Enteroviral (Picornaviridae: Enterovirus) (nonpolio) vaccines

封面

如何引用文章

全文:

详细

Non-polio enteroviruses (NPEVs) are ubiquitous and are one of the main causative agents of viral infections in children. NPEVs most commonly infect newborns and young children, due to their lack of antibodies. In children, clinical manifestations can range from acute febrile illness to severe complications that require hospitalization and lead in some cases to disability or death. NPEV infections can have severe consequences, such as polio-like diseases, serous meningitis, meningoencephalitis, myocarditis, etc. The most promising strategy for preventing such diseases is vaccination. No less than 53 types of NPEVs have been found to circulate in Russia. However, of epidemic importance are the causative agents of exanthemic forms of the disease, aseptic meningitis and myocarditis. At the same time, the frequency of NPEV detection in the constituent entities of the Russian Federation is characterized by uneven distribution and seasonal upsurges. The review discusses the epidemic significance of different types of enteroviruses, including those relevant to the Russian Federation, as well as current technologies used to create enterovirus vaccines for the prevention of serious diseases.

作者简介

Dmitri Novikov

Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology

Email: novikov.dv75@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7049-6935

Ph.D. (Biol.), Associate Professor, Lead Researcher of the Immunochemistry Laboratory

俄罗斯联邦, 603950, Nizhny Novgorod

Dmitry Melentev

Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology; N.I. Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

编辑信件的主要联系方式.
Email: dim-melente@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2441-6874

Junior Researcher of the Immunochemistry Laboratory, Postgraduate Student

俄罗斯联邦, 603950, Nizhny Novgorod; 603022, Nizhny Novgorod

参考

  1. International committee on taxonomy of viruses (ICTV). Genus: Enterovirus. Available at: https://talk.ictvonline.org/ictv-reports/ictv_online_report/positive-sense-rna-viruses/w/picornaviridae/681/genus-enterovirus
  2. Oberste M.S., Maher K., Kilpatrick D.R., Pallansch M.A. Molecular evolution of the human enteroviruses: correlation of serotype with VP1 sequence and application to picornavirus classification. J. Virol. 1999; 73(3): 1941–8. https://doi.org/10.1128/JVI.73.3.1941-1948.1999
  3. Simmonds P., Gorbalenya A.E., Harvala H., Hovi T., Knowles N.J., Lindberg A.M., et al. Recommendations for the nomenclature of enteroviruses and rhinoviruses. Arch. Virol. 2020; 165(3): 793–7. https://doi.org/10.1007/s00705-019-04520-6
  4. Brouwer L., Moreni G., Wolthers K.C., Pajkrt D. World-wide prevalence and genotype distribution of enteroviruses. Viruses. 2021; 13(3): 434. https://doi.org/10.3390/v13030434
  5. Wells A.I., Coyne C.B. Enteroviruses: A gut-wrenching game of entry, detection, and evasion. Viruses. 2019; 11(5): 460. https://doi.org/10.3390/v11050460
  6. Harvala H., Benschop K.S.M., Berginc N., Midgley S., Wolthers K., Simmonds P., et al. European non-polio enterovirus network: introduction of hospital-based surveillance network to understand the true disease burden of non-polio enterovirus and parechovirus infections in Europe. Microorganisms. 2021; 9(9): 1827. https://doi.org/10.3390/microorganisms9091827
  7. State report «On the state of sanitary and epidemiological well-being of the population in the Russian Federation in 2019». Moscow; 2020. (in Russian)
  8. State report «On the state of sanitary and epidemiological well-being of the population in the Russian Federation in 2020». Moscow; 2021. (in Russian)
  9. Cheng H.Y., Huang Y.C., Yen T.Y., Hsia S.H., Hsieh Y.C., Li C.C., et al. The correlation between the presence of viremia and clinical severity in patients with enterovirus 71 infection: a multi-center cohort study. BMC Infect. Dis. 2014; 14: 417. https://doi.org/10.1186/1471-2334-14-417
  10. Koh W.M., Badaruddin H., La H., Chen M.I.C., Cook A.R. Severity and burden of hand, foot and mouth disease in Asia: a modeling study. BMJ Glob. Health. 2018; 3(1): e000442. https://doi.org/10.1136/bmjgh-2017-000442
  11. Aw-Yong K.L., NikNadia N.M.N., Tan C.W., Sam I.C., Chan Y.F. Immune responses against enterovirus A71 infection: Implications for vaccine success. Rev. Med. Virol. 2019; 29(5): e2073. https://doi.org/10.1002/rmv.2073
  12. Ni H., Yi B., Yin J., He T., Du Y., Wang J., et al. Epidemiological and etiological characteristics of hand, foot and mouth disease in Ningbo, China, 2008-2011. J. Clin. Virol. 2012; 54(4): 342–8. https://doi.org/10.1016/j.jcv.2012.04.021
  13. Yee P.T.I., Poh L.C. Impact of genetic changes, pathogenicity and antigenicity on Enterovirus-A71 vaccine development. Virology. 2017; 506: 121–9. https://doi.org/10.1016/j.virol.2017.03.017
  14. Mao Q., Wang Y., Yao X., Bian L., Wu X., Xu M., et al. Coxsackievirus A16: epidemiology, diagnosis, and vaccine. Hum. Vaccin. Immunother. 2014; 10(2): 360–7. https://doi.org/10.4161/hv.27087
  15. Li J.L., Yuan J., Yang F., Wu Z.Q., Hu Y.F., Xue Y., et al. Epidemic characteristics of hand, foot, and mouth disease in southern China, 2013: coxsackievirus A6 has emerged as the predominant causative agent. J. Infect. 2014; 69(3): 299–303. https://doi.org/10.1016/j.jinf.2014.04.001
  16. Yang Q., Ding J., Cao J., Huang Q., Hong C., Yang B. Epidemiological and etiological characteristics of hand, foot, and mouth disease in Wuhan, China from 2012 to 2013: outbreaks of coxsackieviruses A10. J. Med. Virol. 2015; 87(6): 954–60. https://doi.org/10.1002/jmv.24151
  17. Kim H.J., Kang B., Hwang S., Hong J., Kim K., Cheon D.S. Epidemics of viral meningitis caused by echovirus 6 and 30 in Korea in 2008. Virol. J. 2012; 9: 38. https://doi.org/10.1186/1743-422X-9-38
  18. Chen P., Tao Z., Song Y., Liu G., Wang H., Liu Y., et al. A coxsackievirus B5-associated aseptic meningitis outbreak in Shandong Province, China in 2009. J. Med. Virol. 2013; 85(3): 483–9. https://doi.org/10.1002/jmv.23478
  19. Kim D.S., Nam J.H. Characterization of attenuated coxsackievirus B3 strains and prospects of their application as live-attenuated vaccines. Expert. Opin. Biol. Ther. 2010; 10(2): 179–90. https://doi.org/10.1517/14712590903379502
  20. Sousa I.P. Jr., Burlandy F.M., Ferreira J.L., Alves J.C.S., Sousa-Júnior E.C., Tavares F.N., da Silva E.E. Re-emergence of a coxsackievirus A24 variant causing acute hemorrhagic conjunctivitis in Brazil from 2017 to 2018. Arch. Virol. 2019; 164(4): 1181–5. https://doi.org/10.1007/s00705-019-04157-5
  21. Holm-Hansen C.C., Midgley S.E., Fischer T.K. Global emergence of enterovirus D68: a systematic review. Lancet Infect. Dis. 2016; 16(5): e64–75. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(15)00543-5
  22. Golitsyna L.N., Zverev V.V., Fomina S.G., Sozonov D.V., Novikova N.A. Enterovirus infection in the Russian Federation in 2008-2018. Infektsiya i immunitet. 2018; 8(4): 558. https://doi.org/10.15789/2220-7619-2018-4-3.16
  23. Sapega E.Yu., Butakova L.V., Trotsenko O.E., Zaytseva T.A., Garbuz Yu.A., Balakhonov S.V., et al. The role of molecular genetic analysis in detection of potential importation of enterovirus infection in the Khabarovsk region. Zdorov’e naseleniya i sreda obitaniya. 2018; (2): 44–51. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2018-299-2-44-51 (in Russian)
  24. Yuan J., Shen L., Wu J., Zou X., Gu J., Chen J., et al. Enterovirus A71 proteins: structure and function. Front. Microbiol. 2018; 9: 286. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.00286
  25. Huang K.A. Structural basis for neutralization of enterovirus. Curr. Opin. Virol. 2021; 51: 199–206. https://doi.org/10.1016/j.coviro.2021.10.006
  26. Yang C., Deng C., Wan J., Zhu L., Leng Q. Neutralizing antibody response in the patients with hand, foot and mouth disease to enterovirus 71 and its clinical implications. Virol. J. 2011; 8(1): 306. https://doi.org/10.1186/1743-422X-8-306
  27. Luo S.T., Chiang P.S., Chao A.S., Liou G.Y., Lin R., Lin T.Y., et al. Enterovirus 71 maternal antibodies in infants, Taiwan. Emerg. Infect. Dis. 2009; 15(4): 581–4. https://doi.org/10.3201/eid1504.081550
  28. Zhu R., Cheng T., Yin Z., Liu D., Xu L., Li Y., et al. Serological survey of neutralizing antibodies to eight major enteroviruses among healthy population. Emerg. Microbes Infect. 2018; 7(1): 2. https://doi.org/10.1038/s41426-017-0003-z
  29. Zhu F., Xu W., Xia J., Liang Z., Liu Y., Zhang X., et al. Efficacy, safety, and immunogenicity of an enterovirus 71 vaccine in China. N. Engl. J. Med. 2014; 370(9): 818–28. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1304923
  30. Lei D., Griffiths E., Martin J. WHO working group meeting to develop WHO Recommendations to assure the quality, safety and efficacy of enterovirus 71 vaccines. Vaccine. 2020; 38(32): 4917–23. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2020.05.001
  31. Huang L.M., Chiu C.H., Chiu N.C., Lin C.Y., Li M.T., Kuo T.Y., et al. Immunogenicity, safety, cross-reaction, and immune persistence of an inactivated enterovirus A71 vaccine in children aged from two months to 11 years in Taiwan. Vaccine. 2019; 37(13): 1827–35. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2019.02.023
  32. Cai Y., Ku Z., Liu Q., Leng Q., Huang Z. A combination vaccine comprising of inactivated enterovirus 71 and coxsackievirus A16 elicits balanced protective immunity against both viruses. Vaccine. 2014; 32(21): 2406–12. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2014.03.012
  33. Yang T., Xie T., Li H., Song X., Yue L., Wang X., et al. Immune responses of a CV-A16 live attenuated candidate strain and its protective effects in rhesus monkeys. Emerg. Microbes Infect. 2020; 9(1): 2136–46. https://doi.org/10.1080/22221751.2020.1823889
  34. Yeh M.T., Wang S., Yu C.K., Lin K.H., Lei H.Y., Su I.J., et al. A single nucleotide in stem loop II of 5’-untranslated region contributes to virulence of enterovirus 71 in mice. PLoS One. 2011; 6(11): e27082. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0027082
  35. Meng T., Kwang J. Attenuation of human enterovirus 71 high-replication-fidelity variants in AG129 mice. J. Virol. 2014; 88(10): 5803–15. https://doi.org/10.1128/JVI.00289-14
  36. Tsa Y.H., Huang S.W., Hsieh W.S., Cheng C.K., Chang C.F., Wang Y.F., et al. Enterovirus A71 containing codon deoptimized VP1 and high-fidelity polymerase as next-generation vaccine candidate. J. Virol. 2019; 93(13): e02308-18. https://doi.org/10.1128/JVI.02308-1
  37. Yee P.T.I., Tan S.H., Ong K.C., Tan K.O., Wong K.T., Hassan S.S., et al. Development of live attenuated Enterovirus 71 vaccine strains that confer protection against lethal challenge in mice. Sci. Rep. 2019; 9(1): 4805. https://doi.org/10.1038/s41598-019-41285-z
  38. Lasrado N., Gangaplara A., Massilamany C., Arumugam R., Shelbourn A., Rasquinha M.T., et al. Attenuated strain of CVB3 with a mutation in the CAR interacting region protects against both myocarditis and pancreatitis. Sci. Rep. 2021; 11(1): 12432. https://doi.org/10.1038/s41598-021-90434-w
  39. Muslin C., Kain A.M., Bessaud M., Blondel B., Delpeyroux F. Recombination in enteroviruses, a multi-step modular evolutionary process. Viruses. 2019; 11(9): 859. https://doi.org/10.3390/v11090859
  40. Anasir M.I., Poh C.L. Advances in antigenic peptide-based vaccine and neutralizing antibodies against viruses causing hand, foot, and mouth disease. Int. J. Mol. Sci. 2019; 20(6): 1256. https://doi.org/:10.3390/ijms20061256
  41. Tian X., Su X., Li X., Li H., Li T., Zhou Z., et al. Protection against enterovirus 71 with neutralizing epitope incorporation within adenovirus type 3 hexon. PLoS One. 2012; 7(7): e41381. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0041381
  42. Dai W., Xiong P., Zhang X., Liu Z., Chen J., Zhou Y., et al. Recombinant virus-like particle presenting a newly identified coxsackievirus A10 neutralization epitope induces protective immunity in mice. Antiviral Res. 2019; 164: 139–46. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2019.02.016
  43. Jiang L., Fan R., Sun S., Fan P., Su W., Zhou Y., et al. A new EV71 VP3 epitope in norovirus P particle vector displays neutralizing activity and protection in vivo in mice. Vaccine. 2015; 33(48): 6596–603. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2015.10.104
  44. Novikov D.V., Melent’ev D.A., Mokhonov V.V., Kashnikov A.Yu., Novikova N.A., Lapin V.A., et al. Construction of norovirus (Caliciviridae: Norovirus) virus-like particles containing VP1 of the Echovirus 30 (Picornaviridae: Enterovirus: Enterovirus B). Voprosy virusologii. 2021; 66(5): 383–9. https://doi.org/10.36233/0507-4088-79 (in Russian)
  45. Chung C.Y., Chen C.Y., Lin S.Y., Chung Y.C., Chiu H.Y., Chi W.K., et al. Enterovirus 71 virus-like particle vaccine: improved production conditions for enhanced yield. Vaccine. 2010; 28(43): 6951–7. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2010.08.052
  46. Li H.Y., Han J.F., Qin C.F., Chen R. Virus-like particles for enterovirus 71 produced from Saccharomyces cerevisiae potently elicits protective immune responses in mice. Vaccine. 2013; 31(32): 3281–7. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2013.05.019
  47. Zhang W., Dai W., Zhang C., Zhou Y., Xiong P., Wang S., et al. A virus-like particle-based tetravalent vaccine for hand, foot, and mouth disease elicits broad and balanced protective immunity. Emerg. Microbes Infect. 2018; 7(1): 94. https://doi.org/10.1038/s41426-018-0094-1
  48. Kim H.J., Son H., Lee S.W., Yoon Y., Hyeon J-Y., Chung G.T., et al. Efficient expression of enterovirus 71 based on virus-like particles vaccine. PLoS One. 2019; 14(3): e0210477. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0210477
  49. Hankaniemi M.M., Baikoghli M.A., Stone V.M., Xing L., Vaatainen O., Soppela S., et al. Structural insight into CVB3-VLP non-adjuvanted vaccine. Microorganisms. 2020; 8(9): 1287. https://doi.org/10.3390/microorganisms8091287
  50. Zhang C., Ku Z., Liu Q., Wang X., Chen T., Ye X., et al. High-yield production of recombinant virus-like particles of enterovirus 71 in Pichia pastoris and their protective efficacy against oral viral challenge in mice. Vaccine. 2015; 33(20): 2335–41.‎ https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2015.03.034
  51. Yang Z., Gao F., Wang X., Shi L., Zhou Z., Jiang Y., et al. Development and characterization of an enterovirus 71 (EV71) virus-like particles (VLPs) vaccine produced in Pichia pastoris. Hum. Vaccin. Immunother. 2020; 16(7): 1602–10. https://doi.org/10.1080/21645515.2019.1649554
  52. Wang Z., Zhou C., Gao F., Zhu Q., Jiang Y., Ma X., et al. Preclinical evaluation of recombinant HFMD vaccine based on enterovirus 71 (EV71) virus-like particles (VLP): Immunogenicity, efficacy and toxicology. Vaccine. 2021; 39(31): 4296–305. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2021.06.031
  53. Zhang C., Zhang X., Zhang W., Dai W., Xie J., Ye L., et al. Enterovirus D68 virus-like particles expressed in Pichia pastoris potently induce neutralizing antibody responses and confer protection against lethal viral infection in mice. Emerg. Microbes Infect. 2018; 7(1): 3. https://doi.org/10.1038/s41426-017-0005-x
  54. Sherry L., Grehan K., Snowden J.S., Knight M.L., Adeyemi O.O., Rowlands D.J., et al. Comparative molecular biology approaches for the production of poliovirus virus-like particles using Pichia pastoris. mSphere. 2020; 5(2): e00838-19. https://doi.org/10.1128/mSphere.00838-19

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Problems of Virology, 2022

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».