УДК 615.371:619
DOI: 10.36871/vet.zoo.bio.202512212

Авторы

Олег Борисович Литвинов,
Николай Васильевич Пименов,
Денис Викторович Гомазков,
Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии – МВА имени К. И. Скрябина, Москва, Россия
Елизавета Александровна Садовая,
Федеральный научный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии имени К. И. Скрябина и Я. Р. Коваленко Российской Академии наук, Москва, Россия

Аннотация

Мукозальные вакцины обладают потенциалом для запуска мощных защитных иммунных реакций. Стоит отметить, что индукция адаптивного иммунитета на слизистых оболочках, включающая реакцию секреторных антител и тканерезидентных Т-клеток, способна предотвратить развитие инфекции, а не только ограничить распространение инфекции и защитить от появления симптомов заболевания. Тем не менее запуск иммунного ответа на слизистых оболочках, особенно пищеварительной системы, по-прежнему остается сложной задачей. В настоящее время используется множество эффективных мукозальных вакцин, однако лицензированные вакцины состоят из живых аттенуированных и инактивированных цельноклеточных препаратов. Поэтому ключом к продвижению данного типа вакцин является поиск безопасных и эффективных адъювантов, связанных с инновационными стратегиями обнаружения антигена и способа доставки. В организм домашних животных мукозальные вакцины вводятся с помощью бактериальных и вирусных векторов, систем доставки на основе частиц, таких как полимеры, альгинат, иммуностимулирующие комплексы и липосомы, а также стратегий воздействия на слизистые оболочки с помощью рецепторов. Значительный прогресс достигнут в раскрытии механизмов, регулирующих врожденный и адаптивный иммунитет слизистой оболочки, что является ценным материалом для разработки адъювантов для мукозальных вакцин. В частности, в ходе расширения знаний об антигенпрезентирующих клетках слизистой оболочки, о популяциях лимфоидных клеток врожденного иммунитета и резидентных клетках памяти в слизистой оболочке появились новые привлекательные мишени для разработки вакцин.

Ключевые слова

вакцинация, профилактика, слизистые оболочки, мукозальные вакцины, способы доставки, адъюванты

Список литературы

  1. Девришов Д. А., Пулотов Ф. Х. Технологические и иммунобиологические аспекты производства вакцины против эмфизематозного карбункула // Ветеринария, зоотехния и биотехнология. 2019. № 1. С. 60–65. DOI: 10.26155/vet.zoo. bio.20I90I009.
  2. Пименов Н. В., Капустин А. В., Роенко А. Д. Унификация классификационных групп вакцинопрепаратов // Ветеринария, зоотехния и биотехнология. 2023. № 9. С. 66–74. DOI: 10.36871/vet.zoo. bio.202309008.
  3. Роенко А. Д., Пименов Н. В. Биотехнология противорожистых вакцин: перспективные решения // Ветеринария, зоотехния и биотехнология. 2025. № 6. С. 144– 152. DOI: 10.36871/vet.zoo.bio.202506115.
  4. Садовая Е. А., Литвинов О. Б. Перспективы применения растительных вакцин в ветеринарной практике // Ветеринария, зоотехния и биотехнология. 2024. № 6. С. 120–131. DOI: 10.36871/vet.zoo. bio.202406015.
  5. Садовая Е. А., Литвинов О. Б. Современные способы повышения эффективности ДНК-вакцин и пути их доставки в клетки макроорганизма // Ветеринария, зоотехния и биотехнология. 2024. Т. 1. № 11. С. 132–148. DOI: 10.36871/vet. zoo.bio.20241113.
  6. Abusugra I., Morein B. Iscom is an efficient mucosal delivery system for Mycoplasma mycoides subsp. mycoides (MmmSC) antigens including high mucosal and systemic antibody responses // FEMS Immunol. Med. Microbiol. 1999. No. 23. Pp. 5–12.
  7. Anggraeni R., Ana I. D., Wihadmadyatami H. Development of mucosal vaccine delivery: An overview on the mucosal vaccines and their adjuvants // Clin. Exp. Vaccine Res. 2022. No. 11. Pp. 235–248.
  8. Autenrieth I. B., Schmidt M. A. Bacterial interplay at intestinal mucosal surfaces: implications for vaccines development // Trends Microbiol. 2000. No. 8. Pp. 457–464.
  9. Basa-Estrada M. E., Foldvari M., Snider M. Induction of mucosal immune responses by administration of liposome-antigen formulations and interleukin-12 // J. Interferon Cytokine Res. 1999. No. 19. Pp. 455–462.
  10. Basa-Estrada M. E., Foldvari M. M., Snider M. M. et al. Intranasal immunization with liposome-formulated Yersinia pestis vaccine enhances mucosal immune responses // Vaccine. 2000. No. 18. Pp. 2203–2211.
  11. Belyakov I. M., Hammond S. A., Ahlers J. D. et al. Transcutaneous immunization induces mucosal CTLs and protective immunity by migration of primed skin dendritic cells // J. Clin. Invest. 2004. No. 113. Pp. 998–1007.
  12. Bonifaz L. C., Bonnyay D. P., Charalambous A. et al. In vivo targeting of antigens to maturing dendritic cells via the DEC205 receptor improves T cell vaccination // J. Exp. Med. 2004. No. 199. Pp. 815–824.
  13. Bowersock T. L., HogenEsch H., Suckow M. et al. Oral vaccination of animals with antigens encapsulated in alginate microspheres // Vaccine. 1999. No. 17. Pp. 1804–1811.
  14. Bowersock T. L., HogenEsch T., Torregrosa S. et al. Induction of pulmonary immunity in cattle by oral administration of ovalbumin in alginate microspheres // Immunol. Lett. 1998. No. 60. Pp. 37–43.
  15. Caraboso A. M., Hernandez R. M., Igartua M. et al. Potent, long lasting systemic antibody levels and mixed Th1/Th2 immune response after nasal immunization with malaria antigen loaded PLGA microparticles // Vaccine. 2004. No. 22. Pp. 1423–1432.
  16. Chen H., Torchilin V., Langer R. Lectin-bearing polymerized liposomes as potential oral vaccine carriers // Pharm. Res. 1996. No. 13. Pp. 1378–1383.
  17. Cox E., Van der Stede Y., Verdonck F. et al. Oral immunization of pigs with fimbrial antigens of enterotoxigenic E.coli: an interesting model to study mucosal immune mechanisms // Vet. Immunol. Immunopathol. 2002. No. 87. Pp. 287–290.
  18. Czerkinsky C., Holmgren J. Mucosal delivery routes for optimal immunization: Targeting immunity to the right tissues // Current Topics in Microbiology and Immunology / ed. by Mucosal Vaccines, P. A. Kozlowski. Springer: Berlin / Heidelberg, Germany, 2010. Vol. 354. Pp. 1–18.
  19. Dietrich G., Spreng S., Favre D. et al. Live attenuated bacteria as vectors to deliver plasmid DNA vaccines // Curr. Opin. Mol. Ther. 2003. No. 5. Pp. 10–19.
  20. Ebensen T., Paukner S., Link C. et al. Bacterial ghosts are an efficient delivery system for DNA vaccines // J. Immunol. 2004. No. 172. Pp. 6858–6865.
  21. Fattal E., Pecquet S., Couvreur P. et al. Biodegradable micropaticles for the mucosal delivery of antibacterial and dietary antigens // Int. J. Pharm. 2002. No. 242. Pp. 15–24.
  22. Foster N., Clark M. A., Jepson M. A. et al. Ulex europaeus 1 lectin targets microspheres to mouse Peyer’s patch M-cells in vivo // Vaccine. 1998. No. 16. Pp. 536–541.
  23. Fukutome K., Watarai S., Mukamoto M. et al. Intestinal mucosal immune response in chickens following intraocular immunization with liposome-associated Salmonella enterica serovar enteritidis antigen // Dev. Comp. Immunol. 2001. No. 25. Pp. 475–484.
  24. Furrie E., Smith R. E., Turner M. W. et al. Induction of local innate immune responses and modulation of antigen uptake as mechanisms underlying the mucosal adjuvant properties of immune stimulating complexes (ISCOMs) // Vaccine. 2002. No. 20. Pp. 2254–2262.
  25. Garmony H. S., Leary S. E., Griffin K. F. et al. The use of live attenuated bacteria as a delivery system for heterologous antigens // J. Drug Target. 2003. No. 11. Pp. 471–479.
  26. Gerdts V., Mutwiri G. K., Tikoo S. K. et al. Mucosal delivery of vaccines in domestic animals // Vet Res. 2006. No. 37 (3). Pp. 487–510.
  27. Giannasca P. J., Boden J. A., Monath T. P. Targeted delivery of antigen to hamster nasal lymphoid tissue with M-cell-directed lectins // Infect. Immun. 1997. No. 65. Pp. 4288–4298.
  28. Gregoriadis G. Immunological adjuvants: a role for liposomes // Immunol. Today. 1990. No. 11. Pp. 89–97.
  29. Harokopakis E., Hajishengallis G., Michalek S. M. Effectiveness of liposomes possessing surface-linked recombinant B subunit of cholera toxin as an oral antigen delivery system // Infect. Immun. 1998. No. 65. Pp. 4299–4304.
  30. Hoft D. F., Brusic V., Sakala I. G. Optimizing vaccine development // Cell Microbiol. 2011. No. 13. Pp. 934–942.
  31. Holmgren J., Czerkinsky C. Mucosal immunity and vaccines // Nat. Med. 2005. No. 11. Pp. S45–S53.
  32. Hu K. F., Elvander M., Merza M. et al. The immunostimulating complex (ISCOM) is an efficient mucosal delivery system for respiratory syncytial virus (RSV) envelope antigens including high local and systemic antibody responses // Clin. Exp. Immunol. 1998. No. 113. Pp. 235–243.
  33. Johansson E. L., Bergquist C., Edebo A. et al. Comparison of different routes of vaccination for eliciting antibody responses in the human stomach // Vaccine. 2004. No. 22. Pp. 984–990.
  34. Jones D. H., McBride B. W., Thornton C. et al. Orally administered microencapsulated Bordetella pertussis fimbriae protect mice from B. pertussis respiratory infections // Infect. Immun. 1996. No. 64. Pp. 489–494.
  35. Joseph A., Louria-Hayon I., Plis-Finarov A. et al. Liposome immunostimulatory DNA sequence (ISS-ODN): an efficient parenteral and mucosal adjuvant for influenza and hepatitis B vaccines // Vaccine. 2002. No. 20. Pp. 3342–3354.
  36. Kesik M., Saczynska V., Szewczyk B. et al. Inclusion bodies from recombinant bacteria as a novel system for delivery of vaccine antigen for the oral route // Immunol. Lett. 2004. No. 91. Pp. 197–204.
  37. Kim B., Bowersock T., Griebel P. et al. Mucosal immune responses following oral immunization with rotavirus antigens encapsulated in alginate microspheres // J. Control. Release. 2002. No. 85. Pp. 191–202.
  38. Kit M., Kit S., Little S. P. et al. Bovine herpesvirus-1 (infectious bovine rhinotracheitis virus)-based viral vector which expresses foot-and-mouth disease epitopes // Vaccine. 1991. No. 9. Pp. 564–572.
  39. Kozlowski P. A., Williams S. B., Lynch R. M. et al. Differential induction of mucosal and systemic antibody responses in women after nasal, rectal, or vaginal immunization: influence of the menstrual cycle // J. Immunol. 2002. No. 169. Pp. 566–574.
  40. Kweon C. H., Kang S. W., Choi E. J. et al. Bovine herpes virus expressing envelope protein (E2) of bovine viral diarrhea virus as a vaccine candidate // J. Vet. Med. Sci. 1999. No. 61. Pp. 395–401.
  41. Lavelle E. C., Ward R. W. Mucosal vaccines – Fortifying the frontiers // Nat. Rev. Immunol. 2022. No. 22. Pp. 236–250.
  42. Liu W., Yang Y., Chung N. et al. Induction of humoral immune response and protective immunity in chickens against Salmonella enteritidis after a single dose of killed bacterium-loaded microspheres // Avian Dis. 2001. No. 45. Pp. 797–806.
  43. Locht C. Live bacterial vectors for intranasal delivery of protective antigens // Pharm. Sci. Technology Today. 2000. No. 3. Pp. 121–128.
  44. Loessner H., Weiss S. Bacteria-mediated DNA transfer in gene therapy and vaccination // Exp. Opin. Biol. Ther. 2004. No. 4. Pp. 157–168.
  45. McKenzie B. S., Corbett A. J., Johnson S. et al. Bypassing luminal barriers, delivery to a gut addressin by parenteral targeting elicits local IgA responses // Int. Immunol. 2004. No. 16. Pp. 1613–1622.
  46. Medina E., Guzman C. A. Use of live bacterial vaccine vectors for antigen delivery: potential and limitations // Vaccine. 2001. No. 19. Pp. 1573–1580.
  47. Men Y., Audran R., Thomasin C. et al. MHC class I- and class II-restricted processing and presentation of microencapsulated antigens // Vaccine. 1999. No. 17. Pp. 1047–1056.
  48. Miquel-Clopés A., Bentley E. G., Stewart J. P. et al. Mucosal vaccines and technology // Clin. Exp. Immunol. 2019. No. 196. Pp. 205–214.
  49. Mishima M., Xuan X., Yokoyama N. et al. Recombinant feline herpesvirus type I expressing Toxoplasma gondii ROP2 antigen inducible protective immunity in cats // Parasitol. Res. 2002. No. 88. Pp. 144–149.
  50. Morein B., Hu K. F., Abusugra I. Current status and potential application of ISCOMs in veterinary medicine // Adv. Drug Deliv. Rev. 2004. No. 56. Pp. 1367–1382.
  51. Morens D. M., Taubenberger J. K., Fauci A. S. Rethinking next-generation vaccines for coronaviruses, influenzaviruses and other respiratory viruses // Cell Host Microbe. 2023. No. 31. Pp. 146–157.
  52. Mowat A. M., Smith R. E., Donachie A. M. et al. Oral vaccination with immune stimulating complexes // Immunol. Lett. 1999. No. 65. Pp. 133–140.
  53. Murillo M., Grillo M. J., Rene J. et al. A Brucella ovis antigenic complex bearing poly-epsilon-caprolactone microparticles confer protection against experimental brucellosis in mice // Vaccine. 2001. No. 19. Pp. 4099–4106.
  54. Nardelli-Haefliger D., Wirthner D., Schiller J. T. et al. Specific antibody levels at the cervix during the menstrual cycle of women vaccinated with human papillomavirus 16 virus-like particles // J. Natl. Cancer Inst. 2003. No. 95. Pp. 1128–1137.
  55. Neutra M. R., Kozlowski P. A. Mucosal vaccines: The promise and the challenge // Nat. Rev. Immunol. 2006. No. 6. Pp. 148–158.
  56. O’Hagan D. T. Microparticles and polymers for the mucosal delivery of vaccines // Adv. Drug Deliv. Rev. 1998. No. 34. Pp. 305–320.
  57. O’Hagan D. T. The intestinal uptake of particles and the implications for drug and antigen delivery // J. Anat. 1996. No. 189. Pp. 477–482.
  58. Olivares-Villagómez D., Van Kaer L. Intestinal intraepithelial lymphocytes: Sentinels of the mucosal barrier // Trends Immunol. 2018. No. 39. Pp. 264–275.
  59. Payne L. G., Andrianov A. K. Protein release from polyphosphazene matrices // Adv. Drug Deliv. Rev. 1998. No. 31. Pp. 185–196.
  60. Rebelatto M. C., Guimond P., Bowersock T. L. et al. Induction of systemic and mucosal immune response in cattle by intranasal administration of pig serum albumin in alginate microparticles // Vet. Immunol. Immunopathol. 2001. No. 83. Pp. 93–105.
  61. Reddy S. K., Sharma J. M., Ahmad J. et al. Protective efficacy of a recombinant herpesvirus of turkeys as an in ovo vaccine against Newcastle and Marek’s diseases in specific-pathogen-free chickens // Vaccine. 1996. No. 14. Pp. 469–477.
  62. Roland K. L., Tinge S. A., Killeen K. P. et al. Recent advances in the development of live, attenuated bacterial vectors // Curr. Opin. Mol. Ther. 2005. No. 7. Pp. 62–72.
  63. Roth-Walter F., Scholl I., Untersmayr E. et al. Mucosal targeting of allergen-loaded microspheres by Aleuria aurantia lectin // Vaccine. 2005. No. 23. Pp. 2703–2710.
  64. Schrijver R. S., Langedijk J. P., Keil G. M. et al. Immunization of cattle with a BHV1 vector vaccine or a DNA vaccine both coding for the G protein of BRSV // Vaccine. 1997. No. 15. Pp. 1908–1916.
  65. Sharkey K. A., Mawe G. M. The enteric nervous system // Physiol. Rev. 2023. No. 103. Pp. 1487–1564.
  66. Singh M., Vajdy M., Gardner J. et al. Mucosal immunization with HIV-1 gag DNA on cationic microparticles prolongs gene expression and enhances local and systemic immunity // Vaccine. 2001. No. 20. Pp. 594–602.
  67. Stocker B. A. Aromatic-dependent salmonella as anti-bacterial vaccines and as presenters of heterologous antigens or of DNA encoding them // J. Biotechnol. 2000. No. 83. Pp. 45–50.
  68. Su F., Patel G. B., Hu S. et al. Induction of mucosal immunity through systemic immunization: phantom or reality? // Hum. Vaccin. Immunother. 2016. No. 12. Pp. 1070–1079.
  69. Tana Watarai S., Isogai E., Oguma K. Induction of intestinal IgA and IgG antibodies preventing adhesion of verotoxin-producing Escherichia coli to Caco-2 cells by oral immunization with liposomes // Lett. Appl. Microbiol. 2003. No. 36. Pp. 135–139.
  70. Thole J. E., van Dalen P. J., Havenith C. E. et al. Live bacterial delivery systems for development of mucosal vaccines // Curr. Opin. Mol. Ther. 2000. No. 2. Pp. 94–99.
  71. Torche A. M., Le Corre P., Albina E. et al. PLGA microspheres phagocytosis by pig alveolar macrophages: influence of poly (vinyl alcohol) concentration, nature of loaded-protein and copolymer nature // J. Drug Target. 2000. No. 7. Pp. 343–354.
  72. Trondsen M., Aqrawi L. A., Zhou F. et al. Induction of local secretory IgA and multifunctional CD4+ T-helper cells following intranasal immunization with a H5N1 whole inactivated influenza virus vaccine in BALB/c mice // Scand. J. Immunol. 2015. No. 81. Pp. 305–317.
  73. Tsai C. J. Y., Loh J. M. S., Fujihashi K. et al. Mucosal vaccination: Onward and upward // Expert. Rev. Vaccines. 2023. No. 22. Pp. 885–899.
  74. Tsukamoto K., Saito S., Saeki S. et al. Complete, long-lasting protection against lethal infectious bursal disease virus challenge by a single vaccination with an avian herpesvirus vector expressing VP2 antigens // J. Virol. 2002. No. 76. Pp. 5637–5645.
  75. Tzschachel B. D., Klee S. R., de Lorenzo V. et al. Towards a vaccine candidate against Shigella dysenteriae,1 : expression of the Shiga toxin B-subunit in an attenuated Shigella flexneri aroD carrier strain // Pathog. 1996. No. 21. Pp. 277–288.
  76. Vajdy M., O’Hagan D. T. Microparticles for intranasal immunization // Adv. Drug Deliv. Rev. 2001. No. 51. Pp. 127–141.
  77. Verdonck F., De Hauwere V., Bouckaert J. et al. Fimbriae of enterotoxigenic Escherichia coli function as a mucosal carrier for a coupled heterologous antigen // J. Control. Release. 2005. No. 104. Pp. 243–258.
  78. Woodrow K. A., Bennett K. M., Lo D. D. Mucosal vaccine design and delivery // Annu. Rev. Biomed. 2012. No. 14. Pp. 17–46.
  79. Yokoyama N., Fujita K., Damiani A. et al. Further development of a recombinant feline herpersvirus type 1 vector expressing feline calicivirus immunogenic antigen // J. Vet. Med. Sci. 1998. No. 60. Pp. 717–723.
  80. Yokoyama N., Maeda K., Mikami T. Recombinant viral vector vaccines for the veterinary use // J. Vet. Med. Sci. 1997. No. 59. Pp. 311–322.
  81. Zens K. D., Chen J. K., Farber D. L. Vaccine-generated lung tissue-resident memory T cells provide heterosubtypic protection to influenza infection // JCI Insight. 2016. No. 1. e85832.
  82. Zho F., Neutra M. R. Antigen delivery to mucosa-associated lymphoid tissues using liposomes as a carrier // Biosci. Rep. 2002. No. 22. Pp. 355–369.