Promising directions for vaccine development to prevent shigellosis

Shigellosis (bacterial dysentery) is an acute infectious disease caused by Shigella spp., members of the Enterobacteriaceae family. The disease has the highest mortality rate amongst bacterial enteric infections. A considerable proportion of Shigella infections occur in children under the age of five. In 2017, WHO included Shigella spp. strains into the list of “priority pathogens” that are resistant to most antibiotics and pose a threat to global public health. This provided a stimulus for the development of new antibiotics to treat shigellosis. Apart from the creation of new antimicrobial therapies for Shigella infections, an important role in fighting against shigellosis belongs to the preventative measures set out in WHO’s Immunisation Agenda 2030. These include sanitation, hygiene, consumption of clean water, and vaccination. The development of Shigella vaccines has been a priority of the WHO programme for more than 20 years. The aim of the study was to analyse promising approaches to Shigella vaccine development. According to the analysis of literature, only one vaccine against shigellosis has been approved so far—Shigellvac, the Russian polysaccharide dysentery vaccine against Shigella sonnei. This study covers a number of vaccine candidates (whole-cell, polysaccharide, polysaccharide conjugate, protein antigen-based vaccines, etc.) that are at different stages of clinical trials. The importance of researching combination (multivalent) vaccines against Shigellа spp. and other enteric pathogens is noted. However, the authors consider subunit vaccines based on Ipa proteins, providing broad cross-protection against Shigellа spp., and conjugate polyvalent vaccines for children under 5 the most promising for further development

Экспериментальная оценка возможности определения бактериальных эндотоксинов с помощью гель-тромб теста в вакцине брюшнотифозной Ви-полисахаридной

Scientific relevance. Currently, only the rabbit pyrogen test is used to test the Vianvac® typhoid Vi polysaccharide vaccine for pyrogenicity. As part of the product specification file, the gel-clot test for bacterial endotoxins (BE) will improve the reliability of quality control, as well as harmonise the requirements for the vaccine with the requirements outlined for this group of medicinal products by leading world pharmacopoeias.Aim. This study aimed at an experimental assessment of the applicability of the gel-clot test to the quantification of BE in the typhoid Vi polysaccharide vaccine.Materials and methods. This study used samples from 5 batches of the typhoid Vi polysaccharide vaccine (0.5 mL/dose, solution for subcutaneous injection), LAL and TAL reagents. The analysis included the gel-clot test and the pyrogenicity test according to the State Pharmacopoeia of the Russian Federation (OFS.1.2.4.0006.15 and OFS.1.2.4.0005.15, respectively).Results. According to calculations, the BE limit for the tested vaccine was 96 EU/mL, and the maximum valid dilution (MVD) was 3200. The authors determined the regulatory requirements for typhoid Vi polysaccharide vaccine quality in terms of BE (not more than 48 EU/dose). The in vitro BE tests were positive at vaccine dilutions of 1/16 to 1/32 and negative at 1/64 to 1/256. The authors selected and validated a working vaccine dilution of 1/128. The BE content measured in the tested samples ranged from 0.24 to 0.48 EU/dose. The in vivo pyrogen tests were positive at dilutions of 1/16 to 1/128 and negative at 1/256 in all experiments with samples from 5 vaccine batches at dilutions ranging from 1/16 to 1/256.Conclusions. This study has experimentally proven that the gel-clot test can quantify BE in the typhoid Vi polysaccharide vaccine. The authors have recommended introducing the gel-clot BE test in the monograph of the State Pharmacopoeia of the Russian Federation on the typhoid Vi polysaccharide vaccine (FS.3.3.1.0012.15).Актуальность. Оценка содержания пирогенных примесей в вакцине брюшнотифозной Ви-полисахаридной (Вианвак®) проводится в настоящее время только биологическим тестом на пирогенность. Определение бактериальных эндотоксинов (БЭ) с помощью гель-тромб теста и введение показателя «Бактериальные эндотоксины» в нормативную документацию на препарат позволят существенно повысить надежность контроля качества данной вакцины, а также гармонизировать требования к ней с требованиями ведущих фармакопей мира к данной группе лекарственных препаратов.Цель. Экспериментальная оценка возможности определения содержания бактериальных эндотоксинов с помощью гель-тромб теста в брюшнотифозной Ви-полисахаридной вакцине.Материалы и методы. Образцы вакцины брюшнотифозной Ви-полисахаридной (раствор для подкожного введения, 0,5 мл/доза) пяти серий; ЛАЛ-реактив; ТАЛ-реактив. Испытания проводились с использованием гель-тромб теста с учетом требований Государственной фармакопеи Российской Федерации (ОФС.1.2.4.0006.15) и теста на пирогенность согласно ОФС.1.2.4.0005.15.Результаты. Расчетное предельное содержание БЭ в испытуемой вакцине составляет 96 ЕЭ/мл, значение максимально допустимого разведения (МДР) — 3200. Установлены нормативные требования к качеству вакцины по показателю «Бактериальные эндотоксины» (не более 48 ЕЭ/доза). Выявлено наличие БЭ в разведениях препарата 1/16–1/32 и отсутствие — в разведениях 1/64–1/256. Выбрано и валидировано рабочее разведение препарата 1/128. Полученные значения содержания БЭ в исследуемых образцах находятся в диапазоне от 0,24 до 0,48 ЕЭ/доза. Испытания на пирогенность in vivo образцов пяти серий вакцины в разведениях от 1/16 до 1/256 показали, что введение животным препарата в разведениях 1/16–1/128 вызывало пирогенную реакцию, а при введении вакцины в разведении 1/256 пирогенная реакция отсутствовала во всех экспериментах.Выводы. Экспериментально доказана возможность определения бактериальных эндотоксинов в вакцине брюшнотифозной Ви-полисахаридной с помощью гель-тромб теста. Рекомендовано введение показателя «Бактериальные эндотоксины» в Государственную фармакопею Российской Федерации ФС.3.3.1.0012.15 «Вакцина брюшнотифозная Ви-полисахаридная»

Менингококковая инфекция. Полисахаридные менингококковые вакцины. Исторические аспекты и современное состояние разработок. Сообщение 2

The present article describes clinical signs of meningococcal disease. It justifies the necessity of its vaccine prevention. The article provides with the historical data on the evolution of inoculants from corpuscular inactivated vaccines to modern chemical polyvalent vaccines. It provides a glimpse of the efficacy of the use of corpuscular vaccines and considers the corresponding implications. The historical overview includes the use of mono-, di-, tetravalent polysaccharide vaccines, and the discussion on the role of bactericidal antibodies in the formation of immunity against meningococcal disease. The article also describes the experience of using polysaccharide vaccines in various countries and in different age groups in randomized clinical trials. It provides with the data analysis about the effect of vaccination on the level of meningococcal carriage and the incidence of meningococcal disease. The WHO’s position on the use of polysaccharide meningococcal vaccines in routine practice are also provided. In the conclusion the article presents the prospects for further use of polysaccharide vaccines to control the spread of meningococcal disease.Дано представление о клинических проявлениях менингококковой инфекции. Обоснована необходимость ее вакцинопрофилактики. Приведены исторические данные об эволюции прививочного материала от корпускулярных инактивированных вакцин до современных химических поливалентных вакцин. Представлены сведения об эффективности применения корпускулярных вакцин и рассмотрены осложнения, возникающие при их использовании. Изложена история применения моно-, ди-, тетравалентных полисахаридных вакцин, обсуждается роль бактерицидных антител в формировании иммунитета против менингококковой инфекции. Представлена информация об опыте использования полисахаридных вакцин в различных странах и разных возрастных группах при проведении рандомизированных испытаний. Проанализированы сведения о влиянии вакцинации на уровень носительства менингококка и заболеваемость менингококковой инфекцией. Рассмотрена позиция ВОЗ в отношении применения полисахаридных менингококковых вакцин в рутинной практике. Представлены перспективы дальнейшего использования полисахаридных вакцин для контроля над распространением менингококковой инфекции

Перспективные направления разработки вакцинных препаратов для профилактики шигеллеза

Shigellosis (bacterial dysentery) is an acute infectious disease caused by Shigella spp., members of the Enterobacteriaceae family. The disease has the highest mortality rate amongst bacterial enteric infections. A considerable proportion of Shigella infections occur in children under the age of five. In 2017, WHO included Shigella spp. strains into the list of “priority pathogens” that are resistant to most antibiotics and pose a threat to global public health. This provided a stimulus for the development of new antibiotics to treat shigellosis. Apart from the creation of new antimicrobial therapies for Shigella infections, an important role in fighting against shigellosis belongs to the preventative measures set out in WHO’s Immunisation Agenda 2030. These include sanitation, hygiene, consumption of clean water, and vaccination. The development of Shigella vaccines has been a priority of the WHO programme for more than 20 years. The aim of the study was to analyse promising approaches to Shigella vaccine development. According to the analysis of literature, only one vaccine against shigellosis has been approved so far—Shigellvac, the Russian polysaccharide dysentery vaccine against Shigella sonnei. This study covers a number of vaccine candidates (whole-cell, polysaccharide, polysaccharide conjugate, protein antigen-based vaccines, etc.) that are at different stages of clinical trials. The importance of researching combination (multivalent) vaccines against Shigellа spp. and other enteric pathogens is noted. However, the authors consider subunit vaccines based on Ipa proteins, providing broad cross-protection against Shigellа spp., and conjugate polyvalent vaccines for children under 5 the most promising for further development.Шигеллез (бактериальная дизентерия) — острое инфекционное заболевание, вызываемое возбудителями Shigellа spp. семейства Enterobacteriaceae, характеризуется наибольшим показателем смертности населения от бактериальных кишечных инфекций. Значительная доля случаев заболевания приходится на детей в возрасте до 5 лет. В 2017 г. штаммы Shigellа spp. были включены в опубликованный ВОЗ список устойчивых к действию большинства антибиотиков «приоритетных патогенов», представляющих угрозу мировому здравоохранению, что послужило стимулом к разработке новых противомикробных препаратов для терапии шигеллезов. Наряду с созданием антимикробных средств против Shigellа spp. важную роль в борьбе с шигеллезами играет комплекс превентивных мер, изложенный в программе иммунизации ВОЗ 2030, в который, помимо санитарии, гигиены и потребления чистой воды, входит вакцинация. Разработка вакцины против шигеллеза остается одним из приоритетных направлений программы ВОЗ уже более 20 лет. Цель работы — анализ перспективных направлений разработки вакцинных препаратов против шигеллеза. Проведенный анализ данных литературы показал, что в настоящее время на мировом рынке зарегистрирована только одна вакцина против шигеллеза — российская вакцина Шигеллвак, полисахаридная дизентерийная вакцина против шигелл Зонне. Рассмотрен ряд вакцинных препаратов (цельноклеточные, полисахаридные конъюгированные и неконъюгированные, препараты на основе белковых антигенов и др.), находящихся на различных этапах клинических испытаний. Отмечено, что важным направлением является создание комбинированных мультивалентных препаратов против инфекций, вызываемых Shigellа spp. и другими кишечными патогенами. Сделан вывод о том, что наиболее перспективными являются разработки субъединичных вакцин на основе Ipa-белков, обеспечивающих перекрестную защиту против Shigellа spp., а также конъюгированных поливалентных вакцин, предназначенных для детей в возрасте до 5 лет

Брюшнотифозные вакцины. История создания и современные вакцинные препараты

Typhoid fever is an acute infectious disease caused by Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhi (S. Typhi), which is still extremely common in endemic low- and middle-income countries of Asia and Africa. Industrialised countries may also be affected by typhoid fever outbreaks due to booming international tourism, and natural disasters. Given S. Typhi progressive resistance to antibiotics, high epidemiological burden, and lack of adequate sanitation and hygiene in a number of regions, the introduction of new treatment protocols and the improvement of preventive vaccination are critical tasks in global healthcare. The aim of the study was to highlight the main historical aspects of the typhoid vaccine development, to summarise data on the licensed vaccines and promising approaches to the development of new typhoid vaccines. The paper describes the current epidemiological situation of typhoid fever globally and in the Russian Federation. It dwells upon the global experience in typhoid vaccine development from the production of an inactivated vaccine to the development of conjugated vaccines. The paper summarises data on Russian and foreign-made typhoid fever vaccines currently available in the global pharmaceutical market. It outlines the main trends in the development of vaccines against the disease caused by S. Typhi. The paper demonstrates the need for improving the efficacy of existing vaccines and development of new typhoid combination vaccines.Брюшной тиф — острое инфекционное заболевание, вызываемое возбудителем Salmonella enterica subsp. enterica серотип Typhi (S. Typhi), по-прежнему является одной из основных причин заболеваемости населения в эндемичных экономически средне- и слаборазвитых странах Азии и Африки. Индустриальные страны могут быть подвержены вспышкам брюшного тифа ввиду стремительно развивающегося международного туризма, а также стихийных бедствий. В условиях прогрессирующей резистентности S. Typhi к антимикробным препаратам, высокой эпидемиологической нагрузки и невозможности обеспечения удовлетворительных санитарно-гигиенических условий в ряде регионов, наряду с внедрением новых протоколов лечения заболевания, актуальной задачей мирового здравоохранения является развитие вакцинопрофилактики брюшного тифа. Цель работы — освещение основных аспектов истории создания брюшнотифозных вакцин, систематизация данных о лицензированных вакцинных препаратах и перспективных направлениях разработки новых вакцин. В статье описана эпидемиологическая картина брюшного тифа в мире и в Российской Федерации. Изложен мировой опыт создания вакцинных препаратов от момента получения убитой брюшнотифозной вакцины до этапа производства конъюгированных вакцин. Приведена информация об отечественных и зарубежных вакцинах, представленных на мировом фармацевтическом рынке. Обозначены основные тенденции в сфере разработки вакцинных препаратов против заболевания, вызываемого S. Typhi. Сделан вывод о необходимости повышения эффективности ранее разработанных вакцин, а также создания новых, комбинированных вакцинных препаратов против брюшного тифа

Аттестация новой серии отраслевого стандартного образца содержания полисахарида в вакцине Шигеллвак

The article summarises materials on the certification of the industry reference standard of Schigella sonnei polysaccharide dysentery vaccine (commercial name — Schigellvac). The industry reference standard is used to assess the consistency of the vaccine «Specific activity» testing by passive hemagglutination inhibition assay. A certification programme for the industry reference standard was developed. Samples of the candidate vaccine were tested in terms of the following quality characteristics: «Appearance», «Identification», «Extractable Volume». The test results confirmed that the samples comply with the current requirements of the manufacturer’s product specification file for Schigellvac vaccine. It was determined that the certification parameter — the polysaccharide dilution ratio which results in inhibition of passive hemagglutination in a homologous system — has to fall in the range from 1:128 to 1:512. The following set of standard documents accompanying a scientific/technological product was approved for the industry reference standard No. 42-28-386-2017: passport, patient information leaflet, mockup labels for primary and secondary packaging.В статье представлены материалы по аттестации отраслевого стандартного образца (ОСО) вакцины дизентерийной против шигелл Зонне полисахаридной, торговое наименование «Шигеллвак», предназначенного для оценки стабильности проведения испытаний данного лекарственного препарата по показателю «Специфическая активность», определяемому в реакции торможения пассивной гемагглютинации. Разработана программа аттестации ОСО. Образцы вакцины — кандидата в ОСО были испытаны по показателям: «Описание», «Подлинность», «Извлекаемый объем». Результаты испытаний подтвердили их соответствие требованиям действующей фармакопейной статьи предприятия на вакцину Шигеллвак. Определена аттестуемая характеристика: разведение полисахарида, при котором наблюдается торможение реакции пассивной гемагглютинации в гомологичной системе, должно находиться в диапазоне от 1:128 до 1:512. Утвержден пакет нормативных документов на научно-техническую продукцию ОСО 42-28- 386-2017: паспорт, инструкция по применению, макеты этикеток первичной и вторичной упаковок

Meningococcal disease. Meningococcal conjugate polysaccharide vaccines and new generation vaccines. Report 3

Despite the progress in fighting against infectious diseases of bacterial origin, the incidence of generalized forms of meningococcal infection (GFMI) remains a topical public health problem not only in countries with historical high incidence, but also in countries considered to be relatively «secured» in regard to the mentioned infection. In the 60s of the last century the production of high-polymer forms of meningococcal polysaccharides was started. These high molecular weight polysaccharides were used for the development of vaccines. They helped to significantly reduce the incidence of GFMI in certain countries, including the countries of the so-called African «meningitis belt». Unfortunately, polysaccharide vaccines have well-known deficiencies, prompting the researchers to develop advanced conjugate vaccines. Current new generation of vaccines are based on conjugates of polysaccharides of different serogroups with carrier proteins such as tetanus toxoid, a modified diphtheria toxin (CRM197) or outer membrane proteins. Mono- and multivalent conjugate vaccines were developed and tested. Conjugate vaccines have several advantages compared to the polysaccharide vaccines. They stimulate the formation of immunological memory, and therefore are able to provide consistent protection against meningococcal disease in children of an early age group. In particular, monovalent conjugate vaccine against serogroup C meningococcal disease were proven to be very effective. This vaccine was successfully used in the UK. There are also tetravalent conjugate vaccines Menactra and Menveo. These preparations consist of serotype A, C, W135 and Y meningococcal polysaccharide conjugates. These polysaccharides stimulated the production of bactericidal antibodies in 90% of immunized individuals. Certain success was also achieved in developing genetically engineered vaccines and the vaccines based in meningococcal outer membrane vesicles (OMV-vaccines). OMV-vaccines showed to be effective in the fight against epidemics of meningitis caused by serogroup B meningococcus. Polysaccharide vaccines against serogroup B meningococcus in different designs proved to be ineffective because of their low immunogenicity. There are certain difficulties in developing an ultimate vaccine that protects against GFMI, due to the fact that there is a variety of antigenic types of serogroup B meningococcus. So far the scientists only have managed to develop a strain-specific vaccine suitable for fighting GFMI outbreaks, caused by the specific strain of serogroup B meningococcus. The opportunities to enhance the efficacy of vaccines against serogroup B meningococcus are still being discussed

Meningococcal disease. Polysaccharide meningococcal vaccines. The historical aspects and the current state of vaccine development. Report 2

The present article describes clinical signs of meningococcal disease. It justifies the necessity of its vaccine prevention. The article provides with the historical data on the evolution of inoculants from corpuscular inactivated vaccines to modern chemical polyvalent vaccines. It provides a glimpse of the efficacy of the use of corpuscular vaccines and considers the corresponding implications. The historical overview includes the use of mono-, di-, tetravalent polysaccharide vaccines, and the discussion on the role of bactericidal antibodies in the formation of immunity against meningococcal disease. The article also describes the experience of using polysaccharide vaccines in various countries and in different age groups in randomized clinical trials. It provides with the data analysis about the effect of vaccination on the level of meningococcal carriage and the incidence of meningococcal disease. The WHO’s position on the use of polysaccharide meningococcal vaccines in routine practice are also provided. In the conclusion the article presents the prospects for further use of polysaccharide vaccines to control the spread of meningococcal disease

Typhoid vaccines. Historical aspects of typhoid vaccine development, and currently available products

Typhoid fever is an acute infectious disease caused by Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhi (S. Typhi), which is still extremely common in endemic low- and middle-income countries of Asia and Africa. Industrialised countries may also be affected by typhoid fever outbreaks due to booming international tourism, and natural disasters. Given S. Typhi progressive resistance to antibiotics, high epidemiological burden, and lack of adequate sanitation and hygiene in a number of regions, the introduction of new treatment protocols and the improvement of preventive vaccination are critical tasks in global healthcare. The aim of the study was to highlight the main historical aspects of the typhoid vaccine development, to summarise data on the licensed vaccines and promising approaches to the development of new typhoid vaccines. The paper describes the current epidemiological situation of typhoid fever globally and in the Russian Federation. It dwells upon the global experience in typhoid vaccine development from the production of an inactivated vaccine to the development of conjugated vaccines. The paper summarises data on Russian and foreign-made typhoid fever vaccines currently available in the global pharmaceutical market. It outlines the main trends in the development of vaccines against the disease caused by S. Typhi. The paper demonstrates the need for improving the efficacy of existing vaccines and development of new typhoid combination vaccines

<i>Haemophilus</i><i> influenzae</i> type <i>b</i>. Incidence rate and preventive vaccination

The article summarizes the existing knowledge on the infection caused by Haemophilus influenzaetypeb (Hib-infection). It examines clinical immunology aspects of vaccination against Hib-infection. The authors cite data on the incidence of invasive Hib-infections in the Russia and other countries. Special attention is given to preventive vaccination against Hib-infection. The article describes properties of polysaccharide and conjugate vaccines against Hib-infection and examines different immunization schedules, therapeutic indications and contraindications, potential adverse reactions, and the vaccination procedure