Применение бета-пропиолактона для инактивации вирусов при изготовлении вирусных вакцин.

COVID-19 может быть обнаружен с помощью компьютерной томографии и подтвержден с помощью инструментов молекулярной диагностики, таких как полимеразная цепная реакция. В настоящее время не существует эффективных методов лечения ОРВИ-ков-2, поэтому для снижения развития респираторных осложнений за счет снижения вирусной нагрузки используются противовирусные препараты.С декабря 2019 года вспышка, вызванная патогеном, приводящим к респираторному заболеванию, произошла в Ухане, Китай. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) назвала это заболевание коронавирусной болезнью 2019 года (COVID-19), а возбудитель был идентифицирован как тяжелый острый респираторный синдром коронавирус 2 (SARS-CoV-2) [26]. В настоящее время эта болезнь представляет собой глобальную угрозу; и 11 марта 2020 года ВОЗ признала вспышку пандемией [27], а SARS-CoV-2 заразил более 372 757 человек и убил 16 231 человека по данным ВОЗ [27].Известно, что коронавирусы, большое семейство оболочечных, очень разнообразных, положительно чувствительных, одноцепочечных РНК-вирусов, заражают людей и животных, приводя к респираторным, печеночным, нейрональным и желудочно-кишечным заболеваниям [28]. До недавнего времени, HCoVs-NL63, HCoVs-HKU1, HCoVs-229E, HCoVs-OC43, ближневосточный респираторный синдром-коронавирус (БВРС-КоВ) и тяжелый острый респираторный синдром-коронавирус (SARS-коронавирус), были шесть коронавирусы, что на больных людей. SARS-CoVи MERS-CoVявляются коронавирусами, ответственными за самые высокие показатели смертности у человека, 10% и 40% соответственно [29].Таким образом, недавно обнаруженный SARS-CoV-2 является седьмым членом семейства коронавирусов, поражающих человека. При выделении и анализе генома SARS-CoV-2 у пациентов было выявлено, что он на 79,5% похож на SARS-CoV, а на 96% - на область RdRp из BatCoV RaTG13, коронавируса летучей мыши. Хотя считается, что вирус происходит от летучих мышей, еще предстоит определить, был ли он передан непосредственно человеку или через промежуточного хозяина. Норки и малайские ящеры были предложены в качестве потенциальных промежуточных хозяев для передачи SARS-CoV-2 от летучих мышей к человеку [27].Среди подтвержденных случаев сообщалось, что большинство (87%) пациентов были в возрасте от 30 до 79 лет [28]. Почти в половине случаев имеется одно или несколько сопутствующих заболеваний, включая сердечно-сосудистые заболевания, диабет и гипертонию [27]. Тематические исследования показали, что частота летальных исходов была высокой среди пациентов с сопутствующими заболеваниями.Симптомы COVID-19 включают лихорадку (88%), кашель (68%), рвоту (5%) и диарею (3,7%). Менее распространенные симптомы включают головную боль, выделение мокроты и кровохарканье [29]. Недавно было отмечено, что аносмия (потеря обоняния) и агевзия (потеря вкуса) могут быть симптомами инфекции SARS-CoV-2, однако некоторые пациенты представлены как бессимптомные случаи [27].У большинства больных наблюдалась пневмония, а у 70% пациентов наблюдалась лимфопения, в то время как у некоторых пациентов было выявлено увеличение протромбинового времени, а также повышенный уровень лактатдегидрогеназы. Рентгенологический анализ легких выявил матово-стеклянную тень в виде пятнистых матово-стеклянных помутнений и пятнистых уплотнений, которые в основном располагались в средней и наружной зоне легких [28]. Были выявлены пациенты с нарушением функции печени, с повышенным уровнем аспартатаминотрансферазы или аланинаминотрансферазы, а также зимограмма миокарда, показывающая повышенные уровни лактатдегидрогеназы и креатинкиназы.COVID-19 случаев были классифицированы как легкие, тяжелые и критические типы. Легкие пациенты имели легкую пневмонию, в то время как тяжелые пациенты проявляли одышку, повышенную частоту дыхания и насыщение крови кислородом в течение 24-48 ч, а критические пациенты страдали дыхательной недостаточностью, острой сердечной травмой, септическим шоком и полиорганной недостаточностью [28]. Медиана инкубационного периода COVID-19 от первых симптомов до одышки, поступления в стационар и тяжелого острого респираторного синдрома составила 5, 7 и 8 дней соответственно [27].Вскрытие выявило двустороннее диффузное повреждение альвеол, связанное с фибромиксоидным экссудатом и накоплением мононуклеарных инфильтратов, преимущественно лимфоцитов [26]. В печени наблюдался микровезикулярныйстеатоз и дольковая и портальная активность, но неясно, было ли это повреждение вызвано SARS-CoV-2 или лекарственными препаратами, в то время как интерстициальные мононуклеарные воспалительные инфильтраты также были обнаружены в сердце [29].Было замечено, что основным симптомом инфекции SARS-CoV-2 является лихорадка [30]. Таким образом, выявление лиц с высокой температурой является важным шагом в диагностике COVID-19. Физикальное обследование может помочь выявить пациентов в тяжелом состоянии, так как они, вероятно, проявляют одышку, ослабленные звуки дыхания, речевой тремор и тупость при перкуссии [30]. Рентгенография грудной клетки выявляет пятнистые тени и изменения в легких, главным образом во внешней зоне легких, которые развиваются в множественное помутнение матового стекла, легочную консолидацию, инфильтрирующие тени и нечастый плевральный выпот. Компьютерная томография (КТ) грудной клетки дает более четкие изображения легочных поражений по сравнению с рентгеновскими снимками, при которых наблюдается сегментарная консолидация и помутнение матового стекла, главным образом на периферии легких [29].Хотя симптомы и рентгенографический анализ указывают на возможность инфекции SARS-CoV-2, Лабораторная диагностика является окончательной, поскольку она позволяет дифференцировать инфекцию SARS-CoV-2 от других вирусных инфекций, таких как MERS-CoVи SARS-CoV [26]. Такие образцы, как мазки, носовые мазки, экстракты трахеи и носоглотки, легочная ткань, мокрота, кал и кровь, должны быть выделены и использованы для тестирования [26]. Затем вирус может быть обнаружен с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР), метода молекулярной диагностики, который основан на последовательности нуклеиновых кислот для обнаружения [26]. Было установлено несколько праймеров для обнаружения SARS-CoV-2 с помощью ПЦР обратной транскрипции в реальном времени (RT-PCR), что позволяет быстро и специфично идентифицировать вирус [27]. Иммунологические методы, такие как иммунофлуоресцентный анализ, прямой флуоресцентный анализ антител, микрочип белка, полупроводниковые квантовые точки, быстрое обнаружение нуклеокапсидных белков на основе моноклониальных антител и тест микронейтрализации, могут быть использованы для быстрого исследования присутствия SARS-CoV-2 [26]. На рис.2 показан метод диагностики SARS-CoV-2.Хотя основным лабораторным методом, используемым для обнаружения SARS-CoV-2, является ПЦР, были предложены и разработаны другие методы обнаружения вируса. Технология кластеризованных регулярно чередующихся коротких палиндромных повторов (CRISPR) была вызвана для обнаружения SARS-CoV-2 с помощью способности CRISPR выслеживать генетические фрагменты [28]. Иммуноанализ, который использует моноклональные антитела для обнаружения вирусных антигенов или использует вирусные антигены для обнаружения антител пациента, продуцируемых против вируса, в формате латерального анализа, был использован для обнаружения SARS-CoV-2 [28]. Главное преимущество иммуноанализов, особенно в формате латерального анализа, заключается в том, что они могут быть использованы для обнаружения вируса менее чем за 30 минут без необходимости в обученном персонале или инструментах.Спайк (S) белка, основных вакцин мишенью для коронавирусы, была оценена в различных видах вакцин, предназначенных для инфекций, вызванных коронавирусом, в том числе инактивированной целом-вирусная частица, с белком субъединицы вакцины, вирус-подобных частиц с S протеин включены в вирус гриппа или гепатита вирусного белка, живой ослабленный вирус с геном удаление, вирусные векторы (например, модифицированный аденовирус, несущий с белком) и дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) вакцин, которая кодирует часть или на всю длину с белком гена [26]. Двойная инактивированная вакцина была разработана для SARS-CoV путем инактивации вируса с использованием последовательной инактивации формальдегидом и ультрафиолетом и оценена на моделях мышей, где она была способна вызывать выработку высоких уровней антител против вируса [30]. Рекомбинантный вирус атипичной пневмонии-как частицы вакцины, состоящей из белков М1 гриппа и MERS-CoVс содержанием белка, которая была разработана с использованием бакуловирус–клетки насекомых выражения системы и испытана в модели мыши, что приводит к уменьшению вируса в легких ниже обнаруживаемого уровня и полную защиту от смерти, а также вызывая выработку повышенного уровня антител к SARS-CoV-2. Рекомбинантный SARS-CoV, лишенный белка оболочки, был протестирован на мышах, и было показано, что вакцина способна полностью предотвратить смерть и приводит к более быстрому клиренсу вируса [30]. Небольшой фрагмент S-белка SARS-CoV, связанный с человеческим фрагментом Igg1 Fc, был способен индуцировать высокие титры продукции антител у мышей, которые нейтрализовали инфекцию, вызванную SARS-CoV [29]. Было показано, что ДНК-вакцина, кодирующая первые 725 аминокислот белка MERS-CoV S, индуцирует высокие титры нейтрализующих антител у мышей, а ДНК-вакцина, кодирующая s-белок SARS-CoV, индуцирует выработку нейтрализующих антител у людей в клиническом исследовании фазы 1. Вышеупомянутые методы привели к разработке вакцин против SARS-CoVи MERS-CoV, которые уже прошли клинические испытания фазы 1 [30]. Поскольку большинство коронавирусов имеют сходный инфекционный путь и структуру, упомянутые выше исследовательские стратегии могут быть использованы в качестве основы для разработки эффективных вакцин против SARS-CoV-2.В настоящее время производители вакцин во всем мире наперегонки пытаются создать вакцину против COVID-19. Многие из компаний, пытающихся сделать это, прибегают к проверенным методам, в том числе к инактивированным вакцинам.SinovacBiotech пытается создать инактивированную вакцину из цельных вирусных частиц с дополнительным иммуностимулятором, называемым квасцами. Это было успешно против вирусов атипичной пневмонии. Инактивированные вакцины могут быть полезны в борьбе с COVID, потому что они могут быть легко масштабированы до крупномасштабного производства во многих странах.Однако потенциальная эффективность инактивированных вакцин против COVID-19 неизвестна. Текущие испытания с инактивированной вакциной, где инактивация была сделана с формальдегидом и ультрафиолетовым светом, были эффективно использованы в модели мыши.ЗАКЛЮЧЕНИЕβ-Пропиолактон широко используется для производства инактивированных вирусных вакцин против гриппа и бешенства. Несмотря на десятилетия широкомасштабного применения этих вакцин, химические модификации, происходящие при вирусной инактивации, были известны лишь частично.Вторжение ИВВ продолжает расширять свое географическое распространение. Поэтому исследования безопасности и эффективности различных методов приготовления вакцин имеют важное значение для разработки стратегий вмешательства. Основной целью нашего исследования была оценка и сравнение эффективности двух инактивирующих вирус агентов-формалина и β-пропиолактона-на ИВВ. Алкилирующие агенты, формалин и β-пропиолактонинактивируют вирусы путем химической реакции с вирусными капсидными белками и нуклеиновыми кислотами. Не все реакции с β-пропиолактоном приведут к инактивации вируса. Основной реакцией при инактивации будет реакция с водой с получением нетоксичного соединения: 3-гидроксипропионовой кислоты. Кроме того, соли и буферные компоненты оказывают большое влияние на превращение β-пропиолактона. Инактивация вируса будет происходить только после реакции β-пропиолактона с вирусными компонентами, например ДНК/РНК и белком. Хотя ряд химических модификаций, вызванных β-пропиолактоном, был выяснен, природа всех возможных реакций все еще в значительной степени неизвестна. Современные знания недостаточны для разработки точной процедуры инактивации β-пропиолактоном для получения вирусной вакцины, сохраняющей самую высокую иммуногенность.Количество и характер модификаций вирусных компонентов, то есть белков, ДНК или РНК, будут зависеть от концентрации β-пропиолактона, типа буфера, рН смеси и собственной реакционной способности отдельных нуклеофильных групп. Условия для инактивации должны быть оптимизированы таким образом, чтобы обеспечить полную инактивацию и устойчивую высокую иммуногенность вируса.Будущие исследования должны быть сосредоточены на изучении патогенеза SARS-CoV-2. Определив механизм, посредством которого вирус вызывает патогенность, можно было бы получить более глубокое представление о различных молекулах, которые могут быть затронуты лекарствами и вакцинами для эффективного лечения и профилактики случаев COVID-19. Как упоминалось выше, для разработки вакцин против других коронавирусов, таких как SARS-CoVи MERS-CoV, было использовано несколько методологий, и их можно изучить для разработки вакцин против SARS-CoV-2.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫХасегава Х. и др. Вакцина против вируса гриппа для введения через слизистую и способ предотвращения гриппа. – 2010.Петькова Е. П., Маркушин С. Г. Оптимизация процесса инактивации вируса гриппа А при производстве инактивированных вакцин.Панова Т. М., Кочергина О. А., Дроздова Н. А. общая биология и микробиология.Великоречина Л. Е. Проект узла синтеза акриловой кислоты. – 2016.Общая органическая химия, пер. с англ., т 4, М., 1983, с. 394; Gresham Т. L., Jansen J. E., Shaver F. W., "J. Amer. Chem. Soc.", 1950, v. 72, p. 72-74. A. M СахаровВишванатхан Ч. (in), Куппусвами М. (in), Каматх М. и др. Способ получения безопасных в вирусном отношении биологических текучих сред./ заявка: 2006145887/15, 2005.06.27 2011.02.20Сулимов А. А., Уласов В. И. Редактор TC Молочаева. – 2006.Брико Н. И. Оценка качества и эффективности иммунопрофилактики //Лечащий врач. – 2012. – Т. 10. – С. 57-63.Титов Л. П. Вирусы и эукариотические клетки: стадии взаимодействия, стратегии экспрессии геномов, репродукция и исходы вирусной инфекции. – 2008.Лобова Т. Г. и др. Эволюционная изменчивость вирусов гриппа B, циркулировавших в Российской Федерации с 2005 по 2012 г //Вопросы вирусологии. – 2012. – Т. 57. – №. 6.Каширина О. С., Васильев Ю. М. Живые аттенуированные и инактивированные гриппозные вакцины: данные прямых сравнительных исследований //Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. – 2014. – №. 1.Цурбригген Р. и др. Виросомы, включающие гемагглютинин, выделенный из вируса гриппа, полученного в линии клеток, композиции, содержащие указанные виросомы, способы изготовления и применение. – 2012.Харит С. М., Начарова Е. П., Черняева Т. В. Безопасность инактивированной полимер-субъединичной тривалентной гриппозной вакцины. Пострегистрационное наблюдение //Вопросы современной педиатрии. – 2009. – Т. 8. – №. 4.Ружаускас М., Снарските А. Разработка инактивированной вакцины против пастереллеза кроликов из местных штаммов пастерелл. – 2004.Десятова А. И. и др. Особенности идентификации летучих примесей этилового спирта по газохроматографическим индексам удерживания //Аналитика и контроль. 2019.№ 4. – 2019. – Т. 23. – №. 4. – С. 517-524.Тани Н. и др. Модифицированный эритропоэтин, к которому присоединена водорастворимая длинноцепочечная молекула. – 2015.Беляев А. Л., Бурцева Е. И. Грипп вчера, сегодня, завтра //Медицинская сестра. – 2009. – №. 1.КОРТИ Д. и др. Нейтрализующие антитела к вирусу гриппа B и пути их применения. – 2020.Хисматуллина З. Н. Особенности этапов химического, физического и вирусного канцерогенеза //Вестник Казанского технологического университета. – 2013. – Т. 16. – №. 7.Прунтова О. В., Мазиров М. А. Курс лекций по общей микробиологии и основам вирусологии: в 2 ч. Ч. 2. – 2008.Александрова Е. В. и др. Биологическая химия. Ч. ІІ. Обмен сложных белков. Молекулярная биология. Биохимия межклеточных коммуникаций, тканей и биологических функций. – 2015.Wu, Nicholas C., etal. - Структурное объяснение низкой эффективности вакцины против сезонного гриппа H3N2."PLoS патогены 13.10 (2017): e1006682.Фуруя у, Регнер м, Лобигсм,Коскинен а и др. Влияние метода инактивации на перекрестный защитный иммунитет, индуцируемый целыми "убитыми" вирусами гриппа А и коммерческими вакцинными препаратами. Генерал Вироль. 2010;91(Pt 6): 1450-146Лоуренс СА. β-Пропиолактон: вирусная инактивация в вакцинах и продуктах плазмы крови. PDA J PharmSciTechnol 2000;54: 209-17.ЛогриппоГ. Исследования применения бета-пропиолактона при инактивации вирусов. N Y AcadSci 1960;83: 578-94.Bonnafous P, Nicolai MC, Taveau JC, Chevalier M, Barriere F, Medina J, Le Bihan O, Adam O, Ronzon F, Lambert O. 2014. Лечение вируса гриппа бета-пропиолактоном изменяет слияние вирусных мембран. BiochimBiophysActa 1838: 355-363. doi: 10.1016 / j. bbamem.2013.09.021.Цзэн КТ, Sbrana E, Ивата-Есикава Н, Ньюман ПК, Гаррон Т, etal. (2012) Коррекция: иммунизация Коронавирусными вакцинами против атипичной пневмонии приводит к легочной иммунопатологии, связанной с вирусом атипичной пневмонии. PLOS ONE 7(8): 10.1371/аннотация/2965cfae-b77d-4014-8b7b-236e01a35492Tseng C-T, Sbrana E, Iwata-Yoshikawa N, Newman PC, Garron T, Atmar RL и др. (2012) иммунизация Коронавирусными вакцинами SARS приводит к легочной иммунопатологии в связи с проблемой борьбы с вирусом SARS. PLoS ONE 7(4): е35421. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0035421Perlman S, Dandekar AA (2017) Иммунопатогенез коронавирусных инфекций: последствия для ОРВИ. NatureRevImmunol 5: 917-927.Liu YV, Massare MJ, Barnard DL,Kort T, Nathan M идр. (2011) химерный коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома (SARS CoV) S гликопротеин и матрица гриппа 1 эффективно формируют вирусоподобные частицы (VLPs), которые защищают мышей от проблем с SARS-CoV. Вакцина 29: 6606-6613.