовательных пассажей вируса на 12-суточных СПФ-эмбрионах кур. Биологические характеристики полученных трех генераций вируса представлены в таблице 2.

Таблица 2.№№ ппПассажТитр ГА (log₂)Титр инфекционн. (lg ЭИД₅₀/мл)1I7,09,52II9,09,53III8,09,0

Пример 3. При оптимизации условий культивирования вируса определяли величину оптимальной заражающей дозы, для чего проводили опыты по инфицированию партии эмбрионов различными дозами вируса. В опыте с первым пассажем определяли также оптимальные сроки инкубирования. Полученные результаты представлены в таблицах 3 и 4.

Таблица 3.Определение заражающей дозы для матровой расплодки вируса ВГП 1 пассажа.Кратность развед. вирусаОбъем дозы 0,1 млОбъем дозы 0,2 млГибель ч/з 40 чИнд. титры ГАГрупп. титры ГАГибель ч/з 40 чИнд. титры ГАГрупп. титры ГА-410/101:512-4
1:1024-61:102410/101:128-1
1:256-1
1:512-5
1:1024-31:512-59/101:256-1
1:512-8
1:1024-11:51210/101:512-8
1:1024-21:512-
1:1024-610/101:32-1
1:128-1
1:256-41
1:512-41:5125/101:256-8
1:512-21:256-71/101:32-2
1:64-7
1:128-11:642/101:32-2
1:64-5
1:128-2
1:256-11:64-80/100-2
1:8-1
1:16-2
1:32-3
1:64-21:160/101:16-1
1:32-4
1:64-2
1:128-31:64

Из данных таблицы следует, что наивысшая гемагглютинирующая активность партий вируса получена при использовании заражающей дозы 30000 ЭИД₅₀/эмбрион (разведение 10^-4; объем дозы 0,1 мл) и 6000 ЭИД₅₀/эмбрион (разведение 10^-5; объем дозы 0,2 мл). За оптимальную заражающую дозу приняли 30000 ЭИД₅₀/РЭК, поскольку при титровании индивидуальных проб количество более активных превалировало в этой группе. Кроме того, было установлено, что срок инкубации зараженных эмбрионов не должен превышать 40 часов, т.к. к этому моменту все эмбрионы в этих группах погибали.

Таблица 4.Определение заражающей дозы для матровой расплодки вируса ВГП II-III пассажаКр. развед.II пассажIII пассажИндивидуальные титрыГрупповые титрыИндивидуальные титрыГрупповые титры-4Живые:
1:512-1
1:1024-3
1:2048-1Павшие:
1:1024-3
1:2048-11-1:2048
2-1:512Живые:
1:2048-7
1:4096-1Павшие:
1:1024-3
1 - н.с.1-1:2048
2-1:1024-5Живые:
1:1024-2
1:2048-4Павшие:
1:1024-2
1:2048-21-1:1024
2-1:1024Живые:
1:2048-8Павшие:
1:1024-1
1:2048-11-1:512
2-1:512-6Живые:
1:512-4Павшие:
1:512-5
1:1024-11-1:512
2-1:512Живые:
1:256-2
1:512-1
1:1024-1Павшие:
1:256-4
1:512-21-1:256
2-1:256-7Живые:
1:128-2
1:256-5
1:512-2Павшие:
1:256-1
1 - н.с.1-1:256
2-1:256Н.у.Н.у.1-1:512
2-1:256

Как и в первом пассаже, наиболее высокие титры гемагглютининов были получены при использовании дозы 30000 ЭИД₅₀/эмбрион.

Таким же образом была установлена заражающая доза для наработки культурального вируса, которая составила 0,001-0,0001 ЭИД₅₀ на клетку.

Пример 4. Антигенную активность вакцины испытывали после изготовления трех экспериментальных серий вакцины. Для этого получали отдельные партии вируса, инактивировали их до полной потери инфекционности, компоновали с масляным адъювантом, проводили эмульгирование и разливали во флаконы, которые закрывали резиновой пробкой и обкатывали алюминиевыми колпачками. Оценку проводили, исследуя сероконверсию у серонегативных 20-суточных СПФ-цыплят через 21 день после подкожного введения 1 дозы вакцины. Результаты эксперимента представлены в таблице 5.

Таблица 5.Антигенная активность экспериментальных серий вакцины№№ ппИммунн. фон(log₂)№ эксп. серииТитры антител (log₂) к вирусу ГП в РТГАИндивидуальныеСр. групп.1019; 9; 9; 10; 12; 12; 10; 12; 10; 810,12210; 10; 12; 8; 8; 7; 12; 10; 10; 129,9339; 9; 12; 12; 10; 10; 10; 12; 10; 1010,44Контр. группа0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 00

Установлено, что вакцина индуцировала накопление антител (антигемагглютининов) в титрах, достигающих величины 9,9-10,4 log₂. Сероконверсия у контрольных птиц отсутствовала.

Пример 5. Безвредность вакцины испытывали после подкожного введения десяти 20-суточным СПФ-цыплятам 2-кратной дозы экспериментальных серий вакцины. За цыплятам вели наблюдение в течение 14 суток, после чего провели убой и вскрытие с целью выявления патологоанатомических изменений. В течение срока наблюдения у подопытных цыплят не наблюдали случаев переболевания и снижения конверсии корма. После вскрытия местных воспалительных реакций в области инъекции обнаружено не было, что характеризует препарат как безвредный для цыплят.

Таким образом, приведенная выше информация свидетельствует о выполнении при использовании предлагаемого изобретения следующей совокупности условий:

- инактивированная вакцина против гриппа птиц, воплощающая предлагаемое изобретение, предназначена для использования в сельском хозяйстве, а именно в ветеринарной медицине и биотехнологии;

- для предлагаемого изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;

- инактивированная вакцина против гриппа птиц, изготовленная из штамма A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1) в соответствии с предлагаемым изобретением, обладает высокой антигенной активностью и является безвредной.

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Вакцина включает антигенный материал вируса гриппа птиц, инактивант и адъювант. В качестве антигенного материала вакцина содержит штамм A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1), депонированный в Государственной Коллекции вирусов РФ ГУ Институт вирусологии им. Д.И.Ивановского РАМН, удостоверение №2373, репродуцирующийся в 9-13-суточных эмбрионах кур и культурах клеток в титрах 8,0-10,5 lg ЭИД₅₀/0,2 см³, с гемагглютинирующей активностью 5-10 log₂. Для профилактики гриппа птиц птицепоголовье вакцинируют данной вакциной, которую вводят подкожно. Вакцина безвредна и обладает высокой антигенной активностью. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 табл.

1. Вакцина против гриппа птиц инактивированная эмульгированная, включающая антигенный материал вируса гриппа птиц, инактивант и адъювант, отличающаяся тем, что в качестве антигенного материала она содержит штамм A/Chicken/Novosibirsk/64/05 (H5N1), депонированный в Государственной Коллекции вирусов РФ ГУ Институт вирусологии им. Д.И.Ивановского РАМН, удостоверение №2373, репродуцирующийся в 9-13-суточных эмбрионах кур и культурах клеток в титрах 8,0-10,5 lg ЭИД₅₀/0,2 см³, с гемагглютинирующей активностью 5-10 log₂.2. Вакцина по п.1, отличающаяся тем, что в качестве инактиванта содержит формалин в конечной концентрации 0,1%.3. Вакцина по п.1, отличающаяся тем, что в качестве адъюванта содержит MONTANIDE ISA 70.4. Способ профилактики гриппа птиц, вызываемого высокопатогенными штаммами вируса гриппа птиц типа А подтипа H5N1, включающий вакцинацию птицепоголовья, отличающийся тем, что вакцинацию осуществляют вакциной по любому из пп.1-3, которую вводят подкожно.