microbeПроблемы особо опасных инфекцийProblems of Particularly Dangerous Infections0370-10692658-719XRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”10.21055/0370-1069-2013-2-73-77microbe-37Research ArticleБИОТЕХНОЛОГИЯBIOTECHNOLOGYЭкспериментальный препарат для специфической профилактики туляремииExperimental Preventive Anti-Tularemia PreparationВолохО. А.VolokhO. A.rusrapi@microbe.ruКузнецоваЕ. М.KuznetsovaE. M.rusrapi@microbe.ruСмольковаЕ. А.Smol’KovaE. A.rusrapi@microbe.ruЩуковскаяТ. Н.ShchukovskayaT. N.rusrapi@microbe.ruБугорковаС. А.BugorkovaS. A.rusrapi@microbe.ruАвдееваН. Г.AvdeevaN. G.rusrapi@microbe.ruФилимоноваД. Г.FilimonovaD. G.rusrapi@microbe.ruШмельковаТ. П.Shmel’KovaT. P.rusrapi@microbe.ruКлюеваС. Н.KlyuevaS. N.rusrapi@microbe.ruНикифоровА. К.NikiforovA. K.rusrapi@microbe.ruРоссийский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»РоссияRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”Russian Federation201320062013027377Copyright © Волох О.А., Кузнецова Е.М., Смолькова Е.А., Щуковская Т.Н., Бугоркова С.А., Авдеева Н.Г., Филимонова Д.Г., Шмелькова Т.П., Клюева С.Н., Никифоров А.К., 20132013Волох О.А., Кузнецова Е.М., Смолькова Е.А., Щуковская Т.Н., Бугоркова С.А., Авдеева Н.Г., Филимонова Д.Г., Шмелькова Т.П., Клюева С.Н., Никифоров А.К.Volokh O.A., Kuznetsova E.M., Smol’Kova E.A., Shchukovskaya T.N., Bugorkova S.A., Avdeeva N.G., Filimonova D.G., Shmel’Kova T.P., Klyueva S.N., Nikiforov A.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.microbe.ru/jour/article/view/37

Сконструирован экспериментальный препарат прототипной химической туляремийной вакцины (ПХТВ). В состав ПХТВ входит протективный антигенный комплекс (ПАК) туляремийного микроба и белок S-слоя (Slp) чумного микроба. Определено оптимальное соотношение компонентов и схема введения препарата. Представлены результаты испытаний его физико-химических свойств, реактогенности, специфической активности и влияния на иммунную систему лабораторных животных. Установлено, что препарат прототипа химической туляремийной вакцины не токсичен для белых мышей и морских свинок и не оказывает повреждающего действия на их иммунную систему. Однократная подкожная иммунизация лабораторных животных препаратом ПХТВ вызывает формирование напряженного адаптивного иммунитета к 14–21-м суткам: выработку специфических антител и стимуляцию клеточного звена иммунитета. Индекс защиты препарата ПХТВ для белых мышей при экспериментальной туляремии, вызванной Francisella tularensis subsp. holarctica , составил в среднем 87,5 %, при инфицировании F. tularensis subsp. nearctica – 50 %, с высокой напряженностью иммунитета в обоих случаях. На модели морских свинок была подтверждена высокая эффективность экспериментального препарата против туляремии голарктического подвида (индекс защиты 75 %) и длительность напряженного иммунитета.

Designed is an experimental preparation of a prototype chemical tularemia vaccine (PCTV). It is composed of protective antigenic complex (PAC) of tularemia microbe and S-layer protein (Slp) of plague microbe. Determined is optimum ratio of these components in the preparation and schedule of its administration. Displayed are the results of its testing as regards physical-chemical properties, reactogenicity, specific activity and impact on the immune system of laboratory animals. It is found out that preparation of the prototype is non-toxic for white mice and Guinea pigs and has no damaging effect on their immune systems. Single-stage subcutaneous immunization with PCTV induces elaboration of high-level adaptive immunity in laboratory animals within 14–21 days: specific antibody generation and stimulation of immune system cell component. PCTV protective index for white mice in case of experimental tularemia, caused by Francisella tularensis subsp. holarctica, is 87,5 % on average; in case of infecting with F. tularensis subsp. nearctica – 50 %; and high-level immunity in both cases. High potency of the experimental preparation against tularemia caused by subsp. holarctica (protective index is 75 %) and high-grade immunity persistence is verified on the model of Guinea pigs too.

Francisella tularensisантигенхимические вакциныantigenchemical vaccinesReferencesВолох О.А., Шепелёв И.А., Фирстова В.В., Храмкова (Кузнецова) Е.М., Авдеева Н.Г., Самохвалова Ю.И., Еремин С.А., Дятлов И.А. Оценка иммунобиологической активности препаратов С‑комплекса туляремийного микроба, как перспективного компонента химических вакцин. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2007; 3:16–21.Volokh O.A., Shepelev I.A., Firstova V.V., Khramkova (Kuznetsova) E.M., Avdeeva N.G., Samokhvalova Yu.I., Eremin S.A., Dyatlov I.A. [Evaluation of immunobiological activity of tularemia microbe C-complex preparations as a prospective component of chemical vaccines]. Zh. Mikrobiol. Epidemol. Immunobiol. 2007; 3:16–21.Дятлов И.А., Волох О.А. Получение S-слоя чумного микроба и возможности его применения. Биотехнология. 2004; 1:20–5.Dyatlov I.A., Volokh O.A. [Construction of plague microbe S-layer and possible ways of its application]. Biotekhnologia. 2004; 1:20–5.Кузнецова Е.М., Волох О.А., Смолькова Е.А., Щуковская Т.Н., Шепелёв И.А., Авдеева Н.Г., Кравцов А.Л., Никифоров А.К. Иммунобиологические свойства антигенных комплексов туляремийного микроба. Пробл. особо опасных инф. 2011; 3(109):46–9.Kuznetsova E.M., Volokh O.A., Smol`kova E.A., Shchukovskaya T.N., Shepelev I.A., Avdeeva N.G., Kravtsov A.L., Nikiforov A.K. [Immunobiological properties of Francisella tularensis antigen complexes]. Probl. Osobo Opasn. Infek. 2011; (109):46–9.Саркисова Д.С, Перова Ю.Л., редакторы. Микроскопическая техника. М: Медицина; 1996. 543 с.Sarkisova D.S., Perova Yu.L., editors [Microscopy accessories]. M.: Meditsina; 1996. 543 p.Хлебников В.С., Головлев И.Р., Кулевацкий Д.П., Аверин С.Ф., Пширков С.Ю., Тохтамышева Н.В., Жемчугов В.Е., Сафонова Л.А., Герасимов В.Н., Чугунов А.М., Ветчинин С.С., Галактионов В.Г., Афанасьев С.С. Изучение биохимических, антигенных и протективных свойств внешней мембраны возбудителя туляремии. Мол. генет., микробиол. и вирусол. 1991; 7:15–20.Khlebnikov V.S., Golovlev I.R., Kulevatsky D.P., Averin S.F., Pshirkov S.Yu., Tokhtamysheva N.V., Zhemchugov V.E., Safonova L.A., Gerasimov V.N., Chugunov A.M., Vetchinin S.S., Galaktionov V.G., Afanas’ev S.S. [Investigation of biochemical, antigenic and protective properties of tularemia agent outer membrane]. Mol. Gen. Mikrobiol. Virusol. 1991; 7:15–20.Barry E.M., Cole L.E., Santiago A.E. Vaccines against tularemia. Hum. Vaccine. 2009; 5(12):832–8.Barry E.M., Cole L.E., Santiago A.E. Vaccines against tularemia. Hum. Vaccine. 2009; 5(12):832–8.Conlan J. W. Tularemia vaccines: recent developments and remaining hurdles. Future Microbiol. 2011; 6(4):391–405Conlan J.W. Tularemia vaccines: recent developments and remaining hurdles. Future Microbiol. 2011; 6(4):391–405Gregory S.H., Chen W.H., Mott S., Palardy J.E., Parejo N.A., Heninger S., Anderson C.A., Artenstein A.W., Opal S.M., Cross A.S. Detoxified endotoxin vaccine (J5dLPS/OMP) protects mice against lethal respiratory challenge with Francisella tularensis SchuS4. Vaccine. 2010; 28(16):2908–15.Gregory S. H., Chen W. H., Mott S., Palardy J.E., Parejo N.A., Heninger S., Anderson C.A., Artenstein A.W., Opal S.M., Cross A.S. Detoxified endotoxin vaccine (J5dLPS/OMP) protects mice against lethal respiratory challenge with Francisella tularensis SchuS4. Vaccine. 2010; 28(16):2908–15.Jahn-Schmid B., Messneer P., Under F.M., Sleytr U.B., Scheiner O., Kraft D. Toward selective elicitation of TnI-controlled vaccination responses: vaccine application of bacteria surface layer proteins. J. Biotechnol. 1996; 44:225–31.Jahn-Schmid B., Messneer P., Under F.M., Sleytr U.B., Scheiner O., Kraft D. Toward selective elicitation of TnI-controlled vaccination responses: vaccine application of bacteria surface layer proteins. J. Biotechnol. 1996; 44:225–31.Jia Q., Lee B.Y., Bowen R., Dillon B.J., Som S.M., Horwitz M.A. A Francisella tularensis live vaccine strain (LVS) mutant with a deletion in capB, encoding a putative capsular biosynthesis protein, is significantly more attenuated than LVS yet induces potent protective immunity in mice against F. tularensis challenge. Infect. Immun. 2010; 78(10):4341–55.Jia Q., Lee B.Y., Bowen R., Dillon B.J., Som S.M., Horwitz M.A. A Francisella tularensis live vaccine strain (LVS) mutant with a deletion in capB, encoding a putative capsular biosynthesis protein, is significantly more attenuated than LVS yet induces potent protective immunity in mice against F. tularensis challenge. Infect. Immun. 2010; 78(10):4341–55.Khlebnikov V.S., Golovliov I.R., Kulevatsky D.P., Tokhtamysheva N.V., Averin S.F., Zhemchugov V.E., Pchelintsev S.Y., Afanasiev S.S., Shcherbakov G.Y. Outer membranes of a lipopolysaccharide-protein complex (LPS-17 kDa protein) as chemical tularemia vaccines. FEMS Immunol. Med. Microbiol. 1996; 13:227–33.Khlebnikov V.S., Golovliov I.R., Kulevatsky D.P., Tokhtamysheva N.V., Averin S.F., Zhemchugov V.E., Pchelintsev S.Y., Afanasiev S.S., Shcherbakov G.Y. Outer membranes of a lipopolysaccharide-protein complex (LPS-17 kDa protein) as chemical tularemia vaccines. FEMS Immunol. Med. Microbiol. 1996; 13:227–33.Pechous R.D., McCarthy T.R., Zahrt T.C. Working toward the future: insights into Francisella tularensis pathogenesis and vaccine development. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2009; 73(4):684–711.Pechous R.D., McCarthy T.R., Zahrt T.C. Working toward the future: insights into Francisella tularensis pathogenesis and vaccine development. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2009; 73(4):684–711.Tarnvik A., Bergland L. Tularaemia. Eur. Respir. J. 2003; 21:361–73.Tarnvik A., Bergland L. Tularaemia. Eur. Respir. J. 2003; 21:361–73.Under F.M., Messneer P., Smid B.J., Sleytr U.B. Vaccine application of crystalline bacterial surface layer proteins (S-layers). FEMS Microbiol. Rev. 1997; 20:157–8.Under F.M., Messneer P., Smid B.J., Sleytr U.B. Vaccine application of crystalline bacterial surface layer proteins (S-layers). FEMS Microbiol. Rev. 1997; 20:157–8.Zhemchugov V.E., Volokh O.A., Dyatlov I.A. et al. Outer membrane “C”-complex from F. tularensis vaccine strain 15 protect from challenge with F. tularensis type-A stran. In: The 4th International conference on tularemia. City of Bath (U.K.), 2003. Abstr. S‑29.Zhemchugov V.E., Volokh O.A., Dyatlov I.A. et al. Outer membrane “C”-complex from F. tularensis vaccine strain 15 protect from challenge with F. tularensis type-A stran. In: The 4th International conference on tularemia. City of Bath (U.K.), 2003. Abstr. S-29.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.