Due to cessation of mass smallpox vaccination in 1980, the collective immunity of humans against orthopoxvirus infections has virtually been lost. Therefore, the risk of spreading zoonotic human orthopoxvirus infections caused by monkeypox and cowpox viruses has increased in the world. First-generation smallpox vaccines based on Vaccinia virus (VAC) are reactogenic and therefore not suitable for mass vaccination under current conditions. This necessitates the development of modern safe live vaccines based on VAC using genetic engineering. We created the VACΔ6 strain by transient dominant selection. In the VACΔ6 genome, f ive virulence genes were intentionally deleted, and one gene was inactivated by inserting a synthetic DNA fragment. The virus was passaged 71 times in CV-1 cells to obtain the VACΔ6 strain from the VAC LIVP clonal variant. Such a long passage history might have led to additional off-target mutations in VACΔ6 compared to the original LIVP variant. To prevent this, we performed a genome-wide sequencing of VAC LIVP, VACΔ6, and f ive intermediate viral strains to assess possible off-target mutations. A comparative analysis of complete viral genomes showed that, in addition to target mutations, only two nucleotide substitutions occurred spontaneously when obtaining VACΔ4 from the VACΔ3 strain; the mutations persisting in the VACΔ5 and VACΔ6 genomes. Both nucleotide substitutions are located in intergenic regions (positions 1431 and 189738 relative to LIVP), which indicates an extremely rare occurrence of off-target mutations when using transient dominant selection to obtain recombinant VAC variants with multiple insertions/deletions. To assess the genome stability of the resulting attenuated vaccine strain, 15 consecutive cycles of cultivation of the industrial VACΔ6 strain were performed in 4647 cells certif ied for vaccine production in accordance with the "Guidelines for Clinical Trials of Medicinal Products". PCR and sequencing analysis of six DNA fragments corresponding to the regions of disrupted genes in VACΔ6 showed that all viral DNA sequences remained unchanged after 15 passages in 4647 cells.
В связи с прекращением после 1980 г. массовой противооспенной вакцинации в настоящее время практически полностью утрачен коллективный иммунитет человеческой популяции к ортопоксвирусным инфекциям. Вследствие этого увеличилась опасность распространения в мире зоонозных ортопоксвирусных инфекций человека, обусловленных вирусами оспы обезьян или оспы коров. Противооспенные вакцины первого поколения на основе вируса осповакцины (Vaccinia virus, VAC) являются реактогенными и поэтому в современных условиях не пригодны для массовой вакцинации. Это обусловливает необходимость разработки современных безопасных живых вакцин на основе VAC с применением методов генетической инженерии. С использованием метода временной доминантной селекции нами создан штамм VACΔ6, в геноме которого пять генов вирулентности направленно делетированы, а один ген инактивирован встройкой синтетического фрагмента ДНК. В процессе получения штамма VACΔ6 из клонового варианта VAC LIVP вирус прошел 71 пассаж в культуре клеток CV-1. Такая длинная пассажная история могла привести к дополнительным нецелевым изменениям в геноме штамма VACΔ6 относительно исходного LIVP. Поэтому для оценки возможных нецелевых изменений провели полногеномное секвенирование VAC LIVP, VACΔ6 и пяти промежуточных штаммов вируса. Сравнительный анализ полных вирусных геномов показал, что, помимо целевых нарушений, спонтанно произошли только две нуклеотидные замены при получении VACΔ4 из штамма VACΔ3 и сохранившиеся в геноме VACΔ5 и VACΔ6. При этом обе эти замены находятся в межгенных участках (позиции 1431 и 189738 относительно штамма LIVP), что указывает на крайне редкое возникновение нецелевых изменений при использовании методики временной доминантной селекции для получения рекомбинантных VAC со множественными встройками/делециями. Для выяснения стабильности генома полученного аттенуированного вакцинного штамма и в соответствии с «Руководством по проведению клинических исследований лекарственных средств…» выполнено 15 последовательных циклов культивирования производственного штамма вируса VACΔ6 в культуре клеток 4647, аттестованной для производства вакцины. ПЦР-анализ и секвенирование шести фрагментов ДНК, соответствующих районам нарушаемых генов VACΔ6, показали, что после 15 пассажей в культуре клеток 4647 все последовательности вирусной ДНК остались неизменными.
Keywords: genome stability; targeted gene inactivation; transient dominant selection; vaccinia virus.
Copyright © AUTHORS.