Журналов:     Статей:        

Вопросы вирусологии. 2021; 66: 189-197

Моноклональные антитела к гемагглютинину вируса гриппа А/Н7N3 (Orthomyxoviridae: Alphainfluenzavirus: Influenza A virus)

Сорокин Е. В., Царёва Т. Р., Руднева И. А., Тимофеев Б. И., Ляшко А. В., Баланова М. А., Артёмов Е. К., Гребенникова Т. В., Тимофеева Т. А.

https://doi.org/10.36233/0507-4088-45

Аннотация

Введение. Варианты вируса гриппа (ВГ) А подтипа Н7, как и Н5, обладают высоким пандемическим потенциалом. Однако имеющиеся сведения об антигенной структуре гемагглютинина (HA) Н7 значительно уступают по объёму аналогичным данным в отношении НА подтипа Н5.

Цели исследования – разработка и характеристика панели моноклональных антител (МКАТ), направленных к НА подтипа Н7 возбудителя гриппа А.

Материал и методы. Культуру вируса накапливали в 10-дневных куриных эмбрионах. Очистку и концентрацию вирусных частиц, определение концентрации белка, получение МКАТ и асцитных жидкостей, реакцию гемагглютинации (РГА) и реакцию торможения гемагглютинации (РТГА), оценку активности антител в непрямом иммуноферментном анализе (ИФА), а также определение изотипов МКАТ и реакцию нейтрализации (РН) проводили стандартными способами.

Результаты. Полученные МКАТ к штамму А/mallard/Netherlands/12/2000 (H7N3) исследованы в РТГА с набором штаммов разных лет выделения, относящихся к различным эволюционным группам. Во всех случаях антитела обладали сниженной реакционной способностью по сравнению с вирусом-иммуногеном. Выявлено перекрёстное взаимодействие МКАТ 9E11 и 9G12 в РТГА с ВГ А/H15.

Обсуждение. Возбудитель гриппа А с НА подтипа Н7 может послужить потенциальным агентом будущей пандемии. Разработка панели МКАТ к НА этого подтипа представляется актуальной задачей как для ветеринарии, так и для общественного здравоохранения.

Заключение. Полученные нами антитела могут найти применение не только для эпитопного картирования НA подтипа вируса Н7 (которое к настоящему времени недостаточно разработано) и в качестве реагентов тест-систем, но и с целью определения общих («универсальных») эпитопов в данной молекуле у разных штаммов Н7.

Список литературы

1. Львов Д.К., ред. Вирусы и вирусные инфекции человека и животных. М.: МИА; 2013. 2. Elbers A.R., Fabri T.H., de Vries T.S., de Wit J.J., Pijpers A., Koch G. The highly pathogenic avian influenza A (H7N7) virus epidemic in the Netherlands in 2003 – lessons learned from the first five outbreaks. Avian Dis. 2004; 48(3): 691–705. https://doi.org/10.1637/7149

2. Kemink S.A., Fouchier R.A., Rozendaal F.W., Broekman J.M., Koopmans M., Osterhaus A.D., et al. A fatal infection due to avian influenza-A (H7N7) virus and adjustment of the preventive measures. Ned. Tijdschr. Geneeskd. 2004; 148(44): 2190–4.

3. WHO. Overview of the emergence and characteristics of the avian influenza A(H7N9) virus. Available at: http://www.who.int/influenza/human_animal-interface/influenza-h7n9/WHO_H7N9_review_ 31May13.pdf (accessed May 14, 2021).

4. Schmeiser F., Vasudevan A., Verma S., Wang W., Alvarad E., Weiss C., et al. Antibodies to antigenic site A of influenza H7 hemagglutinin provide protection against H7N9 challenge. PLoS One. 2015; 10(1): e0117108. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0117108

5. Thornburg N.J., Zhang H., Bangaru S., Sapparapu G., Kose N., Lampley R.M., et al. H7N9 influenza virus neutralizing antibodies that possess few somatic mutations. J. Clin. Invest. 2016; 126(4): 1482–94. https://doi.org/10.1172/jci85317

6. Yao L., Chen Y., Wang X., Bi Z., Xiao Q., Lei J., et al. Identification of antigenic epitopes in the haemagglutinin of H7 avian influenza virus. Avian. Pathol. 2020; 49(1): 62–73. https://doi.org/10.1080/0 3079457.2019.1666971

7. Седова Е.С., Верховская Л.В., Артёмова Э.А., Щербинин Д.Н., Лысенко А.А., Руднева И.А., и др. Защита мышей от заражения вирусом гриппа птиц субтипа Н7 с помощью иммунизации рекомбинантным аденовирусом, кодирующим консервативные антигены вируса гриппа А. БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. 2020; 20(1): 60–7. https://doi. org/10.30895/2221-996X-2020-20-1-60-67

8. Суховецкая В.Ф., Дондурей Е.А., Дриневский В.П., Соминина А.А., Майорова В.Г., Писарева М.М., и др. Методические рекомендации. Выделение вирусов гриппа в клеточных культурах и куриных эмбрионах и их идентификация. Санкт-Петербург; 2006.

9. Сорокин Е.В., Царёва Т.Р., Желтухина А.И. Моноклональные антитела к гемагглютинину вирусов гриппа В викторианской эволюционной линии. Вопросы вирусологии. 2018; 63(6): 275– 80. https://doi.org/10.18821/0507-4088-2018-63-6-275-280

10. Price M.N., Dehal P.S., Arkin A.P. FastTree 2-approximately maximum-likelihood trees for large alignments. PLoS One. 2010; 5(3): e9490. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0009490

11. Le S.Q., Gascuel O. An improved general amino acid replacement matrix. Mol. Biol. Evol. 2008; 25(7): 1307–20. https://doi. org/10.1093/molbev/msn067

12. Stamatakis A. RAxML version 8: a tool for phylogenetic analysis and post-analysis of large phylogenies. Bioinformatics. 2014; 30(9): 1312–3. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btu033

13. Dang C.C., Le Q.S., Gascuel O., Le V.S. FLU, an amino acid substitution model for influenza proteins. BMC Evol. Biol. 2010; 10: 99. https://doi.org/10.1186/1471-2148-10-99

14. Кущ А.А., Климова Р.Р., Масалова О.В., Фёдорова Н.Е., Ботиков А.Г., Федякина И.Т., и др. Получение и свойства моноклональных антител к высокопатогенному штамму вируса гриппа птиц A(H5N1), выделенного на территории Российской Федерации. Вопросы вирусологии. 2008; 53(5): 9–14.

15. Климова Р.Р., Масалова О.В., Бурцева Е.И., Чичев Е.В., Леснова Е.И., Оскерко Т.А., и др. Моноклональные антитела к пандемическому вирусу гриппа A/IIV-Moscow/01/2009 (H1N1)swl, обладающие высокой вируснейтрализующей активностью. Вопросы вирусологии. 2011; 56(3): 15–20.

16. Matrosovich M.N., Klenk H.-D., Kawaoka Y. Receptor specificity, host-range, and pathogenicity of influenza viruses. In: Kawaoka Y., ed. Influenza Virology: Current Topics. Wymondham, UK: Caister Academic Press; 2006: 95–138.

17. Sievers F., Wilm A., Dineen D.G., Gibson T.J., Karplus K., Li W., et al. Fast, scalable generation of high-quality protein multiple sequence alignments using Clustal Omega. Mol. Syst. Biol. 2011; 7: 539. https://doi.org/10.1038/msb.2011.75

18. Banks J., Speidel E.C., McCauley J.W., Alexander D.J. Phylogenetic analysis of H7 haemagglutinin subtype influenza A viruses. Arch. Virol. 2000; 145(5): 1047–58. https://doi.org/10.1007/s007050050695

19. Robinson D.F., Foulds L.R. Comparison of phylogenetic trees. Math. Biosci. 1981; 53(1): 131–47. https://doi.org/10.1016/0025- 5564(81)90043-2

20. Webster R.G., Govorkova E.A. Continuing challenges in influenza. Ann. NY Acad. Sci. 2014; 1323(1): 115–39. https://doi.org/10.1111/ nyas.12462

21. Chen L., Ruan F., Sun J., Chen H., Liu M., Zhou J., et al. Establishment of sandwich ELISA for detecting the H7 subtype influenza A virus. J. Med Virol. 2019; 91(6): 1168–71. https://doi.org/10.1002/jmv.25408

22. Dong J., Fan J., Wang J., Zhang Q., Yang Y., Jia Y., et al. Development and evaluation of a C-ELISA for rapid detection of antibody to AIV-H7. Anal. Biochem. 2019; 572: 52–7. https://doi.org/10.1016/j. ab.2019.02.024

23. Jadhao S.J., Achenbach J., Swayne D.E., Donis R., Cox N., Matsuoka Y. Development of Eurasian H7N7/PR8 high growth reassortant virus for clinical evaluation as an inactivated pandemic influenza vaccine. Vaccine. 2008; 26(14): 742–50. https://doi.org/10.1016/j. vaccine.2008.01.036

24. Meseda C.A., Atukorale V., Soto J., Eichelberger M.C., Gao J., Wang W., et al. Immunogenicity and protection against influenza H7N3 in mice by modified vaccinia virus Ankara vectors expressing influenza virus hemagglutinin or neuraminidase. Sci. Rep. 2018; 8(1): 5364. https://doi.org/10.1038/s41598-018-23712-9

25. Боголюбов А.С., Жданова О.В., Кравченко М.В. Справочник по орнитологии. Миграции птиц. М.: Экосистема; 2006.

Problems of Virology. 2021; 66: 189-197

Monoclonal antibodies to hemagglutinin of influenza A/H7N3 virus (Orthomyxoviridae: Alphainfluenzavirus: Influenza A virus)

Sorokin E. V., Tsareva T. R., Rudneva I. A., Timofeev B. I., Lyashko A. V., Balanova M. A., Artemov E. K., Grebennikova T. V., Timofeeva T. A.

https://doi.org/10.36233/0507-4088-45

Abstract

Introduction. Variants of influenza virus A/H7 have the same high pandemic potential as A/H5. However, the information about the antigenic structure of H7 hemagglutinin (НА) is considerably inferior in quantitative terms to similar data for H5 НА.

The aims of the study were development and characterization of the monoclonal antibodies (MAbs) panel for HA subtype H7 of the influenza A virus.

Material and methods. Viruses were accumulated in 10-day-old chicken embryos. Purification and concentration of the virus, determination of protein concentration, preparation of MAbs and ascitic fluids, hemagglutination and hemagglutination inhibition (HI) tests, assessment of antibodies’ activity in indirect enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), as well as determination of MAbs isotypes and neutralization reaction (NR) were carried out by standard methods.

Results. The obtained MAbs to А/mallard/Netherlands/12/2000 (H7N3) strain were studied in HI test with a set of strains of different years of isolation belonging to different evolutionary groups. MAbs had a reduced reactivity compared to the immunogen-virus for all the studied strains. Cross-interaction of MAbs 9E11 and 9G12 in HI test with influenza A/H15 virus has been observed.

Discussion. Influenza A agent with H7 HA variant could serve as a potential cause of a future pandemic. Development of the MAbs panel for subtype H7 HA is an urgent task for both veterinary medicine and public health.

Conclusion. The obtained MAbs can be used not only for epitope mapping of the H7 HA molecule (currently insufficiently studied) and as reagents for diagnostic assays, but also for determining common («universal») epitopes in HA of different strains of this subtype.

References

1. L'vov D.K., red. Virusy i virusnye infektsii cheloveka i zhivotnykh. M.: MIA; 2013. 2. Elbers A.R., Fabri T.H., de Vries T.S., de Wit J.J., Pijpers A., Koch G. The highly pathogenic avian influenza A (H7N7) virus epidemic in the Netherlands in 2003 – lessons learned from the first five outbreaks. Avian Dis. 2004; 48(3): 691–705. https://doi.org/10.1637/7149

2. Kemink S.A., Fouchier R.A., Rozendaal F.W., Broekman J.M., Koopmans M., Osterhaus A.D., et al. A fatal infection due to avian influenza-A (H7N7) virus and adjustment of the preventive measures. Ned. Tijdschr. Geneeskd. 2004; 148(44): 2190–4.

3. WHO. Overview of the emergence and characteristics of the avian influenza A(H7N9) virus. Available at: http://www.who.int/influenza/human_animal-interface/influenza-h7n9/WHO_H7N9_review_ 31May13.pdf (accessed May 14, 2021).

4. Schmeiser F., Vasudevan A., Verma S., Wang W., Alvarad E., Weiss C., et al. Antibodies to antigenic site A of influenza H7 hemagglutinin provide protection against H7N9 challenge. PLoS One. 2015; 10(1): e0117108. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0117108

5. Thornburg N.J., Zhang H., Bangaru S., Sapparapu G., Kose N., Lampley R.M., et al. H7N9 influenza virus neutralizing antibodies that possess few somatic mutations. J. Clin. Invest. 2016; 126(4): 1482–94. https://doi.org/10.1172/jci85317

6. Yao L., Chen Y., Wang X., Bi Z., Xiao Q., Lei J., et al. Identification of antigenic epitopes in the haemagglutinin of H7 avian influenza virus. Avian. Pathol. 2020; 49(1): 62–73. https://doi.org/10.1080/0 3079457.2019.1666971

7. Sedova E.S., Verkhovskaya L.V., Artemova E.A., Shcherbinin D.N., Lysenko A.A., Rudneva I.A., i dr. Zashchita myshei ot zarazheniya virusom grippa ptits subtipa N7 s pomoshch'yu immunizatsii rekombinantnym adenovirusom, kodiruyushchim konservativnye antigeny virusa grippa A. BIOpreparaty. Profilaktika, diagnostika, lechenie. 2020; 20(1): 60–7. https://doi. org/10.30895/2221-996X-2020-20-1-60-67

8. Sukhovetskaya V.F., Dondurei E.A., Drinevskii V.P., Sominina A.A., Maiorova V.G., Pisareva M.M., i dr. Metodicheskie rekomendatsii. Vydelenie virusov grippa v kletochnykh kul'turakh i kurinykh embrionakh i ikh identifikatsiya. Sankt-Peterburg; 2006.

9. Sorokin E.V., Tsareva T.R., Zheltukhina A.I. Monoklonal'nye antitela k gemagglyutininu virusov grippa V viktorianskoi evolyutsionnoi linii. Voprosy virusologii. 2018; 63(6): 275– 80. https://doi.org/10.18821/0507-4088-2018-63-6-275-280

10. Price M.N., Dehal P.S., Arkin A.P. FastTree 2-approximately maximum-likelihood trees for large alignments. PLoS One. 2010; 5(3): e9490. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0009490

11. Le S.Q., Gascuel O. An improved general amino acid replacement matrix. Mol. Biol. Evol. 2008; 25(7): 1307–20. https://doi. org/10.1093/molbev/msn067

12. Stamatakis A. RAxML version 8: a tool for phylogenetic analysis and post-analysis of large phylogenies. Bioinformatics. 2014; 30(9): 1312–3. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btu033

13. Dang C.C., Le Q.S., Gascuel O., Le V.S. FLU, an amino acid substitution model for influenza proteins. BMC Evol. Biol. 2010; 10: 99. https://doi.org/10.1186/1471-2148-10-99

14. Kushch A.A., Klimova R.R., Masalova O.V., Fedorova N.E., Botikov A.G., Fedyakina I.T., i dr. Poluchenie i svoistva monoklonal'nykh antitel k vysokopatogennomu shtammu virusa grippa ptits A(H5N1), vydelennogo na territorii Rossiiskoi Federatsii. Voprosy virusologii. 2008; 53(5): 9–14.

15. Klimova R.R., Masalova O.V., Burtseva E.I., Chichev E.V., Lesnova E.I., Oskerko T.A., i dr. Monoklonal'nye antitela k pandemicheskomu virusu grippa A/IIV-Moscow/01/2009 (H1N1)swl, obladayushchie vysokoi virusneitralizuyushchei aktivnost'yu. Voprosy virusologii. 2011; 56(3): 15–20.

16. Matrosovich M.N., Klenk H.-D., Kawaoka Y. Receptor specificity, host-range, and pathogenicity of influenza viruses. In: Kawaoka Y., ed. Influenza Virology: Current Topics. Wymondham, UK: Caister Academic Press; 2006: 95–138.

17. Sievers F., Wilm A., Dineen D.G., Gibson T.J., Karplus K., Li W., et al. Fast, scalable generation of high-quality protein multiple sequence alignments using Clustal Omega. Mol. Syst. Biol. 2011; 7: 539. https://doi.org/10.1038/msb.2011.75

18. Banks J., Speidel E.C., McCauley J.W., Alexander D.J. Phylogenetic analysis of H7 haemagglutinin subtype influenza A viruses. Arch. Virol. 2000; 145(5): 1047–58. https://doi.org/10.1007/s007050050695

19. Robinson D.F., Foulds L.R. Comparison of phylogenetic trees. Math. Biosci. 1981; 53(1): 131–47. https://doi.org/10.1016/0025- 5564(81)90043-2

20. Webster R.G., Govorkova E.A. Continuing challenges in influenza. Ann. NY Acad. Sci. 2014; 1323(1): 115–39. https://doi.org/10.1111/ nyas.12462

21. Chen L., Ruan F., Sun J., Chen H., Liu M., Zhou J., et al. Establishment of sandwich ELISA for detecting the H7 subtype influenza A virus. J. Med Virol. 2019; 91(6): 1168–71. https://doi.org/10.1002/jmv.25408

22. Dong J., Fan J., Wang J., Zhang Q., Yang Y., Jia Y., et al. Development and evaluation of a C-ELISA for rapid detection of antibody to AIV-H7. Anal. Biochem. 2019; 572: 52–7. https://doi.org/10.1016/j. ab.2019.02.024

23. Jadhao S.J., Achenbach J., Swayne D.E., Donis R., Cox N., Matsuoka Y. Development of Eurasian H7N7/PR8 high growth reassortant virus for clinical evaluation as an inactivated pandemic influenza vaccine. Vaccine. 2008; 26(14): 742–50. https://doi.org/10.1016/j. vaccine.2008.01.036

24. Meseda C.A., Atukorale V., Soto J., Eichelberger M.C., Gao J., Wang W., et al. Immunogenicity and protection against influenza H7N3 in mice by modified vaccinia virus Ankara vectors expressing influenza virus hemagglutinin or neuraminidase. Sci. Rep. 2018; 8(1): 5364. https://doi.org/10.1038/s41598-018-23712-9

25. Bogolyubov A.S., Zhdanova O.V., Kravchenko M.V. Spravochnik po ornitologii. Migratsii ptits. M.: Ekosistema; 2006.