Научная статья на тему 'Влияние штамма-продуцента и среды культивирования на перекрестную антигенную активность водорастворимых антигенов Streptococcus pneumoniae'

Влияние штамма-продуцента и среды культивирования на перекрестную антигенную активность водорастворимых антигенов Streptococcus pneumoniae Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
58
14
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE / ШТАММ / STRAIN / ПИТАТЕЛЬНАЯ СРЕДА / CULTIVATION MEDIUM / ВНУТРИВИДОВАЯ ПЕРЕКРЕСТНАЯ АНТИГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ / INTRA-SPECIES CROSS ANTIGENIC ACTIVITY / БЕЛОКСОДЕРЖАЩИЕ АНТИГЕНЫ / PROTEIN-CONTAINING ANTIGENS

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Курбатова Е.А., Воробьев Д.С., Егорова Н.Б., Елкина С.И., Калина Н.Г.

Цель. Получение водорастворимых белоксодержащих антигенов из разных штаммов S.pneumoniae при культивировании на полноценной и полусинтетической питательных средах, а также выбор штаммов с перекрестной антигенной активностью. Материалы и методы. Для получения водорастворимых антигенов штаммы S.pneunoniae серотипов 3, 6А, 6В, 14, 10А, 18А, 19А, 19F, 23F культивировали на сердечно-мозговом бульоне и полусинтетической среде с добавлением аминопетида в течение 24 ч при 37°C. Антигены получали методом 3-кратной водной экстракции из высушенных ацетоном микробных клеток. Исследовали химический состав препаратов, электрофоретическую подвижность белоксодержащих компонентов препаратов и перекрестную антигенную активность в реакции иммунодиффузии в геле при использовании гипериммунных кроличьих сывороток. Результаты. При исследовании 10 штаммов пневмококка различных серотипов выбран метод инактивации микробных клеток ацетоном, позволяющий получить препараты с высоким содержанием белка (25,5—53,1)%. Электрофоретическое разделение препаратов выявило различия в препаратах, полученных из разных штаммов пневмококка, в расположении мажорных белковых полос в диапазоне от 8 до 95 кДа. Выбран наиболее вирулентый и иммуногенный штамм S.pneumoniae, который при культивировании на полусинтетической среде характеризовался внутривидовой перекрестной антигенной активностью и реагировал в реакции иммунодиффузии в геле со всеми исследованными сыворотками к штаммам серотипов 3, 14, 18С, 23F. Заключение. В результате исследования выбран технологически простой метод получения антигенов пневмококка с высоким содержанием белка и показано, что только один из исследованных препаратов, полученный из вирулентного штамма со слабо выраженной капсулой S.pneumoniae при культивировании на полусинтетической среде, обладает наибольшей перекрестной антигенной активностью.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Курбатова Е.А., Воробьев Д.С., Егорова Н.Б., Елкина С.И., Калина Н.Г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

EFFECT OF STRAIN-PRODUCER AND CULTIVATION MEDIUM ON CROSS ANTIGENIC ACTIVITY OF S TREPTOCOCCUS PNEUMONIAE WATER SOLUBLE ANTIGENS

Aim. Production of water soluble protein-containing antigens from various strains of S. pneumoniae during cultivation in complete and semi-synthetic culture media as well as selection of strains with cross antigenic activity. Materials and methods. S. pneumoniae 3, 6А, 6В, 14, 10А, 18А, 19А, 19F, 23F serotype strains were cultivated in brain-heart broth and semi-synthetic medium with addition of aminopeptide for 24 hours at 37°C for the production of water soluble antigens. The antigens were obtained by a method of triple water extraction from acetone dried microbial cells. Chemical composition of preparations, electrophoresis mobility of protein-containing components of preparations and cross antigenic activity in gel immune diffusion reaction by using rabbit hyperimmune sera were studied. Results. In studies of 10 pneumococcus strains from various serotypes a method of microbial cell inactivation by acetone was selected that allows to produce preparations with high protein content (25.5 — 53.1%). Electrophoretic separation of the preparations revealed difference in the preparations obtained from various pneumococcus strains in the layout of major protein lines in the 8 — 95 kDa range. The most virulent and immunogenic S. pneumoniae strain that during cultivation in semi-synthetic medium was characterized by intraspecies cross antigenic activity and in gel immune diffusion reacted with all the studied sera against 3, 14, 18С, 23F serotype strains was selected. Conclusion. The study resulted in the selection of a technologically simple method of production of pneumococcus antigens with high protein content and showed that only 1 of the studied preparations produced from a virulent strain with poorly expressed S. pneumoniae capsule during cultivation in semi-synthetic medium has the highest cross antigenic activity.

Текст научной работы на тему «Влияние штамма-продуцента и среды культивирования на перекрестную антигенную активность водорастворимых антигенов Streptococcus pneumoniae»

Харит С.М. Пневмококковые вакцины. В: В.В.Зверев, Б.Ф.Семенов, Р.М.Хаитов (ред.). Вакцины и вакцинация. М., ГЭОТАР-Медиа, 2011.

8. Ястребова Н.Е., Ванеева Н.П., Демин А.А. и др. Иммуноферментный анализ антител к нативной и денатурированной ДНК. Иммунология. 1987, 5: 73-75.

9. Jedrzejas M.J. Pneumococcal virulence factors: structure and function. Microbiol. Molec. Boil. 2001, 65 (2): 187-207.

10. Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of head of bacteriophage T4. Nature. 1970, 227: 680-685.

11. Lu Y.J., Forte S., Thompson C.M. et al. Protection against Pneumococcal colonization and fatal pneumonia by a trivalent conjugate of a fusion protein with the cell wall polysaccharide. Infect. Immun. 2009, 77 (5): 2076-2083.

12. Meng C., Lin H., Huang J. et al. Development of 5-valent conjugate pneumococcal protein A — Capsular polysaccharide pneumococcal vaccine against invasive pneumococcal disease. Microb. Pathog. 2009, 47 (3): 151-156.

13. Ogunniyi A.D., Grabowicz M., Briles D.E. et al. Development of a vaccine against invasive pneumococcal disease based on combinations of virulence proteins of Streptococcus pneumoniae. Infect. Immun. 2007, 75 (1): 350-357.

14. Reinert R.R., Paradiso P., Fritzell B. Advances in pneumococcal vaccines: the 13-valent pneumococcal conjugate vaccine received market authorization in Europe. Expert Rev. Vac. 2010, 9 (3): 229236.

15. Schenkein J.G., Nahm M.H., Dransfield M.T. Pneumococcal vaccination for patients with COPD: current practice and future directions. Chest. 2008, 133 (3): 767-774.

16. Targonski P.V., Poland G.A. Pneumococcal vaccination in adults: recommendations, trends, and prospects. Cleve. Clin. J. Med. 2007, 74 (6): 401-414.

17. Worldwide progress in introducing pneumococcal conjugate vaccine, 2000-2008. WHO Weekly Epidemiol. Rec. 2008, 83 (43): 388392.

Поступила 19.06.12

Контактная информация: Воробьев Денис Сергеевич, к.м.н., 105064, Москва, М.Казенный пер., 5а, р.т. (495)917-57-74

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2013

Е.А.Курбатова, Д.С.Воробьев, Н.Б.Егорова, С.И.Елкина, Н.Г.Калина, М.М.Токарская, А.П.Батуро, Э.Е.Романенко, М.Е.Маркова, Н.В.Грищенко, Н.Н.Овечко, Ю.В.Волох, С.А.Злыгостев, Н.А.Михайлова

ВЛИЯНИЕ ШТАММА-ПРОДУЦЕНТА И СРЕДЫ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ НА ПЕРЕКРЕСТНУЮ АНТИГЕННУЮ АКТИВНОСТЬ ВОДОРАСТВОРИМЫХ АНТИГЕНОВ STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE

НИИ вакцин и сывороток им. И.И.Мечникова, Москва

Цель. Получение водорастворимых белоксодержащих антигенов из разных штаммов S.pneumoniae при культивировании на полноценной и полусинтетической питательных средах, а также выбор штаммов с перекрестной антигенной активностью. Материалы и методы. Для получения водорастворимых антигенов штаммы S.pneunoniae серотипов 3, 6А, 6В, 14, 10А, 18А, 19А, 19F, 23F культивировали на сердечно-мозговом бульоне и полусинтетической среде с добавлением аминопетида в течение 24 ч при 37°C. Антигены получали методом 3-кратной водной экстракции из высушенных ацетоном микробных клеток. Исследовали химический состав препаратов, электрофоретическую подвижность белоксодержащих компонентов препаратов и перекрестную антигенную активность в реакции иммунодиффузии в геле при использовании гипериммунных кроличьих сывороток. Результаты. При исследовании 10 штаммов пневмококка различных серотипов выбран метод инактивации микробных клеток ацетоном, позволяющий получить препараты с высоким содержанием белка (25,5 — 53,1)%. Электрофоретическое разделение препаратов выявило различия в препаратах, полученных из разных штаммов пневмококка, в расположении мажорных белковых полос в диапазоне от 8 до 95 кДа. Выбран наиболее вирулентый и иммуногенный штамм S.pneumoniae, который при культивировании на полусинтетической среде характеризовался внутривидовой перекрестной антигенной

активностью и реагировал в реакции иммунодиффузии в геле со всеми исследованными сыворотками к штаммам серотипов 3, 14, 18С, 23F. Заключение. В результате исследования выбран технологически простой метод получения антигенов пневмококка с высоким содержанием белка и показано, что только один из исследованных препаратов, полученный из вирулентного штамма со слабо выраженной капсулой S.pneumoniae при культивировании на полусинтетической среде, обладает наибольшей перекрестной антигенной активностью.

Журн. микробиол., 2013, № 1, С. 26—33

Ключевые слова: Streptococcus pneumoniae, штамм, питательная среда, внутривидовая перекрестная антигенная активность, белоксодержащие антигены

E.A.Kurbatova, D.S.Vorobyev, N.B.Egorova, S.I.Elkina, N.G.Kalina, M.M.Tokarskaya, A.P.Baturo, E.E.Romanenko, M.E.Markova, N.V.Grischenko, N.N.Ovechko, Yu.V.Volokh, S.A.Zlygostev, N.A.Mikhaylova

EFFECT OF STRAIN-PRODUCER AND CULTIVATION MEDIUM ON CROSS ANTIGENIC ACTIVITY OF STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE WATER SOLUBLE ANTIGENS

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera, Moscow, Russia

Aim. Production of water soluble protein-containing antigens from various strains of S. pneumoniae during cultivation in complete and semi-synthetic culture media as well as selection of strains with cross antigenic activity. Materials and methods. S. pneumoniae 3, 6А, 6В, 14, 10А, 18А, 19А, 19F, 23F serotype strains were cultivated in brain-heart broth and semi-synthetic medium with addition of aminopeptide for 24 hours at 37°C for the production of water soluble antigens. The antigens were obtained by a method of triple water extraction from acetone dried microbial cells. Chemical composition of preparations, electrophoresis mobility of protein-containing components of preparations and cross antigenic activity in gel immune diffusion reaction by using rabbit hyperimmune sera were studied. Results. In studies of10 pneumococcus strains from various serotypes a method of microbial cell inactivation by acetone was selected that allows to produce preparations with high protein content (25.5 — 53.1%). Electrophoretic separation of the preparations revealed difference in the preparations obtained from various pneumococcus strains in the layout of major protein lines in the 8 — 95 kDa range. The most virulent and immunogenic S. pneumoniae strain that during cultivation in semi-synthetic medium was characterized by intra-species cross antigenic activity and in gel immune diffusion reacted with all the studied sera against 3, 14, 18С, 23F serotype strains was selected. Conclusion. The study resulted in the selection of a technologically simple method of production ofpneumococcus antigens with high protein content and showed that only 1 of the studied preparations produced from a virulent strain with poorly expressed S.pneumoniae capsule during cultivation in semi-synthetic medium has the highest cross antigenic activity.

Zh. Mikrobiol. (Moscow), 2013, No. 1, P. 26—33

Key words: Streptococcus pneumoniae, strain, cultivation medium, intra-species cross antigenic activity, protein-containing antigens

ВВЕДЕНИЕ меняют полисахаридную пневмококко-

Пневмококковая инфекция, вызы- вую вакцину Пневмо-23 (Sanofi-Paster,

ваемая грамположительными кокками Франция), для детей — три вакцины,

— Streptococcus pneumoniae, насчитыва- конъюгированные с белком-носителем

ющими в своем составе более 90 сероти- (рекомбинантный дифтерийный анаток-

пов по капсульному антигену (К-антиген), син CRM197): Превенар (Wyeth, США),

является причиной высокой заболевае- Превенар-13 (Pfizer, США), Синфлорикс

мости и смертности во всем мире [14]. (GlaxoSmithKline plc., Великобритания),

Для профилактики пневмококковой конъюгированные с рекомбинантным

инфекции в России для взрослых при- дифтерийным анатоксином и создающие

Т-зависимый иммунный ответ у детей до 5 лет. Все вакцины зарегистрированы на территории Российской Федерации. Следует подчеркнуть, что доминирование тех или иных циркулирующих серотипов пневмококка различается в зависимости от географического региона, что требует внесения корректив в формулы вакцин в разных странах мирах [18].

Исследованиями последних лет, проведенными с помощью ПЦР и серодиагностики, установлены наиболее распространенные серотипы пневмококка, циркулирующие на территории Российской Федерации (3, 4, 6АВ, 7,11, 14, 18ABCF и в меньшей степени другие К-типы) [3, 4].

Для разработки отечественной пневмококковой вакцины необходимо решить, в первую очередь, два важных вопроса: какие К-типы штаммов пневмококка выбрать для получения капсульного полисахарида при разработке формулы вакцины; какой белковый носитель, альтернативный рекомбинантному дифтерийному анатоксину, использовать для формирования Т-зависимого иммунного ответа.

При ответе на первый вопрос прежде всего надо определить перечень иммуно-генных штаммов наиболее распространенных К-типов на территории России, капсульный полисахарид которых способствовал бы образованию протектив-ных антител. Второй вопрос является не менее сложным. Продолжаются исследования по совершенствованию пневмококковых вакцин, в частности, по замене дифтерийного анатоксина другими белками. Некоторые белки пневмококка обладают протективной активностью в отношении разных серотипов S. pneumonie, что позволит расширить спектр действия препарата. Наибольшее количество сообщений посвящено исследованию иммуногенных свойств нативного и рекомбинантного пневмококкового поверхностного белка A (PspA — pneumococcal surface рrotein A), входящего в состав всех известных серотипов S. pneumonie [12, 13, 20, 22]. В исследованиях по изучению свойств нативного поверхностного пневмококкового белка А выявлена

его способность защищать экспериментальных животных от инфекций, вызванных различными К-типами пневмококка, то есть внутривидовая защита [6, 15]. Иммуногенными являются и отдельные его фрагменты PspA, вызывающие защиту мышей от последующего их заражения S. pneumonie [7, 19].

Кроме пневмококкового поверхностного белка А, экспериментально доказана протективная активность таких белков пневмококка, как пневмолизин и мура-миламидаза [7, 11, 17]. Некоторые исследователи не без основания полагают, что комбинация протективных белков пневмококка будет более эффективна, чем иммунизация каждым из них в отдельности [16].

По нашему мнению, белковой составляющей должен быть высокоиммуноген-ный белоксодержащий антиген или комплекс белковых антигенов пневмококка с перекрестной протективной активностью в отношении различных серо-типов S. рпеитошае. Такой антиген можно было бы использовать в качестве носителя как в составе физической смеси, так и при конъюгации с капсульными полисахаридами пневмококка.

При получении антигенных препаратов на основе ряда условно патогенных микроорганизмов (стафилококк, клебси-елла) использование метода экстракции водорастворимых антигенов из убитых ацетоном микробных клеток позволило получить препараты с высоким содержанием белка по сравнению с другими испытанными методами [2]. Кроме того, ацетон является одним из немногих химических агентов, в наименьшей степени повреждающим нативную структуру белка [5].

В ранее проведенных исследованиях показано, что поверхностные антигены S. pneumonie по выходу и перекрестной антигенной активности в серологических тестах и опытах на животных обладают преимуществом по сравнению с цито-плазматическими и экстрацеллюлярными антигенами пневмококка [1].

Поэтому целью настоящего исследования явилось получение водорастворимых белоксодержащих антигенов из

разных штаммов S.pneumoniae при культивировании на полноценной и полусинтетической питательных средах, а также выбор штаммов с перекрестной антигенной активностью.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В работе использованы штаммы S. pneunoniae серотипов 3 (№ 3 и № 11/56), 6А, 6В, 14, 10А, 18А, 19А, 19F, 23F из коллекции НИИВС им. И.И.Мечникова, типированные моноспецифическими К-сыворотками полного набора с типичными морфологическими и культураль-ными свойствами. Штаммы хранили в лиофильно высушенном состоянии в ампулах при 5°C. Наиболее вирулентыми для мышей были штаммы серотипа 3 №

3 (LD50=103 м.к.), серотипа 3 № 11/56 (LD50=102 м.к.), серотипа 6В (LD50=104 м.к.).

Для восстановления из лиофилизиро-ванного состояния штаммы культивировали в бульоне с добавлением 10% крови крупного рогатого скота в течение 18 — 20 ч, а затем на сердечно-мозговом агаре (Вecton Dickinson, США) с добавлением 5% дефибринированной донорской крови. Далее штаммы пересевали на сердечно-мозговую или полусинтетическую (с добавлением аминопептида) среды. Культивирование проводили в течение 24

4 при 37°C в СО2-инкубаторе (Sanyo, Япония).

Водорастворимые антигены получали методом 3-кратной экстракции из высушенных ацетоном микробных клеток [2].

Определение белка в исследуемых препаратах проводили по методу Лоури при 750 нм. В качестве стандарта использовали бычий сывороточный альбумин. Определение углеводов проводили по методу Dubois при длине волны 450 нм [9]. Содержание нуклеиновых кислот в препарате определяли при 260 нм по методу Wong K.J. [21].

Для определения электрофоретиче-ской подвижности и характеристики молекулярной массы водорастворимых антигенов S. pneumoniae использовали вертикальный SDS-электрофорез в ПААГ. Электрофорез выполняли с использова-

нием стандартного набора оборудования (PowerPac™ Universal 100-120/220-240V, Protean II xi 2-D Cell/Protean II xi Slab Cell, фирма Bio-Rad Laboratories Ltd, Германия) в 15% ПААГ при силе тока 20 мА до вхождения образцов в разделяющий гель, а затем — при 40 мА. Антигены использовали в концентрации 10 мг/мл.

Перекрестную антигенную активность препаратов исследовали в реакции иммунодиффузии в 1% агарозе по Оух-терлони. Концетрация антигенов составляла 20 мг/мл.

В работе использовали сыворотки к штаммам S. pneumoniae серотипов 3 № 3, 14, 18С, 23F, полученные при многократной иммунизации кроликов убитыми формалином микробными клетками.

Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета прикладных программ Excell (MicroSoft corp., США) и интегрированного пакета статистического анализа Statgraphics Plus v5.0 (Manugistics, Inc., США) с применением параметрических методов сравнения при нормальном распределении (t-критерий Стьюдента).

РЕЗУЛ ЬТАТЫ

Для получения белоксодержащих препаратов пневмококка культивирование штаммов S.pneumoniae серотипов 3, 6А, 6В, 14, 10А, 18А, 19А, 19F, 23F проводили на полноценной и полусинтетической жидких питательных средах.

По химическому составу независимо от среды культивирования все препараты характеризовались высоким содержанием белка (25,5 — 53,5%) и небольшим количеством углеводов (3,8 — 8,3%) (табл.). Содержание нуклеиновых кислот составляло от 11,0 до 32,2%. Следует отметить, что наименьшее количество нуклеиновых кислот определяли в препаратах из штамма серотипа 3 № 3 (11,1 — 14,3%) независимо от среды культивирования. Препараты из штамма S.pneumoniae серотипа 3 № 11/56 при культивировании на полноценной среде содержали примерно такое же количество нуклеиновых кислот — 17,2%, а на полусинтетической почти в 2 раза больше — 32,2%.

Полученные данные свидетельствуют

Химический состав водорастворимых антигенов S.pneumoniae, полученных на полноценной и полусинтетической жидких питательных средах

№ группы К-тип S.pneumoniae Среда культивирования Белок, % Углеводы, % Нуклеиновые кислоты, %, 260 нм

1 3 № 3 полноценная 42,3+2,6 6,2+0,8 11,1+1,0*

2 3 № 3 полусинтетическая 25,5+2,5 3,8+0,5 14,3+2,2

3 3 № 11/56 полноценная. 39,5+0,5 6,6+0,15 17,2+0,8

4 3 № 11/56 полусинтетическая 40,7+6,1 6,7+0,4 32,2+2,7

5 6А полноценная 37,0+3,8 5,3+0,2 22,0+2,5

6 6В —«— 51,0+6,3 8,3+0,6 26,75+2,4

7 14 —«— 53,5+6,6 5,0+0,4 23,1+2,3

8 10А —«— 51,0+6,8 6,3+0,5 30,0+2,7

9 18А —«— 52,0+6,4 7,3+0,6 24,7+2,6

10 19А —«— 43,0+5,2 6,0+0,5 21,4+2,3

11 19F —«— 48,0+5,1 4,3+0,4 26,2+2,5

12 23F —«— 45,0+5,0 5,0+0,6 22,0+2,3

Примечание. * Достоверность различий с группами 4 — 12, р<0,05.

о том, что инактивация микробных клеток ацетоном позволяет получить водорастворимые антигены S.pneumoniae с высоким содержанием белка, для которых требуется проведение дополнительной очистки от нуклеиновых кислот и полисахарида. Однако полученные препараты вполне пригодны для получения наиболее иммуногенных вариантов отдельных белковых фракций.

Для уточнения молекулярной массы белков, входящих в состав водорастворимых антигенов разных штаммов S. pneumoniae, проводили SDS-ПААГ электрофорез (рис. 1).

При проведении электрофореза в по-лиакриламидном геле в денатурирующих условиях водорастворимые антигены S. pneumoniae, полученные из всех исследованных штаммов, характеризовались содержанием белковых компонентов в широком диапазоне молекулярной массы — до 95 кДа, в котором находятся известные протективные антигены пневмококка. Препараты из двух разных штаммов S.pneumoniae серотипа 3 (№ 3 и № 11/56) имели сходные электрофоретические характеристики, а именно, мажорные полосы определяли в областях 95, 45, 28 и 25 кДа. В препарате из штамма 14 серотипа — 89, 63, 43, 32, 28 кДа, а в препаратах из штаммов серотипов 18А и 23F — 89, 52, 45, 32, 28, 11, 8 кДа.

Из представленных результатов видно, что выбранный метод позволяет получать антигенные препараты пневмо-

кокка не только с высоким содержанием общего белка, но и с широким спектром белковых компонентов различной молекулярной массы, что важно для дальнейшего выделения и изучения вариантов протективных белковых фракций.

Наряду с методом получения анти-

I Е ^ 4 5 И 7

лею кДв—•-

Рис 1. Электрофорез водорастворимых антигенов, полученных из разных штаммов S.pneumoniae.

Окраска Coumassi Brilliant Blue 250G. Треки: 1 и 7 — молекулярный весовой маркер; 2 — 3 № 3; 3 — 3 № 11/56; 4 — 14; 5 — 18А; 6 — 23F.

Рис. 2. Перекрестная антигенная активность водорастворимых антигенов S.pneumoniae в реакции иммунодиффузии. Окраска Coumassi Brilliant Blue 250G.

В центральных лунках слева направо: кроличьи гипериммунные сыворотки к штаммам S.pneumoniae № 3, 14, 18С, 23F. В периферических лунках водорастворимые антигены из штаммов S.pneumoniae: 1 — серотип 3 № 11/56; 2 — серотип 3 № 3; 3 — серотип 14; 4 — серотип 18А; 5 — серотип 23F.

генных препаратов, пожалуй, самым важным условием для последующей разработки вакцины является выбор имму-ногенного штамма, содержащего антигены, обладающие внутривидовой перекрестной антигенной и иммуногенной активностью.

С целью предварительного выбора такого штамма проведена оценка антигенной активности различных препаратов в реакции иммунодиффузии в геле по Оухтерлони (рис. 2).

Перекрестная активность с белковыми антигенами выявлена только у препарата, полученного из штамма З.рпеи-тошае серотипа 3 № 11/56 с полусинтетической среды. Он реагировал с гипериммунными кроличьими сыворотками к штаммам S.pneumoniae серотипов 3, 14, 18С, 23Е Другие исследованные препараты оказались неактивными даже в реакции с гомологичной сывороткой, несмотря на значительное число белковых полос, выявленных в электрофорезе.

ОБСУЖДЕНИЕ

Использование в практике здравоохранения полисахаридных и конъюгиро-ванных пневмококковых вакцин не исключает проведения исследований по их дальнейшему совершенствованию. Очевидны четыре основные направления: 1) улучшение композиции препарата с использованием актуальных для каждого географического региона штаммов; 2) замена дифтерийного анатоксина други-

ми белками, в том числе белками пневмококка, обладающими внутривидовой и, возможно, межвидовой перекрестной протективной активностью [7, 14]; 3) разработка мукозальных пневмококковых вакцин [8, 10] и 4) поиск эффективных адъювантов. В первом случае предпочтение отдают созданию рекомбинантных белков или комбинации таких белков (пневмококковые поверхностные белки А и С, пневмолизин, мурамиламидаза и др.) [13], хотя не утратили своего значения нативные белоксодержащие протек-тивные антигены пневмококка [6, 15, 16].

Для получения нативных белоксодер-жащих антигенов следует учитывать несколько важных условий, оказывающих влияние на качество препарата: 1) выбор иммуногенного штамма; 2) выбор среды культивирования; 3) выбор метода получения белоксодержащих фракций.

Исследование штаммов пневмококка различных серотипов позволило выбрать метод инактивации микробных клеток ацетоном, позволяющий в наибольшей степени сохранить нативную структуру белковых антигенных компонентов микробной клетки для последующего получения водорастворимых антигенов с высоким содержанием белка [2, 5]. В препаратах, полученных из штаммов, выращенных как на полноценной, так и на полусинтетической средах, содержание белка составляло 25,5 — 53,1%. Электро-форетическое разделение белков выявило различия в препаратах, полученных из

разных штаммов пневмококка, по расположению мажорных белковых полос. Обнаружены высокомолекулярные компоненты с М.м. от 25 до 95 кДа, локализующиеся в диапазоне, характерном для основных известных протективных антигенов пневмококка: пневмококкового поверхностного белка А (67—99 кДа), холинсвязывающиего белка (75 кДа), пнев-молизина (53 кДа), аутолизина (36 кДа), поверхностного антигена А (34,5 кДа).

В результате исследования выбран технологически простой метод получения антигенов пневмококка с высоким содержанием белка. Показано, что только один из 12 исследованных препаратов, полученный из вирулентного штамма со слабо выраженной капсулой S.pneumoniae серотипа 3 № 11/56 при культивировании на полусинтетической среде, обладал наибольшей внутривидовой перекрестной антигенной активностью, взаимодействуя в реакции иммунодиффузии в геле со всеми исследованными сыворотками к штаммам серотипов 3, 14, 18С, 23F. Иными словами, препарат, полученный этим методом, может быть использован для дальнейшего хроматографического выделения отдельных белоксодержащих фракций и отбора наиболее иммуноген-ных из них с целью получения белка-носителя, обладающего широкой внутривидовой протективной активностью.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Значимость штамма-продуцента и среды культивирования для получения белоксодержащих антигенных компонентов S.pneumoniae, а также спектра их активности у разных серотипов пневмококка требует дальнейшего уточнения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ванеева Н.П., Воробьев Д.С., Грищенко Н.В. и др. Изучение перекрестной активности антигенных препаратов Streptococcus pneumoniae. Журн. микробиол. 2012, 5: 36-42.

2. Егорова Н.Б., Курбатова Е.А., Мирошниченко И.В. и др. Получение антигенных комплексов K.pneumoniae щадящими методами и изучение их протективной активности Журн. мкробиол. 1983, 2: 96100.

3. Козлов Р.С., Чагарян А.Н., Козлова Л.В., Муравьев А.А. Серологическая характе-

ристика и чувствительность к антибиотикам пневмококков, выделенных у детей в возрасте до 5 лет в отдельных регионах Российской Федерации. Клин. микробиол. антимикроб. химиотер. 2011, 1 3(2): 177-187.

4. Миронов. К.О., Платонов А.Е., Козлов Р.С. Идентификация и серотипирование российских штаммов Streptococcus pneumoniae с применением методик, основанных на ПЦР. Клин. микробиол. антимикроб. химиотер. 2011, 13 (4): 304313.

5. Русанов В.М., Левин И. Лечебные препараты крови. М., Медпрактика, 2004.

6. Briles D.E., King J.D., Gray M.A. et al. PspA, a protection-eliciting pneumococcal protein: immunogenicity of isolated native PspA in mice. Vaccine. 1996, 14 (9): 858-867.

7. Darrieux M., Miyaji E.N., Ferreira D.M. et al. Fusion proteins containing family 1 and family 2 PspA fragments elicit protection against Streptococcus pneumoniae that correlates with antibody-mediated enhancement of complement deposition. Infect. Immun. 2007, 75 (12): 5930-5938.

8. Devineni D., Paulos S., Ubale R. et al. Approaches and issues towards development of efficient mucosal vaccines against pneumonia. Clin. Res. Regul. Affairs. 2009, 26 (3): 39-49.

9. Dubois K., Gillers K.A., Hamilton J.K. et al. Colometric method for the determination of sugars. Annal. Chem. 1956, 28: 350-354.

10. Ferreira D.M., Darrieux M., Silva D.A. et al. Characterization of protective mucosal and systemic immune responses elicited by pneumococcal surface protein A PspA and PspC nasal vaccines against a respiratory pneumococcal challenge in mice. Clin. Vac. Immunol. 2009, 16 (5): 636-645.

11. Jansen A.G., Rodenburg G.D., van der Ende A. et al. — Invasive pneumococcal disease among adults: associations among serotypes, disease characteristics, and outcome. Clin. Infect. Dis. 2009, 49 (2): 23-29.

12. Jedrzejas M.J. Pneumococcal virulence factors: structure and function. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2001, 65 (2): 187-207.

13. Lu Y-J., Forte S., Thompson C.M. et al. Protection against pneumococcal colonization and fatal pneumonia by a trivalent conjugate of a fusion protein with the cell wall polysaccharide. Infect. Immun. 2009, 77 (5): 2076-2083.

14. Lynch J.P., Zhanel G.G. Streptococcus pneumoniae: epidemiology and risk factors, evolution of antimicrobial resistance, and

impact ofvaccines. Curr. Opin. Pulm. Med. 2010, 16 (3): 217-225.

15. McDaniel L.S., Sheffield J.S., Delucchi P., Briles D.E. PspA, a surface protein of Streptococcus pneumoniae, is capable of eliciting protection against pneumococci of more than capsular type. Infect. Immun. 1991, 59: 222-228.

16. Ogunniyi A.D., Grabowicz M., Briles D.E. et al. Development of a vaccine against invasive pneumococcal disease based on combinations of virulence proteins of Streptococcus pneumoniae. Infect. Immun. 2007, 75 (1): 350-357.

17. Paton J.C. Novel pneumococcal surface proteins: role in virulence and vaccine potential. Trends Microbiol.1998, 6 (3): 8588.

18. Reinert R.R., Paradiso P., Fritzell B. Advances in pneumococcal vaccines: the 13-valent pneumococcal conjugate vaccine received market authorization in Europe. Expert Rev. Vac. 2010, 9 (3): 229-236.

19. Roche H., Hakansson A., Hollingshead S.K., Briles D.E. Regions of PspA/EF3296 best able to elicit protection against Streptococcus pneumoniae in a murine infection model. Infect. Immun. 2003, 71 (3): 10331041.

20. Shoma S., Verkaik N.J., de Vogel C.P. et al. Development of a multiplexed bead-based immunoassay for the simultaneous detection of antibodies to 17 pneumococcal proteins. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 2011, 30: 521-526.

21. Wong K.J., Barrera O., Sutton A. et al. Standartization and control of meningo-coccal vaccines group A and group C polysaccharides. J. Biol. Stand. 1977, 5: 195-215.

22. Ybther J., Briles D.E. Structural properties and evolutionary of PspA, a surface protein of Streptococcus pneumoniae, as revealed by sequence analysis. J. Bacteriology. 1992, 174 (.2): 601-609.

Поступила 19.06.12

Контактная информация: Курбатова Екатерина Алексеевна, д.м.н., 105064, Москва, М. Казенный пер., 5а, р.т.(495)917-57-74

ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2013

С.Б.Яцышина, А.В.Коновалов1, З.Г.Магкоева2, М.Н.Прадед, Л.П.Шелковская1, Л.А.Перевозчикова 1, М.М.Андронова2, А.В.Горелов

ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА В ОЦЕНКЕ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ ОСТРЫМИ РЕСПИРАТОРНЫМИ ВИРУСНЫМИ ИНФЕКЦИЯМИ В ЭПИДЕМИЧЕСКОМ СЕЗОНЕ 2010 -2011 ГГ.

Центральный НИИ эпидемиологии, 1Детская городская поликлиника № 17 Москвы,

2Городская поликлиника № 69 Москвы

Цель. Изучение этиологической структуры ОРВИ и оценка заболеваемости острыми респираторными вирусными инфекциями в эпидемическом сезоне 2010 — 2011 гг. с учетом данных лабораторной диагностики методом полимеразной цепной реакции с гибридизационно-флуоресцентной детекцией. Материалы и методы. С помощью наборов реагентов производства ЦНИИЭ для обнаружения основных возбудителей гриппа и ОРВИ обследованы 129 детей, 94 взрослых пациентов, наблюдавшихся амбулаторно, а также 103 ребенка, госпитализированных по поводу ОРЗ. Результаты. Изучена этиологическая структура ОРВИ, установлены доли гриппа и других актуальных возбудителей ОРВИ в динамике помесячно. Во время эпидемического подъема гриппа (январь—март 2011 г.) доля вирусов гриппа А составила 24% (на пике в январе — 31%), доля вирусов гриппа В — 5%, риновирусов — 9%, метапневмовирус обнаруживали в 6% случаев, вирусы парагриппа (тип 1 — 4) и аденовирусы — в 4% каждый, коронавирусы — в 3%, респираторно-синцитиальный вирус — в 2%, бокавирус — в 1% исследованных образцов. В структуре гриппа преобладал пандемический вирус А/H1N1pdm2009, который составил 70%, вирус

3. ЖМЭИ 1 № 5182

33

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.