Исследование иммунологической эффективности и безопасности кандидатной вакцины для профилактики геморрагической лихорадки Ласса

Геморрагическая лихорадка Ласса – острое инфекционное заболевание человека с высокой летальностью и пандемическим потенциалом. Геморрагическая лихорадка Ласса ежегодно уносит жизни тысяч людей. На сегодняшний день в мире нет одобренных средств для специфической терапии или профилактики заболевания. Целью данной работы было конструирование, изучение иммунобиологических свойств и доклинической безопасности кандидатной вакцины для профилактики геморрагической лихорадки Ласса на основе рекомбинантных аденовирусных векторов. В ходе работы использовались стандартные генно-инженерные, молекулярно-биологические, вирусологические методы и методы работы с лабораторными животными. В результате работы была сконструирована и охарактеризована комбинированная векторная кандидатная вакцина для профилактики геморрагической лихорадки Ласса – «ГамЛассаВак». Вакцина представлена двумя компонентами для гетерологичной иммунизации в режиме прайм-буст на основе рекомбинантных репликативно-дефектных аденовирусных векторов. Первый компонент вакцины – рекомбинантный аденовирус человека 26- го серотипа, второй компонент – аденовирус человека 5-го серотипа. Оба рекомбинантных вектора несут кодон-оптимизированную последовательность гликопротеина вируса Ласса. В GMP-условиях произведены и проанализированы две экспериментальные серии кандидатной вакцины. Приведены результаты исследований экспериментальных серий на соответствие требованиям, предъявляемым к вирусным векторным вакцинам. В доклинических исследованиях на мышах показана индукция антиген-специфических IgG при введении компонентов вакцины индивидуально и в режиме прайм-буст, а также динамика развития гуморального иммунного ответа на 42-й, 77-й, 119-й и 147-й дни после вакцинации. При этом, несмотря на 100%-ную сероконверсию, вируснейтрализующие антитела не были обнаружены ни в одном из образцов, полученных от иммунизированных мышей. В исследовании биораспределения показано, что через 24 часа после внутримышечного введения компонентов кандидатной вакцины ДНК аденовирусных векторов детектируется только в месте инъекции и региональных лимфатических узлах. В результате доклинических исследований безопасности (острая токсичность, хроническая токсичность, иммунотоксичность, аллергизирующие свойства, репродуктивная токсичность) не выявлено противопоказаний для получения разрешения на клинические исследования кандидатной вакцины. В совокупности результаты демонстрируют, что кандидатная вакцина для профилактики геморрагической лихорадки Ласса на основе рекомбинантных аденовирусных векторов 26-го и 5-го серотипов является перспективным препаратом для специфической иммунопрофилактики.

1. Государственная фармакопея Российской Федерации. XIV изд. М.: Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2018. 7019 c.

2. A Clinical Trial to Evaluate the Safety and Immunogenicity of rVSV∆G-LASV-GPC Vaccine in Adults in Good General Heath. ClinicalTrials.gov. Available at: https://www.clinicaltrials.gov/study/NCT04794218.

3. A Trial to Evaluate the Optimal Dose of MV-LASV (V182-001). ClinicalTrials.gov. Available at: https://www.clinicaltrials.gov/study/NCT04055454.

4. Abreu-Mota T., Hagen K.R., Cooper K., Jahrling P.B., Tan G., Wirblich C., Johnson R.F., Schnell M.J. Nonneutralizing antibodies elicited by recombinant Lassa-Rabies vaccine are critical for protection against Lassa fever. Nat. Commun., 2018, Vol. 9, no. 1, 4223. doi: 10.1038/s41467-018-06741-w.

5. Ademusire B.I., Wieczorek K., Alonge A.T., Rajen A., Egbe J., Adebambo D., Offorbuike C.B., Trojan F., Przypaśniak Z., Oduguwa I.O., Omitoyin O., Balogun T.G. Prospects of Lassa Fever candidate vaccine. Afr. J. Infect. Dis., 2022, Vol. 16, no. 2, pp. 46-58.

6. Basinski A.J., Fichet-Calvet E., Sjodin A.R., Varrelman T.J., Remien C.H., Layman N.C., Bird B.H., Wolking D.J., Monagin C., Ghersi B.M., Barry P.A., Jarvis M.A., Gessler P.E., Nuismer S.L. Bridging the gap: Using reservoir ecology and human serosurveys to estimate Lassa virus spillover in West Africa. PLoS Comput. Biol., 2021, Vol. 17, no. 3, e1008811. doi: 10.1371/journal.pcbi.1008811.

7. Cai Y., Ye C., Cheng B., Nogales A., Iwasaki M., Yu S., Cooper K., Liu D.X., Hart R., Adams R., Brady T., Postnikova E.N., Kurtz J., St. Claire M., Kuhn J.H., de la Torre J.C., Martínez-Sobrido L. A Lassa Fever live-attenuated vaccine based on codon deoptimization of the viral glycoprotein gene. mBio, 2020, Vol. 11, no. 1, e00039-20. doi: 10.1128/mBio.00039-20.

8. Cross R.W., Fenton K.A., Woolsey C., Prasad A.N., Borisevich V., Agans K.N., Deer D.J., Dobias N.S., Fears A.C., Heinrich M.L., Geisbert J.B., Garry R.F., Branco L.M., Geisbert T.W. Monoclonal antibody therapy protects nonhuman primates against mucosal exposure to Lassa virus. Cell Rep. Med, 2024, Vol. 5, no. 2, 101392. doi: 10.1016/j.xcrm.2024.101392.

9. Cross R.W., Mire C.E., Branco L.M., Geisbert J.B., Rowland M.M., Heinrich M.L., Goba A., Momoh M., Grant D.S., Fullah M., Khan S.H., Robinson J.E., Geisbert T.W., Garry R.F. Treatment of Lassa virus infection in outbred guinea pigs with first-in-class human monoclonal antibodies. Antivir. Res., 2016, Vol. 133, pp. 218-222.

10. Dan-Nwafor C.C., Furuse Y., Ilori E.A., Ipadeola O., Akabike K.O., Ahumibe A., Ukponu W., Bakare L., Okwor T.J., Joseph G., Mba N.G., Akano A., Olayinka A.T., Okoli I., Okea R.A., Makava F., Ugbogulu N., Oladele S., Namara G., Muwanguzi E.N., Naidoo D., Mutbam S.K., Okudo I., Woldetsadik S.F., Lasuba C.L., Ihekweazu C. Measures to control protracted large Lassa fever outbreak in Nigeria, 1 January to 28 April 2019. Euro Surveill., 2019, Vol. 24, no. 20. 1900272. doi: 10.2807/1560-7917.ES.2019.24.20.1900272.

11. Dose-ranging Study: Safety, Tolerability and Immunogenicity of INO-4500 in Healthy Volunteers in Ghana. ClinicalTrials.gov. Available at: https://www.clinicaltrials.gov/study/NCT04093076.

12. Fichet-Calvet E. Lassa Fever: A rodent-human interaction. In: Johnson N. (ed.). The role of animals in emerging viral diseases. Academic Press, 2014, pp. 89-123.

13. Flórez-Álvarez L., de Souza E.E., Botosso V.F., de Oliveira D.B.L., Ho P.L., Taborda C.P., Palmisano G., Capurro M.L., Pinho J.R.R., Ferreira H.L., Minoprio P,. Arruda E., de Souza Ferreira L.C., Wrenger C., Durigon E.L. Hemorrhagic fever viruses: Pathogenesis, therapeutics, and emerging and re-emerging potential. Front. Microbiol., 2022, Vol. 13, 1040093. doi.org/10.3389/fmicb.2022.1040093.

14. Frame J.D., Verbrugge G.P., Gill R.G., Pinneo L. The use of Lassa fever convalescent plasma in Nigeria. Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg., 1984, Vol. 78, no. 3, pp. 319-324.

15. Godakova S.A., Noskov A.N., Vinogradova I.D., Ugriumova G.A., Solovyev A.I., Esmagambetov I.B., Tukhvatulin A.I., Logunov D.Y., Naroditsky B.S., Shcheblyakov D.V., Gintsburg A.L. Camelid VHHs Fused to Human Fc Fragments Provide Long Term Protection Against Botulinum Neurotoxin A in Mice. Toxins, 2019, Vol. 11, no. 8, 464. doi: 10.3390/toxins11080464.

16. Hallam H.J., Hallam S., Rodriguez S.E., Barrett A.D.T., Beasley D.W.C., Chua A., Ksiazek T.G., Milligan G.N., Sathiyamoorthy V., Reece L.M. Baseline mapping of Lassa fever virology, epidemiology and vaccine research and development. NPJ Vaccines, 2018, Vol. 3, 11. doi: 10.1038/s41541-018-0049-5.

17. Jahrling P.B., Frame J.D., Rhoderick J.B., Monson M.H. Endemic Lassa fever in Liberia. IV. Selection of optimally effective plasma for treatment by passive immunization. Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg., 1985, Vol. 79, no. 3, pp. 380-384.

18. Kanegae Y., Makimura M., Saito I. A simple and efficient method for purification of infectious recombinant adenovirus. Jpn. J Med. Sci. Biol., 1994, Vol. 47, no. 3, pp. 157-166.

19. Klitting R., Mehta S.B., Oguzie J.U., Oluniyi P.E., Pauthner M.G., Siddle K.J., Andersen K.G., Happi C.T., Sabeti P.C. Lassa Fever: epidemiology, immunology, diagnostics, and therapeutics. Curr. Top. Microbiol. Immunol., 2023, Vol. 440, pp. 23-65.

20. 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. 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.

21. Logunov D.Y., Dolzhikova I.V., Zubkova O.V., Tukhvatullin A.I., Shcheblyakov D.V., Dzharullaeva A.S., Grousova D.M., Erokhova A.S., Kovyrshina A.V., 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., Lubenets N.L., Egorova D.A., Shmarov M.M., Nikitenko N.A., Morozova L.F., Smolyarchuk E.A., Kryukov E.V., Babira V.F., Borisevich S.V., Naroditsky B.S., Gintsburg A.L. Safety and immunogenicity of an rAd26 and rAd5 vector-based heterologous prime-boost COVID-19 vaccine in two formulations: two open, nonrandomised phase 1/2 studies from Russia. Lancet, 2020, Vol. 396, no. 10255, pp. 887-897.

22. Maruyama J., Mateer E.J., Manning J.T., Sattler R., Seregin A.V., Bukreyeva N., Jones F.R., Balint J.P., Gabitzsch E.S., Huang C., Paessler S. Adenoviral vector-based vaccine is fully protective against lethal Lassa fever challenge in Hartley guinea pigs. Vaccine, 2019, Vol. 37, no. 45, pp. 6824-6831.

23. Mehand M.S., Al-Shorbaji F., Millett P., Murgue B. The WHO R&D Blueprint: 2018 review of emerging infectious diseases requiring urgent research and development efforts. Antivir. Res., 2018, Vol. 159, pp. 63-67.

24. Mire C.E., Cross R.W., Geisbert J.B., Borisevich V., Agans K.N., Deer D.J., Heinrich M.L., Rowland M.M., Goba A., Momoh M., Boisen M.L., Grant D.S., Fullah M., Khan S.H., Fenton K.A., Robinson J.E., Branco L.M., Garry R.F., Geisbert T.W. Human-monoclonal-antibody therapy protects nonhuman primates against advanced Lassa fever. Nat. Med., 2017, Vol. 23, no. 10, pp. 1146-1149.

25. Safety, Tolerability and Immunogenicity of INO-4500 in Healthy Volunteers. ClinicalTrials.gov. Available at: https://www.clinicaltrials.gov/study/NCT03805984.

26. Tschismarov R., Van Damme P,. Germain C., de Coster I., Mateo M., Reynard S., Journeaux A., Tomberger Y., Withanage K., Haslwanter D., Terler K., Schrauf S., Müllner M., Tauber E., Ramsauer K., Baize S. Immunogenicity, safety, and tolerability of a recombinant measles-vectored Lassa fever vaccine: a randomised, placebo-controlled, first-in-human trial. Lancet, 2023, Vol. 401, no. 10384, pp. 1267-1276.

27. Whitt M.A. Generation of VSV pseudotypes using recombinant ΔG-VSV for studies on virus entry, identification of entry inhibitors, and immune responses to vaccines. J. Virol. Met., 2010, Vol. 169, no. 2, pp. 365-374.

28. WHO Target Product Profile for Lassa virus Vaccine. World Health Organization. Available at: https://www.who.int/publications/m/item/who-target-product-profile-for-lassa-virus-vaccine.