RU2804948C2 - Pentavalent subunit vaccine against respiratory infections and method of its preparation - Google Patents

Pentavalent subunit vaccine against respiratory infections and method of its preparation Download PDF

Info

Publication number
RU2804948C2
RU2804948C2 RU2022105056A RU2022105056A RU2804948C2 RU 2804948 C2 RU2804948 C2 RU 2804948C2 RU 2022105056 A RU2022105056 A RU 2022105056A RU 2022105056 A RU2022105056 A RU 2022105056A RU 2804948 C2 RU2804948 C2 RU 2804948C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
adjuvant
virus
rbd
cov
sars
Prior art date
Application number
RU2022105056A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2022105056A (en
Inventor
Игорь Викторович Красильников
Артур Александрович Исаев
Александр Викторович Иванов
Александр Викторович Кудрявцев
Мария Евгеньевна Фролова
Анна Владимировна Вахрушева
Original Assignee
Акционерное общество "Развитие БиоТехнологий"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Развитие БиоТехнологий" filed Critical Акционерное общество "Развитие БиоТехнологий"
Publication of RU2022105056A publication Critical patent/RU2022105056A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2804948C2 publication Critical patent/RU2804948C2/en

Links

Abstract

FIELD: immunology; medical biotechnology; bioengineering.
SUBSTANCE: method for obtaining a vaccine against respiratory infections is described. Influenza viruses of subtypes A (H1N1), A (H3N2), B/Yamagata lineage, B/Victoria lineage are separately cultivated in developing chicken embryos, followed by separation of the virus-containing allantoic fluid, its concentration and purification. The virus is inactivated and split, followed by centrifugation, ultrafiltration and production of monovalents for each strain, as well as the cultivation of a cell line producing the recombinant protein of the SARS-CoV-2 virus - RBD-Fc with selection and clarification of the culture fluid containing RBD-Fc. Chromatographic purification is carried out to obtain monovalent. An adjuvant is added to each monovalent separately. Betulin is used as an adjuvant at an antigen:adjuvant ratio of 1:1.25 to 1:12.5. Then the monovaccines are combined into a combined vaccine.
EFFECT: invention expands the arsenal of means for the prevention of respiratory infections, in particular influenza and SARS-CoV-2.
2 cl, 2 dwg, 7 tbl, 3 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретение.The technical field to which the invention relates.

Настоящее изобретение относится к иммунологии, медицинской биотехнологии и биоинженерии, в частности к способу получения вакцины против респираторных инфекций.The present invention relates to immunology, medical biotechnology and bioengineering, in particular to a method for producing a vaccine against respiratory infections.

Уровень техники. Вакцинопрофилактика рассматривается в современных условиях как одно из ведущих массовых эффективных средств борьбы с инфекциями.State of the art. Vaccine prevention is considered in modern conditions as one of the leading mass effective means of combating infections.

Введение. Острые респираторные вирусные инфекции (ОРВИ) остаются актуальной проблемой современного здравоохранения. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) ежегодно ОРВИ заболевает до 40% взрослого населения планеты. Из них гриппом заболевают до 10% взрослых и 30% детей. Инфекция ОРВИ, особенно в группах риска, может протекать в тяжелой форме, требовать госпитализации, приводить к летальному исходу. При этом, например, вирусы гриппа сохраняют высокий пандемический потенциал, в частности, вирусы гриппа птиц, а также свиней и свиного происхождения.Introduction. Acute respiratory viral infections (ARVI) remain a pressing problem of modern healthcare. According to the World Health Organization (WHO), up to 40% of the adult population of the planet falls ill with ARVI every year. Of these, up to 10% of adults and 30% of children fall ill with the flu. ARVI infection, especially in risk groups, can be severe, require hospitalization, and lead to death. At the same time, for example, influenza viruses retain a high pandemic potential, in particular, avian influenza viruses, as well as swine and swine influenza viruses.

Если обратиться к пандемии коронавирусов, в частности SARS-CoV-2, которые также вызывают острые респираторные инфекции с тяжелыми последствиями, то ими переболело к февралю 2022 года около 400 млн человек, из них летальный исход наблюдался в 6 млн случаях. В настоящее время только эффективная вакцинация способна предотвратить пандемии ОРВИ, что является основным подходом в элиминации коронавирусных и гриппозных инфекций.If we turn to the pandemic of coronaviruses, in particular SARS-CoV-2, which also cause acute respiratory infections with serious consequences, then by February 2022 about 400 million people had been ill with them, of which death was observed in 6 million cases. Currently, only effective vaccination can prevent ARVI pandemics, which is the main approach to eliminating coronavirus and influenza infections.

В то же время используемые, как правило, инактивированные вакцины не всегда эффективны для ряда популяционных групп: маленьких детей, беременных, пожилых людей, лиц с различными хроническими заболеваниями, которых относят к группам риска по ОРВИ, а также в отношении штаммов гриппа (дрейфовых и гетерологичных), не содержащихся в вакцине (имеющих другой антигенный состав, прежде всего-гемагглютинин). При использовании адъювантов появляется возможность повысить иммуногенность вакцин против гриппа в отношении набора различных штаммов, а также для иммунизации различных популяционных групп, в том числе групп риска. Кроме того, при значительном повышении иммуногенности за счет добавления адъюванта к вакцине появляется возможность перехода на простые (однократные) схемы иммунизации, а также снижения дозы антигена, что улучшает экономику их производства. Это особенно важно для вакцин в условиях пандемии, поскольку при той же мощности производства будет получено больше доз вакцины, и, как следствие, иммунизировано больше людей.At the same time, the inactivated vaccines used, as a rule, are not always effective for a number of population groups: young children, pregnant women, the elderly, people with various chronic diseases, who are considered to be at risk for ARVI, as well as for influenza strains (drift and heterologous), not contained in the vaccine (having a different antigenic composition, primarily hemagglutinin). When using adjuvants, it becomes possible to increase the immunogenicity of influenza vaccines against a set of different strains, as well as for immunization of various population groups, including risk groups. In addition, with a significant increase in immunogenicity due to the addition of an adjuvant to the vaccine, it becomes possible to switch to simple (single) immunization regimens, as well as reduce the dose of antigen, which improves the economics of their production. This is especially important for vaccines in a pandemic because the same production capacity will produce more vaccine doses and, as a result, more people will be immunized.

В настоящее время для повышения эффективности вакцин в экспериментальных и клинических исследованиях применяют адъюванты различного происхождения: минеральные (гидроксид или фосфат алюминия и др.); растительные (сапонины - QuilA, QS21); микробные (убитые бактерии, липополисахарид и его производные, CpG-мотивы ДНК) и др. Вследствие токсичности или недостаточной эффективности большинства адъювантов для широкого клинического использования разрешены только соли алюминия и водно-масляная эмульсия MF-59, а в некоторых странах вирусоподобные частицы (VLP - virus-like particles) и иммуностимулирующий комплекс (ISCOM - immunostimulating complex). Зарубежные коммерческие гриппозные вакцины выпускаются лишь с одним адъювантом MF-59, и такие вакцины оказались более иммуногенными при вакцинации пожилых лиц, однако, обладали повышенной реактогенностью.Currently, to increase the effectiveness of vaccines in experimental and clinical studies, adjuvants of various origins are used: mineral (aluminum hydroxide or phosphate, etc.); plant (saponins - QuilA, QS21); microbial (killed bacteria, lipopolysaccharide and its derivatives, CpG motifs of DNA), etc. Due to the toxicity or insufficient effectiveness of most adjuvants, only aluminum salts and water-oil emulsion MF-59 are allowed for widespread clinical use, and in some countries virus-like particles (VLP - virus-like particles) and immunostimulating complex (ISCOM - immunostimulating complex). Foreign commercial influenza vaccines are produced with only one adjuvant, MF-59, and such vaccines turned out to be more immunogenic when vaccinating older people, however, they had increased reactogenicity.

Разработка новых классов адъювантов является перспективным направлением современной иммунобиологии. За последние десятилетия произошли значительные изменения в технологии производства вакцинных препаратов. Вакцины, которые проходят в настоящее время клинические испытания, значительно отличаются от традиционных вакцин. Прежде всего, это рекомбинантные вакцины на основе очищенных белков. Создание новых вакцин является в свою очередь причиной поиска новых адъювантов. Использование адъювантов позволяет уменьшить дозу антигена в вакцине, увеличить иммуногенность «слабых» антигенов, предотвращать конкуренцию антигенов в комбинированных вакцинах, увеличивать скорость развития и продолжительность иммунного ответа у привитых, индуцировать защитные свойства слизистых оболочек, а также увеличивать силу иммунного ответа у детей и лиц пожилого возраста.The development of new classes of adjuvants is a promising area of modern immunobiology. Over the past decades, significant changes have occurred in vaccine production technology. The vaccines currently undergoing clinical trials differ significantly from traditional vaccines. First of all, these are recombinant vaccines based on purified proteins. The creation of new vaccines is, in turn, the reason for the search for new adjuvants. The use of adjuvants makes it possible to reduce the dose of antigen in the vaccine, increase the immunogenicity of “weak” antigens, prevent competition of antigens in combined vaccines, increase the rate of development and duration of the immune response in vaccinated people, induce protective properties of mucous membranes, and also increase the strength of the immune response in children and the elderly age.

Гриппозные вакцины с адъювантами. В настоящее время на российском рынке представлены две вакцины против гриппа с адъювантами - это вакцина гриппозная инактивированная субъединичная Совигрипп® и четырехвалентная полимерсу бъединичная вакцина Гриппол®.Influenza vaccines with adjuvants. Currently, there are two influenza vaccines with adjuvants on the Russian market - the inactivated subunit influenza vaccine Sovigripp® and the quadrivalent polymer single unit vaccine Grippol®.

Вакцина «Совигрипп» (RU 2446824) содержит в качестве адъюванта и носителя сополимер 2-метил-5-винилпиридина и N-винил-пирролидона. Способ ее получения предусматривает культивирование вируса гриппа в развивающихся куриных эмбрионах с последующим отделением вируссодержащей аллантоисной жидкости, концентрирование, очистку, инактивацию и расщепление вируса. Концентрирование и очистку осуществляют сорбцией вируса на куриных эритроцитах с последующим ультрацентрифугированием в градиенте плотности сахарозы. Инактивацию и расщепление вируса проводят любыми разрешенными к применению средствами. Расщепленный концентрат вируса центрифугируют и подвергают ультрафильтрации. Полученный концентрат очищенных антигенов каждого штамма вируса гриппа рассматривается как моновакцина. После сведения моновакцин в поливакцину добавляют адъювант - сополимер 2-метил-5-винилпиридина и N-винилпирролидона. Полученная полимерная трехвалентная вакцина содержит штаммы вируса гриппа типа А, В при массовом соотношении антиген-адъювант от 1:5 до 1:30. Недостатком данной вакцины является ограниченность применения трехвалентных инактивированных вакцин против гриппа, для ряда популяционных групп: маленьких детей, беременных, пожилых людей, лиц с различными хроническими заболеваниями, которых относят к группам риска по гриппу, а также в отношении антигенно отличных штаммов (дрейфовых и гетерологичных), не содержащихся в вакцине. Для повышения эффективности инактивированных вакцин против гриппа используют штаммы двух линий гриппа В (ямагатской и викторианской), вместо одной, а также добавляют иммуноадъюванты.The Sovigripp vaccine (RU 2446824) contains a copolymer of 2-methyl-5-vinylpyridine and N-vinyl-pyrrolidone as an adjuvant and carrier. The method for obtaining it involves cultivating the influenza virus in developing chicken embryos, followed by separation of the virus-containing allantoic fluid, concentration, purification, inactivation and cleavage of the virus. Concentration and purification are carried out by sorption of the virus on chicken erythrocytes, followed by ultracentrifugation in a sucrose density gradient. Inactivation and breakdown of the virus is carried out by any approved means. The digested virus concentrate is centrifuged and subjected to ultrafiltration. The resulting concentrate of purified antigens of each influenza virus strain is considered a monovaccine. After mixing the monovaccines, an adjuvant is added to the polyvaccine - a copolymer of 2-methyl-5-vinylpyridine and N-vinylpyrrolidone. The resulting polymeric trivalent vaccine contains strains of influenza virus type A, B with an antigen-adjuvant mass ratio of 1:5 to 1:30. The disadvantage of this vaccine is the limited use of trivalent inactivated influenza vaccines for a number of population groups: young children, pregnant women, the elderly, people with various chronic diseases who are considered at risk for influenza, as well as against antigenically different strains (drift and heterologous ), not contained in the vaccine. To increase the effectiveness of inactivated influenza vaccines, strains of two lines of influenza B (Yamagata and Victorian) are used instead of one, and immunoadjuvants are also added.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является технология получения тетравалентной вакцины Гриппол®, которая содержит антигены вируса гриппа подтипов A (H1N1), A (H3N2), B/Yamagata lineage, B/Victoria lineage, в качестве адъюванта и носителя - производное поли-1,4-этиленпиперазина - Полиоксидоний, а в качестве вспомогательных веществ фосфатно-солевой буферный раствор, тиомерсал, манитол, повидон, тритон Х-100. Способ получения вакцин Гриппол® предусматривает культивирование вируса гриппа в развивающихся куриных эмбрионах, получение вирусного концентрата, очистка вирусного концентрата методом ультрацентрифугирования в градиенте плотности сахарозы, инактивация вирусного материала, расщепление вирусного концентрата детергентом, выделение антигенов вируса гриппа, сведение моновалентов в поливалентную вакцину с последующим добавлением адъюванта поли-1,4-этиленпиперазина «Полиоксидоний». Данная вакцина является недостаточно эффективной, что обусловлено применяемым полимерным адъювантом, который не способен формировать глобулярные структуры (корпускулы), усиливая этим клеточное звено иммунного ответа.The closest in technical essence to the claimed invention is the technology for producing the tetravalent Grippol® vaccine, which contains antigens of the influenza virus subtypes A (H1N1), A (H3N2), B/Yamagata lineage, B/Victoria lineage, as an adjuvant and carrier - a poly derivative -1,4-ethylenepiperazine - Polyoxidonium, and as excipients phosphate-buffered saline solution, thiomersal, manitol, povidone, Triton X-100. The method for producing Grippol® vaccines involves cultivating the influenza virus in developing chicken embryos, obtaining a viral concentrate, purifying the viral concentrate by ultracentrifugation in a sucrose density gradient, inactivating the viral material, splitting the viral concentrate with detergent, isolating influenza virus antigens, combining monovalents into a polyvalent vaccine with subsequent addition adjuvant poly-1,4-ethylenepiperazine "Polyoxidonium". This vaccine is not effective enough, which is due to the polymer adjuvant used, which is not capable of forming globular structures (corpuscles), thereby strengthening the cellular component of the immune response.

Перспективные разработки адъювантов. В настоящее время в мировой и отечественной практике рассматриваются адъюванты в виде различных форм: липосомы, виросомы, иммуностимулирующие комплексы, наноэмульсии (MF59, SAF, Montanide), полимерные наносферы, вирусоподобные частицы и др. Самые перспективные адъюванты, по мнению исследователей, - это наночастицы (НЧ). Одной из причин использования НЧ в качестве адъювантов является тот известный факт, что они эффективно поглощаются антигенпрезентирующими клетками. Таким образом, если с НЧ связать антиген, то он будет направленно поглощаться макрофагами, что приведет к усилению иммунного ответа.Promising developments of adjuvants. Currently, in world and domestic practice, adjuvants are considered in the form of various forms: liposomes, virosomes, immunostimulating complexes, nanoemulsions (MF59, SAF, Montanide), polymer nanospheres, virus-like particles, etc. The most promising adjuvants, according to researchers, are nanoparticles (LF). One of the reasons for using NPs as adjuvants is the known fact that they are efficiently taken up by antigen-presenting cells. Thus, if an antigen is bound to NPs, it will be targetedly absorbed by macrophages, which will lead to an enhanced immune response.

Среди наночастиц наибольший интерес представляют адъюванты на основе тритерпеноидов бересты, в частности, наночастицы на основе природного пентациклического тритерпенового вещества - бетулина (бетуленол, бетулинол, лупендиол). Его применение (RU 232209), в отличие от известных адъювантов, обеспечивает наряду с адъювантными свойствами широкий спектр биологической активности, в частности противобактериальное, противогрибковое, противовирусное действия, гепатопротективное, противовоспалительное, противораковое, противоаллергическое, мембранстабилизирующее, иммуномодулирующее, антиоксидантное действие. При создании таких адъювантов, имеются трудности, связанные с крайне низкой растворимостью в воде тритерпеноидов. Так, растворимость бетулина, как было определено, составляет менее 1 мкг/мл. Поэтому создание водорастворимой формы весьма актуально, так как должно привести к увеличению концентрации частиц и повышению эффективности адъюванта. Поиск таких форм привел к созданию сферических аморфных наночастиц на основе бересты.Among nanoparticles, the most interesting are adjuvants based on birch bark triterpenoids, in particular, nanoparticles based on the natural pentacyclic triterpene substance - betulin (betulenol, betulinol, lupendiol). Its use (RU 232209), unlike known adjuvants, provides, along with adjuvant properties, a wide range of biological activity, in particular antibacterial, antifungal, antiviral, hepatoprotective, anti-inflammatory, anticancer, antiallergic, membrane-stabilizing, immunomodulatory, antioxidant effects. When creating such adjuvants, there are difficulties associated with the extremely low solubility of triterpenoids in water. Thus, the solubility of betulin has been determined to be less than 1 μg/ml. Therefore, the creation of a water-soluble form is very important, as it should lead to an increase in the concentration of particles and an increase in the effectiveness of the adjuvant. The search for such forms led to the creation of spherical amorphous nanoparticles based on birch bark.

Патент - бетулин. Задача, решаемая изобретением RU 2545714 С, заключается в повышении качества бетулина-адъюванта, позволяющая получать его в соответствии с требованиями, предъявляемыми к препаратам, вводимым парентерально: стерильность, апирогенность, атоксичность, а также легкости масштабирования и стабильности при хранении.Patent - betulin. The problem solved by the invention RU 2545714 C is to improve the quality of betulin adjuvant, making it possible to obtain it in accordance with the requirements for drugs administered parenterally: sterility, non-pyrogenicity, atoxicity, as well as ease of scaling and storage stability.

Технический результат достигнут тем, что в способе получения адъюванта включающем растворение смеси тритерпеноидов бересты в тетрагидрофуране, добавление криопротектора и лиофилизацию, согласно изобретению получают смесь в тритерпеноидов бересты в тетрагидрофуране с концентрацией 5-10 г/л, с последующим растворением олеиновой кислоты в количестве 5-10% от массы тритерпеноидов бересты, проводят стерилизующую фильтрацию смеси, добавляют 25 кратный избыток 0,01 М трис буфера рН=9,0±0,2 для формирования сферических аморфных наночастиц и перемешивают, проводят ультразвуковую обработку в течение 5-10 минут, удаляют органический растворитель с помощью ультрафильтрации при скорости 1,0-1,2 л/минуту, при давлении 0,6-0,8 атм и предпочтительно на мембранах с порогом исключения 300 КДА, замораживают полученную концентрированную смесь с содержанием смеси терпеноидов 1 мг/мл при добавлении криопротектора ниже температуры (-350)°С, выдерживают при этой температуре 4-6 часов и лиофилизируют. В качестве криопротектора могут быть использованы: сахароза, маннит, мальтоза, трегалоза, манноза, сорбит и т.п. Предпочтительно в способе при лиофилизации используют сахарозу как наиболее дешевый углевод.The technical result is achieved by the fact that in the method for producing an adjuvant including dissolving a mixture of birch bark triterpenoids in tetrahydrofuran, adding a cryoprotectant and lyophilization, according to the invention, a mixture of birch bark triterpenoids in tetrahydrofuran with a concentration of 5-10 g/l is obtained, followed by dissolving oleic acid in an amount of 5-10 g/l. 10% by weight of birch bark triterpenoids, carry out sterilizing filtration of the mixture, add a 25-fold excess of 0.01 M Tris buffer pH = 9.0 ± 0.2 to form spherical amorphous nanoparticles and mix, carry out ultrasonic treatment for 5-10 minutes, remove organic solvent using ultrafiltration at a rate of 1.0-1.2 l/minute, at a pressure of 0.6-0.8 atm and preferably on membranes with an exclusion threshold of 300 KDA, freeze the resulting concentrated mixture containing a mixture of terpenoids 1 mg/ml when adding a cryoprotector below a temperature of (-350) ° C, maintain at this temperature for 4-6 hours and lyophilize. The following can be used as a cryoprotectant: sucrose, mannitol, maltose, trehalose, mannose, sorbitol, etc. Preferably, the lyophilization method uses sucrose as the cheapest carbohydrate.

Одно из преимуществ данного адъюванта заключается в наличии в его составе олеиновой кислоты в количестве 5-10% от массы тритерпеноидов бересты, которая обеспечивает стабильность при хранении. Введение стадии стерилизующей фильтрации обеспечило получение адъюванта стерильным и апирогенным, а использование ультрафильтрационной очистки способствовало исключению токсичности и удаление тетрагидрофурана. Включение стадии обработки ультразвуком позволило в большей степени стабилизировать адъювант. Совокупность отличительных признаков обеспечивает легкость масштабирования технологического процесса от лабораторного до промышленного.One of the advantages of this adjuvant is the presence of oleic acid in its composition in an amount of 5-10% by weight of birch bark triterpenoids, which ensures storage stability. The introduction of a sterilizing filtration step ensured that the adjuvant was sterile and pyrogen-free, and the use of ultrafiltration purification helped eliminate toxicity and remove tetrahydrofuran. The inclusion of an ultrasonication step allowed for greater stabilization of the adjuvant. The combination of distinctive features ensures easy scaling of the technological process from laboratory to industrial.

В настоящее время бетулин в виде сферических аморфных наночастиц предложено применять в составе моновакцин против гепатита В, дифтерии, вируса болезни Ньюкасла, а также в качестве адъюванта для четырехвалентных гриппозных вакцин (RU 2355423, RU 2546861, RU 2545714, RU 2740751). Применение его для поливакцин в доступной литературе не описано. Сферический наноадъювант на основе бетулина применяется и в настоящее время в рекомбинантной вакцине против коронавируса «Бетувакс КоВ-2» (RU 2749193 С1, RU 2021139955 А). Данная вакцина была разработана в условиях пандемии коронавируса SARS-CoV-2 и зарекомендовала себя как эффективная вакцина с пониженным содержанием рекомбинантного антигена, представляющего собой RBD участок S-белка вируса SARS-Cov-2.Currently, betulin in the form of spherical amorphous nanoparticles is proposed to be used as part of mono-vaccines against hepatitis B, diphtheria, Newcastle disease virus, and also as an adjuvant for quadrivalent influenza vaccines (RU 2355423, RU 2546861, RU 2545714, RU 2740751). Its use for polyvaccines is not described in the available literature. A spherical nanoadjuvant based on betulin is currently used in the recombinant coronavirus vaccine Betuvax CoV-2 (RU 2749193 C1, RU 2021139955 A). This vaccine was developed during the SARS-CoV-2 coronavirus pandemic and has proven itself to be an effective vaccine with a reduced content of the recombinant antigen, which is the RBD region of the S protein of the SARS-Cov-2 virus.

Список рисунков:List of drawings:

Фиг 1. Схема S-белка SARS-CoV-2 и рекомбинантного белка на основе RBD-SD1-Fc. а) схема S-белка на поверхности SARS-CoV-2, б) схема структуры рекомбинантного RBD-SD1-Fc антигена, в) схема S-белка SARS-CoV-2, с указанной RBD-SD1 частью, взятой за основу рекомбинантных белков.Figure 1. Scheme of SARS-CoV-2 S protein and recombinant protein based on RBD-SD1-Fc. a) diagram of the S-protein on the surface of SARS-CoV-2, b) diagram of the structure of the recombinant RBD-SD1-Fc antigen, c) diagram of the S-protein of SARS-CoV-2, with the indicated RBD-SD1 part taken as the basis for recombinant proteins .

Фиг. 2. Карта плазмиды P-Pharma-RBD-Fc.Fig. 2. Map of the P-Pharma-RBD-Fc plasmid.

Задачей настоящего изобретения является расширение номенклатуры используемых вакцин против респираторных инфекций, с помощью объединенной вакцины, содержащей антигены и вирусов гриппа и вируса SARS-CoV-2 и новый корпускулярный адъювант на основе тритерпеноидов бересты. Такая комбинированная вакцина представляется стратегически важным аспектом защиты населения Российской Федерации от тяжелых социальных и экономических последствий пандемии, которые возможно эффективно контролировать лишь с помощью вакцинопрофилактики. Технический результат достигается за счет способа получения вариантов антигенов вируса гриппа подтипов A (H1N1), A (H3N2), B/Yamagata lineage, B/Victoria lineage и вариантов антигенов-рекомбинантных белков на основе участка S-белка SARS-CoV-2, включающего RBD и SD1, слитого с Fc фрагментом IgG, с последующим добавлением адъюванта в форме сферических аморфных наночастиц к каждому антигену и их объединением в пентавалентную вакцину.The objective of the present invention is to expand the range of used vaccines against respiratory infections, using a combined vaccine containing antigens of both influenza viruses and the SARS-CoV-2 virus and a new corpuscular adjuvant based on birch bark triterpenoids. Such a combined vaccine seems to be a strategically important aspect of protecting the population of the Russian Federation from the severe social and economic consequences of the pandemic, which can only be effectively controlled through vaccination. The technical result is achieved through a method for obtaining variants of influenza virus antigens of subtypes A (H1N1), A (H3N2), B/Yamagata lineage, B/Victoria lineage and variants of recombinant protein antigens based on a section of the SARS-CoV-2 S protein, including RBD and SD1 fused to the Fc fragment of IgG, followed by the addition of an adjuvant in the form of spherical amorphous nanoparticles to each antigen and their combination into a pentavalent vaccine.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

Технология получения вакцины включает раздельное культивирование вирусов гриппа подтипов A (H1N1), A (H3N2), B/Yamagata lineage, B/Victoria lineage в развивающихся куриных эмбрионах с последующим отделением вируссодержащей аллантоисной жидкости, концентрирование, очистку, инактивацию и расщепление вируса, его последующее центрифугирование, ультрафильтрацию и получение моновалентов для каждого штамма, а также культивирование линии клеток, продуцирующих RBD-Fc рекомбинантного белка вируса SARS-CoV-2 (антигена) с отбором и осветлением культуральной жидкости, содержащей антиген, последующей хроматографической очисткой антигена и получением моновалента. Добавление адъюванта к каждому типу вируса осуществляют раздельно - в каждый из монопрепаратов вводят в качестве адъюванта бетулин при соотношении антиген-адъювант от 1:1,25 до 1:12,5, после чего осуществляют сведение моновакцин в комбинированную вакцину при тщательном перемешивании.The vaccine production technology includes separate cultivation of influenza viruses of subtypes A (H1N1), A (H3N2), B/Yamagata lineage, B/Victoria lineage in developing chicken embryos with subsequent separation of virus-containing allantoic fluid, concentration, purification, inactivation and cleavage of the virus, its subsequent centrifugation, ultrafiltration and obtaining monovalents for each strain, as well as cultivating a cell line producing RBD-Fc of the recombinant protein of the SARS-CoV-2 virus (antigen) with selection and clarification of the culture liquid containing the antigen, subsequent chromatographic purification of the antigen and obtaining a monovalent. The addition of an adjuvant to each type of virus is carried out separately - betulin is introduced into each of the monopreparations as an adjuvant at an antigen-adjuvant ratio of 1:1.25 to 1:12.5, after which the monovaccines are combined into a combined vaccine with thorough mixing.

Введение бетулина в концентрации менее 1:1,25 не позволяет добиться необходимого уровня иммунного ответа, а его использование в концентрации более 1:12,5 не приводит к повышению иммуногенности вакцины и ведет к снижению концентрации активного начала, что экономически нецелесообразно.The introduction of betulin in a concentration of less than 1:1.25 does not allow achieving the required level of immune response, and its use in a concentration of more than 1:12.5 does not increase the immunogenicity of the vaccine and leads to a decrease in the concentration of the active principle, which is not economically feasible.

Описание изобретения. Для получения пентавалентной субъединичной вакцины против респираторных инфекций, содержащей корпускулярный адъювант на основе природного бетулина, использовались антигены два штамма вируса SARS-CoV-2 и штаммы вируса гриппа типа A (H1N1), А (Н3Н2), В1 и В2.Description of the invention. To obtain a pentavalent subunit vaccine against respiratory infections containing a corpuscular adjuvant based on natural betulin, antigens from two strains of the SARS-CoV-2 virus and strains of influenza virus type A (H1N1), A (H3H2), B1 and B2 were used.

Получение адъюванта на основе сферических аморфных наночастиц. Адъювант получали по технологии, представленной в патентах RU 2545714 С1 и RU 2749193 С1. Коротко, в емкость со стерильным буферным раствором подавали стерильный раствор бетулина в тетрагидрофуране с включенным ультразвуком при 35 КГц в течение 10 минут. После подачи и перемешивания раствора бетулина, полученную суспензию подвергали ультрафильтрации для удаления тетрагидрофурана, а по завершению ультрафильтрации суспензию обрабатывали ультразвуком при 35 кГц в течение 3 минут.Preparation of an adjuvant based on spherical amorphous nanoparticles. The adjuvant was obtained using the technology presented in patents RU 2545714 C1 and RU 2749193 C1. Briefly, a sterile solution of betulin in tetrahydrofuran was supplied to a container with a sterile buffer solution with ultrasound turned on at 35 KHz for 10 minutes. After feeding and mixing the betulin solution, the resulting suspension was subjected to ultrafiltration to remove tetrahydrofuran, and upon completion of ultrafiltration, the suspension was treated with ultrasound at 35 kHz for 3 minutes.

Способ получения антигенов вируса гриппа. Куриные эмбрионы 10-12-суточного возраста заражали вирусом гриппа в аллантоисную полость. Зараженные эмбрионы помещали в термальную комнату при температуре 32-35°С и влажности (60±10) %. Для штаммов гриппа типа А продолжительность инкубации составляла 48 ч, для штаммов вируса типа В - 72 ч. По окончании инкубации эмбрионы проверяли с помощью овоскопа. Жизнеспособные эмбрионы помещали в холодильную камеру при температуре (4±2)°С на (18±2) ч для охлаждения. Сбор вируссодержащей аллантоисной жидкости (ВАЖ) осуществляли методом слива в бутыль. В бутыли, содержащие 5-6 л вируссодержащей аллантоисной жидкости, добавляли равное количество фосфатного буферного раствора, перемешивали в течение 10 мин на шейкере и проводили микрофильтрацию через каскад фильтрующих элементов с размерами пор соответственно: 2,3-2,6-1,2-0,8-0,44 мкм. В содержимое бутыли (фильтрат) добавляли раствор бета-пропиолактона до конечной концентрации 0,1%, тщательно перемешивали и оставляли в холодильной камере на шейкере на 17-18 часов.Method for obtaining influenza virus antigens. Chicken embryos 10-12 days old were infected with influenza virus into the allantoic cavity. Infected embryos were placed in a thermal room at a temperature of 32-35°C and humidity (60±10)%. For type A influenza strains, the duration of incubation was 48 hours, for type B virus strains - 72 hours. At the end of incubation, the embryos were checked using an ovoscope. Viable embryos were placed in a refrigerator at a temperature of (4±2)°C for (18±2) hours for cooling. Collection of virus-containing allantoic fluid (VAF) was carried out by pouring into a bottle. An equal amount of phosphate buffer solution was added to bottles containing 5-6 liters of virus-containing allantoic fluid, mixed for 10 minutes on a shaker, and microfiltration was carried out through a cascade of filter elements with pore sizes, respectively: 2.3-2.6-1.2- 0.8-0.44 microns. A beta-propiolactone solution was added to the contents of the bottle (filtrate) to a final concentration of 0.1%, mixed thoroughly and left in the refrigerator on a shaker for 17-18 hours.

Далее проводили концентрирование и частичную очистку инактивированной ВАЖ: ультрафильтрацию проводили на установке для ультрафильтрации в тангенциальном потоке с 4 кассетными модулями с номинальной отсекающей молекулярной массой 300 кДа. Полученный концентрат ВАЖ промывали 3-4 объемами фосфатного буферного раствора и дополнительно очищали ультрацентрифугированием в градиенте плотности при помощи двух растворов сахарозы 50% и 20% при скорости вращения ротора 30000 об/мин. Содержимое ротора раскапывали по фракциям объемом 20 мл после чего титровали в РГА для определения пика вируса и собирали в единый объем с максимальным содержанием гемагглютинина. Для очистки ультрацентифугата концентрата использовали гель-хроматографию на полимерном носителе. Объем носителя для хроматографии определяли из расчета 5 объемов носителя к одному объему пробы. Колонку уравновешивали трис-буфером, наносили концентрат с сахарозой на колонку через насос, затем элюировали трис-буфером. Сбор целевого элюата осуществляли по оптической плотности при длине волны 280 нм.Next, concentration and partial purification of the inactivated IMPORTANT were carried out: ultrafiltration was carried out on a tangential flow ultrafiltration unit with 4 cassette modules with a nominal cut-off molecular weight of 300 kDa. The resulting IMPORTANT concentrate was washed with 3-4 volumes of phosphate buffer solution and further purified by ultracentrifugation in a density gradient using two sucrose solutions of 50% and 20% at a rotor speed of 30,000 rpm. The contents of the rotor were dispensed into fractions of 20 ml, after which they were titrated in RGA to determine the peak of the virus and collected into a single volume with the maximum hemagglutinin content. To purify the ultracentifugate concentrate, gel chromatography on a polymer carrier was used. The volume of carrier for chromatography was determined at the rate of 5 volumes of carrier to one volume of sample. The column was equilibrated with Tris buffer, the sucrose concentrate was applied to the column through a pump, and then eluted with Tris buffer. The target eluate was collected by optical density at a wavelength of 280 nm.

Для инактивации вируса использовали установку, содержащую источник ультрафиолетовых лучей с силой потока ультрафиолетового облучения не менее 90 люменов. Для разрушения инактивированного вирусного концентрата использовали октилглюкозид (Octil-D-Glucopyranoside) в массовом соотношении детергента к суммарному белку 10:1 Инкубацию проводили в течение 1 часа в холодильной камере при температуре от 5±3°С. Далее проводили концентрирование расщепленного вирусного препарата на установке ультрафильтрации с 2 кассетными модулями с диаметром пор 10 кДа.To inactivate the virus, a device containing a source of ultraviolet rays with an ultraviolet irradiation flux of at least 90 lumens was used. To destroy the inactivated viral concentrate, octyl-D-Glucopyranoside was used in a mass ratio of detergent to total protein of 10:1. Incubation was carried out for 1 hour in a refrigerator at a temperature of 5±3°C. Next, the split viral preparation was concentrated in an ultrafiltration unit with 2 cassette modules with a pore diameter of 10 kDa.

Сконцентрированный расщепленный препарат далее очищали от детергента методом гельфильтрации на хроматографическом носителе на основе агарозы с пределом эксклюзии 150 кД. Собирали элюат в стерильную емкость. Для отделения липопротеинов использовали ультрацентрифугирование при ускорении 90000 g в течение 2 часов при температуре от 2 до 8°С. Центрифугат передавали на стерилизующую фильтрацию через набор фильтров с диаметром пор 0,45 и 0,22 мкм.The concentrated digest was further purified from detergent by gel filtration on an agarose-based chromatographic support with an exclusion limit of 150 kDa. The eluate was collected in a sterile container. To separate lipoproteins, ultracentrifugation was used at 90,000 g for 2 hours at a temperature of 2 to 8°C. The centrifugate was transferred to sterilizing filtration through a set of filters with pore diameters of 0.45 and 0.22 μm.

Антигены вируса гриппа и адъювант. Полученные полуфабрикаты (моновалентные субстанции) контролировали по следующим показателям: стерильность, остаточное содержание детергента, специфическая активность по ОРИД (содержание гемагглютинина), гемагглютинирующая активность, специфическая безопасность, подлинность, белок по методу Лоури с осаждением. После проведения контроля, в бутыль-приемник добавляли предварительно приготовленный корпускулярный адъювант на основе природного бетулина в массовом соотношении гемагглютинина моновалента и адъюванта 1:5 в фосфатном буферном растворе рН 7,5. Бутыль тщательно перемешивали и помещали в шейкере в холодильник на 3 часа. Затем бутыли с моновалентной субстанцией и адъювантом хранили в холодильной камере при температуре 4±2°С. Конечная концентрация НА составила 25 мкг/мл, а концентрации адъюванта 400 мкг/мл в фосфатном буферном растворе рН 7,5.Influenza virus antigens and adjuvant. The resulting semi-finished products (monovalent substances) were controlled according to the following indicators: sterility, residual detergent content, specific activity according to ARID (hemagglutinin content), hemagglutinating activity, specific safety, authenticity, protein according to the Lowry method with precipitation. After the control, a pre-prepared corpuscular adjuvant based on natural betulin was added to the receiver bottle in a mass ratio of monovalent hemagglutinin and adjuvant of 1:5 in a phosphate buffer solution pH 7.5. The bottle was thoroughly mixed and placed in a shaker in the refrigerator for 3 hours. Then the bottles with monovalent substance and adjuvant were stored in a refrigerator at a temperature of 4±2°C. The final concentration of NA was 25 μg/ml, and the adjuvant concentration was 400 μg/ml in phosphate buffer solution pH 7.5.

Способ получения рекомбинантных белков-антигенов на основе S-белка SARS-CoV-2. Согласно заявке RU 2021139955 А, на первом этапе работы был разработан дизайн рекомбинантного гена RBD-Fc для экспрессии и получения антигена-рекомбинантного белка вируса SARS-CoV-2. Был выбран участок S-белка штамма Wuhan-Hu-1 SARS-CoV-2 (далее по тексту: Wuhan), включающий RBD и SD1, слитый с Fc фрагментом IgG человека (фиг. 1). Участок S-белка (аминокислоты 302-638), включающий RBD и SD1 представлен на фиг. 1 как «RBD-SD1 антиген».Method for producing recombinant antigen proteins based on the SARS-CoV-2 S protein. According to application RU 2021139955 A, at the first stage of work, the design of the recombinant RBD-Fc gene was developed for the expression and production of the antigen-recombinant protein of the SARS-CoV-2 virus. A region of the S protein of the SARS-CoV-2 strain Wuhan-Hu-1 (hereinafter referred to as Wuhan), including RBD and SD1, fused with the Fc fragment of human IgG was selected (Fig. 1). The region of the S protein (amino acids 302-638) including RBD and SD1 is shown in Fig. 1 as "RBD-SD1 antigen".

Разработанная генная конструкция, содержащая последовательность RBD-Fc, была синтезирована в ЗАО «Евроген». Таким образом, была получена конструкция pAL-TA-RBD-Fc. Далее рекомбинантный ген RBD-Fc был амплифицирован в реакции ПЦР с использованием фланкирующих праймеров, фосфорилирован и клонирован в плазмидный вектор P-Pharma для экспрессии в клеточных линиях млекопитающих. Полученная плазмида была названа P-Pharma-RBD-Fc.The developed gene construct containing the RBD-Fc sequence was synthesized at Evrogen JSC. Thus, the pAL-TA-RBD-Fc construct was obtained. Next, the recombinant RBD-Fc gene was amplified in a PCR reaction using flanking primers, phosphorylated, and cloned into the P-Pharma plasmid vector for expression in mammalian cell lines. The resulting plasmid was named P-Pharma-RBD-Fc.

Генная конструкция P-Pharma-RBD-Fc получена на основе вектора pCBG99 (GenBank, AY258596). Вектора pCBG99 модифицировали следующим образом: промотор SV-40 заменяли гибридной промоторной конструкцией, содержащей энхансер hCMV MIE (pcDNA3.1-GFP, GenBank, МН325108) и промотор hEF-1 (pEXPR5, GenBank, M34017), сигнал полиаденилирования SV-40 был заменен сигналом bGH Poly(A) (pcDNA3.1-GFP, GenBank, МН325108). Кроме того, были добавлены область прикрепления матрикса (MAR) локуса гена бета-интерферона человека и домены белка терминального повтора вируса Эпштейна-Барр (EBVTR). Были добавлены промоторы эукариотических маркеров селекции - hPGK (GenBank, М34017) для устойчивости к зеоцину и mPGK (pHPmF1, GenBank, JN195815) для экспрессии мышиного DHFR (GenBank, ВС005796).The P-Pharma-RBD-Fc gene construct was derived from the pCBG99 vector (GenBank, AY258596). The pCBG99 vectors were modified as follows: the SV-40 promoter was replaced with a hybrid promoter construct containing the hCMV MIE enhancer (pcDNA3.1-GFP, GenBank, MH325108) and the hEF-1 promoter (pEXPR5, GenBank, M34017), the SV-40 polyadenylation signal was replaced bGH Poly(A) signal (pcDNA3.1-GFP, GenBank, MH325108). In addition, the matrix attachment region (MAR) of the human beta interferon gene locus and the Epstein-Barr virus terminal repeat (EBVTR) protein domains were added. Promoters of eukaryotic selection markers were added - hPGK (GenBank, M34017) for resistance to zeocin and mPGK (pHPmF1, GenBank, JN195815) for the expression of mouse DHFR (GenBank, BC005796).

Плазмиду расщепляли смесью рестрикционных ферментов HindIIIl/XbaI в буфере CutSmart (NEB), полученный продукт дефосфорилировали и затупляли с помощью CIP (NEB) и ДНК-полимеразы Phusion (NEB), соответственно. Последовательность RBD-Fc амплифицировали с фланкирующими праймерами, содержащими последовательность Козака и сигнал терминации транскрипции. Полученный продукт фосфорилировали PNK Т4 (NEB), лигировали в вектор и трансформировали в Е. coli 10 бета (NEB) и выделили при помощи коммерческого набора Plasmid Midiprep 2.0 (Евроген). Схема конструкции представлена на фиг. 2.The plasmid was digested with HindIIIl/XbaI restriction enzyme mixture in CutSmart buffer (NEB), and the resulting product was dephosphorylated and blunted with CIP (NEB) and Phusion DNA polymerase (NEB), respectively. The RBD-Fc sequence was amplified with flanking primers containing the Kozak sequence and a transcription termination signal. The resulting product was phosphorylated with PNK T4 (NEB), ligated into a vector and transformed into E. coli 10 beta (NEB) and isolated using the commercial Plasmid Midiprep 2.0 kit (Eurogen). The design diagram is shown in Fig. 2.

Для продукции RBD-Fc рекомбинантного белка были использованы клетки яичников китайского хомячка СНО-НР (ООО «Фармапарк», Россия). Способ получения RBD-Fc рекомбинантного белка включает следующие этапы:To produce RBD-Fc recombinant protein, Chinese hamster ovary cells CHO-HP (Pharmapark LLC, Russia) were used. The method for producing RBD-Fc recombinant protein includes the following steps:

1) культивирование штамма, продуцирующего рекомбинантный белок,1) cultivation of a strain producing a recombinant protein,

2) отбор и осветляющая фильтрация культуральной жидкости,2) selection and clarification filtration of the culture fluid,

3) хроматографическая очистка рекомбинантного белка,3) chromatographic purification of the recombinant protein,

4) подтверждение подлинности полученного рекомбинантного белка.4) confirmation of the authenticity of the resulting recombinant protein.

RBD-Fc рекомбинантный белок получали по технологии согласно заявке RU 2021139955 А. Коротко, клетки CHO-S культивировали в шейкер-инкубаторе при 5% содержания CO2, 80%-ной влажности и скорости качания 120 об/мин в питательной среде HyClone HyCell TransFx-C transfection media (GE Healthcare, США) с добавлением 8 мМ глутамина (ПанЭко, Россия), до достижения плотности 2*106 кл/мл 1 литр суспензии. Полученную суспензию трансфицировали плазмидными векторами при помощи 1 мг/мл реагента Polyethylenimine (Polyscience, США), согласно инструкции производителя.RBD-Fc recombinant protein was obtained using technology according to application RU 2021139955 A. Briefly, CHO-S cells were cultured in a shaker-incubator at 5% CO2, 80% humidity and a shaking speed of 120 rpm in the HyClone HyCell TransFx- nutrient medium. C transfection media (GE Healthcare, USA) with the addition of 8 mM glutamine (PanEco, Russia), to achieve a density of 2*106 cells/ml 1 liter of suspension. The resulting suspension was transfected with plasmid vectors using 1 mg/ml Polyethylenimine reagent (Polyscience, USA), according to the manufacturer's instructions.

В клетках СНО в режиме транзиентной экспрессии осуществлен биосинтез RBD-Fc рекомбинантного белка. Затем в течение 2 недель проводили селекцию трансфицированных клеток на антибиотике гигромицин Б. Данный антибиотик был выбран, поскольку плазмидные векторы содержат ген устойчивости к антибиотику Hygromycin В. Продукция указанного белка составляла от 5 мг/л до 10 мг/л.In CHO cells, the RBD-Fc recombinant protein was biosynthesized in a transient expression mode. Then, transfected cells were selected for 2 weeks on the antibiotic hygromycin B. This antibiotic was chosen because the plasmid vectors contain the resistance gene to the antibiotic Hygromycin B. The production of this protein ranged from 5 mg/l to 10 mg/l.

Выделение RBD-Fc рекомбинантного белка осуществляли из культуральной жидкости, по окончанию культивирования клеток СНО. Клетки осаждали центрифугированием в течение 5 мин при 1000 об/мин, супернатант переносили в чистые пробирки и осаждали центрифугированием в течение 30 мин при 4000 об/мин. Супернатант снова переносили в чистые пробирки, добавляли 1/10 объема 10-кратного буфера Трис-HCl (20 мМ Трис-HCl, 150 мМ NaCl рН 7,2 1× буфер) и наносили на предварительно уравновешенную 1 мл колонку с носителем HiTrap MabSelect SuRe (Cytiva, США). Выделение белковых препаратов осуществляли на хроматографе Acta Pure (GE Healthcare, США) при скорости потока жидкости 2-4 мл/мин и давлении не более 0,5 Мпа. После нанесения колонку промывали 10 объемами колонки буфера Трис-HCl. Рекомбинантный белок элюировали цитратным буфером (20 мМ лимонная кислота-NaOH, 200 мМ NaCl, рН 3,0), детекцию белков осуществляли в режиме реального времени по оптическому поглощению при 280 нм. Фракцию, содержащую искомый продукт, нейтрализовали добавлением 1/10 от объема фракции буфера для нейтрализации (1M Tris-HCl рН 8,0). Элюат диализовали против двух смен фосфатного буфера (10 mM NaH2PO4, 1.7 mM K2HPO4, 137 mM NaCl, KCl 2.7 mM рН=7,4), проводили стерилизующую фильтрацию и помещали на хранение при +4°С.Isolation of RBD-Fc recombinant protein was carried out from the culture liquid at the end of the cultivation of CHO cells. Cells were pelleted by centrifugation for 5 min at 1000 rpm, the supernatant was transferred to clean tubes and pelleted by centrifugation for 30 min at 4000 rpm. The supernatant was again transferred to clean tubes, 1/10 volume of 10× Tris-HCl buffer (20 mM Tris-HCl, 150 mM NaCl pH 7.2 1× buffer) was added and applied to a pre-equilibrated 1 ml column with HiTrap MabSelect SuRe carrier (Cytiva, USA). Isolation of protein preparations was carried out on an Acta Pure chromatograph (GE Healthcare, USA) at a liquid flow rate of 2-4 ml/min and a pressure of no more than 0.5 MPa. After application, the column was washed with 10 column volumes of Tris-HCl buffer. The recombinant protein was eluted with citrate buffer (20 mM citric acid-NaOH, 200 mM NaCl, pH 3.0), and detection of proteins was carried out in real time by optical absorption at 280 nm. The fraction containing the desired product was neutralized by adding 1/10 of the volume of the fraction of neutralization buffer (1M Tris-HCl pH 8.0). The eluate was dialyzed against two changes of phosphate buffer (10 mM NaH2PO4, 1.7 mM K2HPO4, 137 mM NaCl, KCl 2.7 mM pH = 7.4), sterilizing filtration was performed and stored at +4°C.

Полученный в соответствии с перечисленными этапами стерильный рекомбинантный белок RBD-Fc, растворенный в Трис-HCl буферном растворе, далее добавляли в емкость с предварительно приготовленным стерильным адъювантом в 0,05М буферном растворе Трис-HCl с добавлением 0,15М NaCl (рН 7,5) тщательно перемешивали в течение двух часов при +4°С. Полуфабрикат RBD-Fc, прошедший все контроли, доводят до концентрации белка 100 мкг/мл и концентрации адъюванта 400 мкг/мл в фосфатном буферном растворе рН 7,5. Емкость помещали в шейкере в холодильник на 3 часа. Затем бутыли с рекомбинантным белком и адъювантом хранили в холодильной камере при температуре от 2 до 8°С Полученный вакцинный балк после проведения контролей разливали во флаконы по 0,5 мл и применяли в качестве кандидатной вакцины для проведения доклинических и клинических исследований.The sterile recombinant RBD-Fc protein obtained in accordance with the above steps, dissolved in a Tris-HCl buffer solution, was then added to a container with a previously prepared sterile adjuvant in a 0.05 M Tris-HCl buffer solution with the addition of 0.15 M NaCl (pH 7.5 ) was thoroughly mixed for two hours at +4°C. The RBD-Fc semi-finished product, which has passed all controls, is adjusted to a protein concentration of 100 μg/ml and an adjuvant concentration of 400 μg/ml in a phosphate buffer solution pH 7.5. The container was placed in a shaker in the refrigerator for 3 hours. Then the bottles with the recombinant protein and adjuvant were stored in a refrigerator at a temperature of 2 to 8°C. The resulting vaccine bulk, after carrying out controls, was poured into 0.5 ml bottles and used as a candidate vaccine for preclinical and clinical studies.

Объединение. После перемешивания на шейкере в течение 0,5 часа в холодильной камере при +4°С моновалентные полуфабрикаты объединяют в стерильной бутыли добавляя равные части полуфабрикатов (1:1:1:1:1). Полученный объединенный балк помещают в холодильную камеру на +4°С и перемешивают на шейкере 2 часа. Затем хранят при той же температуре. Полученный полуфабрикат вакцины с адъювантом контролируют по следующим показателям: стерильность, содержание адъюванта, специфическая безопасность, подлинность, белок по методу Лоури (Лоури-М) с осаждением. В сведенном препарате содержание каждого из антигенов должно быть следующим: H1N1: 5±1,4 мкг/мл, H3N2: 5±1,4 мкг/мл, В1: 5±1,4 мкг/мл, В2: 5±1,4 мкг/мл, RBD-Fc: 18±2 мкг/мл. По мере надобности подсоединяют к разливочной машине и, с помощью дозирующего устройства проводят розлив во флаконы, шприцы или ампулы.An association. After stirring on a shaker for 0.5 hours in a refrigerator at +4°C, the monovalent semi-finished products are combined in a sterile bottle by adding equal parts of the semi-finished products (1:1:1:1:1). The resulting combined beam is placed in a refrigerator at +4°C and mixed on a shaker for 2 hours. Then stored at the same temperature. The resulting semi-finished vaccine with adjuvant is controlled according to the following indicators: sterility, adjuvant content, specific safety, authenticity, protein using the Lowry method (Lowry-M) with precipitation. In the combined preparation, the content of each antigen should be as follows: H1N1: 5±1.4 μg/ml, H3N2: 5±1.4 μg/ml, B1: 5±1.4 μg/ml, B2: 5±1, 4 µg/ml, RBD-Fc: 18±2 µg/ml. If necessary, connect to a filling machine and, using a dosing device, fill into vials, syringes or ampoules.

Таким образом, разработка отечественного безопасного и эффективного препарата - вакцины против коронавирусной инфекции, содержащей корпускулярный адъювант, была осуществлена с применением адъюванта на основе бетулина. Также, каждая из созданных вакцин позволяла контролировать раздельно профилактику гриппа или новой коронавирусной инфекции.Thus, the development of a domestic safe and effective drug, a vaccine against coronavirus infection containing a corpuscular adjuvant, was carried out using a betulin-based adjuvant. Also, each of the created vaccines made it possible to control separately the prevention of influenza or a new coronavirus infection.

Сущность изобретения иллюстрируются следующими примерами:The essence of the invention is illustrated by the following examples:

Пример 1. Вакцину получали по вышеописанной технологии при массовом соотношении антигенов (RBD-Fc рекомбинантного белка и гемагглютининов) и адъюванта 1:1,25.Example 1. The vaccine was prepared using the technology described above with a mass ratio of antigens (RBD-Fc recombinant protein and hemagglutinins) and adjuvant of 1:1.25.

Пример 2. Вакцину получали по вышеописанной технологии при массовом соотношении антигенов (RBD-Fc рекомбинантного белка и гемагглютининов) и адъюванта 1:12,5.Example 2. The vaccine was produced according to the technology described above with a mass ratio of antigens (RBD-Fc recombinant protein and hemagglutinins) and adjuvant of 1:12.5.

Пример 3. Вакцину получали по вышеописанной технологии при массовом соотношении антигенов (RBD-Fc рекомбинантного белка и гемагглютининов) и адъюванта 1:5, причем адъювант вводили после смешения моновалентов.Example 3. The vaccine was prepared according to the technology described above with a mass ratio of antigens (RBD-Fc recombinant protein and hemagglutinins) and adjuvant of 1:5, and the adjuvant was introduced after mixing the monovalents.

Исследование иммуногенности. В исследовании иммуногенности вакцинных препаратов были использованы беспородные мыши, самки («Рапполово», Ленинградская область). Животных содержали в стандартных условиях (18-22°С. относительная влажность воздуха 50-70%, 12 ч темноты/12 ч света), в соответствии с Директивой 2010/63/EU Европейского парламента и совета Европейского Союза от 22 сентября 2010 г. по охране животных, используемых в научных целях и в соответствии с санитарно-эпидемиологическими правилами СП 2.2.1.3218-14 "Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев)" (утв. постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 29 августа 2014 г. №51). Использовали гранулированный полнорационный экструдированный корм для мышей, крыс, хомяков (ООО «Лабораторкорм», Москва) ad libitum. Все препараты (таблица 1) до использования хранились в холодильной камере (5±3°С), в темноте.Immunogenicity study. In the study of the immunogenicity of vaccine preparations, outbred female mice were used (Rappolovo, Leningrad Region). The animals were kept under standard conditions (18-22°C, relative air humidity 50-70%, 12 hours dark/12 hours light), in accordance with Directive 2010/63/EU of the European Parliament and Council of the European Union of September 22, 2010. for the protection of animals used for scientific purposes and in accordance with sanitary and epidemiological rules SP 2.2.1.3218-14 “Sanitary and epidemiological requirements for the design, equipment and maintenance of experimental biological clinics (vivariums)” (approved by the resolution of the Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation dated August 29, 2014 No. 51). We used granulated complete extruded food for mice, rats, and hamsters (Laboratorkorm LLC, Moscow) ad libitum. All drugs (Table 1) were stored in a refrigerator (5±3°C) in the dark before use.

Иммунизацию животных осуществляли внутрибрюшинно в объеме 125-250 мкл/животное. Забор сывороток проводили в сроки, указанные в дизайне исследования (таблица 2). Кровь получали из нижнечелюстной вены, после чего образцы крови отстаивали при комнатной температуре в течение 2-х часов, после чего центрифугировали 10 мин при 5000 об/мин и отбирали образовавшуюся цельную сыворотку. До момента использования сыворотки хранили при температуре - 20°С.Immunization of animals was carried out intraperitoneally in a volume of 125-250 μl/animal. Sera were collected within the time periods specified in the study design (Table 2). Blood was obtained from the mandibular vein, after which the blood samples were left at room temperature for 2 hours, after which they were centrifuged for 10 minutes at 5000 rpm and the resulting whole serum was collected. Until use, the serum was stored at -20°C.

Для постановки реакции торможения гемаггютинации (РТГА) сыворотки мышей были обработаны RDE согласно инструкции производителя (RDE, Receptor destroying enzyme, Denka Seiken, Japan). Для удаления неспецифических агглютининов сыворотки были дополнительно обработаны равным объемом 10% куриных эритроцитов. Затем были приготовлены серии двукратных разведений в 96-луночньгх панелях для серологических реакций («Медполимер») в 25 мкл раствора NaCl 0,9%. Затем к разведениям сывороток было добавлено 25 мкл антигена, содержащего 4 ГАЕ (гемагглютинирующие единицы). В качестве антигенов были использованы диагностикумы гриппозные для постановки реакции торможения гемагглютинации (ООО «ППДП», Санкт-Петербург), содержащие штаммы вируса гриппа: A/Victoria/2570/19 (H1N1pdm09), A/Cambodia/e0826360/20 (H3N2), В/Вашингтон/02/19 (линия B/Victoria/2/87), В/Пхукет/3073/2013 (линия B/Yamagata/16/88). Сыворотки с антигеном были проинкубированы в течение часа при комнатной температуре, после чего во все лунки было добавлено 50 мкл 0.5% куриных эритроцитов, растворенных в NaCl 0,9%. Максимальное разведение сыворотки, которое полностью ингибировало гемагглютинацию куриных эритроцитов, принималось за титр сыворотки. РТГА титром являлось значение обратное разведению сыворотки в последней лунки с отсутствием гемагглютинации.To perform the hemagggutination inhibition test (HIT), mouse sera were treated with RDE according to the manufacturer's instructions (RDE, Receptor destroying enzyme, Denka Seiken, Japan). To remove nonspecific agglutinins, the sera were additionally treated with an equal volume of 10% chicken erythrocytes. Then a series of two-fold dilutions were prepared in 96-well panels for serological reactions (Medpolymer) in 25 μl of 0.9% NaCl solution. Then 25 μl of antigen containing 4 HAU (hemagglutinating units) was added to the serum dilutions. Influenza diagnosticums were used as antigens for staging the hemagglutination inhibition reaction (PPDP LLC, St. Petersburg), containing influenza virus strains: A/Victoria/2570/19 (H1N1pdm09), A/Cambodia/e0826360/20 (H3N2), B/Washington/02/19 (line B/Victoria/2/87), B/Phuket/3073/2013 (line B/Yamagata/16/88). The antigen-containing sera were incubated for an hour at room temperature, after which 50 μl of 0.5% chicken erythrocytes dissolved in 0.9% NaCl was added to all wells. The maximum dilution of serum that completely inhibited hemagglutination of chicken erythrocytes was taken as the serum titer. The RTGA titer was the reciprocal value of the serum dilution in the last well with the absence of hemagglutination.

Двукратная иммунизация беспородных мышей привела к достоверному увеличению титров специфических антител ко всем четырем гриппозным монокомпонентам вакцинных препаратов. Для гриппозных монокомпонентов H1N1pdm09 и H3N2 в случае использования пентавалентной вакцины наблюдалось достоверно более высокое значение среднегеометрических титров по сравнению с использованием тетравалентной вакцины ТетраФлюБет (р<0,05). Двукратная иммунизация вакцинными препаратами в использованной дозировке приводила к выраженному формированию вируснейтрализующих антител.Double immunization of outbred mice led to a significant increase in titers of specific antibodies to all four influenza monocomponents of vaccine preparations. For influenza monocomponents H1N1pdm09 and H3N2, in the case of using the pentavalent vaccine, a significantly higher value of geometric mean titers was observed compared with the use of the tetravalent vaccine TetraFluBet (p <0.05). Double immunization with vaccine preparations at the dosage used led to the pronounced formation of virus-neutralizing antibodies.

Реакция микронейтрализации. Для обнаружения нейтрализующих антител использовали реакцию микронейтрализации на основе TCID50 (Tissue Culture Infectious Dose). Сыворотки мышей прогревали 60 мин при 56°С, чтобы избежать связанного с комплементом снижения вирусной активности. Затем готовили серию двукратных разведений сыворотки на среде МЕМ+2% HI-FBS в объеме 60 мкл, начиная с 1:10 (в пересчете на цельную сыворотку). Каждое разведение сыворотки смешивали в равном объеме с живым вирусом SARS-CoV-2 (hCoV-19/St_Petersburg-3524V/2020 virus, GISAID EPI_ISL_415710, 60 мкл, содержащим 25 TCID50 / 50 мкл) и инкубировали 1 час при 37°С. Затем 100 мкл разведений переносили в 96- луночные планшеты с монослоем клеток Vero (АТСС CCL-81). Планшеты инкубировали при 37°С в атмосфере 5% СО2, в течение 4 суток, после чего проверяли на наличие ЦПД (цитопатического действия вируса). Нейтрализацию регистрировали, если 100% клеток в лунке сохранялись (без видимых бляшек или цитопатического эффекта). Нейтрализующий титр сыворотки выражали как значение, обратное самому высокому разведению сыворотки, в котором была показана нейтрализующая активность (Barchuk А, 2021). Все эксперименты проводились в лаборатории BSL3.Microneutralization reaction. A TCID50 (Tissue Culture Infectious Dose)-based microneutralization reaction was used to detect neutralizing antibodies. Mouse sera were heated for 60 min at 56°C to avoid complement-associated reduction in viral activity. Then a series of two-fold dilutions of the serum was prepared in MEM + 2% HI-FBS medium in a volume of 60 μl, starting from 1:10 (in terms of whole serum). Each serum dilution was mixed in an equal volume with live SARS-CoV-2 virus (hCoV-19/St_Petersburg-3524V/2020 virus, GISAID EPI_ISL_415710, 60 μl containing 25 TCID50 / 50 μl) and incubated for 1 hour at 37°C. 100 μl dilutions were then transferred into 96-well Vero cell monolayer plates (ATCC CCL-81). The plates were incubated at 37°C in an atmosphere of 5% CO2 for 4 days, after which they were checked for the presence of CPE (cytopathic effect of the virus). Neutralization was recorded if 100% of the cells in the well were retained (no visible plaque or cytopathic effect). The neutralizing serum titer was expressed as the reciprocal of the highest serum dilution at which neutralizing activity was shown (Barchuk A, 2021). All experiments were performed in the BSL3 laboratory.

Статистический анализ первичных данных проводили в GraphPad Prism v9. Для представления данных использовали следующие статистические показатели: среднее геометрическое, стандартное отклонение. Для определения значимости различий между групповыми средними использовали однофакторный дисперсионный анализ ANOVA для группового сравнения, затем критерий Даннета для апостериорных попарных сравнений групп. Групповой уровень значимости принимали равным α=0,05. Различия считали достоверными при р<α.Statistical analysis of primary data was carried out in GraphPad Prism v9. The following statistical indicators were used to present the data: geometric mean, standard deviation. To determine the significance of differences between group means, one-way ANOVA was used for group comparisons, followed by Dunnett's test for post hoc pairwise group comparisons. The group significance level was taken equal to α=0.05. Differences were considered significant at p<α.

Результаты реакции нейтрализации против коронавируса SARS-CoV-2 в сыворотках крови мышей после двукратной иммунизации показали, что в экспериментальных группах, привитых пентавалентной вакциной наблюдалась нейтрализация вируса, достоверно отличающаяся от группы, привитой тетравалентной гриппозной вакциной ТетраФлюБет и от контроля (плацебо). Результаты представлены в таблицах 3-7.The results of the neutralization reaction against the SARS-CoV-2 coronavirus in the blood sera of mice after double immunization showed that in the experimental groups vaccinated with the pentavalent vaccine, neutralization of the virus was observed, which was significantly different from the group vaccinated with the tetravalent influenza vaccine TetraFluBet and from the control (placebo). The results are presented in tables 3-7.

Claims (2)

1. Способ получения пентавалентной субъединичной вакцины против гриппа и SARS-CoV-2, относящихся к ОРВИ, включающий раздельное культивирование вирусов гриппа подтипов A (H1N1), A (H3N2), B/Yamagata lineage, B/Victoria lineage в развивающихся куриных эмбрионах с последующим отделением вируссодержащей аллантоисной жидкости, концентрирование, очистку, инактивацию и расщепление вируса, его последующее центрифугирование, ультрафильтрацию и получение моновалентов для каждого штамма, а также культивирование линии клеток, продуцирующей рекомбинантный белок вируса SARS-CoV-2 - RBD-Fc с отбором и осветлением культуральной жидкости, содержащей RBD-Fc, последующей хроматографической очисткой и получением моновалента, добавление адъюванта к каждому моноваленту осуществляют раздельно, в качестве адъюванта используют бетулин при соотношении антиген:адъювант от 1:1,25 до 1:12,5, после чего осуществляют сведение моновакцин в комбинированную вакцину. 1. A method for producing a pentavalent subunit vaccine against influenza and SARS-CoV-2 related to ARVI, including separate cultivation of influenza viruses of subtypes A (H1N1), A (H3N2), B/Yamagata lineage, B/Victoria lineage in developing chicken embryos with subsequent separation of the virus-containing allantoic fluid, concentration, purification, inactivation and cleavage of the virus, its subsequent centrifugation, ultrafiltration and production of monovalents for each strain, as well as cultivation of a cell line producing the recombinant protein of the SARS-CoV-2 virus - RBD-Fc with selection and clarification culture liquid containing RBD-Fc, subsequent chromatographic purification and production of a monovalent, the addition of an adjuvant to each monovalent is carried out separately, betulin is used as an adjuvant at an antigen:adjuvant ratio from 1:1.25 to 1:12.5, after which the reduction is carried out monovaccines into a combination vaccine. 2. Способ получения пентавалентной субъединичной вакцины против гриппа и SARS-CoV-2, относящихся к ОРВИ, по п. 1, отличающийся тем, что рекомбинантный RBD-Fc получают экспрессией в клетках СНО с помощью транзиентной трансфекции.2. A method for producing a pentavalent subunit vaccine against influenza and SARS-CoV-2, related to ARVI, according to claim 1, characterized in that recombinant RBD-Fc is obtained by expression in CHO cells using transient transfection.
RU2022105056A 2022-02-25 Pentavalent subunit vaccine against respiratory infections and method of its preparation RU2804948C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2022105056A RU2022105056A (en) 2023-08-25
RU2804948C2 true RU2804948C2 (en) 2023-10-09

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006056103A1 (en) * 2004-11-26 2006-06-01 Dna Shuttle Biopharm Co., Ltd. An expression vector encoding coronavirus-like particles
RU2751485C1 (en) * 2021-06-14 2021-07-14 федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи» Министерства здравоохранения Российской Федерации Vaccine against influenza type a, influenza type b and covid-19
RU2782531C1 (en) * 2022-04-15 2022-10-28 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт экспериментальной медицины" (ФГБНУ "ИЭМ") Recombinant vaccine strain for live intranasal vaccine providing combined prevention of influenza and coronavirus infections

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006056103A1 (en) * 2004-11-26 2006-06-01 Dna Shuttle Biopharm Co., Ltd. An expression vector encoding coronavirus-like particles
RU2751485C1 (en) * 2021-06-14 2021-07-14 федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи» Министерства здравоохранения Российской Федерации Vaccine against influenza type a, influenza type b and covid-19
RU2782531C1 (en) * 2022-04-15 2022-10-28 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт экспериментальной медицины" (ФГБНУ "ИЭМ") Recombinant vaccine strain for live intranasal vaccine providing combined prevention of influenza and coronavirus infections

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Machhi et al. Nanocarrier vaccines for SARS-CoV-2
CN105263506B (en) Stable human immunodeficiency virus (HIV) coating (EnV) tripolymer vaccine and its application method
CN102639147B (en) RSV F protein composition and its manufacture method
JP2021138745A (en) Vaccine compositions
US4522809A (en) Process for obtaining lipid envelope virus sub-units, notably antigens for use as vaccines, the products obtained and their applications
EP3043814B1 (en) Antigen and method for production thereof
CN107406856A (en) Hand, foot and mouth vaccine and its method of preparation and use
RU2710239C1 (en) Method of producing antigen or antigens for production of influenza vaccine and a vaccine based on it
CN101732711A (en) Preparation of nose-spraying flu immunization pentavalent or multivalent inactivated vaccine and application thereof
JP2011525902A (en) Rapid response to delayed boost immunization
CN101450209B (en) Preparation method of transdermal immune influenza multivalent vaccine
CN105342982B (en) Influenza vaccines immune formulation of nose administration and preparation method thereof
JPWO2003014338A1 (en) Method for producing inactivated virus envelope
RU2599496C2 (en) Improved vaccination against influenza
WO2021249013A1 (en) Vaccine compositions, methods, and uses thereof
RU2754398C1 (en) Method for obtaining a tetravalent vaccine for the prevention of influenza
US9060972B2 (en) Recombinant hemagglutinin protein of influenza virus and vaccine containing the same
RU2804948C2 (en) Pentavalent subunit vaccine against respiratory infections and method of its preparation
US20130236494A1 (en) Vaccination against influenza
US20220354944A1 (en) Coronavirus and influenza compositions and methods for using them
WO2011154976A2 (en) Improved influenza vaccine
US9060984B2 (en) Recombinant HIV-1 envelope proteins comprising stabilizing two-cysteine mini-domains in gp41
WO2013129961A1 (en) Recombinant trivalent vaccine against human influenza
Noh et al. Programming of influenza vaccine broadness and persistence by mucoadhesive polymer-based adjuvant systems
RU2740751C1 (en) Method of producing tetravalent subunit influenza vaccine