Preview

БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение

Расширенный поиск

Обзор мирового опыта применения зарегистрированных вакцин и разработки новых вакцин для профилактики пневмококковой инфекции

https://doi.org/10.30895/2221-996X-2021-21-4-234-243

Полный текст:

Аннотация

Инфекция, вызванная Streptococcus pneumoniae, является наиболее частой причиной высокой заболеваемости и смертности среди детей до 5 лет, людей с ослабленным иммунитетом и пожилых. Несмотря на значительный успех, одобренные пневмококковые конъюгированные и полисахаридные вакцины имеют ограниченную эффективность, обеспечивая защиту от небольшой части известных серотипов пневмококков. Быстрое распространение мультирезистентных штаммов усугубляет глобальную проблему лечения инфекционного заболевания, вызванного S. pneumoniae. При этом появление новых штаммов возбудителя диктует необходимость включения новых серотипов в состав вакцин. Ввиду этого дальнейшее совершенствование вакцин для профилактики пневмококковых инфекций является актуальной задачей. Цель работы — рассмотрение достижений в разработке пневмококковых вакцин (полисахаридных, конъюгированных, цельноклеточных), а также вакцин на основе белковых антигенов и вакцин, снабженных системой доставки антигена. В настоящее время на основе данных геномики и протеомики усовершенствованы подходы к созданию полисахаридных и белковых вакцин, а также созданию цельноклеточных вакцин, имеющих потенциал для профилактического охвата населения от различных серотипов пневмококков, не вошедших в состав зарегистрированных пневмококковых вакцин. Важное значение при разработке вакцин имеет способ доставки антигена в клетку. Наиболее перспективной стратегией усовершенствования пневмококковых вакцин является создание вакцин на основе бактериоподобных или синтетических частиц, несущих несколько антигенов, в том числе поверхностные белки пневмококка. В заключение необходимо отметить, что наиболее приоритетными пневмококковыми вакцинами являются те, которые обеспечивают широкий комплекс защиты в отношении спектра циркулирующих серотипов пневмококка и, помимо развития системного иммунного ответа, вызывают индукцию местного иммунитета.

Об авторах

М. В. Савкина
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Савкина Мария Владимировна, кандидат биологических наук

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



М. А. Кривых
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Кривых Максим Андреевич, кандидат фармацевтических наук

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



Н. А. Гаврилова
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Гаврилова Наталья Андреевна, кандидат биологических наук

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



Л. В. Саяпина
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Саяпина Лидия Васильевна, доктор медицинских наук

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



Ю. И. Обухов
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Обухов Юрий Иванович

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



В. А. Меркулов
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации; Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет)
Россия

Меркулов Вадим Анатольевич, доктор медицинских наук, профессор

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051
Трубецкая ул., д. 8, стр. 2, Москва, 119991



В. П. Бондарев
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Бондарев Владимир Петрович, доктор медицинских наук, профессор

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



Список литературы

1. Black RE, Cousens S, Johnson HL, Lawn JE, Rudan I, Bassani DG, et al. Global, regional, and national causes of child mortality in 2008: a systematic analysis. Lancet. 2010;375(9730):1969–87. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(10)60549-1

2. Wunderink RG, Waterer GW. Community-acquired pneumonia. N Engl J Med. 2014;370:543–51. https://doi.org/10.1056/NEJMcp1214869

3. Kadioglu A, Weiser JN, Paton JC, Andrew PW. The role of Streptococcus pneumoniae virulence factors in host respiratory colonization and disease. Nat Rev Microbiol. 2008;6(4):288–301. https://doi.org/10.1038/nrmicro1871

4. Masomian M, Ahmad Z, Gew LT, Poh CL. Development of next generation Streptococcus pneumoniae vaccines conferring broad protection. Vaccines. 2020;8(1):132. https://doi.org/10.3390/vaccines8010132

5. Kwambana-Adams BA, Mulholland EK, Satzke C, ISPPD group. State-of-the-art in the pneumococcal field: Proceedings of the 11th International symposium on pneumococci and pneumococcal diseases (ISPPD-11). Pneumonia. 2020;12:2. https://doi.org/10.1186/s41479-019-0064-y

6. Hirst RA, Kadioglu A, O’callaghan C, Andrew PW. The role of pneumolysin in pneumococcal pneumonia and meningitis. Clin Exp Immunol. 2004;138(2):195–201. https://doi.org/10.1111/j.1365-2249.2004.02611.x

7. Shaper M, Hollingshead SK, Benjamin WH Jr, Briles DE. PspA protects Streptococcus pneumoniae from killing by apolactoferrin, and antibody to PspA enhances killing of pneumococci by apolactoferrin. Infect Immun. 2004;72(9):5031–40. https://doi.org/10.1128/IAI.72.9.5031-5040.2004

8. van der Poll T, Opal SM. Pathogenesis, treatment, and prevention of pneumococcal pneumonia. Lancet. 2009;374(9700): 1543–56. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(09)61114-4

9. Andre GO, Converso TR, Politano WR, Ferraz LF, Ribeiro ML, Leite LCC, Darrieux M. Role of Streptococcus pneumoniae proteins in evasion of complement-mediated immunity. Front Microbiol. 2017;8:224. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.00224

10. Mukerji R, Briles DE. New strategy is needed to prevent pneumococcal meningitis. Pediatr Infect Dis J. 2020;39(4):298–304. https://doi.org/10.1097/INF.0000000000002581

11. Pichichero ME. Pneumococcal whole-cell and protein-based vaccines: changing the paradigm. Expert Rev Vaccines. 2017;16(12):1181–90. https://doi.org/10.1080/14760584.2017.1393335

12. Klugman KP, Rodgers GL. Time for a third-generation pneumococcal conjugate vaccine. Lancet Infect Dis. 2021;21(1):14–6. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(20)30513-2

13. Huang L, Wang L, Li H, Hu Y, Ru W, Han W, et al. A phase III clinical trial to evaluate the safety and immunogenicity of 23-valent pneumococcal polysaccharide vaccine (PPV23) in healthy children, adults, and elderly. Hum Vaccin Immunother. 2019;15(1):249–55. https://doi.org/10.1080/21645515.2018.1509648

14. Stacey HL, Rosen J, Peterson JT, Williams-Diaz A, Gakhar V, Sterling TM, et al. Safety and immunogenicity of 15-valent pneumococcal conjugate vaccine (PCV-15) compared to PCV-13 in healthy older adults. Hum Vaccin Immunother. 2019;15(3):530–9. https://doi.org/10.1080/21645515.2018.1532249

15. Thompson A, Lamberth E, Severs J, Scully I, Tarabar S, Ginis J, et al. Phase 1 trial of a 20-valent pneumococcal conjugate vaccine in healthy adults. Vaccine. 2019;37(42):6201–07. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2019.08.048

16. Klein NP, Peyrani P, Yacisin K, Caldwell N, Xu X, Scully IL, et al. A phase 3, randomized, double-blind study to evaluate the immunogenicity and safety of 3 lots of 20-valent pneumococcal conjugate vaccine in pneumococcal vaccine-naive adults 18 through 49 years of age. Vaccine. 2021;39(38):5428–35. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2021.07.004

17. Nagai K, Domon H, Maekawa T, Hiyoshi T, Tamura H, Yonezawa D, et al. Immunization with pneumococcal elongation factor Tu enhances serotype-independent protection against Streptococcus pneumoniae infection. Vaccine. 2019;37(1):160–8. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2018.11.015

18. Jang A-Y, Ahn KB, Zhi Y, Ji H-J, Zhang J, Han SH, et al. Serotype-independent protection against invasive pneumococcal infections conferred by live vaccine with lgt deletion. Front Immunol. 2019;10:1212. https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.01212

19. Li Y, Wang S, Scarpellini G, Gunn B, Xin W, Wanda S-Y, et al. Evaluation of new generation Salmonella enterica serovar Typhimurium vaccines with regulated delayed attenuation to induce immune responses against PspA. Proc Natl Acad Sci USA. 2009;106(2):593–8. https://www.jstor.org/stable/40254825

20. Briles DE, Hollingshead SK, Nabors GS, Paton JC, Brooks-Walter A. The potential for using protein vaccines to protect against otitis media caused by Streptococcus pneumonia. Vaccine. 2000;19(Suppl 1):S87–95. https://doi.org/10.1016/S0264-410X(00)00285-1

21. Briles DE, Hollingshead SK, King J, Swift A, Braun PA, Park MK, et al. Immunization of humans with recombinant pneumococcal surface protein A (rPspA) elicits antibodies that passively protect mice from fatal infection with Streptococcus pneumoniae bearing heterologous PspA. J Infect Dis. 2000;182(6):1694–701. https://doi.org/10.1086/317602

22. Georgieva M, Kagedan L, Lu Y-J, Thompson CM, Lipsitch M. Antigenic variation in Streptococcus pneumonia PspC promotes immune escape in the presence of variant-specific immunity. mBio. 2018;9(2):e00264-18. https://doi.org/10.1128/mBio.00264-18

23. Brooks-Walter A, Briles DE, Hollingshead SK. The pspC gene of Streptococcus pneumoniae encodes a polymorphic protein, PspC, which elicits cross-reactive antibodies to PspA and provides immunity to pneumococcal bacteremia. Infect Immun. 1999;67(12):6533–42. https://doi.org/10.1128/IAI.67.12.6533-6542.1999

24. Khan MN, Pichichero ME. CD4 T cell memory and antibody responses directed against the pneumococcal histidine triad proteins PhtD and PhtE following nasopharyngeal colonization and immunization and their role in protection against pneumococcal colonization in mice. Infect Immun. 2013;81(10):3781–92. https://doi.org/10.1128/IAI.00313-13

25. Godfroid F, Hermand P, Verlant V, Denoël P, Poolman JT. Preclinical evaluation of the Pht proteins as potential crossprotective pneumococcal vaccine antigens. Infect Immun. 2011;79(1):238–45. https://doi.org/10.1128/IAI.00378-10

26. Verhoeven D, Perry S, Pichichero ME. Contributions to protection from Streptococcus pneumoniae infection using the monovalent recombinant protein vaccine candidates PcpA, PhtD, and PlyD1 in an infant murine model during challenge. Clin Vaccine Immunol. 2014;21(8):1037–45. https://doi.org/10.1128/CVI.00052-14

27. Denoël P, Philipp MT, Doyle L, Martin D, Carletti G, et al. A protein-based pneumococcal vaccine protects rhesus macaques from pneumonia after experimental infection with Streptococcus pneumoniae. Vaccine. 2011;29(33):5495–501. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2011.05.051

28. Seiberling M, Bologa M, Brookes R, Ochs M, Go K, Ne ve u D, et al. Safety and immunogenicity of a pneumococcal histidine triad protein D vaccine candidate in adults. Vaccine. 2012;30(52): 7455–60. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2012.10.080

29. Brookes RH, Ming M, Williams K, Hopfer R, Gurunathan S, Gallichan S, et al. Passive protection of mice against Streptococcus pneumoniae challenge by naturally occurring and vaccine-induced human anti-PhtD antibodies. Hum Vaccin Immunother. 2015;11(7):1836–9. https://doi.org/10.1080/21645515.2015.1039210

30. Hermand P, Vandercammen A, Mertens E, Di Paolo E, Verlant V, Denoël P, Godfroid F. Preclinical evaluation of a chemically detoxified pneumolysin as pneumococcal vaccine antigen. Hum Vaccin Immunother. 2017;13(1):220–8. https://doi.org/10.1080/21645515.2016.1234553

31. Leroux-Roels G, Maes C, De Boever F, Traskine M, Rüggeberg JU, Borys D. Safety, reactogenicity and immunogenicity of a novel pneumococcal protein-based vaccine in adults: a phase I/II randomized clinical study. Vaccine. 2014;32(50):6838–46. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2014.02.052

32. Odutola A, Ota MOC, Antonio M, Ogundare EO, Saidu Y, Foster-Nyarko E, et al. Efficacy of a novel, protein-based pneumococcal vaccine against nasopharyngeal carriage of Streptococcus pneumoniae in infants: a phase 2, randomized, controlled, observer-blind study. Vaccine. 2017;35(19):2531–42. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2017.03.071

33. Verhoeven D, Xu Q, Pichichero ME. Vaccination with a Streptococcus pneumoniae trivalent recombinant PcpA, PhtD and PlyD1 protein vaccine candidate protects against lethal pneumonia in an infant murine model. Vaccine. 2014;32(26):3205–10. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2014.04.004

34. Brooks WA, Chang L-J, Sheng X, Hopfer R. Safety and immunogenicity of a trivalent recombinant PcpA, PhtD, and PlyD1 pneumococcal protein vaccine in adults, toddlers, and infants: a phase I randomized controlled study. Vaccine. 2015;33(36):4610–7. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2015.06.078

35. Visan L, Rouleau N, Proust E, Peyrot L, Donadieu A, Ochs M. Antibodies to PcpA and PhtD protect mice against Streptococcus pneumoniae by a macrophage- and complement-dependent mechanism. Hum Vaccin Immunother. 2018;14(2):489–94. https://doi.org/10.1080/21645515.2017.1403698

36. Hill S, Entwisle C, Pang Y, Joachim M, McIlgorm A, Dalton K, et al. Immunogenicity and mechanisms of action of PnuBioVax, a multi-antigen serotype-independent prophylactic vaccine against infection with Streptococcus pneumoniae. Vaccine. 2018;36(29):4255–64. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2018.05.122

37. Entwisle C, Hill S, Pang Y, Joachim M, McIlgorm A, Colaco C, et al. Safety and immunogenicity of a novel multiple antigen pneumococcal vaccine in adults: a phase 1 randomised clinical trial. Vaccine. 2017;35(51):7181–6. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2017.10.076

38. Liberman C, Takagi M, Cabrera-Crespo J, Sbrogio-Almeida ME, Dias WO, Leite LCC, Gonçalves VM. Pneumococcal whole-cell vaccine: optimization of cell growth of unencapsulated Streptococcus pneumoniae in bioreactor using animal-free medium. J Ind Microbiol Biotechnol. 2008;35(11):1441–5. https://doi.org/10.1007/s10295-008-0445-3

39. Lu YJ, Leite L, Gonçalves VM, Dias WO, Liberman C, Fratelli F, et al. GMP-grade pneumococcal whole-cell vaccine injected subcutaneously protects mice from nasopharyngeal colonization and fatal aspiration-sepsis. Vaccine. 2010;28(47):7468–75. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2010.09.031

40. Gonçalves VM, Dias WO, Campos IB, Liberman C, Sbrogio-Almeida ME, Silva EP, et al. Development of a whole cell pneumococcal vaccine: BPL inactivation, cGMP production, and stability. Vaccine. 2014;32(9):1113–20. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2013.10.091

41. Malley R, Lipsitch M, Stack A, Saladino R, Fleisher G, Pelton S, et al. Intranasal immunization with killed unencapsulated whole cells prevents colonization and invasive disease by capsulated pneumococci. Infect Immun. 2001;69(8):4870–3. https://doi.org/10.1128/IAI.69.8.4870-4873.2001

42. Lu YJ, Yadav P, Clements JD, Forte S, Srivastava A, Thompson CM, et al. Options for inactivation, adjuvant, and route of topical administration of a killed, unencapsulated pneumococcal whole-cell vaccine. Clin Vaccine Immunol. 2010;17(6):1005–12. https://doi.org/10.1128/CVI.00036-10

43. Hogenesch H, Dunham A, Hansen B, Anderson K, Maisonneuve JF, Hem SL. Formulation of a killed whole cell pneumococcus vaccine — effect of aluminum adjuvants on the antibody and IL-17 response. J Immune Based Ther Vaccines. 2011;29(9):5. https://doi.org/10.1186/1476-8518-9-5

44. Keech CA, Morrison R, Anderson P, Tate A, Flores J, Goldblatt D, et al. A phase 1 randomized, placebo-controlled, observer-blinded trial to evaluate the safety and immunogenicity of inactivated Streptococcus pneumoniae whole-cell vaccine in adults. Pediatr Infect Dis J. 2020;39(4):345–51. https://doi.org/10.1097/inf.0000000000002567

45. Kim EH, Choi SY, Kwon MK, Tran TD, Park SS, Lee KJ, et al. Streptococcus pneumoniae pep27 mutant as a live vaccine for serotype-independent protection in mice. Vaccine. 2012;30:2008–19. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2011.11.073

46. Seon SH, Choi JA, Yang E, Pyo S, Song MK, Rhee DK. Intranasal immunization with an attenuated pep27 mutant provides protection from influenza virus and secondary pneumococcal infections. J Infect Dis. 2018;217:637–40. https://doi.org/10.1093/infdis/jix594

47. Kim SJ, Seon SH, Luong TT, Ghosh P, Pyo S, Rhee DK. Immunization with attenuated non-transformable pneumococcal pep27 and comD mutant provides serotype-independent protection against pneumococcal infection. Vaccine. 2019;37:90–8. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2018.11.027

48. Anish C, Upadhyay AK, Sehgal D, Panda AK. Influences of process and formulation parameters on powder flow properties and immunogenicity of spray dried polymer particles entrapping recombinant pneumococcal surface protein A. Int J Pharm. 2014;466:198–210. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.03.025

49. Kunda NK, Alfagih IM, Miyaji EN, Figueiredo DB, Gonçalves VM, Ferreira DM, et al. Pulmonary dry powder vaccine of pneumococcal antigen loaded nanoparticles. Int J Pharm. 2015;495:903–12. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2015.09.034

50. van Roosmalen ML, Kanninga R, El Khattabi M, Neef J, Audouy S, Bosma T, et al. Mucosal vaccine delivery of antigens tightly bound to an adjuvant particle made from food-grade bacteria. Methods. 2006;38:144–9. https://doi.org/10.1016/j.ymeth.2005.09.015

51. Lu J, Guo J, Wang D, Yu J, Gu T, Jiang C, et al. Broad protective immune responses elicited by bacterium-like particle-based intranasal pneumococcal particle vaccine displaying PspA2 and PspA4 fragments. Hum Vaccin Immunother. 2019;15:371–80. https://doi.org/10.1080/21645515.2018.1526556

52. Gupalova T, Leontieva G, Kramskaya T, Grabovskaya K, Kuleshevich E, Suvorov A. Development of experimental pneumococcal vaccine for mucosal immunization. PLoS One. 2019;14(6):e0218679. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0218679

53. Xu JH, Dai WJ, Chen B, Fan XY. Mucosal immunization with PsaA protein, using chitosan as a delivery system, increases protection against acute otitis media and invasive infection by Streptococcus pneumoniae. Scand J Immunol. 2015;81:177–85. https://doi.org/10.1111/sji.12267

54. Haryono A, Salsabila K, Restu WK, Harmami SB, Safari D. Effect of chitosan and liposome nanoparticles as adjuvant codelivery on the immunoglobulin G subclass distribution in a mouse model. J Immunol Res. 2017;2017:9125048. https://doi.org/10.1155/2017/9125048

55. Tada R, Suzuki H, Takahashi S, Negishi Y, Kiyono H, Kunisawa J, Aramaki Y. Nasal vaccination with pneumococcal surface protein A in combination with cationic liposomes consisting of DOTAP and DC-chol confers antigen-mediated protective immunity against Streptococcus pneumoniae infections in mice. Int Immunopharmacol. 2018;61:385–93. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2018.06.027

56. Voß F, Kohler TP, Meyer T, Abdullah MR, van Opzeeland FJ, Saleh M, et al. Intranasal vaccination with lipoproteins confers protection against pneumococcal colonisation. Front Microbiol. 2018;9:2405. https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.02405


Дополнительные файлы

Рецензия

Для цитирования:


Савкина М.В., Кривых М.А., Гаврилова Н.А., Саяпина Л.В., Обухов Ю.И., Меркулов В.А., Бондарев В.П. Обзор мирового опыта применения зарегистрированных вакцин и разработки новых вакцин для профилактики пневмококковой инфекции. БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. 2021;21(4):234-243. https://doi.org/10.30895/2221-996X-2021-21-4-234-243

For citation:


Savkina M.V., Krivykh M.A., Gavrilova N.A., Sayapina L.V., Obukhov Yu.I., Merkulov V.A., Bondarev V.P. Review of global use of licensed vaccines and development of new vaccines for the prevention of pneumococcal infection. BIOpreparations. Prevention, Diagnosis, Treatment . 2021;21(4):234-243. (In Russ.) https://doi.org/10.30895/2221-996X-2021-21-4-234-243

Просмотров: 487


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2221-996X (Print)
ISSN 2619-1156 (Online)