Чувствительный тест повышает безопасность вакцин

Salmonella Typhi (S. Typhi) — возбудитель брюшного тифа, серьезной угрозы здоровью, вызывающей около 22 миллионов новых случаев и примерно 217 000 смертей ежегодно. Разрабатывается ряд новых кандидатных вакцин на основе живых аттенуированных штаммов Salmonella, но необходимо следить, чтобы бактерии не выделялись в окружающую среду после вакцинации.

Карен Бреннеман и ее коллеги из Института Biodesign Университета Аризоны исследовали способы обнаружения S. Typhi в стуле после инокуляции различными вакцинными штаммами. Их результаты недавно опубликованы в Journal of Microbiological Methods.

Группа под руководством Роя Кертисса III применила тест RapidChek SELECT™ Salmonella для обнаружения выделения S. Typhi со стулом, продемонстрировав улучшение детекции аттенуированных штаммов в 10–1000 раз по сравнению с обычными методами.

Выделение видов Salmonella со стулом после инфекции обычно длится 3–5 недель, хотя при брюшном тифе бактерии могут выделяться до 3 месяцев, а носители — неограниченно долго.

Новые вакцины на основе аттенуированных версий S. Typhi способны обеспечить защиту, вызывая мощный иммунный ответ. Текущее исследование показывает, что аттенуированные формы бактерий выделяются гораздо меньшее время, чем дикий тип S. Typhi. Многие вакцинные штаммы выделяются 1–3 дня после вакцинации, но некоторые — 7–11 дней, что потенциально может привести к вакцинации нежелающих или тех, кому она противопоказана.

Обычные тесты на S. Typhi полагаются на культивирование бактерий с добавками (желчь, тяжелые металлы, красители), которые селективно ингибируют рост конкурирующей флоры. Хотя это хорошо работает для дикого типа, эти добавки негативно влияют на аттенуированные формы, часто делая их необнаружимыми.

В данном исследовании группа использовала альтернативный метод — систему обнаружения RapidChek SELECT™ Salmonella, успешно применяемую для обнаружения Salmonella на тушах птицы, яйцах и других продуктах. Метод обогащает бактерию в присутствии коктейля бактериофагов, который снижает количество микробов-конкурентов. Этот высокочувствительный метод можно применять к участникам клинических испытаний вакцин, чтобы убедиться, что они не выделяют живые вакцинные микробы, которые могут передаваться между людьми фекально-оральным путем.

Еще одно преимущество RapidChek SELECT™ Salmonella — возможность быстрого теста на наличие Salmonella уже через 6 часов после вакцинации с использованием специфичной к липополисахариду бактерии антительной полоски. Метод способен обнаруживать многие типы Salmonella. В работе его использовали для оценки способности детектировать ряд аттенуированных штаммов, ранее или в настоящее время изучаемых в клинических испытаниях фазы I на здоровых взрослых 18–40 лет.

Результаты показали, что RapidChek SELECT™ Salmonella высокочувствителен к присутствию вакцинного S. Typhi в стуле для большинства клинически значимых аттенуированных штаммов. Во всех случаях метод давал как минимум 10-кратное улучшение обнаружения по сравнению с традиционными методами, а в некоторых случаях — увеличение чувствительности более чем в 1000 раз.

Все исследованные вакцинные штаммы показали некоторый потенциал к выделению. Каждый штамм имел характерный профиль выделения, как правило, гораздо более короткий, чем у дикого типа S. Typhi, хотя все изученные персистировали как минимум 4 дня. Некоторые экспериментальные штаммы, например χ8444, по поведению выделения напоминали дикий тип, в некоторых случаях сохраняясь в стуле до 2 недель после иммунизации.

Среди протестированных были три новых кандидатных вакцины из группы regulated delayed attenuation vaccine strains, разработанных лабораторией Кертисса. Их персистенция напоминала дикий тип S. Typhi первые 48 часов, после чего быстро снижалась до неопределяемого уровня к 5 дню. Однако эти штаммы не могли быть культивированы и обогащены обычными методами из-за более медленных темпов роста и повышенной чувствительности к стрессу.

Для оценки потенциала выделения штаммы regulated delayed attenuation подвергли воздействию обычной фекальной флоры толстого кишечника. Эти штаммы показали меньшую способность выживать при стрессе и более низкую конкурентную приспособленность по сравнению с другими штаммами S. Typhi. Авторы предполагают, что эти показатели выживаемости in vitro дают разумную основу для приблизительной оценки фактического потенциала выделения со стулом — что сейчас оценивается в клинических испытаниях.

Хотя обычные методы детекции все еще превосходят RapidChek SELECT™ Salmonella в обнаружении дикого типа S. Typhi, новый метод показал 10–100-кратное улучшение в обнаружении аттенуированных штаммов (за исключением одного штамма — Ty21a) и 1000-кратное улучшение в случае трех протестированных штаммов regulated delayed attenuation.

Исследование дополнительно подтвердило, что аттенуация вакцинных штаммов оказывает глубокое негативное влияние на приспособленность бактерий, тем самым повышая их безопасность для использования в вакцинах. Дальнейшая работа направлена на дальнейшее снижение потенциала передачи живого аттенуированного вакцинного штамма от человека к человеку после иммунизации.