Маслов Д.Е.

ФГАОУ ВО «Новосибирский государственный университет»

Осипов И.Д.

ФГАОУ ВО «Новосибирский государственный университет»

Васиховская В.А.

ФГАОУ ВО «Новосибирский государственный университет»

Забелина Д.С.

ФГАОУ ВО «Новосибирский государственный университет»

Мещеряков Н.И.

ФГАОУ ВО «Новосибирский государственный университет»

Карташов М.Ю.

ФГАОУ ВО «Новосибирский государственный университет»;
ФГБУ ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора

Романов С.Е.

ФГАОУ ВО «Новосибирский государственный университет»

Нетесов С.В.

Новосибирский государственный университет

Респираторно-синцитиальный вирус: биология, генетическое разнообразие и перспективные средства борьбы

Авторы:

Маслов Д.Е., Осипов И.Д., Васиховская В.А., Забелина Д.С., Мещеряков Н.И., Карташов М.Ю., Романов С.Е., Нетесов С.В.

Подробнее об авторах

Прочитано: 1628 раз


Как цитировать:

Маслов Д.Е., Осипов И.Д., Васиховская В.А., и др. Респираторно-синцитиальный вирус: биология, генетическое разнообразие и перспективные средства борьбы. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2024;42(1):16‑24.
Maslov DE, Osipov ID, Vasikhovskaya VA, et al. Respiratory-syncitial virus: biology, genetic diversity and perspective control preparations. Molecular Genetics, Microbiology and Virology. 2024;42(1):16‑24. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/molgen20244201116

Рекомендуем статьи по данной теме:
Ког­ни­тив­ные на­ру­ше­ния у па­ци­ен­тов с бо­лез­нью Пар­кин­со­на. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. 2024;(11):81-90

Введение

Респираторно-синцитиальный вирус (РСВ), или Orthopneumovirus hominis, был впервые обнаружен в 1955 г. в Армейском научно-исследовательском институте имени Уолтера Рида среди шимпанзе, страдающих респираторным синдромом, и был исходно назван агентом ринита шимпанзе (chimpanzee coryza agent). В этом же исследовании авторы обнаружили, что в сыворотках сотрудников лаборатории и пациентов без клинических проявлений симптомов респираторных инфекций уже имеются антитела к данному патогену [1]. Уже в следующем году выдающийся вирусолог Роберт Чанок сообщил об обнаружении этого же патогена у младенцев, страдающих респираторными заболеваниями, описал формирование синцитиев в клеточных культурах, инфицированных данным вирусом, и на этом основании предложил именовать патоген респираторно-синцитиальным вирусом [2, 3].

В настоящее время РСВ признается одной из основных причин инфекций нижних дыхательных путей у новорожденных и детей в возрасте до 5 лет. За 2015 г. во всем мире РСВ стал причиной 33,1 млн случаев детских острых инфекций нижних дыхательных путей, 3,2 млн госпитализаций и 59 600 больничных смертей [4]. В США количество госпитализаций, вызванных РСВ, было в три раза выше, чем вызванных вирусами гриппа или парагриппа, причем доля иммунизированных против гриппа детей в исследуемые годы была низкой (18%). РСВ-инфекция была аналогична по тяжести инфекции, связанной с гриппом, у всех детей в возрасте до 5 лет, но была заметно выше у детей в возрасте до 6 месяцев [5]. По оценкам, в странах с низким и средним доходом более 50% детской смертности приходится на внебольничные случаи инфекции РСВ [6]. К факторам, существенно повышающим риск тяжелого исхода инфекции РСВ у детей, относят преждевременное рождение, наличие врожденных и хронических легочных и сердечно-сосудистых заболеваний, синдром дауна и некоторые другие заболевания [7]. Заражение РСВ в младенчестве сопряжено с риском развития хронических заболеваний, например, астмы [8].

Помимо детей, тяжелое течение РСВ-инфекции часто наблюдается среди пожилых людей. По оценкам, смертность среди пожилых людей, госпитализированных с РСВ-инфекцией, составляла около 5,6%, а кумулятивная смертность в течение года у пожилых людей после выздоровления от тяжелой РСВ-инфекции составила 25,8% [9]. Среди людей старше 60, госпитализированных по причине гриппа или инфекции РСВ, РСВ чаще приводит к пневмонии, чаще требует интенсивную терапию и ведет к большей смертности в течение года после госпитализации [10].

В Российской Федерации РСВ ежегодно является причиной более 25% случаев госпитализации в связи с респираторными инфекциями у детей до двух лет, и до 20% случаев у детей в возрасте от 3 до 6 лет [11—13]. Помимо этого также известно, что РСВ является причиной около 5% случаев тяжелых респираторных инфекций у пожилого населения [13], хотя данных по этой группе населения имеется существенно меньше.

Таким образом, респираторно-синцитиальный вирус — один из важнейших респираторных патогенов человека, и поиск методов борьбы с ним является актуальной задачей. Подходы к таким разработкам и рассмотрены в настоящем обзоре.

Общая характеристика РСВ

С 2022 г. таксономически корректным видовым названием РСВ является Orthopneumovirus hominis. Род Orthopneumovirus входит в состав семейства Pneumoviridae, которое в свою очередь входит в состав порядка Mononegavirales, класса Monjiviricetes, типа Negarnaviricota, царства Orthornavirae и империи Riboviria [14]. До 2016 г. РСВ находился в составе семейства Paramyxoviridae в подсемействе Pneumovirinae. Выделение отдельного семейства Pneumoviridae в 2016 г. было обусловлено существенными отличиями в геномах РСВ и родственных ему вирусов от современных представителей семейства Paramyxoviridae, в частности наличием в геномах представителей Orthopneumovirus генов неструктурных белков NS1 и NS2 перед геном N и значительными отличиями в гомологии геномов. На текущий момент во всех в российских руководствах по вирусологии, изданных до 2020 г., этот факт не зафиксирован, поэтому он дополнительно проясняется в данном обзоре.

Геном РСВ состоит из одноцепочечной минус-РНК размером около 15 000 нуклеотидов и содержит 10 генов, которые кодируют 11 белков, при этом ген М2 содержит две открытых рамки считывания [15]. На рис. 1 (см. https://mediasphera.ru/upload/medialibrary/files/Mol_genetika_2024_01_018_add.zip) показана схема генома РСВ и строение вириона [15].

Белки NS1 и NS2 ингибируют противовирусный ответ клетки-хозяина, и не входят в состав вирусной частицы [15]. Ген N кодирует белок нуклеокапсида, который положительно заряжен и связан с геномной РНК. Белок P (англ. «phosphoprotein» — фосфопротеин) является частью РНК-зависимой РНК-полимеразы и необходим для правильного связывания белка N и полимеразы с вирусным геномом [15]. Ген M кодирует белок матрикса, заполняющий внутреннюю часть вириона между нуклеокапсидом и липидной оболочкой и необходимый для сборки вирионов. В гене M2 расположены две перекрывающиеся рамки трансляции белка M2-1 и белка M2-2. M2-1 участвует в вирусной транскрипции, способствуя синтезу протяженных мРНК [15], а также является структурным белком, связывающим матрикс с нуклеокапсидом. M2-2 в определенный момент жизненного цикла вируса перестраивает нуклеокапсид, чтобы переключить РНК-полимеразу с транскрипции на репликацию [16]. Белок SH является трансмембранным белком вируса, представляющим собой пентамерный ионный канал, предположительно вовлеченный в процессы откладывания апоптоза инфицированных клеток [17]. Расположенный на поверхности вириона гликопротеин F (англ. «fusion» — слияние) вызывает слияние плазматических мембран вируса и клетки-хозяина, а также близлежащих клеток с образованием синцитиев — многоядерных клеток [18]. Белок G (англ. «glycoprotein» — гликопротеин) необходим для первичного связывания с клеточными рецепторами вируса [17]. Ген L кодирует каталитический домен РНК-зависимой РНК-полимеразы. Транскрипция вирусных генов осуществляется последовательно от гена NS1 к L, то есть в направлении от 3’ к 5’, при этом с переходом к более дистальным генам уровень их экспрессии снижается в сравнении с более проксимальными [15].

Вирион РСВ может принимать сферическую, асимметричную, и более часто встречающуюся нитчатую формы. Капсид обладает спирально-симметричной структурой, составленной из 9 белков. В середине вирусной частицы находится нуклеокапсид, образованный геномной РНК, обернутой вокруг белка N. В нуклеокапсид также входит РНК-зависимая РНК-полимераза, которая необходима вирусу для синтеза вирусной мРНК в первые часы после заражения. Нуклеокапсид окружен двумя белковыми слоями — внутренним, состоящим из белка М2-1, и внешним, состоящим из белка М. Матриксный слой, в свою очередь, связан с липидной мембраной, в которой заякорены поверхностные белки G, F и SH [17].

Белки G и F являются основными белками, обеспечивающими патогенность вируса и его антигенные свойства, в то время как белок SH представлен в гораздо меньшем количестве, практически не является мишенью для иммунной системы, и не является необходимым для проникновения вируса в клетку [17], поэтому далее не будет подробно обсуждаться.

Поверхностные белки вируса

Поверхностный белок G в первую очередь отвечает за прикрепление вируса к клеткам-хозяевам. Он имеет размер в 298 аминокислот и не родственен белкам HN, H или G парамиксовирусов (рис. 2, см. https://mediasphera.ru/upload/medialibrary/files/Mol_genetika_2024_01_018_add.zip).

Аминокислотная последовательность белка G характеризуется наибольшей вариабельностью в сравнении с остальными белками этого вируса. Нуклеотидные последовательности, соответствующие G-белку, значительно различаются как между двумя антигенными субтипами (A и B), так и в пределах одного и того же субтипа, и служат хорошим критерием для демаркации субтипов и отдельных генотипов. Нуклеотидные и аминокислотные последовательности генов и самих G-белков имеют гомологии внутри субтипов A и B в 67 и 53% случаев соответственно [19]. G-белок существует как в мембраносвязанной, так и в секретируемой формах [15, 20]. Мембранная форма отвечает за прикрепление к клеткам через гликозаминогликаны, такие как гепарансульфат, на поверхности клеток-хозяев. Секретируемая же форма этого белка, судя по всему, действует как антигенная «приманка», которая ингибирует антитело-опосредованную нейтрализацию макрофагами [17, 18]. G-белок также содержит мотив, подобный фракталкину. Фракталкин (CX3CL1) экспрессируется нейронами и модулирует микроглиальную активность, однако специфичный к нему рецептор (CX3CR1) экспонирован на множестве иммунных клеток. Этот мотив G-белка, по всей видимости, изменяет клеточный хемотаксис и уменьшает миграцию иммунных клеток в инфицированные легкие. Кроме того, предполагается, что РСВ может использовать CR3CR1 в качестве рецептора для проникновения в клетку [21].

Поверхностный белок F (белок слияния) отвечает за слияние мембран вируса и клетки-хозяина, а также за формирование синцития (многоядерных клеток) из соседних клеток [15]. Белок F содержит 574 аминокислоты, опосредует проникновение вируса в клетку и образование синцития и подобен типичному F-белку парамиксовирусов (рис. 3, см. https://mediasphera.ru/upload/medialibrary/files/Mol_genetika_2024_01_019_add.zip).

Как и у парамиксовирусов, F-белок синтезируется в виде неактивного предшественника F0, который активируется клеточной фурин-подобной эндопептидазой с образованием двух субъединиц, связанных дисульфидной связью, NH2-F2-F1-COOH. Однако этот белок имеет два, а не один сайт расщепления: один сайт (KKRKRR↓F-137) соответствует найденному у других парамиксовирусов, а второй сайт (RARR↓E-110) расположен на 27 аминокислот левее [15]. В отличие от G-белка аминокислотная последовательность F-белка очень консервативна между всеми изолятами РСВ, так, отличия в последовательностях эктодомена F белка между субтипами составляют приблизительно 5%. В то время как прикрепление вируса к клетке, по-видимому, опосредовано обоими белками, F и G, слияние с помощью F-белка происходит независимо от белка G [17]. Белок F существует в нескольких конформационных формах. В состоянии до слияния (preF) белок находится в менее стабильной тримерной форме, и после активации (точная причина остается невыясненной) preF претерпевает конформационные изменения, которые позволяют белку внедряться в мембрану клетки-хозяина, что приводят к ее слиянию с вирусной мембраной [18].

Как уже отмечено выше, гликопротеины F и G РСВ являются основными вирусными антигенами [15]. В структуре белка F выделяют 6 основных антигенных сайтов, на которые вырабатывается большая часть антител. Большая доля нейтрализующих антител взрослых связывает антигенные сайты V и Ø [22]. Сайт Ø существует в F-белке только в его preF-конформации и исчезает во время перехода в postF-форму. Интересно, что у младенцев репертуар антител может сильно отличаться от такового у взрослых, в том числе в том, какие детерминанты распознаются. Так, в работе Е.Goodwin и соавт. на младенцах до 26 месяцев показано, что бóльшая часть антител вырабатывается на сайты I и III [23].

Разнообразие РСВ

Как уже отмечалось выше, РСВ высоко вариабелен по последовательности гена белка G, что позволяет использовать ее для точного определения антигенного субтипа вируса. В свою очередь каждый из субтипов не является генетически изоморфным и также характеризуется определенной генетической вариабельностью, что оказывает влияние на некоторые антигенные свойства вирусов. По этой причине для разработки системы вакцинации может иметь значение выбор именно вариантов вирусов, специфичных для определенных географических регионов.

На протяжении большей части процесса изучения РСВ для его генотипирования использовалась последовательность гена G как наиболее вариабельного [24]. На основании последовательности гена G по наиболее используемой на текущий момент классификации выделяют как минимум 14 генотипов субтипа A (GA1-GA7, SAA1-SAA2, NA1-NA4, ON1) и более 30 генотипов субтипа B (GB1-GB5, BA1-BA13, SAB1-SAB4, URU1-URU2 и др.) [24]. Стоит отметить, что на текущий момент также предложены и другие варианты классификации, содержащие меньшее количество генотипов [24], однако они пока не получили широкого применения, и по этой причине в рамках данного материала не рассматриваются.

С целью выяснения регион-специфичных тенденций распространения разных генотипов РСВ мы проанализировали представленность генотипов в 116 исследованиях, опубликованных с января 2015 по ноябрь 2023 г. (прил. 1, см. https://mediasphera.ru/upload/medialibrary/files/Mol_genetika_2024_01_019_add.zip), во многом расширив выборку из недавно опубликованного систематического обзора генетического разнообразия РСВ [25]. В первую очередь стоит отметить большую встречаемость РСВ субтипа A по сравнению с субтипом B (11957 изолятов субтипа A против 7157 изолятов субтипа B) и при этом меньшее генетическое разнообразие первого (12 детектированных генотипов для субтипа A и 30 детектированных генотипов для субтипа B) (см. прил. 1, см. https://mediasphera.ru/upload/medialibrary/files/Mol_genetika_2024_01_019_add.zip). Предполагается, что вирусы субтипа A могут быть более вирулентными и более интенсивно реплицирующимися в клетках хозяина по сравнению с вирусами субтипа B [20]. Следует отметить схожий генетический состав РСВ в разных регионах мира: наиболее распространенным генотипом среди РСВ субтипа A во всех регионах, кроме Латинской Америки, является ON1, а следом по встречаемости выступают считающиеся предковыми для него генотипы NA1 и GA2 [26, 27], а для субтипа B доминирующий генотип — это генотип BA9 (рис. 4, см. https://mediasphera.ru/upload/medialibrary/files/Mol_genetika_2024_01_019_add.zip). Это предполагает низкую значимость регион-специфической генетической вариации и отсутствие необходимости использования регион-специфичных изолятов в качестве основы для проектирования систем вакцинации.

Генотипы РСВ, циркулирующие на территории Российской Федерации, весьма похожи на генотипы, обнаруживаемые в странах остального мира. По данным наиболее крупного исследования по выявлению генотипов РСВ на территории РФ, проведенного в Санкт-Петербурге на основе анализов пациентов, госпитализированных в 2013—2014 гг., показано, что из 61 изолята 56 относились к субтипу A, а остальные 5 — к субтипу B. На основании анализа 27 секвенированных последовательностей гена G РСВ субтипа A было выявлено, что все последовательности принадлежали к генотипу ON1 [28]. Помимо этого в недавно вышедшей работе [29] приведены данные о геномных последовательностях изолятов РСВ у больных ОРВИ детей в Новосибирске. Стоит отметить, что в данной работе представлены лишь 4 последовательности, однако, та же группа уже депонировала в Genbank суммарно 21 полногеномную последовательность, включая 4 из работы [29]. Одиннадцать из этих геномов, включая 4, опубликованных в данной работе, принадлежат к РСВ субтипа B, и 10 геномов принадлежат к РСВ субтипа A. Интересным оказывается то, что все секвенированные геномы РСВ являются наиболее генетически близкими к генотипам-космополитам (для РСВ субтипа B это BA9, а для субтипа A — ON1). Имеющиеся данные предоставляют важный срез генетического разнообразия изолятов РСВ, циркулирующих на территории России, и подразумевают отсутствие регион-специфической генетической изменчивости, однако для полной уверенности в этом необходимо проведение более углубленного анализа, нацеленного, в первую очередь, на расширение генотипированных выборок.

Отсутствие специфичных для территории Российской Федерации генетических вариаций в гене G РСВ, а также детекция только генотипов-космополитов в контексте разработки систем вакцинации указывают на то, что, наряду со сравнительной генетической гомогенностью, для РСВ также характерна и фенотипическая гомогенность, что подразумевает отсутствие критических изменений в антигенных свойствах данного вируса. Кроме того, филогенетическая кластеризация последовательностей генов белков F и G в подавляющем большинстве случаев совпадает [30, 31], что свидетельствует в пользу низкой частоты рекомбинации и отсутствия циркулирующих рекомбинантных генотипов, и говорит о сцепленности генетической вариации в этих генах. Также в отличие от G-белка, F-белок гораздо менее вариабелен. Так, все изоляты РСВ по аминокислотной последовательности F-белка различаются приблизительно на 5%, как это подробнее описано в работе [17], а антитела против F обладают высокой кросс-реактивностью между субтипами [32]. В совокупности это позволяет использовать в качестве исходной точки для разработки средств иммунизации последовательности наиболее распространенных генотипов РСВ.

Терапевтические и профилактические средства против инфекции РСВ

Уже спустя 5 лет после открытия РСВ как нового патогена стало очевидно, что инфекция РСВ — серьезная проблема здравоохранения, требующая разработки способов борьбы с ней и систем вакцинации для предотвращения инфекции уязвимых групп населения. Тем не менее имеющиеся средства борьбы против этой инфекции, до сих пор ограничиваются преимущественно поддерживающим симптоматическим лечением [33]. В 1966 г. на младенцах была апробирована первая вакцина против РСВ, основанная на инактивированном формалином вирусе. Выяснилось, что вакцинация приводила к усилению тяжести течения заболевания при инфицировании патогеном в естественных условиях. Около 80% процентов детей (по сравнению с 5% детей из контрольной группы, контактировавших с вирусом) были госпитализированы, причем два случая оказались летальными [34, 35]. Наблюдавшееся явление получило название вакциноассоциированное усиление заболевания (VAERD — Vaccine Associated Enhancement of Respiratory Disease) [35]. До 90-х гг. среди средств борьбы против РСВ относительно успешным можно признать только рибавирин, нуклеозидный аналог, который сегодня используется в основном против вируса гепатита C. В 1986 г. рибавирин был одобрен для терапии инфекций РСВ в США, однако его применяемость в клинике ограничена низкой эффективностью и токсичностью [33, 36, 37]. Разработка противовирусных препаратов не остановлена. Например, сегодня многообещающим направлением считается разработка ингибиторов F-белка РСВ. К концу 2023 г. препарат зиресовир (ArkBio) успешно завершил третью фазу клинических испытаний и ожидает лицензирования в КНР [38], а еще два препарата, также направленные против F-белка, проходят клинические испытания второй фазы [39].

Через несколько лет после введения рибавирина в практику была показана эффективность пассивной иммунизации от РСВ для защиты детей из групп риска. В 1996 г. был лицензирован препарат поликлональных человеческих антител RSV-IGIV [40], а в 1998 г. препарат моноклональных антител паливизумаб [41]. Паливизумаб показал значительно бóльшую эффективность, чем RSV-IGIV, и до сих пор используется для профилактики инфекции РСВ у детей [41, 42]. В 2004 г. компания-производитель перестала выпускать RSV-IGIV, поскольку он оказался недостаточно эффективным, и при этом вводился внутривенно, а не внутримышечно, как паливизумаб [43]. Также следует отметить, что, несмотря на свою эффективность, применение паливизумаба ограничивается случаями недоношенных новорожденных (срок беременности <29 нед) или младенцами с другими факторами риска [44], поэтому поиск новых профилактических средств продолжается. В частности, в ноябре 2022 г. был одобрен для иммунизации младенцев новый препарат моноклональных антител — нирсевимаб (AstraZeneca), направленный на сайт Ø F-белка в его preF-конформации. Препарат характеризуется большей эффективностью в сравнении с паливизумабом [45, 46], и, в отличие от последнего, может применяться для иммунизации доношенных младенцев [47]. Также еще два препарата проходят клинические испытания [39, 48].

Несмотря на успехи в разработках противовирусной терапии, а также средств пассивной иммунизации, наиболее важным является поиск эффективной вакцины.

В сравнении с другими способами медицинского вмешательства вакцинация показала наибольшую эффективность в снижении социально-экономического вреда, вызванного инфекционными заболеваниями. В настоящее время в связи с большим пониманием причин VAERD, появлением новых биологических платформ для доставки и презентации антигенов, а также более глубоким изучением структуры и биологии РСВ, разработка вакцины представляется перспективной. В 2023 г. были одобрены 2 вакцины, и по состоянию на сентябрь 2023 г. 20 кандидатных вакцин находятся на разных стадиях клинических испытаний (прил. 2, см. https://mediasphera.ru/upload/medialibrary/files/Mol_genetika_2024_01_021_add.zip) [39, 48].

Ввиду разных последствий РСВ-инфекции для разных когорт, вакцины разрабатываются и проверяются отдельно для трех категорий людей: 1) младенцев и детей раннего возраста, 2) беременных женщин и 3) пожилых. Используются 5 стратегий: живые аттенуированные вакцины, рекомбинантные вакцины, субъединичные вакцины, вакцины на основе вирусоподобных частиц, а также мРНК-вакцины [39, 48].

Ранние разработки живых аттенуированных вакцин (ЖАВ) были не слишком успешными, и сейчас кандидатные ЖАВ против РСВ получают при помощи целенаправленных модификаций в геноме вируса. Интересно, что все тестируемые ЖАВ имеют интраназальный способ введения, что обеспечивает локальную выработку антител и индукцию клеточного ответа слизистых оболочек, имитируя иммунитет вследствие естественного заражения. Испытываемые ЖАВ демонстрируют отсутствие VAERD после иммунизации, характеризуются эффективностью и удобны для введения детям [39, 49, 50]. 3 кандидатные ЖАВ для детей проходят вторую фазу клинических испытаний и еще 6 находятся на первой стадии испытаний (прил. 2, см. https://mediasphera.ru/upload/medialibrary/files/Mol_genetika_2024_01_021_add.zip). Во время борьбы с пандемией COVID-19 стали применяться новые типы вакцин — полученные с использованием рекомбинантных векторов и мРНК-вакцины. Для детской вакцинации до клинических испытаний дошла одна мРНК-вакцина и три рекомбинантных вакцины, среди которых стоит отметить вакцину Ad26.RSV.PreF, разработанную компанией Johnson&Johnson. Она представляет собой нереплицирующийся аденовирус серотипа 26 со встроенным геном белка F в стабилизированном preF-состоянии и недавно прошла два испытания второй фазы (см. прил. 2, см. https://mediasphera.ru/upload/medialibrary/files/Mol_genetika_2024_01_021_add.zip) [51].

Альтернативным подходом защиты детей раннего возраста является вакцинация беременных женщин, поскольку иммуноглобулины класса G матери способны передаваться плоду через плаценту. Две субъединичные вакцины на основе стабилизированного в preF-конформации F-белка были исследованы в третьей фазе клинических испытаний на когорте беременных женщин — RSVpreF (Pfizer) и RSVpreF3 (GlaxoSmithKline). Испытания вакцины RSVpreF3 были приостановлены по соображениям безопасности из-за увеличения количества случаев преждевременных родов в группе, получившей экспериментальную вакцину [44, 52]. Вакцина RSVpreF (коммерческое название «Abrysvo») напротив показала высокую безопасность при хорошей эффективности по предотвращению инфекций РСВ у новорожденных детей [53]. В августе 2023 г. она была одобрена и рекомендована к применению FDA и может быть использована для вакцинации беременных женщин на сроке 32—36 нед [54]. Новые методы профилактики, разрабатываемые для защиты детей от инфекции РСВ, демонстрируют впечатляющие результаты и дают надежду на снижение социально-экономического вреда патогена. Вакцины для беременных женщин, а также ранее упомянутые моноклональные антитела, отлично дополняют друг друга и демонстрируют значительную эффективность. Благодаря разработке новых методов профилактики есть все основания полагать, что превентивные меры по защите от РСВ могут быть распространены не только на новорожденных и детей группы риска, но и на всех младенцев, чтобы предотвратить как острое течение заболевания, так и хронические последствия инфекции РСВ.

Второй наиболее уязвимой группой для РСВ являются пожилые, и пока что единственными одобренными к применению вакцинами для пожилых являются уже упомянутые RSVpreF и RSVpreF3 [55, 56]. Помимо субъединичных вакцин, к концу 2023 г. клинические испытания также проходили 2 кандидатные вакцины, основанные на вирусоподобных частицах (см. прил. 2, см. https://mediasphera.ru/upload/medialibrary/files/Mol_genetika_2024_01_021_add.zip). Примечательный подход используется в бивалентной кандидатной вакцине IVX-A12, которая также начала проходить параллельные клинические испытания 1-й и 2-й стадии для вакцинации пожилого населения в конце 2023 г. и использует в качестве антигена F белки РСВ и метапневмопвируса [57]. К этому же времени до 3-й фазы клинических испытаний помимо вышеупомянутых одобренных вакцин дошли три кандидатные вакцины: две рекомбинантные MVA-BN-RSV и Ad26.RSV.preF, а также одна мРНК вакцина mRNA-1345. К сожалению, разработка обеих рекомбинантных вакцин была приостановлена. Ad26.RSV.preF уже упоминалась выше в контексте вакцинации детей, однако в исследовании вакцины для людей старшего возраста ее использовали в комбинации с очищенным вариантом стабилизированного preF-белка. Несмотря на высокую эффективность и хороший профиль безопасности [58], компания Johnson & Johnson приостановила разработку во время третьей фазы клинических испытаний без указания причины. Другая векторная вакцина MVA-BN-RSV, основанная на репликативно-дефектном штамме модифицированного вируса осповакцины Ankara (Poxiviridae), экспрессирующем белки F, N, M2-1 и G обоих субтипов РСВ, не смогла достигнуть одной из первичных конечных точек в третьей фазе клинических испытаний, и по этой причине ее разработка была приостановлена в августе 2023 г. (NCT05238025). Кандидатная вакцина mRNA-1345 представляет собой липидные наночастицы с мРНК, кодирующей preF-белок. По имеющимся на данное время результатам испытаний третьей фазы, вакцина эффективно защищала против инфекций нижних дыхательных путей, обусловленных РСВ, а также демонстрировала безопасность своего применения [59].

Следует отметить, что в большей части успешных случаев профилактики и лечения инфекции РСВ в качестве мишени использовали F-белок в его preF-конформации. Исключая вакцины, основанные на аттенуированных вирусах, стратегия разработки 6 кандидатных и 2 одобренных вакцин (80% от всех испытываемых вакцин) основана на выработке иммунного ответа против различных антигенных сайтов конкретно этого белка. Дополнительно, единственные одобренные и применяемые препараты для пассивной иммунизации, такие как моноклональные антитела паливизумаб и нирсевимаб, направлены именно на этот белок, и, в частности, на его preF-конформацию, что в совокупности может говорить о высокой перспективности использования этого направления для разработки новых методов лечения и профилактики.

Заключение

РСВ вызывает тяжелые респираторные заболевания, которым наиболее подвержены дети младшего возраста и пожилые люди. В этих группах инфекция РСВ связана с серьезными осложнениями и отложенными последствиями. Для снижения социально-экономического вреда необходима разработка новых терапевтических средств и средств профилактики против данного возбудителя. Подобные разработки активно ведутся за рубежом, и за последние два года был лицензирован один препарат моноклональных антител и две вакцины. Тем не менее, в России эти препараты пока недоступны.

Для защиты от инфекционных заболеваний наиболее перспективной является массовая иммунизация, требующая разработки эффективных вакцин. Исходя из накопленных знаний, лучшей мишенью для разработки вакцин против РСВ является F-белок в стабилизированном preF-состоянии. В настоящий момент испытывается ряд вакцин, использующих данный антиген, причем полученных с использованием самых разных технологий. Генетический состав изолятов РСВ на территории России почти не отличается от такового в остальном мире, где последнее десятилетие превалирует всего два генотипа, по одному на каждый субтип. Это позволяет существенно облегчить разработку отечественных препаратов за счет применения и анализа опыта уже существующих вариантов средств борьбы с РСВ.

Финансирование работы

Работа была поддержана в рамках государственного задания FSUS-2022-0021 и Программы «Приоритет-2030» Новосибирского государственного университета.

Соблюдение этических стандартов

В данной рукописи не имеется результатов исследований, проведенных авторами с участием добровольцев и использованием лабораторных животных.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Литература / References:

  1. Morris JA, Blount RE, Savage RE. Recovery of Cytopathogenic Agent from Chimpanzees with Goryza. Exp Biol Med. 1956;92(3):544-549.  https://doi.org/10.3181/00379727-92-22538
  2. Chanock R, Roizman B, Myers R, Finberg L, Roizman B, Myers R, Finberg L. Recovery from infants with respiratory illness of a virus related to chimpanzee coryza agent (CCA). Am J Epidemiol. 1957;66(3):291-300.  https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aje.a119901
  3. Chanock R, Finberg L. Recovery from infants with respiratory illness of a virus related to chimpanzee coryza agent (CCA). Am J Epidemiol. 1957;66(3):291-300.  https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aje.a119902
  4. Shi T, McAllister DA, O’Brien KL, Simoes EAF, Madhi SA, Gessner BD, et al. Global, regional, and national disease burden estimates of acute lower respiratory infections due to respiratory syncytial virus in young children in 2015: a systematic review and modelling study. Lancet. 2017;390(10098):946-958.  https://doi.org/10.1016/S0140-6736(17)30938-8
  5. Hall CB, Weinberg GA, Iwane MK, Blumkin AK, Edwards KM, Staat MA, et al. The Burden of Respiratory Syncytial Virus Infection in Young Children. N Engl J Med. 2009;360(6):588-598.  https://doi.org/10.1056/NEJMoa0804877
  6. Srikantiah P, Vora P, Klugman KP. Assessing the Full Burden of Respiratory Syncytial Virus in Young Infants in Low- and Middle-Income Countries: The Importance of Community Mortality Studies. Clin Infect Dis. 2021;73(suppl 3):S177-S179. https://doi.org/10.1093/cid/ciab486
  7. Sommer C. Risk Factors for Severe Respiratory Syncytial Virus Lower Respiratory Tract Infection. Open Microbiol J. 2011;5(1):144-154.  https://doi.org/10.2174/1874285801105010144
  8. Rosas-Salazar C, Chirkova T, Gebretsadik T, Chappell JD, Peebles RS, Dupont WD, et al. Respiratory syncytial virus infection during infancy and asthma during childhood in the USA (INSPIRE): a population-based, prospective birth cohort study. Lancet. 2023;401(10389):1669-1680. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(23)00811-5
  9. Tseng HF, Sy LS, Ackerson B, Solano Z, Slezak J, Luo Y, et al. Severe Morbidity and Short- and Mid- to Long-term Mortality in Older Adults Hospitalized with Respiratory Syncytial Virus Infection. J Infect Dis. 2020;222(8):1298-1310. https://doi.org/10.1093/infdis/jiaa361
  10. Ackerson B, Tseng HF, Sy LS, Solano Z, Slezak J, Luo Y, et al. Severe Morbidity and Mortality Associated With Respiratory Syncytial Virus Versus Influenza Infection in Hospitalized Older Adults. Clin Infect Dis. 2019;69(2):197-203.  https://doi.org/10.1093/cid/ciy991
  11. Kurskaya O, Ryabichenko T, Leonova N, Shi W, Bi H, Sharshov K, et al. Viral etiology of acute respiratory infections in hospitalized children in Novosibirsk City, Russia (2013—2017). Othumpangat S, ed. PLoS One. 2018;13(9):e0200117. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0200117
  12. Kurskaya OG, Prokopyeva EA, Sobolev IA, Solomatina M V, Saroyan TA, Dubovitskiy NA, et al. Changes in the Etiology of Acute Respiratory Infections among Children in Novosibirsk, Russia, between 2019 and 2022: The Impact of the SARS-CoV-2 Virus. Viruses. 2023;15(4):934.  https://doi.org/10.3390/v15040934
  13. Sominina A, Danilenko D, Komissarov A, Pisareva M, Musaeva T, Bakaev M, et al. Age-Specific Etiology of Severe Acute Respiratory Infections and Influenza Vaccine Effectivity in Prevention of Hospitalization in Russia, 2018—2019 Season. J Epidemiol Glob Health. 2021;11(4):413-425.  https://doi.org/10.1007/s44197-021-00009-1
  14. Current ICTV Taxonomy Release. Accessed October 6, 2023. https://ictv.global/taxonomy
  15. Collins PL, Fearns R, Graham BS. Respiratory Syncytial Virus: Virology, Reverse Genetics, and Pathogenesis of Disease. In:2013;3-38.  https://doi.org/10.1007/978-3-642-38919-1_1
  16. Blanchard EL, Braun MR, Lifland AW, Ludeke B, Noton SL, Vanover D, et al. Polymerase-tagged respiratory syncytial virus reveals a dynamic rearrangement of the ribonucleocapsid complex during infection. Whelan SPJ, ed. PLOS Pathog. 2020;16(10):e1008987. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1008987
  17. Battles MB, McLellan JS. Respiratory syncytial virus entry and how to block it. Nat Rev Microbiol. 2019;17(4):233-245.  https://doi.org/10.1038/s41579-019-0149-x
  18. McLellan JS, Ray WC, Peeples ME. Structure and Function of Respiratory Syncytial Virus Surface Glycoproteins. In: 2013;83-104.  https://doi.org/10.1007/978-3-642-38919-1_4
  19. Yu JM, Fu YH, Peng XL, Zheng YP, He JS. Genetic diversity and molecular evolution of human respiratory syncytial virus A and B. Sci Rep. 2021;11(1):12941. https://doi.org/10.1038/s41598-021-92435-1
  20. Jha A, Jarvis H, Fraser C, Openshaw PJM. Respiratory Syncytial Virus. In: SARS, MERS and Other Viral Lung Infections. 2016. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20399493
  21. Feng Z, Xu L, Xie Z. Receptors for Respiratory Syncytial Virus Infection and Host Factors Regulating the Life Cycle of Respiratory Syncytial Virus. Front Cell Infect Microbiol. 2022;12.  https://doi.org/10.3389/fcimb.2022.858629
  22. Gilman MSA, Castellanos CA, Chen M, Ngwuta JO, Goodwin E, Moin SM, et al. Rapid profiling of RSV antibody repertoires from the memory B cells of naturally infected adult donors. Sci Immunol. 2016;1(6). https://doi.org/10.1126/sciimmunol.aaj1879
  23. Goodwin E, Gilman MSA, Wrapp D, Chen M, Ngwuta JO, Moin SM, et al. Infants Infected with Respiratory Syncytial Virus Generate Potent Neutralizing Antibodies that Lack Somatic Hypermutation. Immunity. 2018;48(2):339-349.e5.  https://doi.org/10.1016/j.immuni.2018.01.005
  24. Ramaekers K, Rector A, Cuypers L, Lemey P, Keyaerts E, Van Ranst M. Towards a unified classification for human respiratory syncytial virus genotypes. Virus Evol. 2020;6(2). https://doi.org/10.1093/ve/veaa052
  25. Langedijk AC, Harding ER, Konya B, Vrancken B, Lebbink RJ, Evers A, et al. A systematic review on global RSV genetic data: Identification of knowledge gaps. Rev Med Virol. 2022;32(3). https://doi.org/10.1002/rmv.2284
  26. Eshaghi A, Duvvuri VR, Lai R, Nadarajah JT, Li A, Patel SN, et al. Genetic Variability of Human Respiratory Syncytial Virus A Strains Circulating in Ontario: A Novel Genotype with a 72 Nucleotide G Gene Duplication. Khudyakov YE, ed. PLoS One. 2012;7(3):e32807. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0032807
  27. Shobugawa Y, Saito R, Sano Y, Zaraket H, Suzuki Y, Kumaki A, et al. Emerging Genotypes of Human Respiratory Syncytial Virus Subgroup A among Patients in Japan. J Clin Microbiol. 2009;47(8):2475-2482. https://doi.org/10.1128/JCM.00115-09
  28. Krivitskaya V, Komissarova K, Pisareva M, Sverlova M, Fadeev A, Petrova E, et al. Respiratory Syncytial Virus G Protein Sequence Variability among Isolates from St. Petersburg, Russia, during the 2013—2014 Epidemic Season. Viruses. 2021;13(1):119.  https://doi.org/10.3390/v13010119
  29. Prokopyeva EA, Kurskaya OG, Solomatina MV, Sobolev IA, Saroyan TA, Dubovitskiy NA, et al. Virological and genetic characteristics of human respiratory syncytial viruses isolated in Russia, 2017—2018. J Infect Dev Ctries. 2023;17(02):251-259.  https://doi.org/10.3855/jidc.17462
  30. Hause AM, Henke DM, Avadhanula V, Shaw CA, Tapia LI, Piedra PA. Sequence variability of the respiratory syncytial virus (RSV) fusion gene among contemporary and historical genotypes of RSV/A and RSV/B. Tregoning JS, ed. PLoS One. 2017;12(4):e0175792. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0175792
  31. Tapia LI, Shaw CA, Aideyan LO, Jewell AM, Dawson BC, Haq TR, Piedra PA. Gene Sequence Variability of the Three Surface Proteins of Human Respiratory Syncytial Virus (HRSV) in Texas. Varga SM, ed. PLoS One. 2014;9(3):e90786. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0090786
  32. Johnson PR, Olmsted RA, Prince GA, Murphy BR, Alling DW, Walsh EE, Collins PL. Antigenic relatedness between glycoproteins of human respiratory syncytial virus subgroups A and B: evaluation of the contributions of F and G glycoproteins to immunity. J Virol. 1987;61(10):3163-3166. https://doi.org/10.1128/jvi.61.10.3163-3166.1987
  33. Broughton S, Greenough A. Effectiveness of drug therapies to treat or prevent respiratory syncytial virus infection-related morbidity. Expert Opin Pharmacother. 2003;4(10):1801-1808. https://doi.org/10.1517/14656566.4.10.1801
  34. Kim HW, Canchola JG, Brandt CD, Pyles G, Chanock RM, Jensen K, Parrott RH. Respiratory syncytial virus disease in infants despite prior administration of antigenic inactivated vaccine. Am J Epidemiol. 1969;89(4):422-434.  https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aje.a120955
  35. Acosta PL, Caballero MT, Polack FP. Brief History and Characterization of Enhanced Respiratory Syncytial Virus Disease. Papasian CJ, ed. Clin Vaccine Immunol. 2016;23(3):189-195.  https://doi.org/10.1128/CVI.00609-15
  36. Ribavirin aerosol approved for severe cases of RSV in infants and young children. FDA Drug Bull. 1986;16(1):7.  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3732682
  37. Hayden FG, Whitley RJ. Respiratory Syncytial Virus Antivirals: Problems and Progress. J Infect Dis. 2020;222(9):1417-1421. https://doi.org/10.1093/infdis/jiaa029
  38. Ark Biopharmaceutical Announces NMPA Acceptance and Priority Review of New Drug Application for Ziresovir for Treatment of RSV Infection. Accessed December 4, 2023. https://www.arkbiosciences.com/en_2022n/114
  39. Langedijk AC, Bont LJ. Respiratory syncytial virus infection and novel interventions. Nat Rev Microbiol. 2023;21(11):734-749.  https://doi.org/10.1038/s41579-023-00919-w
  40. Sandritter TL, Kraus DM. Respiratory syncytial virus-immunoglobulin intravenous (RSV-IGIV) for respiratory syncytial viral infections: Part I. J Pediatr Heal Care. 1997;11(6):284-291.  https://doi.org/10.1016/S0891-5245(97)90086-9
  41. Brady MT, Byington CL, Davies HD, Edwards KM, Jackson MA, Maldonado YA, et al. Updated Guidance for Palivizumab Prophylaxis Among Infants and Young Children at Increased Risk of Hospitalization for Respiratory Syncytial Virus Infection. Pediatrics. 2014;134(2):e620-e638. https://doi.org/10.1542/peds.2014-1666
  42. Feltes TF, Cabalka AK, Meissner HC, Piazza FM, Carlin DA, Top FH, et al. Palivizumab prophylaxis reduces hospitalization due to respiratory syncytial virus in young children with hemodynamically significant congenital heart disease. J Pediatr. 2003;143(4):532-540.  https://doi.org/10.1067/S0022-3476(03)00454-2
  43. Wasserman RL, Greener BN, Mond J. RI-002, an intravenous immunoglobulin containing high titer neutralizing antibody to RSV and other respiratory viruses for use in primary immunodeficiency disease and other immune compromised populations. Expert Rev Clin Immunol. 2017;13(12):1107-1119. https://doi.org/10.1080/1744666X.2017.1389647
  44. Ruckwardt TJ. The road to approved vaccines for respiratory syncytial virus. npj Vaccines. 2023;8(1):138.  https://doi.org/10.1038/s41541-023-00734-7
  45. Griffin MP, Yuan Y, Takas T, Domachowske JB, Madhi SA, Manzoni P, et al. Single-Dose Nirsevimab for Prevention of RSV in Preterm Infants. N Engl J Med. 2020;383(5):415-425.  https://doi.org/10.1056/NEJMoa1913556
  46. Zhu Q, McLellan JS, Kallewaard NL, Ulbrandt ND, Palaszynski S, Zhang J, et al. A highly potent extended half-life antibody as a potential RSV vaccine surrogate for all infants. Sci Transl Med. 2017;9(388). https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aaj1928
  47. Simões EAF, Madhi SA, Muller WJ, Atanasova V, Bosheva M, Cabañas F, et al. Efficacy of nirsevimab against respiratory syncytial virus lower respiratory tract infections in preterm and term infants, and pharmacokinetic extrapolation to infants with congenital heart disease and chronic lung disease: a pooled analysis of randomised. Lancet Child Adolesc Heal. 2023;7(3):180-189.  https://doi.org/10.1016/S2352-4642(22)00321-2
  48. Mazur NI, Terstappen J, Baral R, Bardají A, Beutels P, Buchholz UJ, et al. Respiratory syncytial virus prevention within reach: the vaccine and monoclonal antibody landscape. Lancet Infect Dis. 2023;23(1):e2-e21.  https://doi.org/10.1016/S1473-3099(22)00291-2
  49. Karron RA, Atwell JE, McFarland EJ, Cunningham CK, Muresan P, Perlowski C, et al. Live-attenuated Vaccines Prevent Respiratory Syncytial Virus—associated Illness in Young Children. Am J Respir Crit Care Med. 2021;203(5):594-603.  https://doi.org/10.1164/rccm.202005-1660OC
  50. Billard MN, Bont LJ. Live-attenuated Respiratory Syncytial Virus Vaccines: Time for the Next Step. Am J Respir Crit Care Med. 2021;203(5):538-539.  https://doi.org/10.1164/rccm.202009-3431ED
  51. Stuart AS V, Virta M, Williams K, Seppa I, Hartvickson R, Greenland M, et al. Phase 1/2a Safety and Immunogenicity of an Adenovirus 26 Vector Respiratory Syncytial Virus (RSV) Vaccine Encoding Prefusion F in Adults 18—50 Years and RSV-Seropositive Children 12—24 Months. J Infect Dis. 2022;227(1):71-82.  https://doi.org/10.1093/infdis/jiac407
  52. Bebia Z, Reyes O, Jeanfreau R, Kantele A, De Leon RG, Sánchez MG, et al. Safety and Immunogenicity of an Investigational Respiratory Syncytial Virus Vaccine (RSVPreF3) in Mothers and Their Infants: A Phase 2 Randomized Trial. J Infect Dis. 2023;228(3):299-310.  https://doi.org/10.1093/infdis/jiad024
  53. Kampmann B, Madhi SA, Munjal I, Simões EAF, Pahud BA, Llapur C, et al. Bivalent Prefusion F Vaccine in Pregnancy to Prevent RSV Illness in Infants. N Engl J Med. 2023;388(16):1451-1464. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2216480
  54. FDA Approves First Vaccine for Pregnant Individuals to Prevent RSV in Infants | FDA. Accessed December 4, 2023. https://www.fda.gov/news-events/press-announcements/fda-approves-first-vaccine-pregnant-individuals-prevent-rsv-infants
  55. U.S. FDA Approves ABRYSVO, Pfizer’s Vaccine for the Prevention of Respiratory Syncytial Virus (RSV) in Older Adults | Pfizer.
  56. US FDA approves GSK’s Arexvy, the world’s first respiratory syncytial virus (RSV) vaccine for older adults | GSK. 
  57. Icosavax Initiates Phase 1 Trial of IVX-A12 Against RSV and hMPV in Older Adults — Icosavax, Inc. Accessed December 4, 2023. https://ir.icosavax.com/news-releases/news-release-details/icosavax-initiates-phase-1-trial-ivx-a12-against-rsv-and-hmpv
  58. Falsey AR, Williams K, Gymnopoulou E, Bart S, Ervin J, Bastian AR, et al. Efficacy and Safety of an Ad26.RSV.preF-RSV preF Protein Vaccine in Older Adults. N Engl J Med. 2023;388(7):609-620.  https://doi.org/10.1056/NEJMoa2207566
  59. Moderna Announces mRNA-1345, an Investigational Respiratory Syncytial Virus (RSV) Vaccine, Has Met Primary Efficacy Endpoints in Phase 3 Trial in Older Adults. Accessed December 4, 2023. https://investors.modernatx.com/news/news-details/2023/Moderna-Announces-mRNA-1345-an-Investigational-Respiratory-Syncytial-Virus-RSV-Vaccine-Has-Met-Primary-Efficacy-Endpoints-in-Phase-3-Trial-in-Older-Adults/default.aspx
  60. Brakel KA, Binjawadagi B, French-Kim K, Watts M, Harder O, Ma Y, et al. Coexpression of respiratory syncytial virus (RSV) fusion (F) protein and attachment glycoprotein (G) in a vesicular stomatitis virus (VSV) vector system provides synergistic effects against RSV infection in a cotton rat model. Vaccine. 2021;39(47):6817-6828. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2021.10.042
  61. World regions according to the World Bank. https://ourworldindata.org/grapher/world-regions-according-to-the-world-bank

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо со ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail

Мы используем файлы cооkies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cооkies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.