Immunogenicity of the drug "Live intranasal vaccine for the prevention of pertussis" (GamLPV) with a single use in healthy volunteers

Full Text

Введение

Несмотря на проводимую в разных странах с начала 1950-х гг. массовую противококлюшную вакцинацию, элиминации возбудителя среди населения не происходит. По некоторым расчётам, в 1990-е — начале 2000-х гг. на фоне гиподиагностики коклюша в мире регистрировалось более 48,5 млн случаев заболевания разной степени тяжести, из которых около 300 тыс. заканчивались летальным исходом [1]. В 2008 г. из 16 млн заболевших коклюшем 195 тыс. человек умерли [1]. В последние годы отмечается значительный рост числа лабораторно подтверждённых случаев коклюша среди подростков и взрослых [1–3], распространение стёртых форм заболевания, выявлены бессимптомные носительства бактерий Bordetella pertussis [2][4][5]. В США с охватом детей прививками, близким к 95%, с начала 2000-х гг. отмечен значительный рост регистрации коклюша, приближающийся к довакцинному периоду [6][7]. Растёт заболеваемость в странах Европы, Австралии, Азии [2][9]. Отмечен рост числа регистрируемых случаев коклюша в Санкт-Петербурге и Москве на фоне сохранения уровня заболеваемости в России [10][11].

Для профилактики коклюша в настоящее время в мире используют препараты АКДС-вакцины, содержащей корпускулярный коклюшный компонент (ККВ) или бесклеточный коклюшный компонент (БКВ) в сочетании с инактивированными дифтерийным и столбнячным токсинами. Иногда ККВ или БКВ используют как моновакцины. Несмотря на высокую эффективность АКДС, содержащей ККВ, практика её использования выявила побочные эффекты, для устранения которых был предложен препарат БКВ, состоящий из нескольких очищенных антигенов коклюшного микроба. Считается, что БКВ менее реактогенна, но последние исследования показали, что она не обеспечивает антибактериальный иммунитет [12], что приводит к росту числа стёртых форм заболевания и формированию бактерионосительства.

Другим важным недостатком современных коклюшных вакцин является невысокая длительность сформированного иммунитета. При изучении эффективности противококлюшных вакцин различного типа выявлено, что длительность поствакцинального иммунитета не превышает 5–7 лет. После перенесённого заболевания напряжённый иммунитет сохраняется до 15 лет [13].

Как правило, современные коклюшные вакцины вводятся детям старше 2–3 мес не менее 3 раз. Таким образом, полный цикл вакцинации завершается не раньше чем к 6-месячному возрасту ребёнка, а в Германии и Швеции — к 11 13 мес, что сохраняет высокий риск в первые, самые опасные для заболевания коклюшем месяцы его жизни [9].

Рост заболеваемости коклюшем, в том числе среди старших детей и взрослого населения, привёл к пониманию необходимости ревакцинации подростков и взрослых. Рассматривается необходимость вакцинации матерей и формирования «семейного иммунитета» [2–4][9][14]. Для этих целей в настоящее время рекомендована только БКВ, которая, как упомянуто выше, не обеспечивает защиту детей и взрослых от заражения и распространения инфекции и, следовательно, малоэффективна для ревакцинации.

В НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи на базе бактерий B. pertussis 475, входящих в состав производимой в России вакцины АКДС, разработана живая коклюшная вакцина интраназального применения для профилактики коклюша (ГамЖВК). Вакцина прошла доклинические исследования, доказавшие её безопасность и эффективность в экспериментах на мелких лабораторных животных и нечеловекообразных обезьянах [15–18]. Аналогичная вакцина французских исследователей прошла I фазу клинических исследований [19–21].

ГамЖВК на первом этапе предназначена для ревакцинации подростков, взрослых и формирования семейного иммунитета. После завершения полного цикла клинических исследований ГамЖВК будет использована для ранней вакцинации младенцев. Целью клинического исследования I фазы была оценка профиля безопасности, переносимости и эффективности разных доз препарата ГамЖВК при первом применении у здоровых добровольцев. Результаты оценки безопасности опубликованы в статье А.Ю. Медковой и соавт. [22].

Целью настоящего исследования является оценка иммуногенности разных доз препарата ГамЖВК при первом применении у здоровых добровольцев. Идентификатор исследования в базе clinicaltrials.gov: NCT03137927¹.

Материалы и методы

Дизайн исследования

Исследование проводилось как рандомизированное плацебо-контролируемое, слепое, с последовательным включением добровольцев и эскалацией дозы и выполнялось на основании разрешения Министерства здравоохранения № 895 от 28.12.2016. Все добровольцы, участвовавшие в исследовании, подписали форму добровольного информированного согласия.

Ниже приведены критерии включения и невключения, значимые для оценки иммуногенности используемой вакцины и бактериальной нагрузки в носоглоточных аспиратах. Полный перечень критериев включения, невключения, а также критериев досрочного исключения добровольцев из исследования представлен в дополнительных материалах на сайте журнала².

Критерии включения:

• мужчины и женщины в возрасте 18–40 лет с верифицированным диагнозом «здоров»;
• отсутствие специфических антител к возбудителю коклюша, подтверждённое отрицательным результатом ИФА на специфические IgM и IgG к антигенам B. рertussis (см. ниже);
• отсутствие ДНК B. pertussis в назофарингеальных мазках, подтверждённое методом ПЦР.

Критерии невключения:

• наличие коклюша в анамнезе;
• перенесённая вакцинация против коклюша в течение последних 10 лет, а также любая вакцинация в течение последнего года;
• любое заболевание, которое, по мнению исследователя, может повлиять на результаты исследования или привести к ухудшению состояния здоровья в ходе исследования;
• зарегистрированные сильные поствакцинальные осложнения в анамнезе;
• курсовой приём лекарственных препаратов с профилактической или лечебной целью в течение 1 мес до скрининга;
• участие в других клинических исследованиях или приём исследуемых препаратов в течение 3 мес до скрининга.

Обследование добровольцев и рандомизация

Здоровые добровольцы прошли процедуры скрининга, включавшие физикальный осмотр, оценку жизненно важных показателей, лабораторные исследования, ЭКГ, пикфлоуметрию, а также исследование на наличие специфических антител к возбудителю коклюша в сыворотке крови и наличие бактерий B. pertussis в носоглотке. Соответствие всем критериям включения/невключения было подтверждено до включения добровольцев в исследование.

В исследовании участвовали 36 здоровых добровольцев, рандомизированных в 3 группы по 12 человек, различающиеся вводимой дозой исследуемого препарата. В пределах каждой группы добровольцы были рандомизированы в соотношении 3 : 1 (рандомизационный номер присваивали методом генерации случайных чисел с использованием статистической программы «SPSS Statistics v.19.0») по введению исследуемого препарата или плацебо соответственно. Таким образом, в каждой группе 9 добровольцев получали вакцинный препарат и 3 добровольца — плацебо.

Исследуемый препарат, дозы и способ введения

В качестве плацебо применяли стерильный лиофилизат стабилизатора, растворённый в 0,9% NaCl для инъекций.

Количественное определение ДНК B. pertussis в заднеглоточных аспиратах методом ПЦР в реальном времени (ПЦР РВ)

ДНК бактерий выделяли из смывов с заднеглоточных зондов (аспиратов). Образцы после центрифугирования обрабатывали раствором гуанидина тиоцианата с последующей сорбцией ДНК на магнитном сорбенте фирмы «Promega» [23, 24]. Для определения количества геном-эквивалентов ДНК B. pertussis использована разработанная и валидированная нами тест-система ПЦР РВ [25].

Прочие материалы и методы, использованные при обследовании добровольцев, описаны в дополнительных материалах к статье на сайте журнала³.

Оценка уровня специфических IgM-, IgGи IgA-антител в сыворотке крови добровольцев

Образцы крови отбирали в вакуумные пробирки с активатором свёртывания крови («Vacuette»). Сыворотку крови отбирали после центрифугирования проб в течение 20 мин при 300g для уплотнения сгустка. Уровень специфических антител к возбудителю коклюша B. pertussis определяли с помощью ИФА в соответствии с инструкцией производителя тест-систем «RIDASCREEN® Bordetella IgG» «RIDASCREEN® Bordetella IgM» и «RIDASCREEN® Bordetella IgA» («R Biopharm»). Доброволец считался положительным при уровне антител IgG > 17 ЕД/мл для IgM > 18 ЕД/мл для IgG (согласно инструкции к применению тест-систем).

Оценка клеточного иммунного ответа на введение вакцины

Клеточный иммунный ответ оценивали по индукции синтеза цитокинов, характерных для Th1- (ИФН-γ) и Th17-клеток (ИЛ-17) в мононуклеарах периферической крови. Определение проводили методом ИФА, выявляя количество цитокинов в надосадочной жидкости при культивировании мононуклеаров из цельной гепаринизированной периферической крови добровольцев с убитыми нагреванием вирулентными B. pertussis, до введения препаратов, через 8 ± 2, 15 ± 2, 29 ± 2, 57 ± 2 сут после интраназальной вакцинации добровольцев. Выделенные клетки культивировали in vitro.

Получение мононуклеаров периферической крови

Для получения мононуклеаров периферической крови 7,0–7,5 мл цельной крови наслаивали на среду для сепарации лимфоцитов на основе фиколла с плотностью 1,077 г/мл («Capricorn», «Sigma») и центрифугировали при 1200g в течение 25 мин. Мононуклеары собирали и трёхкратно отмывали DPBS («Пан-ЭКО») от среды для сепарации лимфоцитов, центрифугируя при 400g в течение 10 мин. Полученные клетки взвешивали в полной среде RPMI-1640 («Gibco», «Invitrogen»), содержащей 10% эмбриональной телячьей сыворотки и все необходимые добавки. Клетки подсчитывали под микроскопом в камере Горяева.

Культивирование клеток in vitro для оценки уровня синтезируемых цитокинов в супернатанте

Анализ содержания цитокинов в культуральной жидкости

Количество цитокинов ИЛ-17, ФНО-α, ИФН-γ в супернатантах после 24-часового культивирования мононуклеаров периферической крови устанавливали с использованием тест-систем ИФА для определения уровней цитокинов человека («Цитокин») в соответствии с инструкцией производителя. Оптическую плотность измеряли при двойной длине волны 450/630 нм. Уровень цитокинов, индуцируемых специфичным антигеном, рассчитывали как разницу между уровнем цитокинов, продуцируемых in vitro спонтанно и при добавлении специфического «активатора».

Чтобы исключить влияние исходного иммунного статуса, из полученных уровней индуцированных цитокинов вычитали значения, выявленные у добровольцев на 0-й день, т.е. до вакцинации или введения плацебо. При этом учитывался только объективный ответ, т.е. возрастание уровня цитокинов. Если уровень индуцируемых цитокинов после вакцинации был ниже, чем на 0-е сутки (разница была отрицательной), считали, что ответ отсутствует и возрастание равно «0». Также были определены средние значения уровней индуцируемых цитокинов в группе добровольцев, получивших плацебо.

Статистическая обработка данных

Статистическую обработку данных по иммуногенности ГамЖВК проводили с помощью программного обеспечения «GraphPad Prism v.6.0». Нормальность распределения оценивали с помощью KS-теста. Если распределение значений не соответствовало нормальному, для статистической обработки и оценки достоверности различий между группами использовали непараметрический критерий Манна–Уитни. При оценке гуморального ответа определяли достоверность различий с нулевой точкой (до вакцинации) среди добровольцев, получивших плацебо, и для каждой дозы вакцины. При оценке клеточного иммунного ответа оценивали достоверность различий кратности возрастания уровня индуцированных цитокинов относительно среднего значения по группе плацебо. Данные представлены в таблицах и на рисунках в виде медианы и межквартильного интервала.

Результаты

В результате первичного скрининга были отобраны 50 серонегативных добровольцев, содержащих специфичные антитела к антигенам B. pertussis: IgM-изотипа ≤ 17 ЕД/мл, IgG-изотипа ≤ 18 ЕД/мл. После завершения скрининга до активной фазы исследования с вакцинацией были допущены 36 серонегативных добровольцев, рандомизированных на 3 группы.

Забор крови и ротоглоточных аспиратов осуществляли непосредственно перед введением препаратов, на 8, 15, 29 и 57-е сутки после введения. Ротоглоточные аспираты отбирали также на 1-е сутки после вакцинации.

Гуморальный иммунный ответ

Определение уровня специфических IgM в сыворотке вакцинированных добровольцев не выявило достоверных отличий от исходных их значений в группе плацебо.

Результаты оценки уровня специфических IgGи IgA-антител в динамике в группе плацебо и среди добровольцев, получивших вакцину, приведены в табл. 1, 2 и на рис. 1, 2. Гистограммы с данными по отдельным пациентам приведены в дополнительных материалах к статье на сайте журнала⁴.

 

Серопозитивными по IgG считают сыворотки с содержанием антител IgG > 18 ЕД/мл (инструкция «RIDASCREEN®»). При введении дозы 1 из 9 вакцинированных добровольцев на 29-е сутки достигли серопозитивного уровня 5 (56%) человек. Ещё 4 добровольца остались серонегативными (< 14 ЕД/мл) и 1 попал в зону неопределённого серологического статуса по IgG (14–18 ЕД/мл). В ответ на вакцинацию дозой 2 исследуемой вакцины на 29-е сутки серопозитивными по IgG-антителам были 5 из 9 вакцинированных (56%). При введении добровольцам максимальной дозы 3 вакцины на 29-е сутки серопозитивными по IgG-антителам были 6 из 9 вакцинированных (67%) и на 59-е сутки — 8 из 9 вакцинированных (89%). Один доброволец на 59-е сутки имел неопределённый серологический статус.

Из приведённых данных видно, что максимального уровня IgG достигает к 29–57-м суткам. Медиана уровня IgG возрастает на дозе 1 в 1,8 раза на 29-е сутки и в 2 раза — на 57-е, на дозе 2 — в 2,25 и 1,88 раза соответственно, на дозе 3 — в 2,13 и 3,13 раза соответственно.

При оценке уровня специфического IgA серонегативными считаются лица с уровнем IgA < 19 ЕД/мл, неопределённый серологический статус устанавливается при выявлении 19–26 ЕД/мл IgA-антител, а серопозитивным статус признают при уровне IgA-антител в сыворотке крови > 26 ЕД/мл (инструкции для ELISA «RIDASCREEN^® Bordetella IgA»).

Как видно из представленных в табл. 2 и на рис. 2 данных, число добровольцев, ответивших на введение вакцины достижением серопозитивного статуса, меньше, чем для IgG. Для дозы 1 — 4 (33%) из 9 вакцинированных, для доз 2 и 3 — только 3 (22%) из 9 вакцинированных. В то же время из 7 выявленных случаев IgA-ответа 6 совпали с выявленным IgG-ответом. Наиболее сильный IgA-ответ (100 ЕД/мл и более) выявлен у двух добровольцев, у которых также был отмечен наиболее сильный IgG-ответ (рис. 1, 2). Этот результат может свидетельствовать в пользу корреляции измеренных показателей и требует дальнейшего изучения. Сывороточные IgA-антитела в большинстве случаев (6 из 7) достигали серопозитивного уровня на 15-е сутки (доза 2 — p = 0,0582, доза 3 — p = 0,0005). Ни у одного из добровольцев, получивших плацебо, специфичные IgA-антитела не были выявлены.

Клеточный иммунный ответ

У добровольцев, однократно интраназально вакцинированных ГамЖВК, была определена продукция индуцированных цитокинов ИФН-γ (Th1), ИЛ-17 (Th17) и ФНО-α в мононуклеарах периферической крови. Поскольку для разных добровольцев наблюдался большой разброс измеренных абсолютных значений, сильно затрудняющий обработку результатов, было принято решение представить результаты в относительных значениях. Относительное возрастание уровней исследуемых цитокинов рассчитывали как отношение индуцированного уровня цитокина на каждой точке у вакцинированного добровольца к среднему значению в группе плацебо. Результаты измерения содержания цитокинов для каждой дозы вакцины приведены на рис. 3–5.

Интенсивность цитокинового ответа среди вакцинированных добровольцев значительно отличалась. Наибольшие уровни индуцируемого ИФН-γ выявлены в первые 2 нед и на 60-е сутки, что может свидетельствовать об индукции эффекторных Th1-клеток на начальных стадиях иммунного ответа и Th1-клеток памяти в отдалённые сроки после вакцинации. Сопоставление результатов вакцинации добровольцев наименьшей и наибольшей дозами позволяет констатировать наличие дозовой зависимости интенсивности цитокинового ответа — наибольшие уровни индукции цитокинов наблюдались у добровольцев, получивших максимальную дозу вакцины.

Кратность возрастания уровня индуцируемого ИФН-γ в сравнении с исходными значениями в группе плацебо варьировала в диапазоне 0,22–3,87. В связи с этим в качестве критерия ответа было принято 4-кратное возрастание уровня индуцируемого ИФН-γ. Среди добровольцев, получивших дозу 1, более чем 4-кратное возрастание выявлено у 4 (44,4%) из 9 добровольцев; при вакцинации дозой 2 — у 1 (11,1%) из 9; при вакцинации дозой 3 — у 5 (55,5%) из 9. Таким образом, наибольший уровень ответа в отношении ИФН-γ был выявлен при применении наиболее высокой (доза 3) дозы вакцинного препарата.

Не понятно практически полное отсутствие превышения уровней индуцируемого ИФН-γ относительно плацебо среди добровольцев, получивших дозу 2. Для этой группы характерен и более слабый специфический антительный ответ на вакцинацию. Причины выявленных отклонений требуют дальнейшего изучения.

При оценке уровней индуцируемого ИЛ-17 наблюдалась более регулярная картина, в том числе у добровольцев, получивших дозу 2 (рис. 4).

Среди добровольцев, получивших плацебо, кратность превышения исходного уровня цитокина варьировала в диапазоне 0,00–4,49, в связи с чем в качестве критерия ответа было выбрано 5-кратное превышение среднего уровня индуцируемого ИЛ-17 в сравнении с исходными значениями. Среди вакцинированных добровольцев в большинстве случаев наблюдались чёткое возрастание уровней ИЛ-17 и выраженная дозозависимость. Так, среди 9 добровольцев, получивших дозу 1 вакцины, у 4 (44%) было выявлено возрастание уровня индуцируемого ИЛ-17, как минимум 5-кратно превышающее среднее значение для группы плацебо. Среди 9 добровольцев, получивших дозу 2, у 8 (89%) выявлено минимум 5-кратное превышение уровня индуцируемого ИЛ-17 в сравнении с плацебо. При этом только у 1 добровольца наблюдалось 25-кратное возрастание уровня индуцируемого ИЛ-17. При вакцинации дозой 3 ГамЖВК число добровольцев с минимум 5-кратным возрастанием уровня ИЛ-17 несколько снизилось (до 5; 56%), но при этом практически у всех (4 из 5) выявлено минимум 30-кратное возрастание уровня индуцированного ИЛ-17. Таким образом, прослеживается выраженная дозозависимость интенсивности ответа ИЛ-17 на индукцию B. pertussis.

На рис. 4 приведены максимальные зарегистрированные значения уровня индуцированного ИЛ-17 в сравнении со средними значениями по плацебо. Достоверное увеличение индуцированного ИЛ-17 отмечено при использовании доз 2 и 3 ГамЖВК (в сравнении с плацебо p=0,0008 и р=0,0238 соответственно).

При оценке индуцируемого ФНО-α достоверные различия с исходным уровнем были выявлены только для доз 1 и 3 вакцины (p = 0,0020 и p = 0,0195 соответственно), что коррелировало с данными, полученными для ИФН-γ (рис. 5).

Разброс кратностей индукции ФНО-α в группе плацебо варьировал в диапазоне 0,00–4,68, в связи с чем в качестве ответа учитывали 5-кратное возрастание уровня индуцируемого ФНО-α. Среди 9 добровольцев, получивших дозу 1, такое возрастание отмечено у 5 (55,5%); среди вакцинированных дозой 2 — у 1 (11,1%); среди вакцинированных дозой 3 — у 2 (22,2%). Выявленное снижение индукции ФНО-α при повышении дозы вакцинного штамма B. pertussis требует дальнейшего изучения и проверки на большей популяции добровольцев.

Динамика размножения аттенуированных бактерий B. pertussis в носоглотке добровольцев

ДНК B. pertussis регистрировали в аспиратах добровольцев через 1 ч, 1, 8, 15, 29 и 57 сут после вакцинации добровольцев. На рис. 6 представлена характерная гистограмма распределения доли добровольцев, в ротоглоточных аспиратах которых достоверно зарегистрирована ДНК аттенуированных бактерий. Динамика элиминации бактерий из ротоглотки для дозы 1 практически не отличается от представленной, тогда как при дозе 3 отмечен более резкий спад количества геном-эквивалента (ГЭ) со временем, и к 29-му дню ДНК в ротоглотке не регистрируется.

По причине малого числа добровольцев в каждой когорте и большого разброса измеренных значений числа ГЭ обсуждение динамики их изменения в каждой из групп представляется нецелесообразным.

Обсуждение

Дозозависимость иммунного ответа при вакцинации является характерной, по крайней мере до определённых значений дозы, и положена в основу выбора оптимальной дозы для применения вакцины. Зависимость эффективности живой коклюшной вакцины от дозы показана в экспериментах с иммунизацией взрослых нечеловекообразных обезьян [18][19] и при вакцинации здоровых добровольцев [21]. В настоящем исследовании лучшие результаты были получены при введении добровольцам максимальной дозы 3 вакцины. На 29-е сутки серопозитивными по IgG-антителам были 6 (67%) из 9 вакцинированных и на 59-е сутки — 8 (89%) из 9 вакцинированных, единственный доброволец на 59-е сутки имел неопределённый серологический статус.

Следует отметить, что достоверное двукратное возрастание количества IgG отмечено у абсолютного большинства добровольцев, получивших вакцину, даже если оно в конечном итоге не достигало диагностически значимых величин. Ни у одного из добровольцев, получивших плацебо, достоверного возрастания IgG не выявлено.

Таким образом, вакцинация добровольцев любой из использованных доз ГамЖВК приводит к более чем двукратному росту IgG, специфических к коклюшному токсину и филаментозному гемагглютинину. Полученные результаты позволяют заключить, что однократное введение вакцины ГамЖВК вызывает специфический, дозозависимый IgG-ответ у вакцинированных добровольцев.

Определение IgA-антител в сыворотке крови может быть особенно интересным, учитывая способ введения исследуемой вакцины. IgA является основным изотипом иммуноглобулинов на слизистых. Одна из ключевых его особенностей — неспособность активировать каскад комплемента даже при образовании комплекса со специфичным антигеном. Это значительно снижает вероятность развития воспаления на слизистой оболочке и, соответственно, её повреждения. Другая важная функция IgA — блокирование на клетке микроорганизма сайтов прикрепления к слизистой, что предотвращает колонизацию слизистой и повышает эффективность элиминации возбудителя. Помимо этого, IgA (в мономерной форме) в относительно больших количествах присутствует в сыворотке крови (второй иммуноглобулин по количеству после IgG). В связи с этим представлялось весьма вероятным появление IgA-антител к B. pertussis в сыворотке крови добровольцев после мукозальной (интраназальной) вакцинации. При этом выявление IgA-антител в сыворотке крови может косвенно свидетельствовать о формировании мукозального IgA-иммунного ответа, однако данные о такой корреляции для B. pertussis в литературе отсутствуют и это предположение требует проверки.

Как было отмечено выше, из 7 выявленных случаев IgA-ответа 6 совпали с выявленным IgG-ответом. Наиболее сильный IgA-ответ (100 ЕД/мл и более) выявлен у добровольцев, у которых также был отмечен наиболее сильный ответ по IgG (см. дополнительные материалы к статье на сайте журнала⁵). Этот факт может свидетельствовать в пользу корреляции двух ключевых показателей гуморального иммунного ответа и требует дальнейшего изучения.

Другая особенность выявленного IgA-ответа на B. pertussis в сыворотке крови — более раннее его начало в сравнении с IgG-ответом. Так, если значимый IgG-ответ развивался не ранее 29-х суток после вакцинации, то IgA-антитела в большинстве случаев (6 из 7) достигали серопозитивного уровня уже на 15-е сутки, а на 59-е сутки наблюдалось снижение их уровня в сравнении с 29-ми сутками. Отчасти это может свидетельствовать о вовлечении в IgA-ответ клеток первой линии защиты: В-1-лимфоцитов, в норме населяющих lamina propria респираторного и пищеварительного трактов (а также перитонеальную и плевральную полости) и вносящих значимый вклад в иммунную защиту слизистых оболочек. В-1-клеткам не требуется прохождение длительного этапа дифференцировки для синтеза/ секреции IgA, что может объяснить более раннее его появление в сыворотке крови вакцинированных добровольцев. Однако данный вопрос требует дальнейшего изучения.

Как и в случае IgG, возрастание количества IgА отмечено у абсолютного большинства добровольцев, получивших вакцину, даже если у некоторых добровольцев оно в конечном итоге не достигало диагностически значимых величин.

При первичном контакте с патогеном обычно первыми образуются IgM-антитела. В нашем исследовании незначительные изменения уровня IgM-антител в сыворотке крови происходили в серонегативном диапазоне. В отличие от IgА и IgG, изменения содержания IgM-антител по сравнению с исходными значениями недостоверны. Аналогичный результат получен нами при анализе IgM-антител у обезьян, иммунизированных однократно аттенуированными бактериями B. pertussis [18]. Отcутствие IgM-антител после вакцинации может быть обусловлено тем, что бактерии аттенуированного штамма B. pertussis вызывает инфекционный процесс, при котором не происходит значительного повреждения слизистой оболочки и развития значимого воспалительного процесса, что подтверждается отсутствием клинических проявлений заболевания у вакцинированных добровольцев. Отсутствие проникновения возбудителя через повреждённую слизистую может быть причиной отсутствия значимого системного IgM-ответа. Вместо этого происходит индукция первичного IgA-ответа.

Как видно из представленных данных, у добровольцев, получавших плацебо, уровень антител достоверно не изменялся в течение всего исследования, независимо от их изотипа.

В заключение анализа следует отметить, что в сыворотке крови большинства вакцинированных добровольцев, независимо от дозы, зафиксирован рост содержания IgA и IgG, достигающий серопозитивного уровня, только в 56–89% случаев для IgG и 22–33% случаев для IgA в зависимости от дозы вакцины. Аналогичные результаты получены нами при экспериментальной инфекции и вакцинации обезьян макака резус. После первой экспериментальной инфекции вирулентными или аттенуированными бактериями число животных, в крови которых регистрировался достоверный прирост уровня IgG, составило менее 50% при достоверной регистрации бактерий в носоглотке. При этом повторная иммунизация или инфекция приводили к формированию IgG практически у всех животных [18][26]. Количество серопозитивных добровольцев после вакцинации коррелирует и с числом серопозитивных людей после перенесённой инфекции, составляющих, по некоторым данным, менее 80% [27].

Низкие абсолютные значения IgA и IgG в ряде случаев могут быть связаны с частичным иммунодефицитом добровольцев. Полученные результаты ещё раз подчёркивают неполное понимание механизмов противококлюшного иммунитета и роли антител в его формировании и обеспечении защиты от инфекции.

Представленные результаты определения гуморального ответа на интраназальную вакцинацию ГамЖВК позволяют утверждать, что однократная вакцинация добровольцев индуцирует выработку специфических сывороточных противококлюшных антител класса IgА и IgG. Поскольку IgА обеспечивают преимущественно защиту слизистых оболочек, возможно, выявление IgА в секретах рото- и носоглотки может быть более информативным.

Оценивая результаты определения клеточного иммунного ответа, следует отметить, что большой уровень разброса измеренных нами значений индуцированной продукции ИФН-γ и ИЛ-17 отмечался не только у вакцинированных добровольцев, но и в группе плацебо, что значительно затруднило анализ полученных результатов. Тем не менее можно утверждать, что достоверное увеличение продукции ИЛ-17, по крайней мере для двух использованных доз, свидетельствует об индукции Th17-клеточного ответа на интраназальную вакцинацию добровольцев. Этот результат находится в полном соответствии с принятым представлением о роли Th17-ответа в противококлюшном иммунитете [1][2][9]. Корреляции между Th17- и Th1-ответом по измеренным параметрам не установлено. Максимальные значения ИФН-γ и ИЛ-17 в большинстве случаев были зарегистрированы у разных добровольцев. Более того, больше всего добровольцев показали более чем 5-кратное превышение уровней ИЛ-17 при введении 2-й дозы вакцины, тогда как возрастание уровня ИФН-γ у этих добровольцев практически не отмечено. Этот результат может предполагать наличие дихотомии ответа на B. pertussis по Th1- и Th17-пути. Нужно также отметить, что не было выявлено корреляции между уровнем гуморального иммунного ответа и индукцией исследованных цитокинов.

Полученные результаты позволяют заключить, что интраназальная вакцинация добровольцев препаратом ГамЖВК приводит к формированию специфического гуморального (IgG и IgА) и клеточного иммунного ответа.

Исследования, проведённые нами на этапе доклинического изучения ЖВК, показали, что аттенуированные бактерии B. pertussis размножаются в организме обезьян аналогично изогенным вирулентным бактериям [15][18]. После первой экспериментальной инфекции вирулентные и аттенуированные бактерии регистрируются методом ПЦР РВ в ротоглотке большинства макака резус в течение 2–3 мес. Французские исследователи выявляли в носоглотке павианов анубис аттенуированные бактерии B. pertussis BPZE1 с помощью посевов материала назофарингеальных мазков на твёрдую питательную среду вплоть до 5–7 нед [19]. В работе J.M. Warfel и соавт. в носоглотке павианов анубис регистрировали вирулентные бактерии B. pertussis D20 в течение 4–5 нед [28]. В исследованиях, проведённых нами совместно с сотрудниками НИИДИ Ленинград, ДНК возбудителя коклюша в носоглотке выздоравливающих больных регистрировали более 3 мес [25].

В наших экспериментах в качестве положительного принимались результаты ПЦР РВ, в которых количество копий ДНК мишени (IS481), определённое по результатам 2 измерений, составляло не менее 10, а сигнал в образцах отрицательного контроля (вода) и контроля выделения отсутствовал или не превышал 1–2 копий. Следует отметить, что чувствительность тест-системы ПЦР РВ была лучше, чем 0,05 ГЭ бактерии B. pertussis в 5 мкл [25][29]. Статистическая достоверность такой чувствительности обусловлена большим числом копий последовательности мишени IS481.

Следует заметить, что время персистенции бактерий в организме человека, с нашей точки зрения, является важным фактором защитной активности ГамЖВК. Сопоставление полученных результатов с результатами 2–3-кратной экспериментальной инфекции обезьян вирулентными бактериями и их иммунизации аттенуированными бактериями позволяет предположить, что повторная вакцинация добровольцев будет сопровождаться бустерным эффектом роста титра специфических антител и ускоренной элиминацией возбудителя из носоглотки добровольцев [18–20]. Изучение параметров гуморального и клеточного иммунитета после первой и повторной вакцинации позволит сделать заключение об их роли в обеспечении защитного эффекта ГамЖВК и определит необходимость повторной вакцинации добровольцев для усиления защитной активности вакцины.

Полученные положительные результаты демонстрируют необходимость продолжения клинических исследований препарата ГамЖВК, направленных в том числе на определение схемы и методов вакцинации добровольцев. Сформулирован протокол следующего этапа клинического исследования.

Заключение

About the authors

A. Yu. Medkova

N.F. Gamaleya Federal Research Center for Epidemiology and Microbiology

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-1509-0622

Alisa Yu. Medkova - senior researcher, Laboratory of genetic of bacteria

Moscow

Russian Federation

A. A. Lidzhiyeva

N.F. Gamaleya Federal Research Center for Epidemiology and Microbiology

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-1537-6444

Alevtina A. Lidzhieva - junior researcher, Laboratory of genetic of bacteria

Moscow

Russian Federation

E. G. Semin

N.F. Gamaleya Federal Research Center for Epidemiology and Microbiology

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-6696-8362

Evgeniy G. Semin - researcher, Laboratory of genetic of bacteria

Moscow

Russian Federation

L. N. Sinyashina

N.F. Gamaleya Federal Research Center for Epidemiology and Microbiology

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-1708-5453

Lyudmila N. Sinyashina - D. Sci. (Med.), leading researcher, Laboratory of genetic of bacteria

Moscow

Russian Federation

R. A. Syundyukova

N.F. Gamaleya Federal Research Center for Epidemiology and Microbiology

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-5600-1967

Rezida A. Syundyukova - Cand. Sci. (Biol.), senior researcher, Laboratory of genetic of bacteria

Moscow

Russian Federation

N. A. Snegireva

N.F. Gamaleya Federal Research Center for Epidemiology and Microbiology; I.I. Mechnikov Research Institute of Vaccine and Sera

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-5399-3224

Nadezhda A. Snegireva - researcher, Laboratory of biosynthesis of immunoglobulins; junior researcher, Laboratory of genetic of bacteria

Moscow

Russian Federation

I. N. Chernyshova

N.F. Gamaleya Federal Research Center for Epidemiology and Microbiology; I.I. Mechnikov Research Institute of Vaccine and Sera

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-5053-2433

Irina N. Chernyshova - Cand. Sci. (Med.), senior researcher, Laboratory of biosynthesis of immunoglobulins; researcher, Laboratory of genetic of bacteria

Moscow

Russian Federation

M. V. Gavrilova

N.F. Gamaleya Federal Research Center for Epidemiology and Microbiology; I.I. Mechnikov Research Institute of Vaccine and Sera

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-6936-2486

Marina V. Gavrilova - Cand. Sci. (Biol.), researcher, Laboratory of biosynthesis of immunoglobulins; researcher, Laboratory of genetic of bacteria

Moscow

Russian Federation

K. K. Bushkova

I.I. Mechnikov Research Institute of Vaccine and Sera

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-4757-0751

Kristina K. Bushkova - junior researcher, Laboratory of biosynthesis of immunoglobulins

Moscow

Russian Federation

L. V. Kolobukhina

N.F. Gamaleya Federal Research Center for Epidemiology and Microbiology

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-5775-3343

Lyudmila V. Kolobukhina - D. Sci. (Med.), professor, chief researcher, Laboratory of respiratory viral infections with approbation of medicines

Moscow

Russian Federation

I. S. Kruzhkova

N.F. Gamaleya Federal Research Center for Epidemiology and Microbiology

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-1983-481X

Irina S. Kruhzkova - researcher, Laboratory of respiratory viral infections with approbation of medicines

Moscow

Russian Federation

L. N. Merkulova

N.F. Gamaleya Federal Research Center for Epidemiology and Microbiology

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-7260-0879

Liliya N. Merkulova - Cand. Sci. (Med.), leading researcher, Laboratory of respiratory viral infections with approbation of medicines

Moscow

Russian Federation

M. G. Rusanova

Infectious Clinical Hospital No. 1 of the Moscow Department of Health

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-5878-7200

Marina G. Rusanova - Cand. Sci. (Med.), infectious disease doctor

Moscow

Russian Federation

I. N. Dyakov

N.F. Gamaleya Federal Research Center for Epidemiology and Microbiology; I.I. Mechnikov Research Institute of Vaccine and Sera

Author for correspondence.
Email: dyakov.ilya@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5384-9866

Ilya N. Dyakov - Cand. Sci. (Biol.), leading researcher, Head, Laboratory of biosynthesis of immunoglobulins; researcher, Laboratory of immunity mediators and effectors

Moscow

Russian Federation

G. I. Karatayev

N.F. Gamaleya Federal Research Center for Epidemiology and Microbiology

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-8771-6092

Gennadiy I. Karataev - D. Sci. (Biol.), Head, Laboratory Genetic of bacterial Federal State Budgetary Institution

Moscow

Russian Federation

References

Supplementary files