Псевдонейтрализующий тест для доклинических исследований вакцин против SARS-CoV-2

Цель данного исследования – оценка эффективности конкурентного иммуноферментного метода, определяющего антитела, специфически связывающие рецептор-связывающий домен субъединицы S1 шиповидного белка коронавируса SARS-CoV-2 и блокирующие образование инициаторного инфицирующего комплекса между RBD и ангиотензин-превращающим ферментом 2 (псевдонейтрализующий тест, ПНТ) на стадии доклинических исследований вакцины против SARS-CoV-2. Исследовали 37 сывороток крови животных (8 коров, 10 собак, 19 трансгенных мышей линии B6.Cg-Tg(K18-ACE2)2Prlmn/HEMI Hemizygous for Tg(K18-ACE2)2Prlmn, самки и самцы (Jackson ImmunoResearch, West Grove, PA, США)), иммунизированных кандидатными вакцинными препаратами против COVID-19, содержащими белок Spike SARS-CoV-2. В данном исследовании использовали 3 метода определения антител к вирусу SARS-CoV-2, а именно: 1) псевдонейтрализующий тест (ПНТ) для выявление антител, блокирующих взаимодействие RBD и АСE-2; 2) реакцию нейтрализации (РН) для выявления вируснейтрализующих антител и 3) твердофазный иммуноферментный анализ для определения антител класса G к RBD SARS-CoV-2. Результаты выражались, соответственно, в виде коэффициента подавления (КП), титра вируснейтрализующих антител (ВНА) и индекса позитивности (ИП). Полученные данные показывают выраженную, статистически значимую корреляцию между результатами, полученными иммуноферментными методами с титрами ВНА, определенными в вирусологической РН в исследуемых группах животных. Так, коэффициент Спирмена, определенный для корреляции между титрами ВНА и КП, составил, соответственно, 0,9151; 0,8085 и 0,9207 для собак, трансгенных мышей и коров. Коэффициент Спирмена для титров ВНА и ИП составил 0,8854 и 0,8955 для собак и трансгенных мышей. Таким образом, для целей оценки иммуногенности вакцинных препаратов в настоящем исследовании, адекватными и безопасными аналогами РН являются оба метода – ИФА для определения IgG к RBD и ПНТ для определения антител, блокирующих образование комплекса между RBD и ACE-2. Однако преимуществом ПНТ является его универсальность, исключающая необходимость использования различных конъюгатов для выявления антител в сыворотках крови разных видов животных. Данные, полученные нами для образцов трех видов животных (трансгенных мышей, собак и коров), хорошо соотносятся с аналогичными, полученными нами и другими исследователями для сывороток крови людей и демонстрирующими высокую корреляцию между результатами ПНТ-подобных конкурентных тестов для определения антител, блокирующих образование комплекса RBD и ACE-2, с результатами определения ВНА в вирусологической РН. Следовательно, предлагаемый в настоящей работе ПНТ может найти применение при проведении доклинических и клинических испытаний кандидатных вакцинных и лекарственных препаратов.

1. Adams O., Andrée M., Hermsen D., Lübke N., Timm J., Schaal H., Müller L. Comparison of commercial SARS-CoV-2 surrogate neutralization assays with a full virus endpoint dilution neutralization test in two different cohorts. J. Virol. Methods, 2022, Vol. 307, 114569. https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2022.114569.

2. Amanat F., White K.M., Miorin L., Strohmeier S., McMahon M., Meade P., Liu W.C., Albrecht R.A., Simon V., Martinez-Sobrido L., Moran T., García-Sastre A., Krammer F. An in vitro microneutralization assay for SARSCoV-2 serology and drug screening. Curr. Protoc. Microbiol., 2020, Vol. 58, no. 1, e108. https://doi.org/10.1002/cpmc.108.

3. Benner S.E., Patel E.U., Laeyendecker O., Pekosz A., Littlefield K., Eby Y., Fernandez R.E., Miller J., Kirby C.S., Keruly M., Klock E., Baker O.R., Schmidt H.A., Shrestha R., Burgess I., Bonny T.S., Clarke W., Caturegli P., Sullivan D., Shoham S., Quinn T.C., Bloch E.M., Casadevall A., Tobian A.A.R., Redd A.D. SARS-CoV-2 antibody avidity responses in COVID-19 patients and convalescent plasma donors. J. Infect. Dis, 2020, Vol. 222, pp. 1974-1984.

4. Gushchin V.A., Dolzhikova I.V., Shchetinin A.M., Odintsova A.S., Siniavin A.E., Nikiforova M.A., Pochtovyi A.A., Shidlovskaya E.V., Kuznetsova N.A., Burgasova O.A., Kolobukhina L.V., Iliukhina A.A., Kovyrshina A.V., Botikov A.G., Kuzina A.V., Grousova D.M., Tukhvatulin A.I., Shcheblyakov D.V., Zubkova O.V., Karpova O.V., Voronina O.L., Ryzhova N.N., Aksenova E.I., Kunda M.S., Lioznov D.A., Danilenko D.M., Komissarov A.B., Tkachuck A.P., Logunov D.Y., Gintsburg A.L. Neutralizing activity of sera from Sputnik Vvaccinated people against variants of concern (VOC: B.1.1.7, B.1.351, P.1, B.1.617.2, B.1.617.3) and Moscow Endemic SARS-CoV-2 Variants. Vaccines (Basel), 2021, Vol. 9, no. 7, 779. https://doi.org/10.3390/vaccines9070779.

5. Kolesov D.E., Sinegubova M.V., Dayanova L.K., Dolzhikova I.V., Vorobiev I.I., Orlova N.A. Fast and accurate surrogate virus neutralization test based on antibody-mediated blocking of the interaction of ACE2 and SARSCoV-2 spike protein RBD. Diagnostics (Basel), 2022, Vol. 12, no. 2, 393. https://doi.org/10.3390/diagnostics12020393.

6. Logunov D.Y., Dolzhikova I.V., Shcheblyakov D.V., Tukhvatulin A.I., Zubkova O.V., Dzharullaeva A.S., Kovyrshina A.V., Lubenets N.L., Grousova D.M., Erokhova A.S., Botikov A.G., Izhaeva F.M., Popova O., Ozharovskaya T.A., Esmagambetov I.B., Favorskaya I.A., Zrelkin D.I., Voronina D.V., Shcherbinin D.N., Semikhin A.S., Simakova Y.V., Tokarskaya E.A., Egorova D.A., Shmarov M.M., Nikitenko N.A., Gushchin V.A., Smolyarchuk E.A., Zyryanov S.K., Borisevich S.V., Naroditsky B.S., Gintsburg A.L.; Gam-COVID-Vac Vaccine Trial Group. Safety and efficacy of an rAd26 and rAd5 vector-based heterologous prime-boost COVID-19 vaccine: an interim analysis of a randomised controlled phase 3 trial in Russia. Lancet, 2021, Vol. 397, no. 10275, pp. 671-681.

7. Manuylov V., Dolzhikova I., Kudryashova A., Cherepovich B., Kovyrshina A., Iliukhina A., Kharchenko O., Semashko M., Tkachuk A., Gushchin V., Borisova O. Simple ELISA methods to estimate neutralizing antibody Titers to SARS-CoV-2: IgG quantification, the avidity index, and the surrogate virus neutralization test. Arch. Microbiol. Immunol., 2022, Vol. 6, pp. 213-220.

8. Taylor S.C., Hurst B., Martiszus I., Hausman M.S., Sarwat S., Schapiro J.M., Rowell S., Lituev A. Semiquantitative, high throughput analysis of SARS-CoV-2 neutralizing antibodies: Measuring the level and duration of immune response antibodies post infection/vaccination. Vaccine, 2021, Vol. 39, no. 39, pp. 5688-5698.

9. Wajnberg A., Amanat F., Firpo A., Altman D.R., Bailey M.J., Mansour M., McMahon M., Meade P., Mendu D.R., Muellers K., Stadlbauer D., Stone K., Strohmeier S., Simon V., Aberg J., Reich D.L., Krammer F., Cordon-Cardo C. Robust neutralizing antibodies to SARS-CoV-2 infection persist for months. Science, 2020, Vol. 370, no. 6521, pp. 1227-1230.