Анализ серотипового пейзажа пневмококков для определения композиционной модели отечественной пневмококковой конъюгированной вакцины

Заболевания, вызываемые Streptococcus pneumoniae, а также возникновение антибиотикорезистентных серотипов пневмококков являются ведущей причиной смертности детского населения во всем мире. С целью предотвращения пневмококковой инфекции применяют вакцинацию с использованием конъюгированных вакцин, содержащих различное количество полисахаридов определенных серотипов. В Российской Федерации зарегистрированы вакцины, активные фармацевтические субстанции для которых производятся за рубежом, а на территории Российской Федерации локализуются только финишные стадии производства вакцин данной группы, поэтому разработка отечественной вакцины полного цикла является жизненно значимой. Учитывая явление «смены серотипов» при длительном широком использовании пневмококковых конъюгированных вакцин, необходимо тщательно подбирать серотиповой состав новой вакцины. Цель работы — анализ серотипового пейзажа пневмококков на территории Российской Федерации и других стран с целью выбора модельной композиции оптимального серотипового состава российской вакцины для применения у людей с учетом схем вакцинации для каждой возрастной группы. В обзоре представлены результаты анализа распространения серотипов пневмококков в Российской Федерации в довакцинальную эру, а также после внедрения вакцинации в рутинную педиатрическую практику. Кроме того, представлены данные по серотиповому пейзажу в государствах — членах Евразийского экономического союза. Предложен модельный состав вакцины, содержащей не менее шестнадцати серотипов пневмококка. Выбранная модель позволит увеличить эффективность иммунной защиты населения, обеспечив более полный охват серотипов, учитывая их распространенность на территории Российской Федерации. На основе проведенного анализа предложен уникальный серотиповой состав шестнадцативалентной пневмококковой конъюгированной вакцины для дальнейшего производства и проведения доклинических и клинических испытаний. Появление новой отечественной пневмококковой конъюгированной вакцины позволит обеспечить вакцинацию всех групп населения в рамках национального календаря профилактических прививок Российской Федерации.

1. Баранов АА, Намазова-Баранова ЛС, Брико НИ, Лобзин ЮВ, Козлов РС, Костинов МП и др. Вакцинопрофилактика пневмококковой инфекции у детей. Педиатрическая фармакология. 2018;15(3):200–211. https://doi.org/10.15690/pf.v15i3.1899

2. Henriques-Normark B, Tuomanen EI. The pneumococcus: epidemiology, microbiology, and pathogenesis. Cold Spring Harb Perspect Med. 2013;3(7):a010215. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a010215

3. Мартынова АВ, Павлова ОС, Чулакова ОА. Молекулярно-эпидемиологические особенности формирования антибиотикоустойчивости штаммов Streptococcus pneumoniae, выделенных у лиц пожилого возраста. Успехи геронтологии. 2020;33(3):471–8. https://doi.org/10.34922/AE.2020.33.3.007

4. Махкамова ГТ, Шамансурова ЭА. Чувствительность пневмококков к антибиотикам у детей с пневмониями на фоне антибактериальной терапии. Медицина: теория и практика. 2019;4(S):357.

5. von Specht M, Gabarrot GG, Mollerach M, Bonofiglio L, Gagetti P, Kaufman S, et al. Resistance to β-lactams in Streptococcus pneumoniae. Rev Argent Microbiol. 2021;53(3):266–71. https://doi.org/10.1016/j.ram.2021.02.007

6. Brandileone MC, Almeida SCG, Bokermann S, Minamisava R, Berezin EN, Harrison LH, et al. Dynamics of antimicrobial resistance of Streptococcus pneumoniae following PCV10 introduction in Brazil: Nationwide surveillance from 2007 to 2019. Vaccine. 2021;39(23):3207–15. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2021.02.063

7. Chen C, Liceras, FC, Flasche S, Sidharta S, Yoong J, Sundaram N, et al. Effect and cost-effectiveness of pneumococcal conjugate vaccination: a global modelling analysis. The Lancet Global Health. 2019;7(1):e58–e67. doi: 10.1016/S2214-109X(18)30422-4

8. Vorobieva S Jensen V, Furberg AS, Slotved HC, Bazhukova T, Haldorsen B, Caugant DA, et al. Epidemiological and molecular characterization of Streptococcus pneumoniae carriage strains in pre-school children in Arkhangelsk, northern European Russia, prior to the introduction of conjugate pneumococcal vaccines. BMC Infect Dis. 2020;20(1):279. https://doi.org/10.1186/s12879-020-04998-5

9. Phillips MT, Warren JL, Givon-Lavi N, Tothpal A, Regev-Yochay G, Dagan R, Weinberger DM. Evaluating post-vaccine expansion patterns of pneumococcal serotypes. Vaccine. 2020;38(49):7756–63. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2020.10.045

10. Королева ИС, Белошицкий ГВ, Миронов КО. Серотиповая характеристика пневмококков, выделенных от больных пневмококковым менингитом. Вопросы современной педиатрии. 2012;11(4):122–7.

11. Маянский НА, Алябьева НМ, Пономаренко ОА, Куличенко ТВ, Артемова ИВ, Лазарева АВ и др. Динамика распространенности серотипов и антибиотикорезистентности носоглоточных пневмококков, выделенных у детей в 2010–2016 гг.: результаты ретроспективного когортного исследования. Вопросы современной педиатрии. 2017;16(5): 413–23. https://doi.org/10.15690/vsp.v16i5.1806

12. Голубкова АА, Сомова АВ. Роль Streptococcus pneumoniae в этиологии внебольничных пневмоний в крупном промышленном регионе Российской Федерации. Тихоокеанский медицинский журнал. 2018;(3):29–33. https://doi.org/10.17238/PmJ1609-1175.2018.3.29-33

13. Протасова ИН, Мартынова ГП, Ильенкова НА, Кутищева ИА, Домрачева СВ, Овчинникова ОП, Соколовская Е.С. Этиологическая роль и молекулярно-генетические особенности Streptococcus pneumoniae при инфекционных заболеваниях у детей. Детские инфекции. 2020;19(1):7–12. https://doi.org/10.22627/2072-8107-2020-19-1-7-12

14. Белошицкий ГВ, Королева ИС, Королева МА. Серотиповой пейзаж пневмококков, выделенных при пневмококковом менингите, в Российской Федерации. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2015; 14(2):19–25.

15. Маянский НА, Алябьева НМ, Лазарева АВ, Катосова ЛК. Серотиповое разнообразие и резистентность пневмококков. Вестник Российской академии медицинских наук. 2014;69(7-8):38–45. https://doi.org/10.15690/vramn.v69i7-8.1108

16. Сидоренко СВ, Савинова ТА, Ильина ЕН, Сырочкина МА. Популяционная структура пневмококков со сниженной чувствительностью к пенициллину и перспективы антипневмококковой вакцинации для сдерживания распространения антибактериальной резистентности. Антибиотики и Химиотерапия. 2011;56(5–6):11–8.

17. Оганесян АН, Воропаева ЕА, Мельникова АА, Урбан ЮН, Егорова ЕА, Алёшкин ВА. Серотиповая характеристика пневмококков, выявленных у больных менингитом в ряде стран европейского и азиатского регионов. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2017;16(3):39–49.

18. Кожанова ИН. Пневмококковые заболевания у детей в Республике Беларусь. Эпидемиологическая характеристика. Медицинские новости. 2021;2(317):71–6.

19. Давыдов АВ, Титов ЛП, Клюйко НЛ, Гуринович ВВ. Серотиповая характеристика штаммов Streptococcus pneumoniae, выделенных у детей с острыми средними отитами и синуситами. Здравоохранение (Минск). 2016;3:12–20.

20. Тарашкевич НВ, Шило РВ. Серопейзаж штаммов S. pneumoniae, выделенных от больных пневмококковой инфекцией в г. Минске. Молодой ученый. 2014;18:162–4.

21. Рамазанова БА, Ералиева ЛТ, Мустафина КК, Колоскова ЕА. Мультицентровое исследование распространённости фарингеального носительства Streptococcus pneumoniae на отдельных территориях Республики Казахстан до и после начала противопневмококковой вакцинации. Антибиотики и Химиотерапия. 2017;62(5-6):35–42.

22. Sidorenko S, Rennert W, Lobzin Yu, Briko N, Kozlov R, Namazova-Baranova L, et al. Multicenter study of serotype distribution of Streptococcus pneumoniae nasopharyngeal isolates from healthy children in the Russian Federation after introduction of PCV13 into the National Vaccination Calendar. Diagn Microbiol Infect Dis. 2020;96(1):114914. https://doi.org/10.1016/j.diagmicrobio.2019.114914

23. Белошицкий ГВ, Королева ИС. Серотиповая характеристика штаммов S. pneumoniae в Москве. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2014;(1):90–7

24. Corcoran M, Vickers I, Mereckiene J, Murchan S, Cotter S, Fitzgerald M, et al. The epidemiology of invasive pneumococcal disease in older adults in the post-PCV era. Has there been a herd effect? Epidemiol Infect. 2017;145(11):2390–9. https://doi.org/10.1017/S0950268817001194

25. Kim SH, Chung DR, Song JH, Baek JY, Thamlikitkul V, Wang H, et al. Asian Network for Surveillance of Resistant Pathogens (ANSORP). Changes in serotype distribution and antimicrobial resistance of Streptococcus pneumoniae isolates from adult patients in Asia: emergence of drug-resistant non-vaccine serotypes. Vaccine. 2020;38(38):6065–73. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2019.09.065

26. Mayanskiy N, Kulichenko T, Alyabieva N, Brzhozovskaya E, Ponomarenko O, Savinova T, Lazareva A. Changing serotype distribution and resistance patterns among pediatric nasopharyngeal pneumococci collected in Moscow, 2010–2017. Diagn Microbiol Infect Dis. 2019;94(4):385–90. https://doi.org/10.1016/j.diagmicrobio.2019.02.010

27. Nakano S, Fujisawa T, Ito Y, Chang B, Matsumura Y, Yamamoto M, Suga S, et al. Nationwide surveillance of paediatric invasive and non-invasive pneumococcal disease in Japan after the introduction of the 13-valent conjugated vaccine, 2015–2017. Vaccine. 2020;38(7):1818–24. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2019.12.022

28. Savinova T, Brzhozovskaya E, Shagin D, Mikhaylova Y, Shelenkov A, Yanushevich Y, Mayanskiy N. A multiple drug-resistant Streptococcus pneumoniae of serotype 15A occurring from serotype 19A by capsular switching. Vaccine. 2020;38(33):5114–8. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2020.05.075

29. Yang Baek J, Kim SH, Kang CI, Chung DR, Peck KR, Song JH, et al. Emergence of an extensively drug-resistant (XDR) Streptococcus pneumoniae serotype 15A by capsular switching. Int J Med Microbiol. 2018;308(8):986–9. https://doi.org/10.1016/j.ijmm.2018.08.004

30. Duvvuri VR, Deng X, Teatero S, Memari N, Athey T, Fittipaldi N, Gubbay JB. Population structure and drug resistance patterns of emerging non-PCV-13 Streptococcus pneumoniae serotypes 22F, 15A, and 8 isolated from adults in Ontario, Canada. Infect Genet Evol. 2016;42:1–8. https://doi.org/10.1016/j.meegid.2016.04.007

31. Голубкова АА, Сомова АВ. Роль пневмококков в этиололии внебольничных пневмоний с учетом их серотипового многообразия. В кн.: Покровский ВИ, ред. Инфекционные болезни в современном мире: эпидемиология, диагностика, лечение и профилактика. Сборник трудов XII Ежегодного Всероссийского интернет-конгресса по инфекционным болезням с международным участием. М.; 2020. С. 60.

32. Жоголев КД, Жоголев СД, Куликов ПВ, Гумилевский БЮ, Сбойчаков ВБ, Клецко ЛИ и др. Серотиповой состав пневмококков, циркулирующих в коллективах военнослужащих, на фоне применения пневмококковых вакцин. Известия Российской Военно-медицинской академии. 2020;39(S3-2):74–6.

33. Баязитова ЛТ, Тюпкина ОФ, Тюрин ЮА, Шамсутдинов АФ, Кадкина ВА, Решетникова ИД и др. Свойства пневмококков, колонизирующих носоглотку детей в г. Казани. Инфекция и иммунитет. 2016;6(3):5.

34. Balsells E, Guillot L, Nair H, Kyaw MH. Serotype distribution of Streptococcus pneumoniae causing invasive disease in children in the post-PCV era: a systematic review and meta-analysis. PLoS One. 2017;12(5):e0177113. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0177113

35. Rokney A, Ben-Shimol S, Korenman Z, Porat N, Gorodnitzky Z, Givon-Lavi N, et al. Emergence of Streptococcus pneumoniae serotype 12F after sequential introduction of 7- and 13-valent vaccines, Israel. Emerg Infect Dis. 2018;24(3):453–61. https://doi.org/10.3201/eid2403.170769

36. Nakanishi N, Yonezawa T, Tanaka S, Shirouzu Y, Naito Y, Ozaki A, et al. Assessment of the local clonal spread of Streptococcus pneumoniae serotype 12F caused invasive pneumococcal diseases among children and adults. J Infect Public Health. 2019;12(6):867–72. https://doi.org/10.1016/j.jiph.2019.05.019

37. Давыдов АВ, Титов ЛП, Клюйко НЛ, Гуринович ВВ, Лазарев АВ. Чувствительность к антибиотикам и связь с серотипами штаммов Streptococcus pneumoniae у детей с острым средним отитом и острым синуситом в Беларуси. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2018;20(3):206–15. https://doi.org/10.36488//cmac.2018.3.206-215

38. Golden AR, Fear T, Baxter M, Adam HJ, Martin I, Demczuk W, et al. Invasive pneumococcal disease caused by serotypes 22F and 33F in Canada: the SAVE study 2011–2018. Diagn Microbiol Infect Dis. 2021;101(2):115447. https://doi.org/10.1016/j.diagmicrobio.2021.115447

39. Amin-Chowdhury Z, Groves N, Sheppard CL, Litt D, Fry NK, Andrews N, Ladhani SN. Invasive pneumococcal disease due to 22F and 33F in England: a tail of two serotypes. Vaccine. 2021;39(14):1997–2004. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2021.02.026

40. Конон АД, Салимова ЕЛ, Красильников ИВ. Особенности технологического этапа конъюгации при производстве вакцин для профилактики инфекций, вызываемых Haemophilus influenzae тип b. Биофармацевтический журнал. 2020;12(4):7–21.

41. Иванова АА, Конон АД, Салимова ЕЛ, Трухин ВП. Верификация методики испытания вакцины гемофильной тип b конъюгированной по показателю «Капсульный полисахарид». Фармация. 2020:69(2):23–8. https://doi.org/10.29296/25419218-2020-02-04

42. Салимова ЕЛ, Конон АД, Трухин ВП, Красильников ИВ. Мировые тенденции в изоляции, идентификации и характеристике Haemophilus influenzae тип b – возбудителя гемофильной инфекции. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2019;(1):87–95.

43. Салимова ЕЛ, Конон АД, Трухин ВП, Красильников ИВ. Технология получения полирибозилрибитолфосфата в качестве активной фармацевтической субстанции для производства полисахаридных вакцин. Фармация и фармакология. 2018;6(1):47–62. https://doi.org/10.19163/2307-9266-2018-6-1-47-62

44. Салимова ЕЛ, Конон АД, Петровский СВ, Трухин ВП, Красильников ИВ. Особенности культивирования штаммов Haemophilus influenzae тип b – продуцентов полирибозилрибитолфосфата – основного компонента полисахаридных вакцин. Фармация и фармакология. 2017;5(5):422–41. https://doi.org/10.19163/2307-9266-2017-5-5-422-441

45. Салимова ЕЛ, Конон АД, Трухин ВП, Петровский СВ, Красильников ИВ. Гемофильная инфекция: современные представления о вакцинопрофилактике. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2017;20(10):7–12.

46. Giannini G, Rappuoli R, Ratti G. The amino-acid sequence of two non-toxic mutants of diphtheria toxin: CRM45 and CRM197. Nucleic Acids Res. 1984;12(10):4063–9. https://doi.org/10.1093/nar/12.10.4063

47. Bröker M, Berti F, Schneider J, Vojtek I. Polysaccharide conjugate vaccine protein carriers as a "neglected valency" - Potential and limitations. Vaccine. 2017;35(25):3286–94. doi:10.1016/j.vaccine.2017.04.078