Изобретение относится к области ветеринарной вирусологии и биотехнологии, может быть использовано для разработки и изготовления средств диагностики, специфической профилактики ящура серотипа А и контроля антигенной и иммуногенной активности противоящурных вакцин.
На сегодняшний день возбудитель ящура остается наиболее контагиозным патогеном парнокопытных и мозоленогих животных, является РНК(+) -содержащим вирусом, который относится к сфере Riboviria, царству Orthornavirae, типу Pisuviricota, классу Pisoniviricetes, отряду Picornavirales, семейству Picornaviridae, роду Aphthovirus, виду Foot-and-mouth disease virus.
РНК возбудителя ящура кодирует 4 структурных белка: VP1, VP2, VP3, VP4 и множество неструктурных протеинов [1, 2, 3]. Выделяют 7 различных серотипов вируса ящура: O, А, Азия 1, C, SAT 1, SAT 2, SAT 3, причем серотип А является наиболее разнообразным [4-6].
Генетически серотипы вируса ящура разделены на топотипы, генетические линии и даже сублинии, которые в суммарной форме записи обозначают полный генотип возбудителя ящура. Различия между ними определяют при анализе нуклеотидной последовательности 1D-гена (белок VP1), который характеризуется наиболее высоким количеством нуклеотидных и аминокислотных замен по итогам анализа с помощью программы MEGA [1, 2, 3].
Молекулярными биологами, которые детально исследуют геном вируса ящура, было сделано заключение, что самыми вариабельными областями белка VP1 считаются участки в следующих диапазонах аминокислотных остатков: 40-60, 130-160 и 190-213 а.о. [4, 5, 6].
Антигенные вариации возникают из-за аминокислотных мутаций, которые изменяют распознавание вирусных белков иммунной системой организма. Поверхностно открытые структуры вируса в наибольшей степени подвержены реакции иммунной системы живого организма [5, 6].
Для изолятов вируса ящура серотипа А характерно наибольшее генетическое разнообразие. Серотип А включает в себя 3 охарактеризованных прототипа ASIA, Africa, EURO-SA и одну пока еще малоизученную группу изолятов [1, 6, 7].
Генетическое и антигенное разнообразие вируса ящура серотипа А приводит к проблемам в специфической профилактике ящура при применении культуральных инактивированных противоящурных вакцин, а также затрудняет штаммоспецифическую диагностику выделенных изолятов вируса ящура. В результате возникает необходимость создания новых средств диагностики и специфической иммунопрофилактики в отношении вируса ящура серотипа А и, в частности, генотипа A/ASIA/Iran-05/HER-10, представители которого распространяются на территории Западной Африки [8].
Анализируя вспышки, которые регистрировались на территории Центральной и Средней Азии, обнаружено, что в Казахстане с 2007 г. регистрируют вспышки ящура генотипа A/ASIA/Iran-05 и периодически отмечают наличие ящура сублинии HER-10. Аналогичная ситуация отмечается в Афганистане, Бахрейне и Иране. При этом вирус ящура генотипа A/ASIA/Iran-05/HER-10 имеет уникальный нуклеотидный и аминокислотный состав. Распространение ящура данного генотипа является опасным и требует исследования штаммов данного генотипа для создания средств диагностики и специфической профилактики ящура генотипа A/ASIA/Iran-05/HER-10.
Известны производственные штаммы вируса ящура серотипа А, которые применяются для производства средств специфической профилактики ящура:
- штамм «А22/Ирак/64» (генотип A/ASIA/Iraq-64),
- штамм «А/Турция/06» (генотип A/ASIA/Iran-05),
- штамм «А №2155/Забайкальский/2013» (генотип A/ASIA/Sea-97),
- штамм «А №2269/ВНИИЗЖ/2015» (генотип A/ASIA/G-VII),
- штамм «А/Танзания/2013» (генотип A/AFRICA/G-I),
- штамм «А 2205/G-IV» (генотип A/AFRICA/G-IV),
- штамм «А №2166/Краснодарский/2013» (генотип A/ASIA/Iran-05SIS-10) (прототип).
Изолят вируса ящура был выделен из патологического материала от крупного рогатого скота на территории Казахстана в 2012 г. и поступил в ФГБУ «ВНИИЗЖ» для проведения научных исследований в 2018 г.
Штамм «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» был получен в результате научно-исследовательской работы путем адаптации изолята к репродукции в первично-трипсинизированной монослойной клеточной линии почки свиньи СП, в перевиваемых культурах клеток ВНК-21/SUSP/ARRIAH, IB-RS-2, ПСГК-30, в организме крупного рогатого скота и свиней в условиях ФГБУ «ВНИИЗЖ».
По результатам сравнительного анализа нуклеотидных последовательностей выделенный штамм вируса ящура принадлежит к генотипу A/ASIA/Iran-05/HER-10, который значительно отличается от производственных штаммов вируса ящура серотипа A, в том числе от штамма «А №2166/Краснодарский/2013» (прототип) [9].
Настоящее изобретение позволяет расширить арсенал производственных штаммов вируса ящура серотипа А, обладающих высокой инфекционной, антигенной и иммуногенной активностью в нативном виде, пригодный для контроля антигенной и иммуногенной активности вакцин, изготовления чувствительных и высокоспецифичных диагностических тест-систем и иммуногенных вакцинных препаратов путем получения штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура для изготовления биопрепаратов для диагностики и специфической профилактики ящура серотипа А.
Штамм вируса ящура «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» депонирован во Всероссийской государственной коллекции экзотических типов вирусов ящура и других патогенов животных (ГКШМ) ФГБУ «ВНИИЗЖ», под регистрационным номером: №413 - деп / 22-47 - ГКШМ ФГБУ «ВНИИЗЖ».
Экспериментально подтверждена возможность использования штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура для изготовления средств диагностики и профилактики ящура серотипа А.
Сущность изобретения отражена на графическом изображении:
Фиг. 1. - Дендрограмма, отражающая филогенетическое взаимоотношение штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура с эпизоотическими штаммами серологического серотипа А. Примечание: Дендрограмма основана на сравнении полных нуклеотидных последовательностей гена VР1.
Сущность изобретения пояснена следующими перечнями последовательностей:
SEQ ID NO:1 представляет последовательность нуклеотидов 1D-гена белка VР1 штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура серотипа А;
SEQ ID NO:2 представляет последовательность аминокислот 1D-гена белка VР1 штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура серотипа А.
Штамм «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура характеризуется следующими признаками и свойствами.
Морфологические признаки
Штамм «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура имеет следующую таксономию: сфера Riboviria, царство Orthornavirae, тип Pisuviricota, класс Pisoniviricetes, отряд Picornavirales, семейство Picornaviridae, род Aphthovirus, вид Foot-and-mouth disease virus, серотип А, генотип A/ASIA/Iran-05/HER-10. Штамм возбудителя обладает следующими морфологическими признаками, характерными для возбудителя ящура: форма вириона иксаэдрическая, размер 20 нм. Вирион состоит из молекулы одноцепочечной положительно заряженной молекулы РНК и 60 копий полипептида, каждый из которых представлен белками VP4, VP2, VP3, VP1.
Антигенные свойства
По антигенным свойствам штамм «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура относится к серотипу А. Вирус стабильно нейтрализуется гомологичной антисывороткой, не проявляет гемагглютинирующей активности. У переболевших животных в сыворотке крови образуются специфические антитела, выявляемые в реакции микронейтрализации, иммуноферментным анализом и в реакции связывания комплемента.
Методом нуклеотидного секвенирования была определена первичная структура 1D-гена белка VP1 штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура. Сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей показал, что штамм «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура принадлежит к генотипу A/ASIA/Iran-05/HER-10 (Фиг. 1).
Антигенное родство (r1) штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура изучено в реакции микронейтрализации вируса в высокочувствительной перевиваемой клеточной линии почки свиньи IB-RS-2 с помощью перекрестного исследования данного штамма возбудителя ящура со специфическими сыворотками, полученными на следующие производственные штаммы вируса ящура:
- штамм «А22/Ирак/64» (генотип A/ASIA/Iraq-64),
- штамм «А/Турция/06» (генотип A/ASIA/Iran-05),
- штамм «А №2155/Забайкальский/2013» (генотип A/ASIA/Sea-97),
- штамм «А №2269/ВНИИЗЖ/2015» (генотип A/ASIA/G-VII),
- штамм «А/Танзания/2013» (генотип A/AFRICA/G-I),
- штамм «А 2205/G-IV» (генотип A/AFRICA/G-IV),
- штамм «А №2166/Краснодарский/2013» (генотип A/ASIA/Iran-05SIS-10) (прототип).
Титр референтных сывороток крови КРС, полученных путем иммунизации животных моновалентными вакцинами из производственных штаммов вируса ящура серотипа А, против 2,0 lg ТЦД50 гомологичного и гетерологичного вируса определяли в реакции микронейтрализации (РМН) при перекрестном титровании, рассчитывая значения с использованием уравнения линейной регрессии, и выражали в log2 SN50. Значение r1 определяли, как антилогарифм разности log2 SN50 титров сыворотки против гетерологичного и гомологичного вируса [7-10].
Значение r1 в РМН интерпретировали следующим образом:
при ≥0,3 - исследуемый и производственный штаммы вируса ящура являются родственными;
при <0,3 - исследуемый образец штамма вируса ящура значительно отличается от производственного штамма.
Максимальное родство отмечается при значении r1 в РМН, стремящимся к 1,0.
Показатели антигенного родства при изучении штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» составили r1 от 0,01 до 0,28, что свидетельствует об отсутствии явного антигенного родства с производственными штаммами вируса ящура серотипа А (табл. 1).
Гено- и хемотаксономические характеристики
Штамм «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура является РНК(+) - содержащим вирусом с молекулярной массой 8,10×106 Д. Нуклеиновая кислота представлена одноцепочной линейной молекулой молекулярной массой 2,869×106 Д. Вирион имеет белковую оболочку, состоящую из четырех структурных белков VP1, VP2, VP3 и VP4. Липопротеидная оболочка отсутствует.
Основным антигенным белком является VP1. В вирионе содержится приблизительно 33% РНК и 67% белка. РНК возбудителя ящура является инфекционной и участвует в образовании белков-предшественников в инфицированных клетках. Данные полипептидные молекулы, в свою очередь, расщепляются с образованием более стабильных структурных и неструктурных белков вируса ящура.
Физические свойства
Масса вириона составляет 8,46×10-18 г. Плавучая плотность 1,48 г/см3.
Устойчивость к внешним факторам
Штамм «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура устойчив к эфиру, хлороформу, и ацетону. Наиболее стабилен при pH 7,50-7,70. Сдвиги pH в кислую и сильно щелочную сторону ведут к инактивации вируса. Чувствителен к формальдегиду, УФ-облучению, γ-облучению, высоким температурам (выше 38,0°С).
Дополнительные признаки и свойства
Реактогенность - реактогенными свойствами не обладает.
Патогенность - патогенен для мозоленогих и парнокопытных животных.
Вирулентность - вирулентен для естественно-восприимчивых животных при контактном, аэрозольном и парентеральном заражении.
Стабильность - сохраняет исходные биологические свойства при пассировании в чувствительных биологических системах в течение 5 пассажей (срок наблюдения) на перевиваемых культурах.
Биотехнологические характеристики
Штамм «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура репродуцируется в перевиваемых культурах клеток: почки сибирского горного козерога (ПСГК-30), почки свиньи (IB-RS-2), почки новорожденного сирийского хомячка (ВНК-21).
При испытании было проведено 5 последовательных пассажей штамма
«А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура в перевиваемых культурах клеток ПСГК-30, ВНК-21, IB-RS-2. Биологические свойства характеризовали путем определения инфекционной активности вируса каждого пассажа в перевиваемой клеточной линии IB-RS-2 и на естественно восприимчивых животных - крупном рогатом скоте (КРС) и свиньях.
Сущность предлагаемого изобретения пояснена примерами его исследования, которые не ограничивают объем изобретения.
Пример 1. Исследование биологических свойств штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура при репродукции в монослойных перевиваемых клеточных линиях.
При выделении изолята вируса ящура с целью получения его однородной популяции, обладающей оптимальными биотехнологическими свойствами, использовали комплекс биологических, вирусологических и биохимических методов, предусмотренных методическими указаниями по выявлению и идентификации штаммов вируса ящура [7].
Биологические и вирусологические методы включали в себя метод выделения в клеточной линии и адаптацию изолята вируса ящура к ним.
Процесс выделения возбудителя ящура проводили в монослойных перевиваемых клеточных линиях ПСГК-30, IB-RS-2, ВНК-21 с последующей адаптацией в течение 5 последовательных пассажей. Культуры клеток выращивали в соответствующих питательных средах, в стационарных условиях во флаконах с площадью поверхности 75,0 см2, отмывали от ростовой среды и заражали 20%-ной суспензией афтозного материала (множественность заражения составляла 1-10 ТЦД50 на клетку), приготовленной в среде Игла MEM с 0,25% гидролизата лактальбумина. Для удаления микрофлоры и балластных клеточных компонентов вирусную суспензию предварительно обрабатывали 0,3%-ным раствором гентамицина. После 30-минутного контакта вируса с клеточной культурой во флаконы вносили поддерживающую среду и инкубировали при температуре 37,0±0,1°C до появления цитопатического действия (ЦПД) в монослое культуры клеток, которое представлено в виде округления клеток, повышения их оптической плотности, дегенерации и отделении клеток от поверхности субстрата.
При ЦПД не менее 95% клеток, флаконы подвергали процессу «замораживание-оттаивание», очистке клеточной взвеси хлороформом и центрифугированию при 3000g в течение 7 мин. Полученный вируссодержащий материал использовали для последующих пассажей. Вирус считался адаптированным к культурам клеток, если в течение не менее 24 часов проявлялось 95-100% ЦПД в монослое клеточных культур. Адаптация эпизоотического изолята к различным клеточным линиям наступала на уровне пятого пассажа. Титр инфекционной активности вируса ящура определяли с помощью разработанной ранее методики [11].
Результаты адаптации вируса к различным клеточным культурам представлены в таблице 2, данные которой свидетельствуют о высокой адаптационной способности изолята вируса ящура к использованным клеточным линиям. В монослойной культуре клеток ПСГК-30 за 14 ч получали вирусную суспензию с активностью в РСК 1:32 и титром инфекционной активности 7,33±0,10 lg ТЦД50/см3. В монослойной культуре клеток IB-RS-2 за 19 ч получали вирусную суспензию с активностью в РСК 1:32 и титром инфекционной активности 7,03±0,10 lg ТЦД50/см3. В монослойной культуре клеток ВНК-21 за 21 ч получали вирусную суспензию с активностью в РСК 1:16 и титром инфекционной активности 6,85±0,10 lg ТЦД50/см3. Каждое исследование и культивирование проводили 9 раз. В итоге получен штамм «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» с охарактеризованными биологическими культуральными свойствами, который далее использовали для исследования его свойств. Таким образом, наибольший титр инфекционной активности вируса ящура указанного штамма достигнут при культивировании в монослойной клеточной линии ПСГК-30 за наименьшее время репродукции вируса, что важно для производственных целей при получении вирусной массы.
Пример 2. Исследование биологических свойств штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура на крупном рогатом скоте.
Заражение КРС исходным штаммом вируса ящура проводили интрадермолингвально (I пассаж). Адаптацию и наработку штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура на КРС проводили в течение двух последовательных пассажей. С целью определения титра инфекционной активности адаптированного штамма из афт на этапе второго пассажа на КРС получали 10%-ную вирусную суспензию, из которой готовили последовательные 10-кратные разведения в 1/15 М фосфатно-солевом буферном растворе (ФСБР). Подготовленные разведения с 10-2 по 10-6 вводили интрадермолингвально в 4 точки по 0,1 см3 двум головам КРС. Учёт результатов титрования на животных проводили спустя 24 ч по наличию афт на месте введения разведений вируса ящура штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10». Титр инфекционной активности на КРС данного штамма вируса ящура на стадии первого пассажа на КРС составил 5,25 lg ИД50/0,1 см3, второго пассажа - 6,25 lg ИД50/0,1 см3. Таким образом, была получена 10%-ная афтозная суспензия вируса ящура штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» (2 пассаж на КРС) с титром инфекционной активности 6,25 lg ИД50/0,1 см3.
Пример 3. Исследование биологических свойств штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура на свиньях.
Заражение свиней исходным штаммом «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура проводили внутрикожно на стадии первого пассажа в область венчика передних конечностей. Адаптацию и наработку указанного штамма вируса ящура на свиньях вели в течение двух последовательных пассажей. С целью определения титра инфекционной активности адаптированного штамма из афт второго пассажа на свиньях получали 10%-ную вирусную суспензию, из которой готовили последовательные 10-кратные разведения с использованием в качестве растворителя 1/15 М ФБР. Подготовленные разведения с 10-2 по 10-6 вводили внутрикожно в венчики копытец по 0,1 см3 в 4 точки на каждый палец конечности одного разведения, из расчета 1 разведение на 2 копытца 1 конечности каждому из 2 подопытных подсвинков.
Учёт результатов титрования проводили через 24 ч по наличию афт на месте введения разведений. Титр инфекционной активности на свиньях для штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура на свиньях на стадии первого пассажа составил 5,50 lg ИД50/0,1 см3, второго - 6,00 lg ИД50/0,1 см3. Таким образом, была получена 10%-ная афтозная суспензия вируса ящура штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» (2 пассаж на подсвинках) с титром инфекционной активности 6,00 lg ИД50/0,1 см3.
Пример 4. Исследование биологических свойств штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура при репродукции в перевиваемой суспензионной клеточной линии ВНК-21/SUSP/ARRIAH.
Штамм «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура репродуцировали в суспензионной перевиваемой культуре клеток из почки новорожденного сирийского хомячка ВНК-21/SUSP/ARRIAH. В качестве поддерживающей среды использовали среду Игла MEM, с добавлением ферментативного гидролизата мышц сухого, гидролизата белков крови сухого при рН среды 7,50-7,70. Клеточную линию заражали вирусом из расчета 0,005 ТЦД50/клетка.
Культивирование штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура осуществляли при температуре 37,0±0,1°С до достижения ЦПД вируса, соответствующего не менее 95%. Полученную вируссодержащую суспензию контролировали на стерильность и содержание общего вирусного белка (ОВБ) и важнейшего иммуногенного компонента с коэффициентом седиментации 146S.
Полученные суспензии были стерильными. Концентрация ОВБ в суспензии составляла 3,17±0,12 мкг/см3. Значения титра инфекционной активности вируса, а также процентное содержание 146S компонента штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура отражены в таблице 3, из данных которой видно, что при средней концентрации клеток BHK-21/SUSP/ARRIAH, равной 4,53±0,07 млн клеток/см3, дозе заражения 0,005 ТЦД50/клетку и продолжительности репродукции вируса 11,35±0,24 ч средний титр инфекционной активности возбудителя ящура был равен 8,26±0,05 lg ТЦД50/см3. Концентрацию 146S компонента вируса ящура определяли с помощью ранее разработанной методики [12]. Содержание данного компонента составило 69,99±0,49 % (2,19±0,09 мкг/см3, n = 9).
Пример 5. Определение типовой специфичности и активности штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура.
Исследование типовой специфичности и активности штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура проводили в реакции связывания комплемента (РСК). К полученному антигену штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура, взятому в объеме 0,4 см3 в цельном виде и в разведениях 1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32, 1:64, 1:128 добавляли по 0,1 см3 гомологичной и гетерологичных гипериммунных сывороток, полученных на вирус ящура в рабочем (удвоенном) титре и 0,1 см3 комплемента в рабочем разведении. Смесь выдерживали в водяной бане в течение 20 мин при температуре 37,0±0,1°С. Затем вносили по 0,2 см3 гемолитической системы и выдерживали 30 мин при температуре 37,0±0,1°С. Положительный результат реакции соответствовал 100%-ной задержке гемолиза эритроцитов барана («4 креста»). Параллельно проводили контрольные реакции без сыворотки, без комплемента и компонентов реакции.
В качестве реагентов в РСК использовали сыворотки ящурные типоспецифические гипериммунные морских свинок, полученные на производственные штаммы вируса ящура «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» (предлагаемое изобретение), «А №2166/Краснодарский/2013» (прототип), «SAT-1 №96/62», «SAT-2/XIV/2023», «SAT-3 ZIM 4/81», «О/Пакистан/2018», комплемент сухой для РСК, гемолизин (сыворотка гемолитическая), эритроциты барана 2% (взвесь на физиологическом растворе, рН = 7,05-7,15). В качестве контроля использовали антигены вируса ящура штаммов «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10», «А №2166/Краснодарский/2013», «SAT-1 №96/62», «SAT-2/XIV/2023», «SAT-3 ZIM 4/81», «О/Пакистан/2018».
Результаты исследования отражены в таблице 4, из которой следует, что штамм «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура обладает выраженной типовой специфичностью, относится к вирусу ящура серотипа А и активен в РСК в разведении 1:64.
Пример 6. Получение, контроль качества и применение антигена штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура как биопрепарата для диагностики и специфической профилактики ящура серотипа А.
Для получения антигена штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура как компонента для диагностики и специфической профилактики ящура серотипа А проводили суспензионное культивирование вируса в перевиваемой клеточной линии ВНК-21/SUSP/ARRIAH с получением вирусной суспензии с титром инфекционной активности не ниже 7,00 lg ТЦД50/см3. Полученную вирусную суспензию инактивировали с помощью аминоэтилэтиленимина (0,035%) и осветляли за счет полигексаметиленгуанидина (0,03%).
Инактивированную культуральную суспензию, содержащую антиген вирус ящура, осветляли в течение 60 мин. при 5000 об/мин и 4±2°С на центрифуге типа Bekman J2-21 (Beckman Coulter, USA) или аналоге. Надосадочную жидкость отбирали и добавляли в нее полиэтиленгликоль с молекулярным весом 6000 Да (ПЭГ-6000) до конечной концентрации 8,5% и хлорид натрия (сухой) до конечной концентрации 0,85%, интенсивно перемешивали и выдерживали при температуре 4±2°С в течение 18±1 ч. Вирусную суспензию осаждали при 6000 об/мин в течение 60 мин., осадок растворяли в 1/15 М фосфатно-солевом буферном растворе, концентрируя в 6 раз (1/6 от первоначального объёма).
К полученному преципитату добавляли 50% хлороформа, интенсивно перемешивали и фракционировали с помощью центрифуги в течение 30 мин. при 3000 об/мин. Отбирали верхнюю водную фракцию, содержащую антиген вируса ящура. Отбирали 100 мкл образца для последующего электрофоретического анализа в 12%-ном полиакриламидном геле.
Для получения очищенного антигена штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура готовили линейный градиент сахарозы с концентрациями 10, 20, 30, 40, 50%. Инактивированную суспензию вируса ящура наливали по 10 мл в центрифужные пробирки, затем последовательно подслаивали растворы сахарозы, начиная с 10%-го и заканчивая 50%-м раствором. Пробирки помещали в металлические центрифужные стаканы и после тщательно выполненного уравновешивания центрифугировали при скорости 45 000 об/мин и температуре 4±2°С в течение 4 часов. Фракционирование градиента сахарозы производили с помощью перистальтического насоса, отбирая фракции по 1 мл в отдельные пробирки. Опалесцирующий слой, содержащий очищенный антиген вируса ящура, располагается приблизительно в 30%-м слое сахарозы. Данную фракцию переосаждали с помощью ультрацентрифугирования в течение 4 часов при скорости 45 000 об/мин. и температуре 4±2°С и ресуспендировали осадок в 1/15 М фосфатно-солевом буферном растворе.
Результаты спектрометрического исследования полученных фракций штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура как компонента для диагностики и специфической профилактики ящура серотипа А представлены в таблице 5. Анализ проводили для всех фракций, высокие значения оптической плотности наблюдали для 5-10 фракции (1,425±0,001 - 1,289±0,001 о.е.) с максимальными значениями для фракции № 7 (2,321±0,002 о.е.).
Проведен электрофорез полученных фракций в 12% полиакриламидном геле в денатурирующих условиях для отобранной фракции. Полученные результаты свидетельствовали, что 6-кратный антиген вируса ящура не содержал примесных белков.
С помощью реакции связывания комплемента определили концентрацию 146S компонента в полученном антигене, которая составила 13,14±0,08 мкг/см3 (n=5, p<0,005), что достаточно для использования при изготовлении диагностических наборов для выявления антигена и антител против вируса ящура, а также для изготовления специфических препаратов для профилактики данного заболевания.
Таким образом, получен и проведен контроль качества антигена штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура как биопрепарата для диагностики и специфической профилактики ящура серотипа А.
Полученный антиген использовали в качестве биопрепарата для проведения реакции связывания комплемента для детекции антигена вируса ящура штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» в исследуемых пробах при изготовлении вакцинных препаратов. Для определения диагностической чувствительности реакции анализировали 256 проб антигена, которые являлись заведомо положительными. По результатам проведения реакции связывания комплемента (РСК) доказали, что из 256 образцов сывороток крови все определены в качестве положительных. Для исследования специфичности реакции тестировали 175 отрицательных проб. В результате исследования с помощью РСК, из 175 отрицательных проб все определены в качестве отрицательных. Пользуясь статистическими методами анализа определили, что в 95%-ном доверительном интервале диагностическая чувствительность (DSe) составила 98,57-100,00%, диагностическая специфичность (DSp) - 97,91-100,00%, k-критерий - 1,000; общая точность (DAc) - 99,15-100,00%.
Таким образом, полученный антиген штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура применим для использования в качестве биопрепарата в диагностических тест-системах.
Пример 7. Применение антигена вируса ящура штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» для получения сывороток кролика против структурных белков вируса ящура штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10».
Для получения сыворотки кролика против структурных белков вируса ящура штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» как биопрепарата для диагностики и специфической профилактики ящура серотипа А применяли 20 клинически здоровых кроликов средней упитанности массой 2,5-3,0 кг.
Для гипериммунизации животных применяли антиген вируса ящура, полученный, как описано в примере 6, из которого готовили сложную эмульсию с использованием масляного адъюванта Montanide ISA-61 VG («Seppic», Р. Франция) (в соотношении адъювант/антиген = 60/40 по массе). Полученную вакцину вводили в мышцу задних конечностей кролика на 0, 21 и 42 дни в объеме 0,5 см3. Через 7 дней после последней иммунизации кроликов тотально обескровливали и получали сыворотку крови, содержащую антитела против антигена штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура, которую хранили при температуре 2-8°С.
Полученные 20 сывороток крови кроликов проверяли в реакции связывания комплемента и определили, что их активность составила 1:6500-1:7000. Данные показатели являются высокими и достаточными (не менее 1:1000) для изготовления диагностических наборов по выявлению антигена и антител против вируса ящура.
Изготовленные сыворотки объединили в общий пул, провели лиофильную сушку и, таким образом, получили биопрепарат, который использовали для проведения реакции связывания комплемента для детекции антигена вируса ящура штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10». Для определения диагностической чувствительности реакции анализировали 231 пробу антигена, которые являлись заведомо положительными. По результатам проведения реакции связывания комплемента (РСК) доказали, что из 231 образца сывороток крови все определены в качестве положительных. Для исследования специфичности реакции тестировали 132 отрицательные пробы. В результате исследования с помощью РСК, из 132 отрицательных проб все определены в качестве отрицательных. Пользуясь статистическими методами анализа определили, что в 95%-ном доверительном интервале диагностическая чувствительность (DSe) составила 98,42-100,00%, диагностическая специфичность (DSp) - 97,24-100,00%, k-критерий - 1,000; общая точность (DAc) - 98,99-100,00%.
Таким образом, полученный антиген вируса ящура штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» применен для иммунизации животных как биопрепарат. Получен и проведен контроль качества сывороток крови кролика против антигена штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура, а также показано применение полученной сыворотки как биопрепарата для диагностики ящура генотипа А.
Пример 8. Применение антигена вируса ящура штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» для получения вакцины.
Из полученного антигена приготовили сорбированную вакцину для крупного рогатого скота. Провели иммунизацию вакциной в цельном виде 5 голов КРС. На 21 сутки после иммунизации отобрали кровь, получили сыворотки крови, которые исследовали на наличие антител к структурным белкам вируса ящура штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» в РМН и ИФА. Результаты исследования отражены в таблице 6, из которой следует, что среднее значение титра вируснейтрализующих антител в РМН составило 7,85±0,14 log2 SN50 (положительно, ≥5,5 log2 SN50). В ИФА процент ингибиции был более 50% (среднее значение составило 82,81±3,65%), что свидетельствует о том, что все сыворотки были положительными. Таким образом, по двум реакциям получили согласованные результаты о наличии защитного количества антител против заражения вируса ящура гомологичным штаммом «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10». Следовательно, антиген данного штамма можно применять для создания вакцины, обеспечивающей защиту от ящура указанного штамма.
Источники информации
1. OIE. Manual of Diagnostic Tests and Vaccines for Terrestrial Animals. 7th еd. Paris, May 2023. - Ch. 3.1.8.
2. Liu W, Yang B, Wang M, Wang H, Yang D, Ma W, Zhou G, Yu L. Identification of a conformational neutralizing epitope on the VP1 protein of type A foot-and-mouth disease virus. Res Vet Sci. 2017 Dec;115:374-381. doi: 10.1016/j.rvsc.2017.07.001. Epub 2017 Jul 8. PMID: 28711695.
3. Nguyen QT, Yang J, Byun JW, Pyo HM, Park MY, Ku BK, Nah J, Ryoo S, Wee SH, Choi KS, Poo H. Development of Monoclonal Antibody Specific to Foot-and-Mouth Disease Virus Type A for Serodiagnosis. Pathogens. 2019 Dec 17;8(4):301. doi: 10.3390/pathogens8040301. PMID: 31861046; PMCID: PMC6963590.
4. Жильцова М.В. Биологические свойства эпизоотических изолятов вируса ящура типов А, О и Азия-1: Автореф… дис. кан. наук. - Владимир: 2008. - 23 с.
5. Hwang YJ, Lee KK, Kim JW, Chung KH, Kim SJ, Yun WS, Lee CS. Effective Diagnosis of Foot-And-Mouth Disease Virus (FMDV) Serotypes O and A Based on Optical and Electrochemical Dual-Modal Detection. Biomolecules. 2021 Jun 5;11(6):841. doi: 10.3390/biom11060841. PMID: 34198783; PMCID: PMC8229964.
6. Kim JY, Lee JH, Yang JM, Lee SY, Park SY, Jin JS, Kim D, Park JW, Park JH, Park SH, Ko YJ. Production of Foot-and-Mouth Disease Type O and A Vaccine Antigens on a Pilot Scale and Determination of Optimal Amount of Antigen for Monovalent Vaccines. Vaccines (Basel). 2023 Jun 26;11(7):1156. doi: 10.3390/vaccines11071156. PMID: 37514972; PMCID: PMC10383391.
7. Tully DC, Fares MA. Shifts in the selection-drift balance drive the evolution and epidemiology of foot-and-mouth disease virus. J Virol. 2009;83:781-790. doi: 10.1128/JVI.01500-08.
8. Методические рекомендации по определению антигенного соответствия между эпизоотическими изолятами и производственными штаммами вируса ящура в перекрестной реакции микронейтрализации /С. Р. Кременчугская, М. В. Жильцова, Т. К. Майорова; ФГБУ «ВНИИЗЖ». - Владимир, 2012. - 36 с.
9. Патент РФ на изобретение № 2 604 200. Штамм А №2166/Краснодарский/2013 вируса ящура Aphtae epizooticae типа А для контроля антигенной и иммуногенной активности и для изготовления биопрепаратов для диагностики и специфической профилактики ящура. Заявка: 2015115869, 28.04.2015.
10. Эпизоотологические особенности ящура типа А, вызванного гетерологичными штаммами вируса / А. В. Мищенко, В. А. Мищенко, В. В. Дрыгин [и др.] // Ветеринария. - 2014. - № 11. - С. 20-24.
11. Патент № 2674076 C1 Российская Федерация, МПК А61К 39/135 С12Q 1/68. Способ определения титра инфекционной активности вируса ящура в неинактивированном сырье для вакцины с применением метода обратной транскрипции и полимеразной цепной реакции в режиме реального времени: № 2017145889: заявл. 25.12.2017: опубл. 04.12.2018 / Д.А. Лозовой, Д.В. Михалишин [и др.]; заявитель Федеральное государственное бюджетное учреждение "Федеральный центр охраны здоровья животных" (ФГБУ "ВНИИЗЖ").
12. Патент № 2712769 C1 Российская Федерация, МПК G01M 33/58, C12Q 1/68. Способ спектрометрического определения концентрации 146S частиц вируса ящура в неинактивированном сырье для вакцины по оценке количества молекул вирусной РНК, выделенной после иммунного захвата вирионов: № 2019116272: заявл. 27.05.2019: опубл. 31.01.2020 / Д.А. Лозовой, Д.В. Михалишин [и др.]; заявитель Федеральное государственное бюджетное учреждение "Федеральный центр охраны здоровья животных" (ФГБУ "ВНИИЗЖ").
Таблица 1
Антигенное соответствие (r1) штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура с производственными штаммами вируса ящура серотипа А в реакции микронейтрализации
«А / Казахстан / Iran-05 / HER-10»
(генотип A/ASIA/Iran-05SIS-10)
(генотип A/ASIA/Sea-97)
Примечание: при r1 ≥ 0,3 - исследуемый и производственный штаммы вируса ящура являются родственными;
при r1 < 0,3 - исследуемый образец штамма вируса ящура значительно отличается от производственного штамма.
Таблица 2
Биологические свойства штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура при культивировании в клеточных линиях (предлагаемое изобретение)
(n=9)
биологической
активности, ч
Таблица 3
Оценка стабильности репродукции штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура (предлагаемое изобретение) в суспензионной перевиваемой культуре клеток почки новорожденного сирийского хомячка ВНК-21/SUSP/ARRIAH
(n=9, p<0,05)
lg ТЦД50/см3
146S компонента, мкг/см3
Примечание: ОВБ - общий вирусный белок,
146S - иммуногенный компонент,
ТЦД - тканевая цитопатическая доза.
Таблица 4
Оценка типовой специфичности и активности штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура (предлагаемое изобретение) в РСК
Примечания: «++++» - четыре креста - 100%-ная задержка гемолиза;
«-» - полный гемолиз;
б/с - без сыворотки;
б/а - без антигена
Таблица 5
Результаты спектрометрического исследования полученных фракций штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура (предлагаемое изобретение) как компонента биопрепарата для диагностики и специфической профилактики ящура серотипа А
(n = 3, p<0,005)
Таблица 6
Результаты определения антител против структурных белков вируса ящура штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» после однократной иммунизации КРС на 21 сутки после вакцинации в реакции микронейтрализации и ИФА
(n = 3, p<0,005)
Примечание: * - при дозе вируса, равной 2,0 lg ТЦД50/мл,
РМН - реакция микронейтрализации (титр антител ≥5,5 log2 SN50 свидетельствует о серопозитивности),
ИФА - иммуноферментный анализ (процент ингибиции ≥50% свидетельствует о серопозитивности).
--->
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE ST26SequenceListing PUBLIC "-//WIPO//DTD Sequence Listing
1.3//EN" "ST26SequenceListing_V1_3.dtd">
<ST26SequenceListing dtdVersion="V1_3" fileName="A Iran-05
HER-10.xml" softwareName="WIPO Sequence" softwareVersion="2.1.2"
productionDate="2024-08-02">
<ApplicationIdentification>
<IPOfficeCode>RU</IPOfficeCode>
<ApplicationNumberText>0</ApplicationNumberText>
<FilingDate>2024-08-02</FilingDate>
</ApplicationIdentification>
<ApplicantFileReference>579</ApplicantFileReference>
<EarliestPriorityApplicationIdentification>
<IPOfficeCode>RU</IPOfficeCode>
<ApplicationNumberText>0</ApplicationNumberText>
<FilingDate>2024-08-02</FilingDate>
</EarliestPriorityApplicationIdentification>
<ApplicantName languageCode="ru">ФГБУ «Федеральный центр охраны
здоровья животных» (ФГБУ «ВНИИЗЖ»)</ApplicantName>
<ApplicantNameLatin> Federal State-Financed Institution Federal
Centre for Animal Health (FGBI ARRIAH)</ApplicantNameLatin>
<InventorName languageCode="ru">Доронин Максим
Игоревич</InventorName>
<InventorNameLatin>Doronin Maksim Igorevich </InventorNameLatin>
<InventionTitle languageCode="ru">Штамм «А / Казахстан / Iran-05 /
HER-10» вируса ящура Aphtae epizooticae серотипа А для изготовления
биопрепаратов для диагностики и специфической профилактики
ящура</InventionTitle>
<SequenceTotalQuantity>2</SequenceTotalQuantity>
<SequenceData sequenceIDNumber="1">
<INSDSeq>
<INSDSeq_length>750</INSDSeq_length>
<INSDSeq_moltype>DNA</INSDSeq_moltype>
<INSDSeq_division>PAT</INSDSeq_division>
<INSDSeq_feature-table>
<INSDFeature>
<INSDFeature_key>source</INSDFeature_key>
<INSDFeature_location>1..750</INSDFeature_location>
<INSDFeature_quals>
<INSDQualifier>
<INSDQualifier_name>mol_type</INSDQualifier_name>
<INSDQualifier_value>genomic DNA</INSDQualifier_value>
</INSDQualifier>
<INSDQualifier id="q1">
<INSDQualifier_name>organism</INSDQualifier_name>
<INSDQualifier_value>FMDV</INSDQualifier_value>
</INSDQualifier>
</INSDFeature_quals>
</INSDFeature>
</INSDSeq_feature-table>
<INSDSeq_sequence>agtgccggcaaggactttgaattgcgcctcccaattgacccccgcgcgc
aaaccactaccgccggggagtcagcagaccctgtcaccaccactgtcgagaactacggtggtgagacaca
ggctcagcggcgccaccacactgacgtcggcttcatcatggacaggtttgtgaaaatcaaccctgtgagc
cccacgcacgtcatcgacctcatgcaaacacaccaacacgcgttggtgggtgcccttttgcgtgcagcca
cgtactacttctctgacctggagattgtggtgcgtcacgatggcaacttgacgtgggtgcccaatggagc
acctgtaggagccttggccaacacaagcaaccccaccgcctaccacaagcagccattcacgagacttgca
ctcccttacaccgcaccgcaccgagtgttggcaacagtgtacaacggagtgagcaagtactccacaacta
gtggtggtagaaggggcgacctggggtcacttgcggcgcgggtcgccgcgcagctacccagctctttcaa
ctttggtgcaatcaaggccacgaccatccacgagcttctcgtgcgcatgaaacgtgccgagctctactgc
cccaggcccctgctggcggtggaagtgttgtcgcaggacaggcacaaacaacaaatcattgcacctgcaa
agcaactcctgaactttgacctgctcaagttggcaggagacgtcgagtccaaccctgggcccttcttctt
c</INSDSeq_sequence>
</INSDSeq>
</SequenceData>
<SequenceData sequenceIDNumber="2">
<INSDSeq>
<INSDSeq_length>250</INSDSeq_length>
<INSDSeq_moltype>AA</INSDSeq_moltype>
<INSDSeq_division>PAT</INSDSeq_division>
<INSDSeq_feature-table>
<INSDFeature>
<INSDFeature_key>source</INSDFeature_key>
<INSDFeature_location>1..250</INSDFeature_location>
<INSDFeature_quals>
<INSDQualifier>
<INSDQualifier_name>mol_type</INSDQualifier_name>
<INSDQualifier_value>protein</INSDQualifier_value>
</INSDQualifier>
<INSDQualifier id="q3">
<INSDQualifier_name>organism</INSDQualifier_name>
<INSDQualifier_value>FMDV</INSDQualifier_value>
</INSDQualifier>
</INSDFeature_quals>
</INSDFeature>
</INSDSeq_feature-table>
<INSDSeq_sequence>SAGKDFELRLPIDPRAQTTTAGESADPVTTTVENYGGETQAQRRHHTDV
GFIMDRFVKINPVSPTHVIDLMQTHQHALVGALLRAATYYFSDLEIVVRHDGNLTWVPNGAPVGALANTS
NPTAYHKQPFTRLALPYTAPHRVLATVYNGVSKYSTTSGGRRGDLGSLAARVAAQLPSSFNFGAIKATTI
HELLVRMKRAELYCPRPLLAVEVLSQDRHKQQIIAPAKQLLNFDLLKLAGDVESNPGPFFF</INSDSeq
_sequence>
</INSDSeq>
</SequenceData>
</ST26SequenceListing>
<---
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Штамм А/Афганистан/2017 вируса ящура Aphtae epizooticae типа А для изготовления биопрепаратов для диагностики и специфической профилактики ящура типа А | 2022 |
|
RU2799601C1 |
Штамм "А/Кения/G-VII" вируса ящура Aphtae epizooticae серотипа А для изготовления биопрепаратов для диагностики и специфической профилактики ящура | 2024 |
|
RU2837722C1 |
Штамм "А/Кирухара/2023" вируса ящура Aphtae epizooticae серотипа А для изготовления биопрепаратов для диагностики и специфической профилактики ящура | 2024 |
|
RU2831185C1 |
Штамм А/Иран/2018 вируса ящура Aphtae epizooticae типа А для изготовления биопрепаратов для диагностики и специфической профилактики ящура типа А | 2022 |
|
RU2799602C1 |
Штамм "А/Египет/Africa G-IV/2022" вируса ящура Aphtae epizooticae генотипа А/AFRICA/G-IV для изготовления биопрепаратов для диагностики и специфической профилактики ящура | 2024 |
|
RU2831181C1 |
Штамм А/Египет/EURO-SA/2022 вируса ящура Aphtae epizooticae для изготовления биопрепаратов для диагностики и специфической профилактики ящура генотипа A/EURO-SA | 2023 |
|
RU2817256C1 |
Штамм "А/Танзания/2013" вируса ящура Aphtae epizooticae генотипа A/AFRICA/G-I для изготовления биопрепаратов для диагностики и специфической профилактики ящура генотипа A/AFRICA/G-I | 2023 |
|
RU2810133C1 |
Штамм А 2205/G IV вируса ящура Aphtae epizooticae типа А для изготовления биопрепаратов для диагностики и специфической профилактики ящура типа А | 2021 |
|
RU2773659C1 |
Штамм "O/Kiruhura/EA-2/2023" вируса ящура Aphtae epizooticae серотипа O для изготовления биопрепаратов для диагностики и специфической профилактики ящура | 2024 |
|
RU2831199C1 |
Штамм "O/ARRIAH/Mya-98" вируса ящура Aphtae epizooticae для изготовления биопрепаратов для диагностики и специфической профилактики ящура | 2023 |
|
RU2811585C1 |
Изобретение относится к области биотехнологии и касается нового штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура Aphtae epizooticae генотипа A/ASIA/Iran-05/HER-10, семейства Picornaviridae, рода Aphthovirus, депонированного во Всероссийской государственной коллекции экзотических типов вируса ящура и других патогенов животных (ГКШМ) ФГБУ «ВНИИЗЖ» под регистрационным номером №413 - деп / 22-47 – ГКШМ ФГБУ «ВНИИЗЖ». Представленный штамм репродуцируется в перевиваемых культурах клеток почки сибирского горного козерога (ПСГК-30), почки свиньи (IB-RS-2), почки новорожденного сирийского хомячка (ВНК-21). В перевиваемой суспензионной культуре клеток почки сирийского хомячка ВНК-21/SUSP/ARRIAH в течение 11,35±0,24 часов инкубирования концентрация 146S компонента штамма «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» генотипа A/ASIA/Iran-05/HER-10 вируса ящура имеет средние значения 2,19±0,09 мкг/см3 (69,99±0,49%), сохраняя исходные характеристики при пассировании в новой перевиваемой суспензионной клеточной линии ВНК-21/SUSP/ARRIAH. Представленный штамм «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» может быть использован для изготовления биопрепаратов для диагностики и специфической профилактики ящура генотипа A/ASIA/Iran-05/HER-10 и для контроля антигенной активности противоящурных вакцин. 1 ил., 6 табл., 8 пр.
Штамм «А / Казахстан / Iran-05 / HER-10» вируса ящура Aphtae epizooticae генотипа A/ASIA/Iran-05/HER-10, депонированный во Всероссийской государственной коллекции экзотических типов вируса ящура и других патогенов животных (ГКШМ) ФГБУ «ВНИИЗЖ» под регистрационным номером №413 - деп / 22-47 – ГКШМ ФГБУ «ВНИИЗЖ», предназначенный для изготовления биопрепаратов для диагностики и специфической профилактики ящура генотипа А.
Штамм А/Афганистан/2017 вируса ящура Aphtae epizooticae типа А для изготовления биопрепаратов для диагностики и специфической профилактики ящура типа А | 2022 |
|
RU2799601C1 |
ЖИЛЬЦОВА М.В., Биологические свойства эпизоотических изолятов вируса ящура типов А, О и Азия-1: Автореф | |||
дис | |||
канд | |||
наук, Владимир, 2008, весь документ | |||
KIM JY, Production of Foot-and-Mouth Disease Type O and A Vaccine Antigens on a Pilot Scale and Determination of Optimal Amount of Antigen for Monovalent Vaccines |
Авторы
Даты
2025-04-03—Публикация
2024-10-24—Подача