biopreparatБИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечениеBiological Products. Prevention, Diagnosis, Treatment2221-996X2619-1156Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products10.30895/2221-996X-2022-22-3-431biopreparat-455Research ArticleОБЗОРЫREVIEWSПорядок приготовления, аттестации и хранения посевной серии вакцинного штамма Mycobacterium bovis BCG-I (Russia)Procedure for preparation, certification, and storage of a seed lot of the Mycobacterium bovis BCG-I (Russia) vaccine strainhttps://orcid.org/0000-0003-0783-9282ЛевиД. Т.LeviD. T.

Леви Диана Тимофеевна, доктор медицинских наук, профессор

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Diana T. Levi, Dr. Sci. (Med.), Professor

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

Levi@expmed.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8094-855XЛуданныйР. И.LudannyyR. I.

Луданный Руслан Игоревич, кандидат биологических наук

Ул. Дубки, д. 7, Мытищи, п. Здравница, Московская обл., 141132

Ruslan I. Ludannyy, Cand. Sci. (Biol.)

7 Dubki St, Zdravnitsa, Mytishchi, Moscow region 141132

ludannuri@mokptd.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7729-9800ОбуховЮ. И.ObukhovYu. I.

Обухов Юрий Иванович

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Yuriy I. Obuhov

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

Obukhov@expmed.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2134-9159СавинаА. А.SavinaA. A.

Савина Анна Александровна

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Anna A. Savina

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

savina@expmed.ruАлесинаА. А.AlesinaA. A.

Алесина Анна Алексеевна

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Anna A. Alesina

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

alesina@expmed.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1069-8065АлександроваН. В.AleksandrovaN. V.

Александрова Наталья Владимировна, кандидат медицинских наук

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Natalia V. Aleksandrova, Cand. Sci. (Med.)

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

aleksandrovaNV@expmed.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение Научный центр экспертизы средств медицинского применения Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияScientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal ProductsRussian FederationГосударственное бюджетное учреждение здравоохранения Московской области Московский областной клинический противотуберкулезный диспансер Министерства здравоохранения Московской областиРоссияMoscow Regional Clinical Tuberculosis DispensaryRussian Federation202210102022223232240Copyright © Леви Д.Т., Луданный Р.И., Обухов Ю.И., Савина А.А., Алесина А.А., Александрова Н.В., 20222022Леви Д.Т., Луданный Р.И., Обухов Ю.И., Савина А.А., Алесина А.А., Александрова Н.В.Levi D.T., Ludannyy R.I., Obukhov Y.I., Savina A.A., Alesina A.A., Aleksandrova N.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.biopreparations.ru/jour/article/view/455

До настоящего времени единственным препаратом для массовой активной профилактики туберкулеза среди детей на территории Российской Федерации остается вакцина туберкулезная (БЦЖ). Изготовление промышленных серий вакцины БЦЖ проводят в рамках системы «посевной серии» (seed-lot system), которая регламентирует изготовление вводимой в гражданский оборот вакцины из единой серии посевного материала — лиофилизата Mycobacterium bovis BCG. Оценка посевного материала вакцины БЦЖ по показателям качества в отечественных и зарубежных документах представлена в виде отдельных небольших разделов, содержащих краткое описание и/или перечисление показателей и методов контроля. Объединить информацию о получении, аттестации и хранении посевного материала (посевной серии) для производства отечественной вакцины БЦЖ является актуальной задачей. Цель работы — провести сравнительную оценку основных характеристик и методов контроля посевного материала отечественного субштамма M. bovis BCG-I (Russia), изложенных в национальных и международных требованиях к вакцинам БЦЖ. Обобщены данные литературы по истории появления субштаммов M. bovis BCG, вариабельности их характеристик, представлена краткая история происхождения отечественного субштамма BCG-I. Рассмотрены методы контроля, указанные в национальных и международных требованиях к посевному материалу вакцины БЦЖ. Показана практическая возможность провести индикацию субштамма M. bovis BCG-I (Russia) с последующим определением генетических свойств, характеризующих его геномную стабильность. Приведены результаты сравнительного анализа данных о стабильности лиофилизатов посевных серий M. bovis BCG-I (Russia). Особое внимание уделено биологическим методам контроля посевной серии: определению остаточной вирулентности, включая приживаемость, и иммунобиологическому методу контроля БЦЖ на отсутствие генов, ответственных за выработку антигенов вирулентности (кожные пробы на животных с препаратом Диаскинтест®). Сделан вывод о том, что контроль стабильности генетических и биологических свойств на протяжении всего периода производства и хранения посевной серии позволяет получать вакцину БЦЖ, соответствующую всем требованиям нормативной документации.

To date, the Bacillus Calmette–Guérin (BCG) vaccine has been the only medicinal product for active mass childhood immunisation against tuberculosis in the Russian Federation. Industrial-scale batches of the BCG vaccine are manufactured using a seed-lot system, which provides for producing the vaccine for civil circulation from a single batch of seed material, a lyophilisate of Mycobacterium bovis BCG. National and international documents touch upon the evaluation of BCG vaccine seed material in terms of its quality attributes in small separate sections containing brief descriptions and/or lists of attributes and control methods. It is relevant to bring together the information on receipt, certification, and storage of the inoculum (the seed lot) for production of the Russian BCG vaccine. The aim of the study was a comparative assessment of the main characteristics of and control methods for the inoculum of the Russian vaccine strain, M. bovis BCG-I, set out in the national and international requirements for BCG vaccines. The article summarises literature data on the history of BCG substrains and the variability of their characteristics and presents a brief account of the origin of the Russian BCG-I substrain. It considers the control methods specified in the national and international requirements for the inoculum for the BCG vaccine. The study demonstrated the practical possibility of identifying BCG down to the substrain level with subsequent determination of genetic properties that characterise genomic stability of the substrain. The article presents the results of the comparative analysis of data on stability of lyophilisates of M. bovis BCG-I seed lots (Russia). Particular attention is paid to biological methods for controlling the seed lot (determination of residual virulence, including BCG survival) and the immunobiological method for controlling BCG for the absence of the genes responsible for virulence antigen expression (animal skin tests with Diaskintest®). The authors concluded that the control of stability of genetic and biological properties throughout the entire period of seed lot production and storage makes it possible to obtain BCG vaccines that meet all the regulatory requirements.

вакцина БЦЖпосевная сериясубштаммcистема посевных серий (seed-lot system)стабильность геномаBCG vaccineseed lotsubstrainseed-lot systemgenome stabilityРабота выполнена в рамках государственного задания ФГБУ «НЦЭСМП» Минздрава России № 056-00001-22-00 на проведение прикладных научных исследований (номер государственного учета НИР 121022000147-4)The study reported in this publication was carried out as part of publicly funded research project No. 056-00001-22-00 and was supported by the Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products (R&D public accounting No. 121022000147-4)ReferencesВакенгут АМ, Доликов КЕ, Лещинская ЕН. Способ приготовления сухой вакцины БЦЖ. Авторское свидетельство № 66674; 1946.Wakengut AM, Dolikov KE, Leshchinskaya EN. Method of preparing dry BCG vaccine. Certificate of authorship No. 66674; 1946 (In Russ.)Леви ДТ, Обухов ЮИ, Александрова НВ, Волкова РА, Эльберт ЕВ, Альварес Фигероа МВ и др. Оценка подлинности и стабильности вакцины БЦЖ методом мультиплексной ПЦР. БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. 2016;16(1):49–54.Levi DT, Obukhov YuI, Aleksandrova NV, Volkova RA, Elbert EV, Alvarez Figeroa MV, et al. Identity and stability assessment of BCG vaccine by multiplex PCR. Biopreparaty. Profilaktika, diagnostika, lechenie = BIOpreparations. Prevention, Diagnosis, Treatment. 2016;16(1):49–54 (In Russ.)Bedwell J, Kairo SK, Behr MA, Bygraves JA. Identification of sub-strains of BCG vaccine using multiplex PCR. Vaccine. 2001;19:2146–51. https://doi.org/10.1016/S0264-410X(00)00369-8Bedwell J, Kairo SK, Behr MA, Bygraves JA. Identification of sub-strains of BCG vaccine using multiplex PCR. Vaccine. 2001;19:2146–51. https://doi.org/10.1016/S0264-410X(00)00369-8Dubos RJ, Pierce CH. Differential characteristics in vitro and in vivo of several substrains of BCG. IV. Immunizing effectiveness. Am Rev Tuberc. 1956;74(5):699–717.Dubos RJ, Pierce CH. Differential characteristics in vitro and in vivo of several substrains of BCG. IV. Immunizing effectiveness. Am Rev Tuberc. 1956;74(5):699–717.Mahairas GG, Sabo PJ, Hickey MJ, Singh DC, Stover CK. Molecular analysis of genetic differences between Mycobacterium bovis BCG and virulent M. bovis. J Bacteriol. 1996;178(5):1274–82. https://doi.org/10.1128/jb.178.5.1274-1282.1996Mahairas GG, Sabo PJ, Hickey MJ, Singh DC, Stover CK. Molecular analysis of genetic differences between Mycobacterium bovis BCG and virulent M. bovis. J Bacteriol. 1996;178(5):1274–82. https://doi.org/10.1128/jb.178.5.1274-1282.1996Abdallah AM, Behr MA. Evolution and Strain Variation in BCG. Adv Exp Med Biol. 2017;1019:155–69.Abdallah AM, Behr MA. Evolution and Strain Variation in BCG. Adv Exp Med Biol. 2017;1019:155–69.Behr MA, Wilson MA, Gill WP, Salamon H, Schoolnik GK, Rane S, Small PM. Comparative genomics of BCG vaccines by whole-genome DNA microarray. Science. 1999;284(5419):1520–3. https://doi.org/10.1126/science.284.5419.1520Behr MA, Wilson MA, Gill WP, Salamon H, Schoolnik GK, Rane S, Small PM. Comparative genomics of BCG vaccines by whole-genome DNA microarray. Science. 1999;284(5419):1520–3. https://doi.org/10.1126/science.284.5419.1520Brosch R, Gordon SV, Garnier T, Eiglmeier K, Frigui W, Valenti P, et al. Genome plasticity of BCG and impact on vaccine efficacy. Proc Natl Acad Sci USA 2007;104(13):5596–601. https://doi.org/10.1073/pnas.0700869104Brosch R, Gordon SV, Garnier T, Eiglmeier K, Frigui W, Valenti P, et al. Genome plasticity of BCG and impact on vaccine efficacy. Proc Natl Acad Sci USA 2007;104(13):5596–601. https://doi.org/10.1073/pnas.0700869104Gordon SV, Brosch R, Billault A, Garnier T, Eiglmeier K, Cole ST. Identification of variable regions in the genomes of tubercle bacilli using bacterial artificial chromosome arrays. Mol Microbiol. 1999;32(3):643–55. https://doi.org/10.1046/j.1365-2958.1999.01383.xGordon SV, Brosch R, Billault A, Garnier T, Eiglmeier K, Cole ST. Identification of variable regions in the genomes of tubercle bacilli using bacterial artificial chromosome arrays. Mol Microbiol. 1999;32(3):643–55. https://doi.org/10.1046/j.1365-2958.1999.01383.xMostowy S, Tsolaki AG, Small PM, Behr MA. The in vitro evolution of BCG vaccines. Vaccine. 2003;21(27– 30):4270–4. https://doi.org/10.1016/S0264410X(03)00484-5Mostowy S, Tsolaki AG, Small PM, Behr MA. The in vitro evolution of BCG vaccines. Vaccine. 2003;21(27– 30):4270–4. https://doi.org/10.1016/S0264410X(03)00484-5Salamon H, Kato-Maeda M, Small PM, Drenkow J, Gingeras TR. Detection of deleted genomic DNA using a semiautomated computational analysis of GeneChip data. Genome Res. 2000;10(12):2044–54. https://doi.org/10.1101/gr.gr-1529rSalamon H, Kato-Maeda M, Small PM, Drenkow J, Gingeras TR. Detection of deleted genomic DNA using a semiautomated computational analysis of GeneChip data. Genome Res. 2000;10(12):2044–54. https://doi.org/10.1101/gr.gr-1529rBehr MA, Small PM. A historical and molecular phylogeny of BCG strains. Vaccine. 1999;17(7-8):915– 22. https://doi.org/10.1016/S0264-410X(98)00277-1Behr MA, Small PM. A historical and molecular phylogeny of BCG strains. Vaccine. 1999;17(7-8):915– 22. https://doi.org/10.1016/S0264-410X(98)00277-1Corbel MJ, Fruth U, Griffiths E, Knezevic I. Report on a WHO consultation on the characterisation of BCG strains, Imperial College, London 15–16 December 2003. Vaccine. 2004;22(21–22):2675–80. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2004.01.050Corbel MJ, Fruth U, Griffiths E, Knezevic I. Report on a WHO consultation on the characterisation of BCG strains, Imperial College, London 15–16 December 2003. Vaccine. 2004;22(21–22):2675–80. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2004.01.050Seki M, Honda I, Fujita I, Yano I, Yamamoto S, Koyama A. Whole genome sequence analysis of Mycobacterium bovis bacillus Calmette–Guérin (BCG) Tokyo 172: a comparative study of BCG vaccine substrains. Vaccine. 2009;27(11):1710–6. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2009.01.034Seki M, Honda I, Fujita I, Yano I, Yamamoto S, Koyama A. Whole genome sequence analysis of Mycobacterium bovis bacillus Calmette–Guérin (BCG) Tokyo 172: a comparative study of BCG vaccine substrains. Vaccine. 2009;27(11):1710–6. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2009.01.034Brewer TF, Colditz GA. Relationship between Bacille Calmette–Guérin (BCG) strains and the efficacy of BCG vaccine in the prevention of tuberculosis. Clin Infect Dis. 1995;20(1):126–35. https://doi.org/10.1093/clinids/20.1.126Brewer TF, Colditz GA. Relationship between Bacille Calmette–Guérin (BCG) strains and the efficacy of BCG vaccine in the prevention of tuberculosis. Clin Infect Dis. 1995;20(1):126–35. https://doi.org/10.1093/clinids/20.1.126Sotnikova EA, Shitikov EA, Malakhova MV, Kostryukova ES, Ilina EN, Atrasheuskaya AV, et al. Complete genome sequence of Mycobacterium bovis strain BCG-I (Russia). Genome Announc. 2016;4(2):e00182-16. https://doi.org/10.1128/genomeA.00182-16Sotnikova EA, Shitikov EA, Malakhova MV, Kostryukova ES, Ilina EN, Atrasheuskaya AV, et al. Complete genome sequence of Mycobacterium bovis strain BCG-I (Russia). Genome Announc. 2016;4(2):e00182-16. https://doi.org/10.1128/genomeA.00182-16Ludannyy R, Alvarez Figueroa M, Levi D, Markelov M, Dedkov V, Aleksandrova N, Shipulin G. Wholegenome sequence of Mycobacterium bovis BCG1 (Russia). Genome Announc. 2015;3(6):e01320-15. https://doi.org/10.1128/genomeA.01320-15Ludannyy R, Alvarez Figueroa M, Levi D, Markelov M, Dedkov V, Aleksandrova N, Shipulin G. Wholegenome sequence of Mycobacterium bovis BCG1 (Russia). Genome Announc. 2015;3(6):e01320-15. https://doi.org/10.1128/genomeA.01320-15Луданный РИ, Маркелов МЛ, Дедков ВГ, Шипулин ГА, Леви ДТ, Александрова НВ. Сравнительная геномика вакцинного штамма M. bovis BCG-1 (Russia). В: Сборник научных трудов к 50-летию Центрального научно-исследовательского института эпидемиологии Роспотребнадзора. М.: ООО «Издательство «Династия»; 2013. С. 181–182.Ludannyy RI, Markelov ML, Dedkov VG, Shipulin GA, Levi DT, Aleksandrova NV. Comparative genomics of M. bovis BCG-1 (Russia) vaccine strain. In: Collection of Scientific Papers for the 50th Anniversary of the Central Research Institute for Epidemiology of Rospotrebnadzor. Moscow: Dynasty Publishing House; 2013. P. 181– 182 (In Russ.)Narvskaya O, Starkova D, Levi D, Alexandrova N, Molchanov V, Chernyaeva E, et al. First insight into the whole-genome sequence variations in Mycobacterium bovis BCG-1 (Russia) vaccine seed lots and their progeny clinical isolates from children with BCG-induced adverse events. BMC Genomics. 2020;21(1):567. https://doi.org/10.1186/s12864020-06973-5Narvskaya O, Starkova D, Levi D, Alexandrova N, Molchanov V, Chernyaeva E, et al. First insight into the whole-genome sequence variations in Mycobacterium bovis BCG-1 (Russia) vaccine seed lots and their progeny clinical isolates from children with BCG-induced adverse events. BMC Genomics. 2020;21(1):567. https://doi.org/10.1186/s12864020-06973-5Keller PM, Böttger EC, Sander P. Tuberculosis vaccine strain Mycobacterium bovis BCG Russia is a natural recA mutant. BMC Microbiol. 2008;8(1):120. https://doi.org/10.1186/1471-2180-8-120Keller PM, Böttger EC, Sander P. Tuberculosis vaccine strain Mycobacterium bovis BCG Russia is a natural recA mutant. BMC Microbiol. 2008;8(1):120. https://doi.org/10.1186/1471-2180-8-120Отрашевская ЕВ, Винокурова ВН, Шитиков ЕА, Сотникова ЕА, Перевышина ТА, Колченко СА и др. Изучение генетической стабильности суб-штамма M. bovis BCG-1 (Russia) в процессе произ водства вакцины БЦЖ. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2018;2:58–67. https://doi.org/10.36233/0372-9311-2018-2-58-67Otrashevskaya EV, Vinokurova VN, Shilikov EA, Sotnikova EA, Perevyshina TA, Kolchenko SA, et al. M. bovis BCG-1 (Russia) sub-strain genome stability investigation within the entire production process. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. 2018;2:58–67 (In Russ.)] https://doi.org/10.36233/0372-9311-2018-2-58-67Stefanova T. Genetic stability of BCG production in Bulgaria. Probl Infect Parasit Dis. 2015;43:30–5.Stefanova T. Genetic stability of BCG production in Bulgaria. Probl Infect Parasit Dis. 2015;43:30–5.Panaiotov S, Hodzhev Y, Tolchkov V, Tsafarova B, Mihailov A, Stefanova T. Complete genome sequence, genome stability and phylogeny of the vaccine strain Mycobacterium bovis BCG SL222 Sofia. Vaccines. 2021;9(3):237. https://doi.org/10.3390/vaccines9030237Panaiotov S, Hodzhev Y, Tolchkov V, Tsafarova B, Mihailov A, Stefanova T. Complete genome sequence, genome stability and phylogeny of the vaccine strain Mycobacterium bovis BCG SL222 Sofia. Vaccines. 2021;9(3):237. https://doi.org/10.3390/vaccines9030237Guallar-Garrido S, Almiñana-Rapún F, CampoPérez V, Torrents E, Luquin M, Julián E. BCG substrains change their outermost surface as a function of growth media. Vaccines. 2022;10(1):40. https://doi.org/10.3390/vaccines10010040Guallar-Garrido S, Almiñana-Rapún F, CampoPérez V, Torrents E, Luquin M, Julián E. BCG substrains change their outermost surface as a function of growth media. Vaccines. 2022;10(1):40. https://doi.org/10.3390/vaccines10010040Prados-Rosales R, Carreño LJ, Weinrick B, BatistaGonzalez A, Glatman-Freedman A, Xu J, et al. The type of growth medium affects the presence of a mycobacterial capsule and is associated with differences in protective efficacy of BCG vaccination against Mycobacterium tuberculosis. J Infect Dis. 2016;214:426–37. https://doi.org/10.1093/infdis/jiw153Prados-Rosales R, Carreño LJ, Weinrick B, BatistaGonzalez A, Glatman-Freedman A, Xu J, et al. The type of growth medium affects the presence of a mycobacterial capsule and is associated with differences in protective efficacy of BCG vaccination against Mycobacterium tuberculosis. J Infect Dis. 2016;214:426–37. https://doi.org/10.1093/infdis/jiw153Леви ДТ, Рухамина МЛ. Доклинические исследования препарата «Диаскинтест®». В кн.: Кожная проба с препаратом «Диаскинтест» — новые возможности идентификации туберкулезной инфекции. Пальцев МА, ред. М.: Медицина; 2010. С. 65–88.Levi DT, Ruhamina ML. Preclinical studies of Diaskintest®. In: Skin test with Diaskintest: new opportunities for the identification of tuberculosis infection. Paltsev MA, ed. Moscow: Meditsina; 2010. P. 65–88 (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.