CC BY
21
IÖMA HQMFPÄ
ä вопросу о штаммовой композиции гриппозных вакцин на предстоящий эпидемический сезон 2005 - 2006 годов
■ A.A. Соминина, Н.И. Донская1, М.Ю. 0ропкин,
О.М. Дитвинова, Н.И. Коновалова, Т.Г. Добова,
Т.М. Гудкова, С.М. Шеканова, A.B. Иванова, И.Б. Ягловская
ГУ «Научно-исследовательский институт гриппа PAMH», Санкт-Петербург
1 ФГУН «Государственный институт стандартизации и контроля медицинских иммунобиологических препаратов им. ДА Тарасевича» Роспотребнадзора, Москва
Введение
Непрерывная изменчивость современных вирусов гриппа А и В, циркулирующих в человеческой популяции, определяет необходимость ежегодного обновления штаммов, входящих в гриппозные вакцины.
Штаммы, включаемые в состав вакцин на предстоящий сезон, должны соответствовать по антигенной структуре вирусам, которые явятся возбудителями следующей эпидемии, с тем чтобы формирующийся поствакцинальный иммунитет оказался способным защитить привитых если не от инфицирования, то по крайней мере от развития клинически тяжелых форм заболеваний, осложняющихся пневмониями, что представляет наибольшую опасность для лиц старше 65 лет и больных с хронической бронхолегочной, сердечно-сосудистой патологией, чаще других погибающих от гриппа (группы риска).
Выбор того или иного штамма является достаточно сложной задачей. Антигенный дрейф возбудителя в результате мутаций в молекуле гемагглютинина (НА), содержащей детерминанты, ответственные за индукцию выработки вируснейтрализующих антител в организме хозяина, приводит к появлению (в результате иммуноселективного прессинга) множества антигенных вариантов вируса.
Как предсказать, который из них будет доминировать в предстоящий эпидемический сезон?
К настоящему времени установлено, что в составе домена НА1 гена гемагглютинина вируса гриппа А субтипа Н3, содержащего 329 кодонов, имеется 18 кодонов, которые, по-видимому, находятся под
«позитивной иммуноселекцией», приводящей к замене кодируемых ими аминокислот.
Ретроспективный анализ показал, что эволюционные ветви вирусов, содержащих наибольшее количество мутаций в этих кодонах, оказались предшественниками будущих Н3-ветвей, появившихся на протяжении 9 из 11 последующих эпидемий [4]. Вместе с тем влияние специфических мутаций на антигенные свойства вирусов нельзя считать до конца изученным, поскольку в составе природных антигензначи-мых вариантов вируса часто происходят множественные аминокислотные замены. Кроме того, изменения антигенных свойств зависят не только от характера и положения аминокислотных замещений в указанных выше 18 кодонах, но также и от других аминокислот, кодируемых в иных ключевых позициях в молекуле НА1, что может приводить к конфор-мационным изменениям в молекуле НА, позволяющим вирусу ускользать от нейтрализующего действия антител [7]. Тем не менее идентификация кодонов (находящихся под «позитивной иммуноселекцией»), в которых происходит наибольшее число замен, а также кластерный анализ позволяют вычислить наиболее вероятный вариант вируса, обладающего преимущественными перед другими дрейф-вариантами возбудителя свойствами к выживанию и распространению в человеческой популяции [6].
К избранному, наиболее продвинутому в эволюционном плане вирусу предъявляется еще ряд практически важных требований. Вирус должен быть достаточно иммуногенным и индуцировать выработку антител широкого спектра активности, способных нейтрализовать значительное число свежевыделен-
[Эпидемиология и Вакиинопрофилактика 24 (23)/2 0 05
Эпидемиология и Вакиинопрофилактика <4 (23)/2 0 0 5
ных изолятов. Он должен соответствовать требованию генетической совместимости с вирусами - донорами внутренних генов, ответственных за признак высокой репродукционной активности (заимствуемых обычно от штамма A/PR/8/34), в целях получения соответствующего реассортанта для инактивированных гриппозных вакцин (ИГВ), а также с вирусами, используемыми для подготовки аттенуированных ре-ассортантов для живых гриппозных вакцин А/Ленин-град/134/17/57(Н2№). Кроме того, эти вирусы должны быть выделены на куриных эмбрионах, поскольку штаммы, изолированные в клеточной культуре MDCK, не разрешены ВОЗ для производства гриппозных вакцин.
Резкие изменения биологических свойств вирусов гриппа в последние годы, которые утратили ранее весьма выраженный тропизм к клеткам куриных эмбрионов и выделяются главным образом в клеточной культуре MDCK [1], сузили диапазон выбора, породив дополнительные трудности в решении вопроса быстрой подготовки вакцинных штаммов.
Рекомендации Всемирной Организации Здравоохранения по штаммовому составу вакцин даются ежегодно не позднее середины февраля. Таким образом, время, отпущенное на подготовку и контроль высокорепродуктивных реассортантных вакцинных штаммов для ИГВ, весьма ограничено (около 2-х месяцев), поскольку вакцина должна быть выпущена не позднее сентября, а цикл ее производства и контроля занимает не менее 3 - 4-х месяцев.
Штаммы, циркулирующие в Северном и Южном полушариях, могут отличаться, и соответственно должны меняться рекомендации по составу вакцин. Так, на сезон 2005 - 2006 годов для Южного полушария из числа вновь выделенных вирусов A(H3N2) экспертами ВОЗ был рекомендован штамм A/Wellington/1/04, тогда как для Северного полушария - более продвинутый в эволюционном плане вирус А/СаП1Ъгша /07/04 [11]. Этот вирус был выделен в декабре 2004 года в округе Санта-Клара штата Калифорния (США) и идентифицирован в Сотрудничающем центре ВОЗ (CDC, Atlanta, USA) как антигенно измененный вариант вируса гриппа A(H3N2).
Основанием для рекомендаций по введению последнего штамма в состав вакцин явились:
• антигенные отличия штамма А/Саlifornia /07/04 от вируса A/Wellington/1/04 [12];
• быстрое вытеснение вирусов, подобных рефе-ренс-штамму A/Wyoming/3/03 (введенному в состав вакцин на сезон 2004 - 2005 гг.), дрейф-вариантами, родственными вирусу А/Саliforniа /07/04, в ходе развития последней эпидемии в странах Северного полушария [10];
• его положение на верхних ветвях эволюционного древа [12];
• способность специфических антител к штамму А/ С а l i f o r n i а /07/04 активно реагировать с большинством выделенных в Северном полушарии вирусов [12].
Кроме того, появились сообщения о том, что вирусы, подобные A/California /07/04, достаточно патогенны и могут вызывать клинически тяжелые формы гриппа, осложняющиеся острыми менингитами и миокардитами [5, 9], способными приводить к летальным исходам. За истекший эпидемический сезон в США зарегистрировано 24 случая смерти от лабораторно подтвержденного гриппа среди детей [8], однако показатель смертности от гриппа и пневмоний для всего населения США в прошедшую эпидемию был ниже по сравнению с сезоном 2003 - 2004 годов [10].
Вместе с тем в процессе подготовки высокорепродуктивного реассортанта (ВРР) из штамма А/Са^огша /07/04 для ИГВ встретились определенные трудности. В этой связи для стран Европы и США в состав ИГВ рекомендован ВРР «NYMC X-157» из штамма A/New York/55/04, антигенно родственного калифорнийскому вирусу. В соответствии с рекомендациями ВОЗ и Комиссии по гриппозным диагностическим и вакцинным штаммам Минздравсоцразви-тия России от 25.02.2005 года в состав российских ИГВ на сезон 2005 - 2006 годов рекомендованы вирусы, подобные А/Новая Каледония/20/99(И1 N1 ), А/Калифорния/07/04(Н3№) (аналог - реассортант А/New York/55/04 х PR8), В/Шанхай/361/02(аналоги -штаммы В/^ап§ви/10 /03 и B/Jilin/20/2003).
Для живых гриппозных вакцин (ЖГВ), индуцирующих более широкий спектр иммунной протекции за счет формирования секреторной защиты во входных воротах инфекции (индукция секреторных IgA-антител) и потенцирования клеточно опосредованного иммунитета [3], разрешен первичный выпуск вакцин из штамма А/17/Малайзия/04/11(H3N2) до подготовки новых реассортантных штаммов из вируса А/Ка-лифорния/07/04(Н3№). Остальные компоненты ЖГВ и ИГВ - штаммы вирусов гриппа А(Н1^) и В (в соответствии с рекомендациями ВОЗ) - сохранены без изменений по отношению к вакцинам предшествующего сезона.
Соответствие антигенных свойств вирусов гриппа, выделенных в России в эпидемический сезон
2004 - 2005 годов, штаммам, введенным в состав вакцин
Начиная с декабря 2004 года и по апрель 2005 включительно в базовых вирусологических лабораториях Федерального центра по гриппу и ОРВИ (ФЦГ) и в НИИ гриппа РАМН было исследовано 3215 клинических материалов от больных ОРВИ и 199 из них (6,2%) оказались позитивными в отношении вирусов гриппа. Из указанного числа изолятов 20 штаммов оказались вирусами гриппа А(Н1^), 79- А(Н3№) и 100 штаммов - вирусами гриппа В (табл.1), что в целом свидетельствовало о полиэтио-логичном характере эпидемии с преобладанием вирусов гриппа А(Н3№) и В. Наибольшее число вирусов было выделено за период с 8 по 10 неделю
2005 года.
Антигенный анализ вирусов гриппа А(Н1^), выделенных в Новосибирске, Красноярске и Хабаров-
Таблица 1.
Сволные ланные по вылелению вирусов гриппа в опорных базах ФЦГ, сезон 2004 - 2005 гг.
о Город Вирусы гриппа A(H1N1) Вирусы гриппа A(H3N2) Вирусы гриппа В Обшее количество изолятов
1 Астрахань 5 5
2 Воронеж 10 2 12
3 Екатеринбург 15 7 22
4 Калининград 20 20
5 Красноярск 9 1 10
6 Москва 11 7 18
7 Мурманск 2 2
8 Новосибирск 7 1 8
9 Омск 1 3 4
10 Петропавловск-Камчатский 7 7
11 Ростов-на-Дону 1 1
12 С.-Петербург 1 11 1 13
13 Саратов 1 1
14 Ставрополь 2 5 7
15 Тверь 4 4
16 Тула 3 2 5
17 Хабаровск 1 24 33 58
18 Чита 2 2
Итого: 20 79 100 199
ске, показал, что все они, вне зависимости от места изоляции, претерпели антигенный дрейф и реагировали со штаммоспецифической крысиной антисывороткой к референс-штамму А/Новая Каледония/20/99 лишь до 1/4 - 1/8 титра (табл. 2).
Штаммы 2005 года изоляции оказались родственными выделенному в 2003 году на куриных эмбрионах вирусу А/Архангельск/82/03, сходному в антигенном отношении с вирусом А/Новая Каледония/20/99, но индуцирующему формирование антител широкого спектра активности в отношении современных российских изолятов. Все вирусы гриппа А(Н1^) были выделены, как и вирусы гриппа А(Н3№) и B, в клеточной культуре МйСК.В результате дополнительно проведенных исследований из исходных клинических материалов, полученных от больных в г. Красноярске и хранившихся там в замороженном состоянии, в НИИ гриппа удалось реизо-лировать 2 штамма на куриных эмбрионах (А/Красноярск/16/05 и А/Красноярск/46/05). Вирусы, выделенные в разных host-системах, не отличались друг от друга в антигенном отношении. Аллантоисные варианты красноярских вирусов подлежат дополнительному изучению (секвенирование гена гемагглю-тинина) в целях решения вопроса о целесообразности их включения в состав гриппозных вакцин на эпидсезон 2006-2007, что будет решаться по результатам дополнительных исследований в Сотрудничающих референс-центрах ВОЗ по гриппу (CDC, Atlanta, USA и NIMR, UK). Очевидно, что назрела необходимость подготовки и включения в состав вакцин более продвинутых в эволюционном отношении штаммов вируса гриппа А(Н1^), появившихся в природе и способных стать причиной следующей эпидемии, с учетом относительно невысокого уровня популяционного иммунитета вследствие
низкого уровня циркуляции этого возбудителя в последние четыре года [2].
Вирусы гриппа А(Н3№) в последнюю эпидемию выделялись повсеместно, и с наибольшей частотой как в России, так и в большинстве стран Северного полушария [10, 11]. Из 79 вирусов гриппа Д(Н3Ы2), выделенных в опорных базах ФЦГ за прошедший эпидемический сезон, Институтом гриппа было получено и охарактеризовано 68 штаммов. По сравнению с вирусами предшествующей эпидемии выявлен выраженный антигенный дрейф возбудителя: новые изоляты реагировали с антисывороткой к референс-штамму А/Вайоминг/3/03, введенному в состав вакцин на сезон 2004 - 2005, лишь до 1/8 - 1/16 гомологичного титра. Вирусы гриппа Д(Н3Ы2), выделенные в России в 2005 году, оказались антигенно родственными референс-штамму А/Калифорния/7/04, рекомендованному ВОЗ для включения в состав вакцин на сезон 2005 - 2006 годов. У них обнаружены резкие изменения в молекуле НД1, в том числе в антигенном сайте, выявляемом при взаимодействии с моноклональными антителами 12/5 к гемагглютини-ну вируса гриппа А/Панама/2007/99 (табл. 3). Вследствие внезапного и выраженного дрейфа вируса ранее сложившийся популяционный иммунитет, как и вакцины, включавшие штамм А/Вайоминг/3/03 (Н3Ы2), не могли обеспечить полноценную защиту от калифорнийских вирусов, что определило их широкое эпидемическое распространение.
Среди вирусов гриппа В 2005 года изоляции штаммы обеих современных эволюционных ветвей (Ямагатской и Викторианской) встречались примерно в равной пропорции, в отличие от США и Японии, где преобладали штаммы Ямагатской ветви. Отмечены некоторые территориальные особенности циркуляции возбудителей гриппа В. Так, в Москве, Туле,
[Эпидемиология и Вакиинопрофилактика 24 (23)/2 0 05
Эпидемиология и Вакиинопрофилактика <4 (23)/2 0 0 5
Таблица 2.
Антигенная структура вирусов гриппа А(И1М1), вылеленных в России в 2004 - 2005 гг.
о Вирусы гриппа А(И1М) Крысиные антисыворотки к вирусам гриппа Диагностическая референс сыворотка* А/Н.Каледо-ния/20/99 A(H1N1),* Lot 02-0174L
А/Пекин/ 262/95 А/Н.Каледония/ 20/99 А/Калининград/ 5/00 А/С.-П6./ 236/01 А/Архангельск/ 82/03
1 А/Пекин/262/95 640 80 40 < 20 < 20 _
2 А/Н.Каледония/20/99 160 320 320 320 640 25600
3 А/Калининград/5/00 640 320 320 320 320 25600
4 А/С.-П6./236/01 160 320 80 320 640 25600
5 А/Архангельск/82/03 80 160 80 80 640 25600
6 А/Новосибирск/1/05 20 80 20 80 320 12800
7 А/Новосибирск/2/05 20 80 < 20 80 320 12800
8 А/Новосибирск/3/05 20 80 20 80 320 12800
9 А/Новосибирск/4/05 20 80 20 160 320 6400
10 А/Новосибирск/5/05 20 80 20 80 320 12800
11 А/Новосибирск/6/05 20 80 < 20 80 320 12800
12 А/Новосибирск/7/05 20 80 20 80 320 12800
13 А/Красноярск/16/05 20 80 20 80 320 12800
14 А/Красноярск/19/05 20 80 20 80 320 12800
15 А/Красноярск/24/05 20 80 20 80 320 12800
16 А/Красноярск/29/05 20 80 20 160 320 12800
17 А/Красноярск/30/05 20 80 20 80 320 12800
18 А/Красноярск/45/05 20 80 20 80 320 6400
19 А/Красноярск/46/05 20 80 20 80 320 12800
20 А/Красноярск/48/05 20 40 < 20 80 160 6400
21 А/Красноярск/49/05 20 80 20 80 320 12800
22 А/Хабаровск/51/05 20 80 < 20 80 320 12800
* Получена в составе лиагностического набора ВОЗ
Таблица 3.
Антигенная структура вирусов гриппа А(И3Ы2), вылеленных в России в 2004 - 2005 гг.
О Вирусы гриппа А (Н3М2) Крысиные сыворотки к вирусам МКА 12/5 к вирусу А/Панама/ 2007/99
А/Панама/ 2007/99 А/Кумамо- то/102/02 А/Вайоминг/ 3/03 А/Веллинг- тон/1/04 А/Калифор- ния/7/04 А/Тула/6/05 А/Екатерин- бург/9/05
Гомологичный титр 320 640 1280 1280 2560 1280 1280 12800
1 А/Веллингтон/3/03 40 80 320 1280 1280 640 640 800
2 А/Калифорния/7/04 20 80 160 640 2560 1280 1280 < 100
3 А/Нью Йорк/55/04 10 40 40 640 2560 640 640 < 100
4 А/Тула/6/05 10 40 80 320 1280 1280 1280 < 100
5 А/Тула/3/05 10 80 80 640 640 1280 1280 < 100
6 А/Екатеринбург/9/05 20 80 80 640 640 1280 1280 < 100
7 А/Хабаровск/12/04 20 80 80 640 1280 1280 640 < 100
8 А/Хабаровск/23/05 10 40 80 320 640 1280 1280 < 100
9 А/Хабаровск/53/05 10 40 80 320 640 1280 640 < 100
10 А/Москва/6/05 10 40 160 320 1280 1280 640 < 100
11 А/Москва/13/05 20 80 80 320 640 1280 640 < 100
12 А/С.Петербург/2/05 10 40 80 640 640 1280 1280 < 100
13 А/С.Петербург/4/05 20 80 160 640 1280 1280 1280 < 100
14 А/С.Петербург/12/05 10 80 80 640 640 1280 1280 < 100
15 А/Мурманск/1/05 10 40 80 320 640 640 640 < 100
16 А/Мурманск/2/05 10 20 80 320 640 640 1280 < 100
17 А/Красноярск/23/05 20 80 160 640 1280 1280 1280 < 100
18 А/Липецк/165/05 10 20 160 640 640 640 640 < 100
Санкт-Петербурге, Чите, Омске, Петропавловске- - только Викторианской, а в Калининграде, Ставро-
Камчатском были выделены вирусы гриппа В Яма- поле и Хабаровске была зарегистрирована коцирку-
гатской разновидности; в Воронеже и Новосибирске ляция вирусов гриппа В обеих эволюционных ветвей.
Вирусы Викторианской линии имели антигенное сходство с референс-штаммом В/Гонконг/330/01 и отличались от него (при взаимодействии со штаммоспецифической сывороткой) не более, чем в 2 раза.
Вирусы Ямагатской ветви, выделенные в России в последнюю эпидемию, представляли собой достаточно гомогенную группу, они были близко родственными вирусу В/Калининград/4/05, но значительно слабее взаимодействовали с антисыворотками к ре-ференс-штаммам В/Шанхай/361/02 и В/Джанг-су/10/03 (до 1/4 - 1/8 и 1/8 - 1/16 гомологичных титров соответственно), рекомендованным для включения в состав вакцин на прошедший эпидемический сезон (табл. 4).
В целом полученные данные свидетельствуют о существовании некоторых особенностей в структуре вирусных популяций, циркулирующих в России, которые следует учитывать при составлении рекомендаций по составу вакцин на предстоящий эпидемический сезон.
Расширение и углубление лабораторных исследований по надзору за гриппом в стране приобретает особое значение не только для понимания закономерностей эволюции возбудителя, но и для решения практически важных вопросов своевременного изменения штаммовой композиции российских гриппозных вакцин с учетом особенностей циркулирующих вирусов. Существует также необходимость повышения эффективности работ, резко сузившихся в последние годы, по выделению вирусов на куриных эмбрионах, в целях создания вирусологической базы для выбора вакцинных штаммов.
Литература
1. Литвинова О.М., Смородинцева Е.А., Деева Э.Г. и др. Этиология современного гриппа. Грипп и другие респиратор-
ные вирусные инфекции: эпидемиология, профилактика, диагностика и терапия/Под ред. О.И. Киселева и др. Санкт-Петербург, 2003. С. 55 - 69.
2. Огарков П.И. , Соминина A.A., Белов А.Б. и др. Опыт многолетнего сотрудничества специалистов-эпидемиологов Министерства обороны РФ и Российской академии медицинских наук по актуальным проблемам гриппа и других ОРВИ//Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2003. < 3. С. 12 - 16.
3. Belshe R.B. Efficacy and effectiveness of attenuated, cold adapted, trivalent intranasal influenza vaccine: Options for the control of influenza IV: Proc.World Cong.Eds: A. Osterhaus, N. Cox, A. Hampson. Crete, 23-28 Sept., 2000. Exc. Medica. Amsterdam-London-New York. 2001. P. 931 -937.
4. Bush R.M., Catherine A.B., Subbarao K. et al. Predicting the Evolution of Human Influenza A//Science. 1999. V. 286. P. 1921 - 1925.
5. California H3N2 flu killing US children/young adults?
Recombinomics Commentary. February 19. 2005.
http://www.recombinomics.com/News/02190507/California_ H3N2_Virulence.html
6. Ferguson N.M., Anderson R.M. Predicting evolutionary change in the influenza A virus//Nature Medicine. 2002. V. 8. < 6. P. 562-563.
7. Fleury D., Wharton S.A., Skehel J.J. et al. Antigen distortion allows influenza virus to escape neutralization//Nature Structural Biology. 1998. V. 5. < 2. P. 119-123.
8. Influenza Activity - United States, 2004-2005 Season//MMWR//Weekly, April 8. 2005. < 54(13). P. 328-331.
9. United States flu deaths increase 150 percent in 2003.
Recombinomics Commentary. March 1, 2005.
http://www.recombinomics.com/News/03010501/US_Flu_De aths_2003.html
10. Weekly Influenza Surveillance Report. Week 13 (CDC, Atlanta, USA). http://www.cdc.gov/flu/weekly/
11. WHO/ Recommendations for influenza vaccine composi-tion.Northern hemisphere: 2005-2006. http://www.who.int/csr/disease/influenza/vaccinerecom-mendatijns1/en/print.html
12. Zhiping Ye//Status of candidate vaccine strains and potency reagents//Food and Drug Administration Center for Biologics Evaluation and Research. 2005. http://www.fda.gov/ohrms/ dockets/ac/05/slides/2005-4087S1_6.ppt#1
Таблица 4.
Антигенные особенности гемагглютинина вирусов гриппа В, вылеленных в эпилемический сезон 2004 - 2005 гг.
о Вирусы Крысиные сыворотки к вирусам Референс-сыворотки (ВОЗ) к вирусам
викторианской ветви ямагатской ветви
В/Гонконг/ 1434/02 L 02-0175 L В/Джангс у/10/03 L 04-0122
В/Викто- рия/2/87 В/Гонконг/ 330/01 В/Кали- нинград/ 6/05 В/Сыч- уань /379/99 В/Шанхай /361/02 В/Джанг- су/10/03 В/Кали- нинград/ 4/05
1 В/Виктория/2/87 160 20 40 < < < < 200 <
2 В/Гонконг/330/01 20 160 160 < < < < 800 <
3 В/Калининград/6/05 20 80 160 < < < < 800 <
4 В/Новосибирск/8/05 40 80 160 < < < < 800 <
5 В/Хабаровск/13/05 40 80 80 < < < < 400 <
6 В/Хабаровск/14/05 20 80 160 < < < < 800 <
7 В/Сычуань/379/99 < < < 160 320 40 160 < 400
8 В/Шанхай/361/02 < < < 160 640 40 160 < 800
9 В/Джангсу/10/03 < < < 40 160 320 80 < 1600
10 В/Калининград/4/05 < < < 80 80 20 160 < 400
11 В/Тула/14/05 < < < 40 80 20 160 < 800
12 В/Чита/2/05 < < < 40 80 20 160 < 400
13 В/Хабаровск/19/05 < < < 80 80 40 160 < 800
14 В/Хабаровск/36/05 < < < 80 160 20 160 < 400
15 В/Санкт-Петербург/189/05 < < < 80 160 40 160 < 800
[Эпидемиология и Вакцинопрофилактика 24 (23)/2 0 05
