Реферат: Розробка живої культуральної вакцини проти вірусної діареї великої рогатої худоби

Культивування досліджуваних штамів вірусу діареї та накопичення вихідної вірусовміщуючої сировини для виготовлення зразків вакцини здійснювали в моношарових культурах перещеплюваних клітин ТрТ (трахея теляти), ВНК-21/13 (нирки новонародженого хом’ячка) та КСТ (коронарні судини теляти), які вирощували в суміші з рівних об’ємів середовищ Ігла та 199 з 10 % сироватки крові ВРХ виробництва ДП «Ветеринарна медицина» (м. Харків). Концентрацію та життєздатність клітин визначали за фарбуванням трипановим синім і підрахуванням живих клітин у камері Горяєва.

Експериментальні дослідження з вивчення реактогенності, нешкідливості, антигенних та імуногенних властивостей виробничого штаму ВК-1М вірусу діареї та дослідних зразків вакцини виконувались на 300 білих мишах масою 18–20 г, 60 морських свинках масою 300–400 г, 40 кроликах породи Шиншила масою 2,0–2,5 кг та 99 телятах 21–28-добового (n=36) та 3–4-місячного віку (n=63).

Чутливість перещеплюваних клітин до вірусу діареї вивчали в п’яти послідовних пасажах з визначенням його інфекційності шляхом титрування, для чого готували 10‑кратні розведення, якими заражали по 4 тест-об’єкти (пробірочні культури клітин). Результати обраховували за методом Ріда і Менча. За титр інфекційності приймали максимальне розведення вірусу, що спричиняло деструкцію клітин у 50 % флаконів, і виражали в тканинних цитопатогенних дозах (ТЦД ₅₀ /см³ ). Антигенну активність вірусу та імуногенність зразків вакцини досліджували за допомогою реакції нейтралізації ЦПД вірусу специфічними антитілами в сироватках крові тварин, щеплених відповідним штамом вірусу діареї. За титр нейтралізуючої активності сироватки крові приймали ті розведення сироватки, в яких спостерігали пригнічення репродукції вірусу в 50 % культуральних флаконів (пробірок).

Імунний стан тварин оцінювали за показниками рівня вірусонейтралізуючих антитіл, функціональної активності гематогенних попередників макрофагів, зокрема макрофагальної трансформації мононуклеарів, фагоцитарного індексу, фагоцитарного числа за методом В.Н. Чеботкевича і С.И. Лютинского (1998).

Кількість імуноглобулінів визначали за G. Manchini et al. (1965) та Н. В. Кленіною із співавт. (1983), циркулюючих імунних комплексів – за методом Ю. А. Гриневича.

Лейкоцитарну формулу обраховували за кількістю елементів білої крові в мазках, пофарбованих за Романовським-Гімза.

Статистичну обробку результатів досліджень здійснювали з визначенням критеріїв вірогідності за Ст’юдентом. Облік результатів обраховували за допомогою персонального комп’ютера IBM PC/AT, програми «Excel XP» з програмного пакету MS Office XP.

РЕЗУЛЬТАТИ ВЛАСНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Вибір клітинної системи для культивування вірусу діареї. Важливим етапом виробництва біологічних препаратів є вибір клітинної системи для репродукції вірусу, яка б забезпечувала максимальне накопичення вірусовміщуючого матеріалу. Із цією метою ми випробували три лінії перещеплюваних клітин, а саме: ТрТ, КСТ і ВНК‑21/13, які підтримуються в колекції ННЦ «ІЕКВМ». У результаті порівняльного вивчення культуральних властивостей клітин цих ліній установлена залежність накопичення їхньої біомаси від посівної концентрації та способу вирощування. Зі збільшенням посівної концентрації від 100 до 400 тисяч клітин в 1 см³ ростового середовища скорочуються терміни формування моношару як за стаціонарного (в матрасах), так і ролерного (у бутлях) способів вирощування. Зокрема, під час культивування в матрасах і бутлях ці показники для культури клітин ТрТ скорочувалися відповідно від 144 до 72 годин і від 120 до 60 годин, для КСТ – від 120 до 70 і від 72 до 40 годин, і для ВНК-21/13–від 80 до 48 і від 72 до 38 годин. За кількістю накопичення клітин у моношарі переваги мала культура КСТ (771,5 і 1449,0 тисяч клітин/см³ середовища відповідно в матрасах і бутлях порівняно з ТрТ (740 і 1400 тис/см³ ) і ВНК-21/13 (767 і 1440,5 тис/см³ ).

На підставі отриманих результатів експериментальних досліджень основних параметрів процесу вирощування клітинної біомаси культура перещеплюваних клітин КСТ визнана нами більш продуктивною як за вирощування в матрасах, так і ролерних бутлях та обрана для використання в подальшому виробництві дослідних зразків вакцини проти вірусної діареї.

Вивчення репродуктивних властивостей виробничого штаму вірусу діареї. Результати вивчення культуральних і репродуктивних властивостей трьох ліній перещеплюваних клітин визначили доцільність з’ясування в порівняльному аспекті їхньої чутливості до вірусу діареї, зокрема до штамів 25, Oregon C 24 V та ВК-1М. Із нарощуванням пасажів вірусу цитопатичні зміни в культурах клітин стабілізувалися за терміном прояву й завершення. Із ростом серійних пересівів вірусу цей термін скорочувався. У 5-му пасажі терміни завершення ЦПД становили в матрасах 48–76, а в бутлях – 42–72 години залежно від випробуваних клітин. Із посиленням адаптації до репродукції в цих клітинних культурах титр інфекційності штамів 25, Oregon C 24 V і ВК-1М ВД підвищувався майже на 1,0 lg ТЦД ₅₀ /см³ . Що стосується штаму ВК-1М, то результати пасажування засвідчили його більш виражену стабільну репродуктивну здатність у досліджуваних культурах клітин. У ролерній культурі перещеплюваних клітин КСТ вона досягала максимального рівня – 7,6 lg ТЦД₅₀ /см³ .

Разом із тим ми встановили пряму залежність термінів репродукції вірусу від заражаючої дози. Оптимальні показники терміну репродукції штаму ВК–1М у перещеплюваній культурі клітин забезпечувала множинність зараження з розрахунку 0,001 ТЦД₅₀ /клітину, що відповідає інфекційності вірусу 100 ТЦД₅₀ /см³ . Із підвищенням множинності зараження до 0,01 ТЦД₅₀ /клітину, що становить 1000 ТЦД₅₀ /см³ у заражаючому об’ємі вірусовміщуючої суспензії, термін репродукції вірусу скорочувався в середньому на 6 годин. Але титр інфекційності кінцевої вірусовміщуючої сировини був однаковим як за множинності зараження 0,001 ТЦД₅₀ /клітину, так і 0,01 ТЦД₅₀ /клітину. У подальшому процесі напрацювання вихідної вірусовміщуючої сировини для виготовлення вакцини здійснювали зараженням культури КСТ із розрахунку 0,01 ТЦД₅₀ вірусу на клітину.

На підставі отриманих результатів досліджень щодо вибору чутливої тест-системи для ролерного культивування та вивчення репродуктивної активності випробуваних штамів вірусу діареї встановлено, що за цими показниками штам ВК‑1М вірусу діареї ВРХ відповідає вимогам до інфекційності виробничого штаму, призначеного для виготовлення вакцини (табл. 1).

Зокрема, оптимальною є доза зараження моношарової культури клітин КСТ як у матрасах, так і в бутлях у співвідношенні 1:20 і 1:30 об’єму вірусу з титром інфекційності 1000 ТЦД₅₀ /см³ і підтримуючого поживного середовища, що відповідає інфекційності вірусу 0,01 ТЦД₅₀ /клітину, яка забезпечує максимальну репродукцію штаму ВК-1М ВД упродовж 40 годин із кінцевими титрами 6,6 і 7,6 lg ТЦД₅₀ /см³ відповідно.

Таблиця 1

Властивості виробничого штаму ВК–1М ВД

Показники		Необхідні параметри
		матраси	бутлі
Оптимальна доза зараження	співвідношення об’єму вірусу й підтримуючого середовища	1:20	1:30
Інфекційна активність вірусу в заражаючій дозі	ТЦД 50 /см3	1000	1000
Множинність зараження	ТЦД50 /клітину	0,01	0,01
Час репродукції в моношаровій культурі клітин КСТ за ролерного культивування	годин	40	40
Титр інфекційності вихідної сировини	lg ТЦД 50 /см3	6,6	7,6

Після відпрацювання технології культивування й накопичення біомаси вірусу діареї ми здійснили дослідження щодо її звільнення від клітинного детриту.

Як засвідчили результати цих досліджень, виконаних на моделі штаму ВК–1М вірусу діареї, осадження клітинного детриту за методом спонтанної седиментації й центрифугування за 2500 g упродовж 30–ти хвилин забезпечувало відповідно отримання прозорої вірусовміщуючої рідини на 34–35 і 44–45 % порівняно з дистильованою водою (табл. 2).

У той же час очистка не впливала на інфекційну активність вірусу, яка залишалася фактично на одному рівні як до, так і після видалення клітинного детриту шляхом седиментації та центрифугування, й становила відповідно 7,55 і 7,6 lg ТЦД ₅₀ /см³ .

Таблиця 2

Порівняльна оцінка способів очистки вірусу діареї M±n, n=3

Спосіб очистки	Ступінь очистки за прозорістю,%	Кількість білка, мкг/см3		Титр інфекційності, lg ТЦД50 /см3
		до очистки	після очистки	до очистки	після очистки
Седиментація	34–35	2185	1845	7,60±0,15	7,55±0,25
Центрифугування	44–45	2185	1148	7,60±0,15	7,60±0,10

Однак отримані дані свідчать про те, що центрифугування за 2500 g протягом 30‑ти хвилин сприяє більш швидкому та ефективному очищенню вірусовмісної суспензії від клітинного детриту й загального білка, на підставі чого в подальшому застосовували цей метод під час виготовлення дослідних зразків живої вакцини проти вірусної діареї, хоча цей спосіб є більш затратним порівняно із седиментацією, що впливає на собівартість препарату.

Вивчення антигенних властивостей виробничого штаму ВК–1М вірусу діареї. Відомо, що в процесі конструювання вакцинних препаратів на основі атенуйованих штамів вірусу важливим є визначення їхніх антигенних властивостей. Здатність атенуйованого штаму ВК-1М вірусу діареї, обраного нами як виробничий, індукувати в організмі тварин вірусоспецифічні антитіла вивчалась у порівняльному аспекті із штамами 25 і Oregon C 24 V як можливими компонентами для створення вакцини. Дослід здійснено на кроликах, які були сформовані в групи по 5 голів з розрахунку на штам вірусу діареї, який вводили одноразово внутрішньом’язово у відповідній дозі, а саме: Oregon C 24 V – 2Ч10^5,7 і 2Ч10⁷ ТЦД₅₀ /гол., 25 – 2Ч10^5,7 і 2Ч10⁷ ТЦД₅₀ /гол. і ВК-1М – 2Ч10^6,6 і 2Ч10^7,6 ТЦД₅₀ /гол. відповідно першого та п’ятого їх пасажів у культурі клітин.

Установлено, що як у першому, так і в п’ятому пасажах у культурі перещеплюваних клітин КСТ досліджувані штами зберігають здатність індукувати в організмі кроликів вірусонейтралізуючі антитіла, які виявлялися вже на 7 добу після введення та фактично утримувалися на одному рівні до 14 доби (термін спостереження) у титрах 6,0–6,7 lоg₂ і 6,3–6,8 lоg₂ . Отримані дані свідчать про антигенну стабільність досліджуваних штамів, зокрема атенуйованого штаму ВК‑1М, як у процесі адаптації до нових умов культивування, так і в пасажах у перещеплюваній культурі клітин КСТ.

Конструювання живої вакцини проти вірусної діареї великої рогатої худоби. Для виготовлення вакцини використовували культуральну суспензію, отриману в результаті репродукції штаму ВК–1М вірусу діареї в моношаровій культурі клітин КСТ, вирощеній у ролерних 3-літрових бутлях. Після одноразового заморожування – відтавання вірусовміщуючу суспензію центрифугували 30 хвилин за 2500 g для видалення клітинного детриту й визначали інфекційний титр шляхом зараження моношарової культури клітин десятикратними розведеннями вірусу. Титр інфекційної активності вірусу в цій культурі був на рівні 7,6 ± 0,1 lg ТЦД₅₀ /см³ .

Нами було виготовлено два дослідних зразки вакцини, один з яких був висушений методом ліофілізації в умовах ННЦ «ІЕКВМ». У процесі виготовлення ліофілізованого зразка вакцини використовували захисне середовище, яке готували з рівних об’ємів 50 % сахарози і 25 % желатину, після змішування яких із вірусовміщуючою культуральною суспензією у співвідношенні 1:9 кінцева концентрація становила 5,6 % і 2,8 %, відповідно. Під час вивчення інфекційної активності встановлено, що в процесі ліофілізації вона зменшувалася на 2,15 lg ТЦД₅₀ /см³ порівняно з вихідним показником (табл. 3). Проте антигенна активність вірусу не змінювалася. Титри вірусонейтралізуючих антитіл у пробах сироватки крові, відібраної у кроликів через 7 і 14 діб після щеплення досліджуваних зразків рідкої та сухої вакцин, були фактично однаковими (6,5 ± 0,2 і 6,3 ± 0,3 log₂ ).

Таблиця 3

Вплив ліофілізації вакцини на інфекційність та антигенну активність вакцинного вірусу діареї n=3

Зразок вакцини	Титр інфекційності, lg ТЦД50 /см3	Титр ВН-антитіл, log2 (М±м)
		7 діб	14 діб
Рідка (нативна)	7,6±0,1	6,2±0,1	6,5±0,2
Ліофілізована	5,45±0,3	6,0±0,2	6,3±0,3

Вивчення вакцини за показниками якості. Кожний зразок вакцини (рідкої і сухої) проти ВД ВРХ перевіряли на контамінацію сторонніми мікроорганізмами, нешкідливість, антигенну та імуногенну активність. Контроль на контамінацію бактеріями та грибами здійснювали відповідно до ГОСТ 28085-89 «Препараты биологические. Метод контроля стерильности» та згідно з ДСТУ 4483:2005 «Препарати ветеринарні імунобіологічні. Методи визначення бактеріальної і грибкової контамінації». Проростів у вигляді помутніння, змін кольору або газоутворення в інокульованих бактеріологічних середовищах не спостерігали у всіх трьох послідовних пасажах досліджуваних проб, що свідчило про відсутність забрудненості бактеріями й грибами. Контамінацію досліджуваних зразків вакцини мікоплазмами виключали за результатами висівів у середовище Едварда. У трьох послідовних пересівах кожного зразка вакцини в напіврідкому агарі не виявлено завислих, напівпрозорих, у вигляді крапель, а на напівтвердому агарі - росту випуклих соскоподібних колоній мікоплазм.

З урахуванням вимог Європейських стандартів здійснювали контроль вакцини на контамінацію сторонніми вірусами. Відсутність ЦПД у моношаровій культурі клітин у трьох послідовних пасажах суміші вірусу діареї й специфічної сироватки крові вказувало на те, що дослідні зразки були вільними від сторонніх цитопатогенних вірусів.