МЫШИ КАК МОДЕЛЬ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ СТЕПЕНИ АТТЕНУАЦИИ ХОЛОДОАДАПТИРОВАННЫХ ШТАММОВ ВИРУСА ГРИППА



Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Выбор модельных животных играет важную роль в исследованиях, направленных на понимание механизмов аттенуации холодоадаптированных (ХА) вирусов гриппа. Хорьки широко используются для изучения патогенеза гриппозной инфекции и оценки аттенуации ХА живых гриппозных вакцин (ЖГВ). ХА доноры аттенуации ЖГВ отличаются между собой по числу и набору аттенуирующих мутаций, и, хотя все они аттенуированы для хорьков, на этой модели сложно оценить возможные различия в уровне их аттенуации. Целью исследования явился поиск модели, позволяющей выявить в системе in vivo тонкие различия в степени аттенуации ХА вирусов. Самок линейных мышей BALB/c и хорьков заражали интраназально «дикими» и ХА вирусами гриппа. Выделение вирусов из носовых ходов и/или легких зараженных животных проводили в развивающихся куриных эмбрионах. «Дикие» вирусы гриппа активно размножались в верхних (ВДП) и нижних (НДП) отделах респираторного тракта хорьков. ХА вакцинные штаммы и доноры аттенуации утратили способность к репликации в НДП при выраженной репродукции в ВДП. В отличие от хорьков, на мышиной модели более аттенуированные вирусы гриппа репродуцировались в НДП менее активно, чем менее аттенуированные варианты. Чем больше аттенуирован ХА вирус, что прежде всего определяется числом аттенуирующих мутаций, тем больше выражена редукция его инфекционной активности в легких мышей. Была установлена закономерность между степенью аттенуации ХА вирусов и выраженностью их репродукции в легких мышей. Это позволяет под иным углом взглянуть на мышей как модель для изучения вирусов гриппа и рекомендовать их для оценки уровня аттенуации ХА вирусов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И В Киселева

Институт экспериментальной медицины

Е В Крутикова

Институт экспериментальной медицины

А Р Рекстин

Институт экспериментальной медицины

К Л Крышень

Институт доклинических исследований

Л Г Руденко

Институт экспериментальной медицины

Список литературы

  1. Barnard D.L. Animal models for the study of influenza pathogenesis and therapy // Antiviral Res. 2009. Vol. 82, Nо 2. P. 110-122.
  2. Bouvier N.M., Lowen A.C. Animal models for influenza virus pathogenesis and transmission // Viruses. 2010. Vol. 2. P. 1530-1563.
  3. Oh D.Y, Hurt A.C. Using the ferret as an animal model for investigating influenza antiviral effectiveness // Front Microbiol. 2016. Vol. 7, Nо 80. P. 1-12.
  4. Gabor K.A., Goody M.F., Mowel W.K., Breitbach M.E., Gratacap R.L., Witten P.E., Kim C.H. Influenza A virus infection in zebrafish recapitulates mammalian infection and sensitivity to anti-influenza drug treatment // Dis Model Mech. 2014. Vol. 7, Nо 11. P. 1227-1237.
  5. Goody M.F., Sullivan C., Kim C.H. Studying the immune response to human viral infections using zebrafish // Dev Comp Immunol. 2014. Vol. 46, Nо 1. P. 84-95.
  6. Matsuoka Y., Lamirande E.W., Subbarao K. The ferret model for influenza // Curr Protoc Microbiol. 2009. Vol. 15G, Nо 2. doi: 10.1002/9780471729259.
  7. Belser J.A., Katz J.M., Tumpey T.M. The ferret as a model organism to study influenza A virus infection // Dis Model Mech. Vol. 4, Nо 5. P. 575-579.
  8. Thangavel R.R., Bouvier N.M. Animal models for influenza virus pathogenesis, transmission, and immunology // J. Immunol. Methods. 2014. Vol. 410. P. 60-79.
  9. Enkirch T., von Messling V. Ferret models of viral pathogenesis // Virology. 2015. Vol. 479-480. P. 259-270.
  10. Belser J.A., Eckert A.M., Tumpey T.M., Maines T.R. Complexities in ferret influenza virus pathogenesis and transmission models // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2016. Vol. 80, N 3. P. 733-744.
  11. WHO Biosafety risk assessment and guidelines for the production and quality control of human influenza pandemic vaccines. In WHO Expert Committee on Biological Standardization. Fifty-sixth report. Geneva, World Health Organization, 2005, Annex 5 (WHO Technical Report Series, No. 941) // Электрон. дан. режим доступа URL: http://www.who.int/biologicals/publications/trs/areas/vaccines/influenza/Annex%205%20human%20pandemic%20influenza.pdf (дата обращения 01.05.2017).
  12. Palker T., Kiseleva I., Johnston K., Su Q., Toner T., Szymkowiak C., Kwan W.S., Rubin B., Petrukhin L., Wlochowski J., Monteiro J., Kraiouchkine N., DiStefano D., Rudenko L., Shaw A., Youil R. Protective efficacy of intranasal cold-adapted influenza A/New Caledonia/20/99 (H1N1) vaccinescomprised of egg- or cell culture-derived reassortants // Virus Res. 2004. Vol. 105, Nо 2. P. 183-194.
  13. Stittelaar K.J., Veldhuis Kroeze E.J., Rudenko L., Dhere R., Thirapakpoomanunt S., Kieny M.P., Osterhaus A.D. Efficacy of live attenuated vaccines against 2009 pandemic H1N1 influenza in ferrets // Vaccine. 2011. Vol. 29, Nо 49. P. 9265-9270.
  14. De Jonge J., Isakova-Sivak I., van Dijken H., Spijkers S., Mouthaan J., de Jong R., Smolonogina T., Roholl P., Rudenko L. H7N9 Live Attenuated Influenza Vaccine Is Highly Immunogenic, Prevents Virus Replication, and Protects Against Severe Bronchopneumonia in Ferrets // Mol Ther. 2016. Vol. 24, Nо 5. P. 991-1002.
  15. Larionova N., Kiseleva I., Isakova-Sivak I., Rekstin A., Dubrovina I., Bazhenova E., Ross T.M., Swayne D., Gubareva L., Tsvetnitsky V., Fedorova E., Doroshenko E., Rudenko L. Live attenuated influenza vaccines against highly pathogenic H5N1avian influenza: Development and preclinical characterization // J Vaccines Vaccin. 2013. Vol. 4, Nо 8. doi: 10.4172/2157-7560.1000208.
  16. Mann A.J., Noulin N., Catchpole A., Stittelaar K.J., de Waal L., Veldhuis Kroeze E.J., Hinchcliffe M., Smith A., Montomoli E., Piccirella S., Osterhaus A.D., Knight A., Oxford J.S., Lapini G., Cox R., Lambkin-Williams R. Intranasal H5N1 vaccines, adjuvanted with chitosan derivatives, protect ferrets against highlypathogenic influenza intranasal and intratracheal challenge // PLoS One. 2014. Vol. 9, Nо 5. e93761.
  17. Rekstin A., Desheva Y., Kiseleva I., Ross T., Swayne D., Rudenko L. Live Attenuated Influenza H7N3 Vaccine is Safe, Immunogenic and Confers Protection in AnimalModels // Open Microbiol J. 2014. Vol. 8 P. 154-162.
  18. Isakova-Sivak I., de Jonge J., Smolonogina T., Rekstin A., van Amerongen G., van Dijken H., Mouthaan J., Roholl P., Kuznetsova V., Doroshenko E., Tsvetnitsky V., Rudenko L. Development and pre-clinical evaluation of two LAIV strains against potentially pandemic H2N2 influenza virus // PLoS One. 2014. Vol. 9, Nо 7. e102339.
  19. Major D., Chichester J.A., Pathirana R.D., Guilfoyle K., Shoji Y., Guzman C.A., Yusibov V., Cox R.J. Intranasal vaccination with a plant derived H5 HA vaccine protects mice and ferrets againsthighly pathogenic avian influenza virus challenge // Hum Vaccin Immunother. 2015. Vol. 11, Nо 5. P. 1235-1343.
  20. Matsuoka Y., Lamirande E.W., Subbarao K. The ferret model for influenza // Curr Protoc Microbiol. 2009. 15G.3. doi: 10.1002/9780471729259.mc15g03s13.
  21. WHO. Global influenza pandemic action plan to increase vaccine supply. Geneva, Belgium. WHO/IVB/06.13. WHO/ODS/EPR/GIP/2006.1. 2006 // Электрон. дан. режим доступа URL: http://whqlibdoc.who.int/hq/2006/WHO_IVB_06.13_eng.pdf.http://whqlibdoc.who.int/hq/2006/WHO_IVB_06.13_eng.pdf (дата обращения 01.05.2017)
  22. WHO. Global influenza preparedness plan. WHO/CDS/CSR/GIP/2005.5. 2005 // Электрон. дан. режим доступа URL: www.who.int/csr/resources/publications/influenza/en/WHO_CDS_CSR_GIP_2005_5.pdf (дата обращения 01.05.2017).
  23. WHO Expert Committee on Biological Standardization. 60th report. Annex 4. WHO recommendations to assure the quality, safety and efficacy of influenza vaccines (human, live attenuated) for intranasal administration // Электрон. дан. режим доступа URL: http://www.who.int/biologicals/areas/vaccines/influenza/TRS_977_Annex_4.pdf?ua=1 (дата обращения 01.05.2017).
  24. Klimov A.I., Cox N.J., Yotov W.V., Rocha E., Alexandrova G.I., Kendal A.P. Sequence changes in the live attenuated, cold-adapted variants of influenza A/Leningrad/134/57 (H2N2) virus // Virology. 1992. Vol. 186, Nо 2. P. 795-797.
  25. Isakova-Sivak I., Chen L.M., Matsuoka Y., Voeten J.T.M., Kiseleva I., Heldens J.G.M., Van den Bosch H., Klimov A., Rudenko .L, Cox N.J., Donis R.O. Genetic bases of the temperature-sensitive phenotype of a master donor virus used in live attenuated influenza vaccines: A/Leningrad/134/17/57 (H2N2) // Virology. 2011. Vol. 412, Nо 2. P. 297-305.
  26. Kiseleva I., Voeten J.T.M., Teley L.C.P., Larionova N., Drieszen-van der Cruijsen S.K.M., Basten S.M.C., Heldens J.G.M., van den Bosch J.F., Rudenko L. PB2 and PA genes control the expression of the temperature sensitive phenotype of cold-adapted B/USSR/60/69 influenza master donor virus // J. Gen. Virol. 2010. Vol. 91. P. 931-937.
  27. Klimov A.I., Kiseleva I.V., Alexandrova G.I., Cox N.J. Genes coding for polymerase proteins are essential for attenuation of the cold-adapted A/Leningrad/134/17/57 (H2N2) influenza virus // International Congress Series. 2001. Vol. 1219. P. 955-959.
  28. Reed L.J., Muench H. A simple method of estimating fifty per cent endpoints // Amer. J. Hyg. 1938. Vol. 27. P. 493-497.
  29. Bhardwaj S., Gupta D. Study of acute, sub acute and chronic toxicity test // IJARPB. 2012. Vol. 2, Nо 2. P. 103-129.
  30. Carolan A.L., Rockman S., Borg K., Guarnaccia T., Reading P., Mosse J., Kelso A., Barr L., Lauriea L.K. Characterization of the Localized Immune Response in the Respiratory Tract of Ferrets following Infection with Influenza A and B Viruses // J. Virol. 2016. Vol. 90, Nо 6. P. 2838-2848.
  31. Schulman J.L., Kilbourne E.D. Experimental transmission of influenza virus infection in mice. I. The period of transmissibility // J. Exp. Med. 1963. Vol. 118. P. 257-266.
  32. Schulman J.L., Kilbourne E.D. Experimental transmission of influenza virus infection in mice. II. Some factors affecting the incidence of transmitted infection // J. Exp. Med. 1963. Vol. 118. P. 267-275.
  33. Schulman J.L. Experimental transmission of influenza virus infection in mice III. Differing effects of immunity induced infection and by inactivated influenza virus vaccine on transmission of infection // J. Exp. Med. 1967. Vol. 125, Nо 3. P. 467-478.
  34. Schulman J.L. Experimental transmission of influenza virus infection in mice IV. Relationship of transmissibility of different strains of virus and recovery of airborne virus in the environment of infector mice // J. Exp. Med. 1967. Vol. 125, Nо 3. P. 479-488.
  35. Lowen A.C., Mubareka S., Tumpey T.M., García-Sastre A., Palese P. The guinea pig as a transmission model for human influenza viruses // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006. Vol. 103. P. 9988-9992.
  36. Lowen A.C., Steel J., Mubareka S., Carnero E., Garcia-Sastre A., Palese P. Blocking inter-host transmission of influenza virus by vaccination in the guinea pig model // J. Virol. 2009. Vol. 83. P. 2803-2818.
  37. Григорьева Е.П., Дешева Ю.А., Донина С.А., Найхин А.Н., Рекстин А.Р., Баранцева И.Б., Завиткова Е.А., Москвичева Т.М., Жаворонков В.Г., Руденко Л.Г. Сравнительная оценка безвредности, иммуногенной активности и профилактической эффективности взрослого и детского вариантов живой гриппозной вакцины у школьников 7-14 лет при стандартных схемах введения. Вопросы вирусологии // Вопросы вирусологии. 2002. T. 47, вып. 4. С. 24-27. [Grigorieva E.P., Desheva I., Donina S.A., Naikhin A.N., Rekstin A.R., Barantseva I.B. The comparative characteristics of the safety, immunogenic activity and prophylactic potency of the adult and children types of live influenza vaccine in schoolchildren aged 7-14 years, Vopr. Virusol. Vol. 47 (4). pp. 24-27.]
  38. Дешева Ю.А., Данини Г.В., Григорьева Е.П., Донина С.А., Киселева И.В., Рекстин А.Р., Ермакова Л.А., Нацина В.К., Николаева В.М., Лонская Н.И., Епишина Г.А., Жаворонков В.Г., Дриневский В.П., Ерофеева М.К., Найхин А.Н., Руденко Л.Г. Изучение безвредности, генетической стабильности и иммуногенности живой гриппозной вакцины для взрослых при вакцинации детей 3-6 лет // Вопросы вирусологии. 2002. Т. 47, вып. 4. C. 21-24. [Desheva Iu.A., Danini G.V., Grigor'eva E.P., Donina S.A., Kiseleva I.V., Rekstin A.R., Ermakova L.A., Natsina V.K., Nikolaeva V.M., Lonskaia N.I., El'shina G.A., Zhavoronkov V.G., Drinevskii V.P., Erofeeva M.K., Naikhin A.N., Rudenko L.G. The investigation of the safety, genetic stability and immunogenicity of live influenza vaccine for adults in vaccination of 3-6 years old children, Vopr. Virusol. 2002. Vol. 47 (4). pp. 21-24.]
  39. Lu X., Edwards L.E., Desheva J.A., Nguyen D.C., Rekstin A., Stephenson I., Szretter K., Cox N.J., Rudenko L.G., Klimov A., Katz J.M. Cross-protective immunity in mice induced by live-attenuated or inactivated vaccines against highly pathogenic influenza A (H5N1) viruses // Vaccine. 2006. Vol. 24. P. 6588-6593.
  40. Lu X., Tumpey T.M., Morken T., Zaki S.R., Cox N.J., Katz J.M. A mouse model for the evaluation of pathogenesis and immunity to influenza A (H5N1) viruses isolated from humans // J. Virol. 1999. Vol. 73, Nо 7. P. 5903-5911.
  41. Chen J.R., Yua Y.H., Tsenga Y.C., Chianga W.L., Chianga M.F., Koa Y.A., Chiua Y.K., Maa H.H., Wua C.Y., Jana J.T., Lina K.I., Maa C., Wonga C.H. Vaccination of monoglycosylated hemagglutinin induces cross-strain protection against influenza virus infections // PNAS. 2014. Vol. 111, Nо 7. P. 2471-2481.
  42. Рекстин А.Р., Лу К., Кац Д., Руденко Л.Г. Особенности продукции ранних цитокинов in vivo после инфицирования вирусом гриппа А/Ленинград/134/57 (H2N2) и его холодоадаптированными аттенуированными вариантами // Вопросы вирусологии. 2006. Т. 51, Вып. 2. С. 27-30. [Rekstin A.R., Lu K., Kats D., Rudenko L.G. The specific features of in vivo production of early cytokines after infection with A/Leningrad/134/57 (H2N2) wide-type virus and cold-adapted attenuated vaccine viruses, Vopr. Virusol. 2006. Vol. 51 (2). pp. 27-30].
  43. Middleton D., Rockman S., Pearse M., Barr I., Lowther S., Klippel J., Ryan D., Brown L. Evaluation of vaccines for H5N1 Influenza virus in ferrets reveals the potential for protective single-shot immunizationn // J. Virol. 2009. Vol. 83, Nо 15. P. 7770-7778.
  44. Huang S.S.H., Banner D., Paquette S.G., Leon A.J., Kelvin A.A., Kelvin D.J. Pathogenic influenza B virus in the ferret model establishes lower respiratory tract infection // J Gen Virol. 2014. V. 95 P. 2127-2139.
  45. Paquette S.G., Banner D., Huang S.S.H., Almansa R., Leon A., Xu L., Bartoszko J., Kelvin D.J., Kelvin A.A. Influenza transmission in the mother-infant dyad leads to severe disease, mammary gland infection, and pathogenesis by regulating host responses // PLoS Pathog. 2015. Vol. 11, Nо 10. e1005173.
  46. Xu L., Bao L., Deng W., Zhu H., Chen T., Lv Q., Li F., Yuan J., Xiang Z., Gao K., Xu Y., Huang L., Li Y., Liu J., Yao Y., Yu P., Yong W., Wei Q., Zhang L., Qin C. The mouse and ferret models for studying the novel avian-origin human influenza A (H7N9) virus // Virol J. 2013. Vol. 10. P. 253.
  47. Broadbent A.J., Santos C.P., Anafu A., Wimmer E., Mueller S., Subbarao K. Evaluation of the attenuation, immuneogenicity, and efficacy of a live virus vaccine generated by codon-pair bias de-optimization of the 2009 pandemic H1N1 influenza virus, in ferrets // Vaccine. 2016. Vol. 34, Nо 4. P. 563-570.
  48. Pascua P.N.Q., Marathe B.M., Burnham A.J., Vogel P., Webby R.J., Webster R.G., Govorkova E.A. Competitive fitness of influenza B viruses possessing E119A and H274Y neuraminidase inhibitor resistance-associated substitutions in ferrets // PLoS One. 2016. doi: 10.1371/journal.pone.0159847.
  49. Russier M., Yang G., Marinova-Petkova A., Vogel P., Kaplan B.S., Webby R.J., Russell C.J. H1N1 influenza viruses varying widely in hemagglutinin stability transmit efficiently from swine to swine and to ferrets // PLoS Pathog. 2017. Vol. 13, No 3. e1006276.
  50. Kim E.H., Park S.J., Kwon H.I., Kim S.M., Kim Y.I., Song M.S., Choi E.J., Pascua P.N.Q., Choi Y.K. Mouse adaptation of influenza B virus increases replication in the upper respiratory tract and results in droplet transmissibility in ferrets. Scientific Reports // Scientific Reports. 2015. Vol. 5. Р. 15940. DOI: 10.1038.
  51. Крутикова Е.В., Киселева И.В., Федорова Е.А., Дубровина И.А., Руденко Л.Г. Холодоадаптированный вирус B/Ленинград/14/17/55 - альтернативный донор аттенуации живой гриппозной вакцины для детей младшего возраста // Медицинский академический журнал. 2016. Т. 16, вып. 4. С. 156-157. [Krutikova E.V., Kiseleva I.V., Fedorova E.A., Dubrovina I.A., Rudenko L.G. Cold-adapted B/Leningrad/14/17/57 influenza strain as a backup master donor virus for live attenuated influenza vaccine for young children, Medical Academic Journal. 2016. Vol. 16 (4). pp. 156-157.]

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Киселева И.В., Крутикова Е.В., Рекстин А.Р., Крышень К.Л., Руденко Л.Г., 2017

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 74760 от 29.12.2018 г.