Selection of conditions for effective inactivation of Pseudopestis avium virus (Paramyxoviridae: Orthoavulovirus: Avian orthoavulovirus 1) for the production of a Newcastle disease vaccine
- Authors: Jekebekov K.K.1, Assanzhanova N.N.1, Nurpeisova A.S.1, Ryskeldinova S.Z.1, Absatova Z.S.1, Abay Z.S.1, Shayakhmetov Y.A.1, Omurtay A.D.1, Moldagulova S.U.1, Kalimolda E.Z.1, Sadikalieva S.O.1, Shorayeva K.A.1, Zakarya K.D.1
-
Affiliations:
- Research Institute for Biological Safety Problems
- Issue: Vol 68, No 2 (2023)
- Pages: 124-131
- Section: ORIGINAL RESEARCH
- Submitted: 06.02.2023
- Published: 18.05.2023
- URL: https://virusjour.crie.ru/jour/article/view/2871
- DOI: https://doi.org/10.36233/0507-4088-163
- EDN: https://elibrary.ru/ifjbfc
- ID: 2871
Cite item
Full Text
Abstract
Introduction. Newcastle disease (ND) is classified as especially dangerous pathogen. Its primary source is an infected or recovered bird. The virus shedding begins just in a day after infection, and virus remains in the body for another 2-4 months after the recovery. The complexity of the final elimination of the causative agent of the disease lies in its ability for long-term preservation in the external environment and the possibility of constant circulation in one complex between groups of birds of different sex and age. Therefore, the main element of protecting birds from ND is immunoprophylaxis that is based on vaccines containing an inactivated ND virus (NDV).
The aim of the work ‒ is to optimize the parameters of inactivation of the NDV actual strain H with formaldehyde at final concentrations of 0.01, 0.025, 0.05, and 0.1% under temperature conditions of 20 ± 2 and 37 ± 0.5 °C.
Materials and methods. We used a virus-containing suspension of the NDV strain H with an initial biological activity of 10.75 lg EID50/cm3 grown by cultivation in 10-day-old developing chick embryos.
Results. On the 16th day after the administration of the tested suspensions of NDV inactivated at different temperatures and concentrations of the inactivant , the geometric mean titers of antibodies to NDV in sera of vaccinated birds were at least 1 : 63 in the hemagglutination inhibition reaction, indicating that the studied inactivated suspensions were antigenically active.
Conclusion. The optimal parameters of the inactivation mode (final concentration, temperature and time of inactivation) of the NDV strain H were established. The inactivation process at 37 ± 0.5 °C with inactivant concentrations of 0.01, 0.025, 0.05, and 0.1% lasts up to 72, 22, 18, and 12 hours, respectively. The inactivation process at 20 ± 2 °C with inactivant concentrations of 0.05 and 0.1% lasts up to 22 and 18 hours, respectively.
Keywords
Full Text
Введение
Болезнь Ньюкасла (БН, лат. Pseudopestis avium) – инфекционное заболевание, поражающее многие виды диких и домашних птиц, вирионы которого представляют собой оболочечный вирус диаметром около 200–300 нм. Геном вируса представлен несегментированной одноцепочечной отрицательной РНК, кодирующей шесть основных генов вируса: нуклеокапсид (N), матричный белок (M), фосфопротеин (P), гибридный белок (F), гемагглютинин-нейраминидазный белок (HN) и большой полимеразный белок (L) [1].
БН является эндемическим заболеванием во многих странах мира, в том числе Республике Казахстан, и легко распространяется различными путями. В Российской Федерации за 2022 г. было зафиксировано 8 вспышек БН на территории Забайкальского края, Владимирской и Ростовской областей.
В Республике Казахстан в последние годы болезнь регистрировалась в Зерендинском, Буландынском и Целиноградском районах Акмолинской области, а также в Кызылжарском, Жамбылском, Мамлютинском районах Северо-Казахстанской области [2, 3]. Болезнь относится к категории особо опасных, для купирования неблагополучного эпизоотического очага всё поголовье больной и подозреваемой в заболевании и заражении птицы подвергается ликвидации путём сжигания. Такие меры свидетельствуют о высокой вредоносности болезни с серьёзным экономическим ущербом [2–4].
Основным источником инфекции БН является инфицированная и переболевшая птица, которая способна выделять вирус при дыхании, через снесённые яйца и все выделения организма. Всего через сутки после инфицирования начинается выделение возбудителя, а после выздоровления вирус сохраняется в организме ещё на протяжении 2–4 месяцев. Чаще всего БН проявляется в виде эпизоотии, имеет определённую периодичность и склонность к летне-осеннему сезону. Устойчивость вируса БН (ВБН) к действию физических и химических факторов зависит от наличия белка и рН среды [5–7]. Вирус устойчив при рН в диапазоне 2,0–10,0, в высушенных органах при температуре 17–18 °С сохраняется до 2 лет, в птичниках в зимнее время – до 140 дней, летом – до 7 дней. Эта сезонность, в свою очередь, связана с активизацией хозяйственной деятельности и увеличением поголовья птицы в это время. Однако в промышленных хозяйствах могут формироваться стационарные очаги заболевания, связанные с гигиеническими недостатками в текущей системе выращивания, с которыми трудно бороться [8].
Сложность окончательного устранения возбудителя болезни заключается в его способности к длительному сохранению во внешней среде и возможности постоянной циркуляции в одном комплексе между различными половозрастными группами птиц [8, 9].
Во многих странах основным элементом защиты птиц от БН является иммунопрофилактика, основанная на применении вакцин, которые содержат инактивированный штамм ВБН. К этой группе относятся вакцины Nobilis Paramyxo P201, Colombovac PMV (Голландия), Paramixovacol (Румыния), Salmovir (Польша), Hipraviar (Испания) [2–4].
На введение инактивированных вакцин против БН у птицы вырабатывается однородный продолжительный иммунитет. При этом введение инактивированного антигена не вызывает иммунодепрессии, отсутствует репликация вирусов, т.е. исключаются основные факторы негативного влияния вакцинации на организм [10–12].
Согласно данным литературы, для инактивации ВБН в мире используются различные химические соединения, среди которых наибольшее распространение нашли формальдегид, бета-пропиолактон (БПЛ) и димер этиленимина (ДЭИ) [8–11]. Инактивирующее действие этих препаратов нацелено на генетический материал возбудителей [13–21].
Однако БПЛ в связи с высокой стоимостью экономически не выгоден в масштабном производстве вакцины [13, 14]. Использование ДЭИ требует слишком строгого соблюдения температурно-временнόго режима инактивации вируса, и его сбои могут привести к неполной инактивации, в связи с чем минимально рекомендуемое время с применением ДЭИ составляет около 30 ч. В целях сокращения времени инактивации при использовании ДЭИ повышение концентрации инактиванта и температуры реакционной среды заметно ускоряет процесс инактивации вируса. Но это в свою очередь может привести к снижению иммуногенной активности вакцинного препарата [14, 21].
Формальдегид в качестве инактиванта в сравнении с БПЛ отличается доступной себестоимостью, а в сравнении с ДЭИ может инактивировать вирус с сохранением доменов, связанных с проникновением вируса, и, более того, не влияет на антигенность вируса [19–21].
При использовании формальдегида в качестве инактиванта необходимо соблюдать температурно-временной режим. Данные литературы свидетельствует о том, что определение эффективной концентрации инактиванта и времени инактивации остаётся одним из актуальных вопросов в производстве эффективных вакцин против БН [14].
Исходя из вышеизложенного, целью настоящего исследования является оптимизация параметров инактивации актуального штамма Н ВБН формальдегидом в конечных концентрациях 0,01, 0,025, 0,05 и 0,1% при условиях температуры 20 ± 2 и 37 ± 0,5 °С.
Материалы и методы
Для исследования в работе использовали вируссодержащую суспензию (ВСС) штамма Н ВБН с исходной биологической активностью 10,75 lg ЭИД50/см3, выращенного культивированием в 10-суточных развивающихся куриных эмбрионах (РКЭ).
Инактивацию вируса проводили с использованием химического соединения формальдегида в различных конечных концентрациях (0,01, 0,025, 0,05 и 0,1%) при температурах 20 ± 2 и 37 ± 0,5 °С в течение 72 ч. Параллельно в качестве сравнительного исследования без добавления формальдегида проводили тепловую инактивацию вируссодержащего материала при температурах 20 ± 2 и 37 ± 0,5 °С в течение 72 ч, что являлось контролем.
Для изучения кинетики инактивации вируса проводили периодический отбор проб в течение 72 ч через каждые 4, 6 и 12 ч. Для нейтрализации формальдегида в ВСС добавляли 25% раствор тиосульфата натрия.
Полноту инактивации проверяли методом трех последовательных пассажей на 10-суточных РКЭ при введении по 0,2 мл обработанной формальдегидом ВСС, а затем в следующих двух пассажах неразведённой аллантоисной жидкости из предыдущего пассажа.
Антигенную активность инактивированной суспензии проверяли в реакции торможения гемагглютинации (РТГА). Иммунизация птиц проводилась с использованием полностью инактивированной вирусной суспензии ВБН. У однократно привитых цыплят через 16 суток после иммунизации инактивированной суспензией отбирали кровь и определяли уровень накопления антител в РТГА.
Авирулентность инактивированной суспензии проверяли на 30-суточных цыплятах живой массой не ниже 100 г из хозяйств, благополучных по острым инфекционным заболеваниям птиц. Иммунизацию цыплят осуществляли внутримышечным введением инактивированной суспензии объемом 2,5 мл в область груди. За привитой птицей вели ежедневное клиническое наблюдение с учётом возможных патологий общего и местного характера, напоминающих признаки БН. В случае отсутствия признаков болезни вирус считали инактивированным.
Биологическую активность вирусного материала определяли титрованием на 10-суточных РКЭ по общепринятой методике. Титр вируса рассчитывали по методу Рида–Менча выраженным в lg ЭИД50/см3. Эмбрионы инкубировали при температуре 37 °С в течение 72 ч. В аллантоисной жидкости после каждого пассажа определяли наличие гемагглютининов с помощью микрометода реакции гемагглютинации (РГА) с использованием 1% взвеси эритроцитов петуха [22].
Статистическую обработку полученных данных осуществляли с использованием пакета программ GraphPad Prism 8. Полученные данные подвергали статистическому анализу с использованием критерия Стьюдента, считая их достоверными при р < 0,05 [23].
Авторы подтверждают соблюдение институциональных и национальных стандартов по использованию лабораторных животных в соответствии с Consensus author guidelines for animal use (IAVES, July 23, 2010). Протокол исследования одобрен комиссией по биологической этике Научно-исследовательского института проблем биологической безопасности (протокол № 1 от 20.01.2021).
Результаты
Одной из главных проблем получения высокоэффективных инактивированных вакцин является выбор наиболее оптимального способа инактивации вируса, обеспечивающего необратимое повреждение его репликативного механизма при полном сохранении исходной антигенной структуры.
Для проверки эффективности инактивирующего воздействия формальдегида в отношении штамма ВБН устанавливали параметры инактивации вируса. Результаты исследований кинетики инактивации ВБН в разной конечной концентрации формальдегида при температурном режиме инактивации 37 ± 0,5 °С оценивали по кривым инактивации, представленным на рис. 1.
Рис. 1. Кинетика инактивации вируса болезни Ньюкасла в конечной концентрации формальдегида 0,01% (а), 0,025% (б), 0,05% (в) и 0,1% (г) и сравнительного контроля (д) без добавления формальдегида (тепловая инактивация вируссодержащего материала) при температурном режиме инактивации 37 ± 0,5 °С. Fig. 1. Kinetics of NDV inactivation at a final formaldehyde concentration of 0.01% (a), 0.025% (b), 0.05% (c) and 0.1% (d) and control (e) without addition formaldehyde (thermal inactivation of virus-containing material) at an inactivation temperature regime of 37 ± 0,5 °С.
По данным рис. 1 видно, что скорость инактивации вируса была пропорциональна концентрации препарата в вируссодержащей жидкости и времени его воздействия при использовании в качестве инактиванта формальдегида в конечных концентрациях 0,01, 0,025, 0,05 и 0,1%. Полная потеря инфекционной активности ВБН при инактивации формальдегидом в конечных концентрациях 0,01, 0,025, 0,05 и 0,1% при температуре 37 ± 0,5 °С наступает на 72, 22, 18 и 12-й час соответственно.
Эффективность инактивирующего воздействия формальдегида в вышеуказанных концентрациях с продолжительностью инактивации 72 ч при температуре 20 ± 2 °С и рН реакционной среды 7,2–7,4 представлена на рис. 2.
Рис. 2. Кинетика инактивации вируса болезни Ньюкасла в конечной концентрации формальдегида 0,01% (а), 0,025% (б), 0,05% (в) и 0,1% (г) и сравнительного контроля (д), без добавления формальдегида (тепловая инактивация вируссодержащего материала) при температурном режиме инактивации 20 ± 2 °С. Fig. 2. Kinetics of NDV inactivation at a final formaldehyde concentration of 0.01% (a), 0.025% (b), 0.05% (c) and 0.1% (d) and control (e) without addition formaldehyde (thermal inactivation of virus-containing material) at an inactivation temperature regime of 20 ± 2 °С.
Согласно исследованиям (рис. 2), полная потеря инфекционной активности ВБН при инактивации формальдегидом в конечных концентрациях 0,01, 0,025, 0,05 и 0,1% при температуре 20 ± 2 °С наступает на 72, 60, 22 и 22-й час соответственно.
Результаты исследований термоинактивации (сравнительный контроль), представленные на рис. 1 и 2, свидетельствуют о том, что ВБН снижает свою инфекционную активность при нагревании до 37 ± 0,5 °С в течение 72 ч на 4,05 ± 0,16 lg ЭИД50/см3, а при температуре 20 ± 2 °С – только на 1,05 ± 0,16 lg ЭИД50/см3.
В табл. 1 представлены результаты определения антигенной активности в РГА после инактивации формальдегидом при разных температурных режимах и концентрациях инактиванта в сравнении с контролем.
Таблица 1. Антигенная активность в реакции гемагглютинации после инактивации формальдегидом при разных температурных режимах и концентрациях инактиванта в сравнении с контролем
Table 1. Antigenic activity in RHA after formaldehyde inactivation at different temperatures and concentrations of the inactivant in comparison to the control
Продолжительность инактивации, ч Duration of inactivation, h | Концентрация инактиванта и температурный режим Inactivant concentrations and temperature conditions | Контроль Control | ||||||||
0,01% | 0,025% | 0,05% | 0,1% | |||||||
37 ± 0,5 °С | 20 ± 2 °С | 37 ± 0,5 °С | 20 ± 2 °С | 37 ± 0,5 °С | 20 ± 2 °С | 37 ± 0,5 °С | 20 ± 2 °С | 37 ± 0,5 °С | 20 ± 2 °С | |
6 | 1 : 1024 | 1 : 1024 | 1 : 1024 | 1 : 1024 | 1 : 1024 | 1 : 1024 | 1 : 512 | 1 : 1024 | 1 : 1024 | 1 : 1024 |
12 | 1 : 1024 | 1 : 1024 | 1 : 512 | 1 : 1024 | 1 : 512 | 1 : 512 | 1 : 512 | 1 : 512 | 1 : 1024 | 1 : 1024 |
18 | 1 : 1024 | 1 : 1024 | 1 : 512 | 1 : 1024 | 1 : 512 | 1 : 512 | 1 : 512 | 1 : 512 | 1 : 1024 | 1 : 1024 |
22 | 1 : 512 | 1 : 1024 | 1 : 512 | 1 : 1024 | 1 : 512 | 1 : 512 | 1 : 256 | 1 : 512 | 1 : 1024 | 1 : 1024 |
26 | 1 : 512 | 1 : 1024 | 1 : 512 | 1 : 1024 | 1 : 256 | 1 : 512 | 1 : 256 | 1 : 512 | 1 : 1024 | 1 : 1024 |
30 | 1 : 512 | 1 : 1024 | 1 : 256 | 1 : 1024 | 1 : 256 | 1 : 512 | 1 : 256 | 1 : 512 | 1 : 1024 | 1 : 1024 |
34 | 1 : 512 | 1 : 1024 | 1 : 256 | 1 : 512 | 1 : 256 | 1 : 256 | 1 : 256 | 1 : 256 | 1 : 1024 | 1 : 1024 |
36 | 1 : 512 | 1 : 512 | 1 : 256 | 1 : 512 | 1 : 256 | 1 : 256 | 1 : 256 | 1 : 256 | 1 : 1024 | 1 : 1024 |
38 | 1 : 512 | 1 : 512 | 1 : 128 | 1 : 512 | 1 : 64 | 1 : 256 | 1 : 256 | 1 : 256 | 1 : 1024 | 1 : 1024 |
42 | 1 : 512 | 1 : 512 | 1 : 128 | 1 : 512 | 1 : 64 | 1 : 128 | 1 : 64 | 1 : 128 | 1 : 512 | 1 : 1024 |
48 | 1 : 512 | 1 : 256 | 1 : 128 | 1 : 128 | 1 : 64 | 1 : 128 | 1 : 64 | 1 : 64 | 1 : 512 | 1 : 1024 |
60 | 1 : 256 | 1 : 256 | 1 : 128 | 1 : 128 | 1 : 64 | 1 : 64 | 1 : 64 | 1 : 64 | 1 : 512 | 1 : 1024 |
72 | 1 : 256 | 1 : 256 | 1 : 64 | 1 : 128 | 1 : 64 | 1 : 64 | 1 : 32 | 1 : 64 | 1 : 512 | 1 : 1024 |
Также в целях определения антигенной активности инактивированной суспензии ВБН у однократно привитых цыплят через 16 суток после иммунизации инактивированной суспензией отбирали сыворотку крови и определяли уровень накопления антител в РТГА. Результаты представлены в табл. 2.
Таблица 2. Уровень накопления антител в реакции торможения гемагглютинации у однократно привитых цыплят через 16 суток после иммунизации инактивированной суспензией
Table 2. The level of accumulation of antibodies in hemagglutination inhibition assay (HIA) in single-vaccinated chickens on day 16th after immunization with inactivated suspension
Продолжительность инактивации, ч Duration of inactivation, h | Концентрация инактиванта и температурный режим Inactivant concentrations and temperature conditions | |||||||
0,01% | 0,025% | 0,05% | 0,1% | |||||
37 ± 0,5 °С | 20 ± 2 °С | 37 ± 0,5 °С | 20 ± 2 °С | 37 ± 0,5 °С | 20 ± 2 °С | 37 ± 0,5 °С | 20 ± 2 °С | |
12 | – | – | – | – | – | – | 179,59 | – |
18 | – | – | – | – | 201,59 | – | 160 | – |
22 | – | – | 100,79 | – | 179,59 | 129,9 | 142,54 | 139,3 |
60 | – | – | 89,79 | 113,13 | 126,99 | 98,49 | 113,14 | 105,6 |
72 | 71,27 | 113,13 | 89,79 | 97,52 | 71,27 | 80 | 63 | 80 |
Данные, представленные в табл. 2, показывают, что после введения испытуемых инактивированных суспензий ВБН при разных температурных режимах и концентрациях инактиванта у привитых птиц на 16-е сутки в сыворотках крови обнаружение антител к ВБН в среднегеометрических титрах (СГТ) составило не ниже 1 : 63 в РТГА, что дает возможность считать исследуемые инактивированные суспензии антигенно активными [8].
Авирулентность инактивированных вируссодержащих суспензий проверяли на 10-суточных РКЭ трехкратным пассированием материала с последующей постановкой РГА. В результате в РГА не выявлена гемагглютинация ВБН, и поэтому исследуемые образцы являются ареактогенными для 10-суточных РКЭ.
По результатам контроля безвредности/реактогенности и авирулентности испытуемых инактивированных суспензий ВБН после трехкратного пассажа в течение 10 суток после введения у привитых птиц каждой группы не отмечалось клинических признаков заболевания (депрессия, потеря чувствительности, синюшность видимых слизистых оболочек, гребня и серёжек и др.), а также гибели птиц. На месте введения испытуемого материала не отмечалось признаков воспаления. У некоторых птиц наблюдалась местная реакция в виде припухлости, которая полностью рассосалась в течение 3–5 дней после введения испытуемого образца (табл. 3).
Таблица 3. Результаты определения безвредности/ареактогенности инактивированных суспензий вируса болезни Ньюкасла после трехкратного пассажа
Table 3. The results of assessment of the safety/reactogenicity of inactivated NDV suspensions after the triple administration
Суспензия Suspension | Выживаемость, дни наблюдения Survival, observation days | Местная реакция Local reaction | Тканевая реакция на месте введения Tissue reaction at the injection site | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |||
Инактивированная суспензия ВБН-1 Inactivated suspension NDV-1 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | – – – | – – – |
Инактивированная суспензия ВБН-2 Inactivated suspension NDV-2 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | – – – | – – – |
Инактивированная суспензия ВБН-3 Inactivated suspension NDV-3 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | 0 10 | – – – | – – – |
Примечание. Числитель – количество павших птиц; знаменатель – общее количество птиц; «+» – реакция незначительная (единичное дисткретное разрастание волокнистой соединительной ткани белого цвета диаметром 2,0–2,5 мм); «–» – отсутствие реакции.
Notes. Numerator is the number of dead birds; denominator is the total number of birds; + reaction is insignificant (single discrete growth of fibrous connective tissue of white color, with a diameter of 2.0–2.5 mm; – no reaction.
Данные, представленные в табл. 3, показывают, что введение испытуемых инактивированных суспензий ВБН не вызывает гибель 30-суточных цыплят, подопытные птицы весь срок наблюдения оставались клинически здоровыми и живыми без местной и тканевой реакции на месте введения испытуемого образца.
Обсуждение
Анализ данных отечественной и зарубежной литературы показывает, что формальдегид является одним из широко используемых инактивантов для подавления инфекционной активности вирусов [24, 25]. Он инактивирует вирусы благодаря высокой реакционной способности в отношении белков и нуклеиновых кислот. При взаимодействии с нуклеиновой кислотой формальдегид вступает в реакцию с аминогруппами пуриновых и пиримидиновых оснований, а также нарушает водородные связи, обеспечивающие вторичную структуру компонента вируса. Формальдегид на определённых этапах воздействия разрушает источник инфекционности вирусов – нуклеиновую кислоту – и сохраняет при этом его антигенный фонд, белковую оболочку [26, 27].
Следовательно, скорость инактивации нуклеиновой кислоты будет зависеть от скорости проникновения вещества через белковую оболочку вирусной частицы. Поэтому при реакции формальдегида с вирусом скорость инактивации снижается с увеличением длительности обработки [28].
Эффективность инактивирующего воздействия формальдегида по отношению к ВБН в разных концентрациях инактиванта с продолжительностью инактивации 72 ч при разном температурном режиме показало, что при использовании 0,01, 0,025, 0,05 и 0,1% формальдегида полная потеря инфекционной активности вируса при температуре реакционной среды 37 ± 0,5 °С происходит до 72, 22, 18 и 12 ч соответственно с сохранением антигенной активности 1 : 512 в РГА и СГТ не ниже 1 : 63 в РТГА. Процесс инактивации в условиях температуры 20 ± 2 °С с 0,01 и 0,025% раствором формальдегида длится до 72 ч, тогда как повышение концентрации инактиванта до 0,05 и 0,1% снижало время самого процесса инактивации до 22 ч. Эта тенденция прямой зависимости снижения инфекционной активности от концентрации инактиванта наблюдалась в аналогичных исследованиях [29], где формальдегид в конечной концентрации 0,05 и 0,1% при температуре 20 ± 2°С инактивирует ВБН в течение 42 и 30 ч соответственно. Повышение температуры до 37 ± 0,5 °С при указанных концентрациях укорачивает продолжительность инактивации до 32 и 24 ч соответственно.
Полученные данные показывают, что с увеличением концентрации формальдегида до 0,1%, а также повышением температуры инактивации до 37 ± 0,5 °С устанавливаются оптимальные параметры процесса инактивации ВБН.
Контрольные исследования без воздействия формальдегида при температуре 37 ± 0,5 °С показали, что в течение 72 ч не происходит полной инактивации вируса, снижение инфекционной активности ВБН было только на 4,05 lg ЭИД50/см3, а при комнатной температуре (20 ± 2 °С) – на 1,05 lg ЭИД50/см3, антигенная активность составила от 512 до 1024, что подтверждается данными других авторов [29, 30].
Анализируя потерю инфекционной активности с сохранением антигенной активности ВБН штамма Н, при изучаемых условиях инактивации формальдегидом для дальнейших исследований по конструированию вакцинных препаратов наиболее эффективными являются его рабочие концентрации 0,05 и 0,1% с температурой реакционной среды 37 ± 0,5°С, при которых продолжительность инактивации составляет 18 и 12 ч соответственно. Аналогичные результаты были получены китайскими учёными J. Zhao и соавт. при разработке инактивированной бивалентной вакцины против БН и гриппа птиц H9N2 [31].
Заключение
Таким образом, в результате проведения исследований по оптимизации параметров инактивации ВБН было установлено, что наиболее эффективными для инактивации ВБН являются рабочие концентрации формальдегида 0,05 и 0,1% с температурой реакционной среды 37 ± 0,5 °С, при которых продолжительность инактивации составляет 18 и 12 ч соответственно.
About the authors
Kuanish K. Jekebekov
Research Institute for Biological Safety Problems
Email: zhekebekov_87@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7801-6198
Master of Biology, Senior Researcher
Kazakhstan, 080409, Gvardeisky urban-type settlement, Zhambyl RegionNurika N. Assanzhanova
Research Institute for Biological Safety Problems
Email: anurika@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7267-3931
Candidate of Medical Sciences, Head of the Laboratory
Kazakhstan, 080409, Gvardeisky urban-type settlement, Zhambyl RegionAinur S. Nurpeisova
Research Institute for Biological Safety Problems
Email: ainurnurpeisova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7039-5621
Ph.D., Leading Researcher
Kazakhstan, 080409, Gvardeisky urban-type settlement, Zhambyl RegionSholpan Zh. Ryskeldinova
Research Institute for Biological Safety Problems
Email: ryskeldinova1964@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9578-5140
Master of Biology, Leading Researcher
Kazakhstan, 080409, Gvardeisky urban-type settlement, Zhambyl RegionZharkinay S. Absatova
Research Institute for Biological Safety Problems
Email: zharkinay_a_s@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0510-5496
Master of Biotechnology, Senior Researcher
Kazakhstan, 080409, Gvardeisky urban-type settlement, Zhambyl RegionZhandos S. Abay
Research Institute for Biological Safety Problems
Author for correspondence.
Email: abai.zhandos15@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1822-1437
Master of Biotechnology, Junior Researcher
Kazakhstan, 080409, Gvardeisky urban-type settlement, Zhambyl RegionYeraly A. Shayakhmetov
Research Institute for Biological Safety Problems
Email: eraly.shax@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4486-3188
Master of Biology, Researcher
Kazakhstan, 080409, Gvardeisky urban-type settlement, Zhambyl RegionAlisher D. Omurtay
Research Institute for Biological Safety Problems
Email: omurtay99@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-9331-5161
Bachelor of Veterinary Medicine, Senior Laboratory Assistant
Kazakhstan, 080409, Gvardeisky urban-type settlement, Zhambyl RegionSabina U. Moldagulova
Research Institute for Biological Safety Problems
Email: sabina_moldagulova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8353-1629
Master of Biology, Junior Research
Kazakhstan, 080409, Gvardeisky urban-type settlement, Zhambyl RegionElina Zh. Kalimolda
Research Institute for Biological Safety Problems
Email: elina.kalimolda@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4376-7992
Master of Biotechnology, Senior Laboratory Assistant
Kazakhstan, 080409, Gvardeisky urban-type settlement, Zhambyl RegionSandugash O. Sadikalieva
Research Institute for Biological Safety Problems
Email: sadikalieva86@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4953-3628
Master of Chemistry, Senior Researcher
Kazakhstan, 080409, Gvardeisky urban-type settlement, Zhambyl RegionKamshat A. Shorayeva
Research Institute for Biological Safety Problems
Email: k.a.shorayeva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8777-8453
Ph.D., Head of the Laboratory
Kazakhstan, 080409, Gvardeisky urban-type settlement, Zhambyl RegionKunsulu D. Zakarya
Research Institute for Biological Safety Problems
Email: zzkunsulu@yandex.kz
ORCID iD: 0000-0003-2186-7706
Doctor of Biological Sciences, Chief Researcher
Kazakhstan, 080409, Gvardeisky urban-type settlement, Zhambyl RegionReferences
- Lamb R., Parks G. Paramyxoviridae: The Viruses and Their Replication. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins; 2007: 1449–96.
- Newcastle disease; 2020. Available at: https://eldala.kz/novosti/zerno/2446-padezh-domashnej-pticy-v-akmolinskoj-oblasti-mozhet-byt-svyazan-s-boleznyu-nyukasla (in Russian)
- Quarantine due to the Newcastle disease outbreak; 2018. Available at: https://inbusiness.kz/ru/last/v-odnom-iz-sel-sko-vveden-karantin-iz-za-vspyshki-bolezni-n (in Russian)
- Newcastle disease has been recorded in Kazakhstan; 2019. Available at: https://kaztag.kz/ru/news/bolezn-nyukasla-zafiksirovana-v-kazakhstane (in Russian)
- Singh R.K., Dhama K., Chakraborty S., Tiwari R., Natesan S., Khandia R., et al. Nipah virus: epidemiology, pathology, immunobiology and advances in diagnosis, vaccine designing and control strategies – a comprehensive review. Vet. Q. 2019; 39(1): 26–55. https://doi.org/10.1080/01652176.2019.1580827
- Diel D.G., da Silva L.H., Liu H., Wang Z., Miller P.J., Afonso C.L. Genetic diversity of avian paramyxovirus type 1: proposal for a unified nomenclature and classification system of Newcastle disease virus genotypes. Infect. Genet. Evol. 2012; 12(8): 1770–9. https://doi.org/10.1016/j.meegid.2012.07.012
- Kapczynski D.R., Afonso C.L., Miller P.J. Immune responses of poultry to Newcastle disease virus. Dev. Comp. Immunol. 2013; 41(3): 447–53. https://doi.org/10.1016/j.dci.2013.04.012
- Alexander D.J. Newcastle disease and other avian paramyxoviruses. Rev. Sci. Tech. 2000; 19(2): 443–62. https://doi.org/10.20506/rst.19.2.1231
- Bello M.B., Yusoff K., Ideris A., Hair-Bejo M., Peeters B.P.H., Omar A.R. Diagnostic and vaccination approaches for Newcastle disease virus in poultry: the current and emerging perspectives. Biomed. Res. Int. 2018; 2018: 7278459. https://doi.org/10.1155/2018/7278459
- Manukyan V.A., Dzhavadov E.D., Laptev G.Yu., Nikonov I.N., Novikova N.I., Il’ina L.A. The use of an enzymatic probiotic in feeding broiler chickens. Ptitsa i ptitseprodukty. 2013; (5): 22–4. EDN: https://www.elibrary.ru/renzsh (in Russian)
- Bell J.A., Sundberg J.P., Ghim S.J., Newsome J., Jenson A.B., Schlegel R. A formalin-inactivated vaccine protects against mucosal papillomavirus infection: a canine model. Pathobiology. 1994; 62(4): 194–8. https://doi.org/10.1159/000163910
- Mahmoud N.K., El-Deeb A.H., Emara M.M., Abd El-Khaleck M.A., Hussein H.A. Genotypes II and VIId-based inactivated Newcastle disease vaccine reduces virus shedding. Virusdisease. 2019; 30(3): 453–61. https://doi.org/10.1007/s13337-019-00537-2
- Dimitrov K.M., Afonso C.L., Yu Q., Miller P.J. Newcastle disease vaccines – A solved problem or a continuous challenge? Vet. Microbiol. 2017; 206: 126–36. https://doi.org/10.1016/j.vetmic.2016.12.019
- Delrue I., Verzele D., Madder A., Nauwynck H.J. Inactivated virus vaccines from chemistry to prophylaxis: merits, risks and challenges. Expert. Rev. Vaccines. 2012; 11(6): 695–719. https://doi.org/10.1586/erv.12.38
- Metz B., Kersten G.F., Hoogerhout P., Brugghe H.F., Timmermans H.A., de Jong A., et al. Identification of formaldehyde-induced modifications in proteins: reactions with model peptides. J. Biol. Chem. 2004; 279(8): 6235–43. https://doi.org/10.1074/jbc.M310752200
- Fraenkel-Conrat H., Mecham D.K. The reaction of formaldehyde with proteins; demonstration of intermolecular cross-linking by means of osmotic pressure measurements. J. Biol. Chem. 1949; 177(1): 477–86.
- Kuykendall J.R., Bogdanffy M.S. Efficiency of DNA-histone crosslinking induced by saturated and unsaturated aldehydes in vitro. Mutat. Res. 1992; 283(2): 131–6. https://doi.org/10.1016/0165-7992(92)90145-8
- Permana P.A., Snapka R.M. Aldehyde-induced protein-DNA crosslinks disrupt specific stages of SV40 DNA replication. Carcinogenesis. 1994; 15(5): 1031–6. https://doi.org/10.1093/carcin/15.5.1031
- Perrin P., Morgeaux S. Inactivation of DNA by beta-propiolactone. Biologicals. 1995; 23(3): 207–11. https://doi.org/10.1006/biol.1995.0034
- Uittenbogaard J.P., Zomer B., Hoogerhout P., Metz B. Reactions of beta-propiolactone with nucleobase analogues, nucleosides, and peptides: implications for the inactivation of viruses. J. Biol. Chem. 2011; 286(42): 36198–214. https://doi.org/10.1074/jbc.M111.279232
- Aljumaili O.A., Bello M.B., Yeap S.K., Omar A.R., Ideris A. Protective efficacy of inactivated Newcastle disease virus vaccines prepared in two different oil-based adjuvants. Onderstepoort. J. Vet. Res. 2020; 87(1): e1–e7. https://doi.org/10.4102/ojvr.v87i1.1865
- King D.J. Evaluation of different methods of inactivation of Newcastle disease virus and avian influenza virus in egg fluids and serum. Avian. Dis. 1991; 35(3): 505–14.
- Ashmarin I.P., Vasil’ev N.N., Ambrosov V.A. Fast Methods of Statistical Processing and Planning of Experiments [Bystrye metody statisticheskoy obrabotki i planirovanie eksperimentov]. Leningrad; 1971. (in Russian)
- Garnier R., Rousselin X., Rosenberg N. Formaldehyde toxicity – A review. Inst. Nat. Rechi. Stcur. 1989; 134: 63–85.
- Gard S., Lycke E. Inactivation of poliovirus by formaldehyde; analysis of inactivation curves. Arch. Gesamte. Virusforsch. 1957; 7(5): 471–82. https://doi.org/10.1007/BF01241963
- Gard S. Theoretical considerations in the inactivation of viruses by chemical means. Ann. NY Acad. Sci. 1960; 83(4): 638–48. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.1960.tb40934.x
- Legkonogikh I.P. Influence of inactivants on the component composition and properties of the foot and mouth disease virus: Diss. Vladimir, 1984. (in Russian)
- Mikhalishina Z.Ya., Mikhalishin V.V., Shubin L.N. Immunogenicity of FMD vaccines concentrated by sorption and freezing. In: Actual Problems of Veterinary Virology: Abstracts of the Scientific Conference of the VNIYaI [Aktual’nye problemy veterinarnoy virusologii: tezisy dokladov nauchnoy konferentsii VNIYaI]. Vladimir; 1983: 66–7. (in Russian)
- Eladaway S.F., El-Bagoury G.F., El-Habbaa A.S., El Mahdy S.S. Evaluation of formaldehyde and binary ethylenimine inactivated Newcastle. Disease Virus Vaccine from new isolate compared with imported NDV vaccine. Benha Vet. Med. J. 2020; 38(2): 41–6. http://dx.doi.org/10.21608/bvmj.2020.21635.1148
- Jagt H.J., Bekkers M.L., van Bommel S.A., van der Marel P., Schrier C.C. The influence of the inactivating agent on the antigen content of inactivated Newcastle disease vaccines assessed by the in vitro potency test. Biologicals. 2010; 38(1): 128–34. https://doi.org/10.1016/j.biologicals.2009.07.006
- Zhao J., Yang H., Xu H., Ma Z., Zhang G. Efficacy of an inactivated bivalent vaccine against the prevalent strains of Newcastle disease and H9N2 avian influenza. Virol. J. 2017; 14(1): 56. https://doi.org/10.1186/s12985-017-0723-7