References

microbe

Проблемы особо опасных инфекций

Problems of Particularly Dangerous Infections

0370-10692658-719X

Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe”

10.21055/0370-1069-2018-2-30-36

microbe-476

Research Article

ОБЗОРЫ

REVIEWS

Современное состояние разработки вакцин для специфической профилактики геморрагических лихорадок, вызываемых аренавирусами

The Current State of Vaccine Development for Specific Prophylactics of Arenaviral Hemorrhagic Fevers

Сизикова

Т. Е.

Sizikova

T. E.

48cnii@mil.ru

Лебедев

В. Н.

Lebedev

V. N.

48cnii@mil.ru

Сыромятникова

С. И.

Syromyatnikova

S. I.

48cnii@mil.ru

Борисевич

С. В.

Borisevich

S. V.

48cnii@mil.ru

ФГБУ«48 Центральный научно-исследовательский институт» Министерства обороны Российской Федерации, Сергиев ПосадРоссияFederal State Budgetary Institution «48th Central Research Institute» of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Sergiev PossadRussian Federation

2018

03072018

023036

2018

Сизикова Т.Е., Лебедев В.Н., Сыромятникова С.И., Борисевич С.В.

Sizikova T.E., Lebedev V.N., Syromyatnikova S.I., Borisevich S.V.

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/476

Род Arenavirus (семейство Arenaviridae) в настоящее время включает в себя 26 отдельных видов вирусов. Разделяют две основные группы – аренавирусы Старого Света и Нового Света. Аренавирусы Нового Света разделяют на четыре клайда: А, B, C, D. Вирусы Ласса, Луйо, Мачупо, Хунин, Гуанарито и Сабиа являются возбудителями особо опасных геморрагических лихорадок: Ласса, Луйо, Боливийской, Аргентинской, Венесуэльской и Бразильской лихорадок соответственно. Эти аренавирусы представляют потенциальную угрозу для отечественного здравоохранения вследствие возможности их случайного завоза на территорию России. Вакцинация групп риска является наиболее эффективным и экономичным способом защиты. Целью настоящего обзора является анализ разрабатываемых специфических средств профилактики аренавирусных геморрагических лихорадок. В качестве основных направлений создания эффективных вакцин в отношении аренавирусных геморрагических лихорадок в настоящее время рассматривается создание живых вакцин на основе аттенуированных штаммов возбудителей, ДНК-вакцин, векторных рекомбинантных вакцин и вакцин на основе РНК-репликонов. В обзоре рассмотрены наиболее значимые результаты в направлении создания эффективных средств профилактики в отношении аренавирусных геморрагических лихорадок.

Presently, the Arenavirus genus (Arenaviridae family) includes 26 individual species of viruses. It is divided into two main groups – Old World arenaviruses and New World arenaviruses. The New World arenaviruses comprise four clades: А, B, C, D; pathogenic for humans New World arenaviruses are attributed to clade B. Lassa, Lujo, Machupo, Junin, Guanarito and Sabia viruses are the agents of extremely hazardous hemorrhagic fevers (Lassa hemorrhagic fever, Lujo hemorrhagic fever, Bolivian hemorrhagic fever, Argentinean hemorrhagic fever, Venezuelan hemorrhagic fever, Brazilian hemorrhagic fever, accordingly). These arenaviruses pose a potential threat to national public health due to the possibility of their accidental importation into the territory of the Russian Federation. The vaccination of risk group is the most effective and money-saving means of protection against epidemic spread. Objective of this review is to analyze the specific preparations for arenaviral hemorrhagic fever prevention that are currently under development. Production of live vaccines based on attenuated strains of the agents, the DNA vaccines, vector recombinant vaccines and vaccines on the basis of RNA-replicons is viewed as the main trends in the area. Тhe most important results in the development of effective prophylactic means against arenaviral hemorrhagic fevers are discussed in this paper.

геморрагические лихорадкиаренавирусывирус Лассавирус Мачуповирус Хунинспецифическая профилактикаживые вакцинывекторные рекомбинантные вакциныРНК-репликоныДНК-вакцины

hemorrhagic feversarenavirusesLassa virusMachupo virusJunin virusspecific prophylacticslive vaccinesvector recombinant vaccinesRNA-repliconsDNA vaccines

References1

Альтштейн А.Д. Вирусные инфекции и генетическая инженерия. Биотехнология. 1987; 3(3):276–83.

References 1. Al’tshtein A.D. [Viral infections and genetic engineering]. Biotekhnologiya.1987; 3(3): 276–83.

Беляев А.С., Дмитриев И.П., Игнатьев Г.М., Мизенко Г.А., Путинцева Н.И., Сабиров А.Н., Самуков В.В., Семенова Л.Н., Аммосов А.Д., Рукавишников М.Ю., Красавина И.Н., Муратов П.Ю., Микрюков И.Н., Шевлягина Л.Р., Константинов А.П., Сандахчиев Л.С. Рекомбинантный вирус осповакцины, экспрессирующий средний pre-S2-S-белок оболочки вируса гепатита В. Индукция гуморального и клеточного иммунитета при иммунизации лабораторных животных. Доклады Академии наук СССР. 1990; 314(2):488–91.

Belyaev A.S., Dmitriev I.P., Ignat’ev G.M., Mizenko G.A., Putintseva N.I., Sabirov A.N., Samukov V.V., Semenova L.N., Ammosov A.D., Rukavishnikov M.Yu., Krasavina I.N., Muratov P.Yu., Mikryukov I.N., Shevlyagina L.R., Konstantinov A.P., Sandakhchiev L.S. [Recombinant vaccinia virus expressing medium pre-S2-S-protein of the husk of Hepatitis B virus. Induction of humoral and cellular immunity in case of laboratory animals’ vaccination]. Reports of the Academy of Sciences of USSR. 1990; 314 (2): 488–91.

Борисевич С.В., Михайлов В.В., Бектемиров Т.А., Перекрест В.В., Махлай А.А., Подкуйко В.Н., Борисевич И.В., Ручко В.М., Стовба Л.Ф., Левитов А.Т., Логинова С.Я., Кириллов В.Б., Максимов В.А., Рыбак С.И., Васильев Н.Т. Оценка возможности использования аттенуированных штаммов вируса вакцины для конструирования на их основе рекомбинантной вакцины против СПИДа. Русский журнал ВИЧ/СПИД и родственные проблемы. 2001; 5(2):75–89.

Borisevich S.V., Mikhailov V.V., Bektemirov T.A., Perekrest V.V., Makhlay A.A., Podkuiko V.N., Borisevich I.V., Ruchko V.M., Stobva L.F., Levitov A.T., Loginova S.Ya., Kirillov V.B., Maksimov V.A., Rybak S.I., Vasil’ev N.T. [Assessment of the possibility of using attenuated vaccinia strains for the construction of recombinant vaccine against AIDS]. Russky Zhurnal VICH/SPID i Rodstvennye Problemy. 2001; 5(2): 75–89.

Борисевич И.В., Маркин В.А., Фирсова И.В., Хамитов Р.А., Максимов В.А., Евсеев А.А. Эпидемиология, профилактика и лечение геморрагических лихорадок (Марбург, Эбола, Ласса и Боливийской). Вопросы вирусологии. 2006; 5(51):8–16.

Borisevich I.V., Markin V.A., Firsova I.V., Khaitov R.A., Maksimov V.A., Evseev A.A. [Epidemiology, prophylaxis and treatment of hemorrhagic fevers (Marburg, Ebola, Lassa, Bolivian one)]. Voprosy Virusologii. 2006; 5(51): 8–16.

Васючков А.Д., Фидаров Ф.М., Лукашевич И.С. Штаммреассортант вирусов Ласса и Мопейя для получения иммуно- биологических препаратов. Патент СССР № 4899495/13, опубл. 1991.

Vasyukov A.D., Fidarov F.M., Lukashevich I.S. [Strain- reassortant of Lassa and Mopeya viruses for immune-biological preparation production]. USSR Patent No 4899495/13, 1991.

Вирусные геморрагические лихорадки. Доклад комитета экспертов ВОЗ. Женева; 1986. 120 с. 7

[Viral Hemorrhagic Fevers]. Report of the WHO Expert Committee. Geneva, 1986. 120 p.

. Игнатьев Г.М. Иммуногенные и протективные свойств рекомбинантного белка NP вируса Ласса. Вопросы вирусологии. 2002; 2:28–31.

Ignat’ev G.M. [Immunogenic and protective properties of recombinant protein NP of Lassa virus]. Voprosy Virusologii. 2002; 2: 28–31.

Полимеразная цепная реакция (polymerase chain reaction, PCR) раздел «генная инженерия». Биотехнология. [Электронный ресурс]. URL: http://www.biotechnolog.ru/ge/ge8_2.htm (дата обращения 10.05.2017).

[Polymerase chain reaction, PCR; “Gene Engineering” Section]. Biotekhnologiya. [Internet]. (Cited 10 May 2017). Available from: http://www.biotechnolog.ru/ge/ge8_2.htm.

Прасолов В.С., Иванов Д.С. Ретровирусные векторы в генной терапии. Вопросы медицинской химии. 2000; 46(3):207–25.

Prasolov V.S., Ivanov D.S. [Retroviral vectors in gene therapy]. Voprosy Meditsinskoy Khimii. 2000; 46(3):207–25.

Abraham J., Kwong J.A., Albariño C.G., Lu J.G., Radonitzky S.R., Salazar-Bravo J., Farzan M., Spiropoulou C.F., Choe H. Hostspecies transferring receptor 1 orthologs are cellular receptors for nonpathogenic New World Clade B arenaviruses. PLos Pathog. 2009; 5(4):e1000358. DOI: 10.1371/journal.ppat.1000358.

Auperin D.D., Esposito J.J., Lange J.V., Bauer S.P., Knight J., Sasso D.R., McCormick J.B. Construction of a recombinant vaccinia virus expressing the Lassa virus glycoprotein gene and protection of guinea pigs from a lethal Lassa virus infection. Virus. Res. 1988; 9(2–3):233–48. PMID: 3354260.

Branco L.M., Grove J.N., Geske F.J., Bolsen M.L., Muncy I.J., Magliaro S.A., Henderson L.A., Schoepp R.J., Cashman K.A., Hensley L.E., Garry R. Lassa virus-like particles displaying all major immunological determinants as a vaccine candidate for Lassa hemorrhagic fever. Virol. J. 2010; 7:279. DOI: 10.1186/1743-422X-7-279.

Branco L.M., Grove J.N., Geske F.J., Bolsen M.L., Muncy I.J., Magliaro S.A., Henderson L.A., Schoepp R.J., Cashman K.A., Hensley L.E., Garry R. Lassa virus-like particles displaying all major immunological determinants as a vaccine candidate for Lassa hemor- rhagic fever. Virol. J. 2010; 7:279. DOI: 10.1186/1743-422X-7-279.

Cajimat M.N.B. Genetic diversity and taxonomical relation- ships among the Tacaribe serocomplex viruses (family Arenaviridae). Dph Dissertation. Texas University Press; 2007. 98 с.

Centers for Disease Control and Prevention (CDC), Bolivian hemorrhagic fever – El Beni Department, Bolivia 1994. Morb. Mortal. Wkly. Rep. 1994; 43(50):943–6. PMID: 7990799.

Charrel R.N., de Lamballerie X. Arenaviruses other than Lassa virus. Antiviral. Res. 2003; 57(1–2):89–100. DOI: 10.1016/ s0166-3542(02)00202-4.

Chattergoon M., Boyer J., Weiner D.B. Genetic immuniza- tion a new era in vaccines and immune therapetics. FASEB J. 1997; 11(10):753–63. PMID: 9271360.

Chattergoon M., Boyer J., Weiner D.B. Genetic immunization a new era in vaccines and immune therapetics. FASEB J. 1997; 11(10):753–63. PMID: 9271360.

Clegg J.C., Lloyd G. Vaccine recombinant expressing Lassa-virus internal nucleocapsid protein protects guinea pigs against Lassa fever. Lancet. 1987; 2(8552):186–8. PMID: 2885642.

Golden J.W., Beitzel B., Ladner J.T., Mucker E.M., Kwilas S.A., Palacios G., Hooper J.W. An attenuated Machupo virus with a disrupted L-segment intergenic region protects guinea pigs against le- thal Guanarito virus infection. Sci. Rep. 2017; 7:4679. DOI: 10.1038/ s41598-017-04889-x.

Golden J.W., Beitzel B., Ladner J.T., Mucker E.M., Kwilas S.A., Palacios G., Hooper J.W. An attenuated Machupo virus with a disrupted L-segment intergenic region protects guinea pigs against lethal Guanarito virus infection. Sci. Rep. 2017; 7:4679. DOI: 10.1038/ s41598-017-04889-x.

Gonsales J.P., Bowen M.D., Nichol S.T., Rico-Hesse R. Genetic characterization and phylogeny of Sabiá virus, an emergent pathogen in Brazil. Virology. 1996; 221(2):318–24. DOI: 10.1006/ viro.1996.0381.

Dupuy L.C., Schmaljohn C.S. DNA vaccines for biodefence. Expert Rev. Vaccines. 2009; 8(12):1739–54. DOI: 10.1586/ erv.09.132.

Dupuy L.C., Schmaljohn C.S. DNA vaccines for biode- fence. Expert Rev. Vaccines. 2009; 8(12):1739–54. DOI: 10.1586/ erv.09.132.

Enria D., Barrera O.J.G. Junin virus vaccines. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 2002; 263:239–61. PMID: 11987817.

Ferraro B., Morrow M.P., Huntick N.A., Shin T.H., Lucke C.E., Weiner D.B. Clinical application of DNA vaccines: current progress. Clin. Infect. Dis. 2011; 53(3):296–302. DOI: 10.1093/cid/ cir334.

Grant-Klein R.J., Altamura L.A., Schmaljohn C.S. Progress in recombinant DNA-derived vaccines for Lassa virus and filoviruses. Virus. Res. 2011; 162(1–2):148–61. DOI: 10.1016/j. virusres.2011.09.005.

Huang C., Kolokoltseva O.A., Yun N.E., Seregin A.V., Poussard A.L., Walker A.G., Brasier A.R., Zhao Y., Tian B., de la Torre J.C., Paessler S. Junín virus infection activates the types I inter- feron pathway in a PIG-1-depended manner. PLoS. Negl. Trop. Dis. 2012; 6(5):e1659. DOI: 10.1371/journal.pntd.0001659.

Huang C., Kolokoltseva O.A., Yun N.E., Seregin A.V., Poussard A.L., Walker A.G., Brasier A.R., Zhao Y., Tian B., de la Torre J.C., Paessler S. Junín virus infection activates the types I interferon pathway in a PIG-1-depended manner. PLoS. Negl. Trop. Dis. 2012; 6(5):e1659. DOI: 10.1371/journal.pntd.0001659.

Iwasaki M., Cubbit B., Teijaro J.R., de la Torre J.C. Ceneral molecular strategy for development of arenavirus live-attenuated vaccines. J. Virol. 2015; 89(23):12166–77. DOI: 10.1128/jvi.02075-15.

Мaiztegui J.L., McKee K.T.Jr., Barrera Oro J.G., Harrison L.H., Gibbs P.H., Feuillade M.R., Enria D.A., Briggiler A.M., Levis S.C., Ambrosio A.M., Halsey N.A., Peters C.J. Protective efficacy of a live attenuated vaccine against Argentine hemorrhag- ic fever. AHF Study Group. J. Infect. Dis. 1998; 177(2):277–83. PMID: 9466512.

 Мaiztegui J.L., McKee K.T.Jr., Barrera Oro J.G., Harrison L.H., Gibbs P.H., Feuillade M.R., Enria D.A., Briggiler A.M., Levis S.C., Ambrosio A.M., Halsey N.A., Peters C.J. Protective efficacy of a live attenuated vaccine against Argentine hemorrhagic fever. AHF Study Group. J. Infect. Dis. 1998; 177(2):277–83. PMID: 9466512.

Peters C.J., Buchmeier M., Rollin P.E., Ksiazek Т.О. Arenaviridae. In: Fields B.N., Knipe D.M., Howley P.M. Chanock P.M., Memick J.L., Monath T.P., Roizman R., Straus S.E. editors. Virology. 3rd ed. Philadelphia: Lippincott-Raven Publishers; 1996 P. 1521–51.

Potential use of live viral and bacterial vectors for vaccines: WHO meeting, Geneva, June 19–22, 1989. Vaccine. 1990; 8(5):425– 37. DOI: 10.1016/0264-410X(90)90241-D.

Pushko P., Geisbert J., Parker M., Jahrling P.B., Smith J. Individual and bivalent vaccines based on alphavirus replicons protect guinea pigs against lnfection with Lassa and Ebola viruses. J. Virol. 2001; 75(23):11677–85. DOI: 10.1128/jvi.75.23.11677-11685.2001.

Radoshitzky S.R., Bao Y., Buchmeier M.J., Charrel R.N., Clawson A.N., Clegg C.S., DeRisi J.L., Emonet S., Gonzales J.P., Kuhn J.H., Lukashevich I.S., Peters C.J., Romanowski V., Salvato M.S., Stanglein M.D., de la Torre J.C. Past, present and future of arenavirus taxonomy. Arch. Virol. 2015; 160(7):1851–74. DOI: 10.1007/ s00705-015-2418-y.

Radoshitzky S.R., Bao Y., Buchmeier M.J., Charrel R.N., Clawson A.N., Clegg C.S., DeRisi J.L., Emonet S., Gonzales J.P., Kuhn J.H., Lukashevich I.S., Peters C.J., Romanowski V., Salvato M.S., Stanglein M.D., de la Torre J.C. Past, present and future of are- navirus taxonomy. Arch. Virol. 2015; 160(7):1851–74. DOI: 10.1007/ s00705-015-2418-y.

Radoshitzky S.R., Kuhn J.H., de Kok-Mercado F., Jahrling P.B., Bavari S. Drug discovery technologies and strategies for Machupo virus and other New World arenaviruses. Expert. Opin. Drug. Discov. 2012; 7(7):613–32. DOI: 10.1517/17460441.2012.687719.

Rayner J.O., Dryga S.A., Kamrud K.I. Alphavirus vectors and vaccination. Rev. Med. Virol. 2002; 12(5):279–96. DOI: 10.1002/ rmv.360.

Rayner J.O., Dryga S.A., Kamrud K.I. Alphavirus vectors and vaccination. Rev. Med. Virol. 2002; 12(5):279–96. DOI: 10.1002/ rmv.360. 3

Salas R., Pacheco M.E., Ramos B., Taibo M.E., Jaimes E., Vasquez C., Querales J, de Manzione N., GodoyO., Betancourt A., Araoz F., Bruzual R., Garcia J., Tesh R.B., Rico-Hesse R., Shops R.E. Venezuelan hemorrhagic fever. Lancet. 1991; 338(8774):1033–6. DOI: 10.1016/0140-6736(91)91899-6.

Seregin A.V., Yun N.E., Poussard A.L., Peng B.H., Smith J.K., Smith J.N., Paessler S. TC83 replicon vectored vaccine pro- vides protection against Junin virus in guinea pigs. Vaccine. 2010; 28(30):4713–8. DOI: 10.1016/j.vaccine.2010.04.077.

Stephan B.I., Lozano M.E., Goñi S.E. Watching every step of the way: Junin virus attenuation markers in the vaccine lineage. Curr. Genomics. 2013: 14(7):415–24. DOI: 10.2174/138920291407 131220153526.

Vela E. Animal models, profilaxis, and therapeutics for Arenavirus infection. Viruses. 2012; 4(9):1802–9. DOI: 10.3390/ v4091802.

Weber E.B., Buchmeier M.J. Fine mapping of a peptide sequence containing an antigenic site conserved among arenaviruses. Virology. 1988; 164(1):30–8. DOI: 10.1016/0042-6822(88)90616-2.

Weber E.B., Buchmeier M.J. Fine mapping of a peptide se- quence containing an antigenic site conserved among arenaviruses. Virology. 1988; 164(1):30–8. DOI: 10.1016/0042-6822(88)90616-2.

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