mesЭкстремальная биомедицинаExtreme Medicine3033-89643033-8972Centre for Strategic Planning of the Federal Medical and Biological Agency10.47183/mes.2021.037mes-54Research ArticleОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕORIGINAL RESEARCHУсовершенствование процесса получения полисахарида полирибозилрибитолфосфата, используемого в производстве вакцин против гемофильной инфекцииImprovement of the process of production of polysaccharide polyribosyl ribitol phosphate used in the Haemophilus influenzae vaccinesБелянкинА. А.BelyankinA. A.

Андрей Андреевич Белянкин,

д. 52, ул. Свободы, г. Санкт-Петербург, 198320.

52, Svobody str., St. Petersburg, 198320.

a.a.belyankin@spbniivs.ruСалимоваЕ. Л.SalimovaE. L.

д. 52, ул. Свободы, г. Санкт-Петербург, 198320.

52, Svobody str., St. Petersburg, 198320.

КононА. Д.KononA. D.

д. 52, ул. Свободы, г. Санкт-Петербург, 198320.

52, Svobody str., St. Petersburg, 198320.

ТрухинВ. П.TrukhinV. P.

д. 52, ул. Свободы, г. Санкт-Петербург, 198320.

52, Svobody str., St. Petersburg, 198320.

Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт вакцин и сывороток и предприятие по производству бактерийных препаратовРоссияSt. Petersburg Research Institute of Vaccines and Serums and Bacterial Preparations Production CompanyRussian Federation202123102024234511Copyright © Белянкин А.А., Салимова Е.Л., Конон А.Д., Трухин В.П., 20242024Белянкин А.А., Салимова Е.Л., Конон А.Д., Трухин В.П.Belyankin A.A., Salimova E.L., Konon A.D., Trukhin V.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.extrememedicine.ru/jour/article/view/54

Производство вакцин требует постоянного усовершенствования методов и инструментов, пересмотра и модернизации существующих технологий, позволяющих получать качественный продукт для обеспечения здоровья населения. Целью работы было усовершенствование стадии получения полисахарида полирибозилрибитолфосфата (PRP) — активного компонента вакцин для профилактики гемофильной инфекции. Изучено влияние на выход PRP следующих факторов: концентрации растворенного кислорода в культуральной жидкости, способа регулирования концентрации глюкозы во время культивирования, источников белкового питания микроорганизма-продуцента, стабильности полисахарида на стадии инактивации культуральной жидкости в процессе получения полисахаридной вакцины для профилактики гемофильной инфекции. Выход PRP в культуральной жидкости увеличен на 10%, скорость накопления биомассы во время культивирования в ферментере — на 25%, время культивирования сокращено на 6,5 ч. Потери PRP на стадии инактивации культуральной жидкости сокращены на 80%. Предложен новый состав питательной среды на основе запатентованного состава, соответствующий актуальным требованиям нормативной документации.

The production of vaccines requires constant improvement of methods and tools, revision and modernization of the current technology with the aim to improve quality of the product made for the benefit of public health. The purposяe of this work was to improve the process of production of polysaccharide polyribosyl ribitol phosphate (PRP), which is the active agent of Haemophilus influenzae type b (Hib) vaccines. We investigated how PRP yield depends on the following factors: concentration of dissolved oxygen in the culture liquid, glucose concentration control method applied in cultivation, source of protein for the producer microorganism, stability of the polysaccharide at the culture liquid inactivation stage. As a result, we managed to increase the PRP yield in the culture liquid by 10%, ensured a 25% boost of the biomass accumulation rate during cultivation in the fermenter and reduced the cultivation time by 6.5 hours. The PRP loss rate at the culture liquid inactivation stage was reduced by 80%. Relying on the patented composition, we invented a new composition of the nutrient medium that meets the current regulatory requirements.

Haemophilus influenzae тип bполирибозилрибитолфосфатпитательная средавакцинакультивированиепептонгеминпротопорфиринHaemophilus influenzae type bpolyribosyl ribitol phosphatenutrient mediumvaccinecultivationpeptoneheminprotoporphyrinReferencesБаранов А. А. и др. Вакцинопрофилактика гемофильной инфекции типа b. М., 2020; 33 с.Baranov AA, i dr. Vakcinoprofilaktika gemofil'noj infekcii tipa b. M., 2020; 33 s. (In Russian).Лобзин Ю. В. Управляемые и социально значимые инфекции: проблемы и пути решения. Бюллетень медицинской науки. 2019; 3 (15): 39–43.Lobzin YuV. Upravljaemye i social'no znachimye infekcii: problemy i puti reshenija. Bjulleten' medicinskoj nauki. 2019; 3 (15): 39–43.Сивая О. В., Козлов Р. С., Кречикова О. И., Иванчик Н. В., Катосова Л. К., Гудкова Л. В. Антибиотикорезистентность Haemophilus influenzae в России: результаты многоцентрового проспективного исследования ПеГАС. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2014; (1): 57–69.Sivaja OV, Kozlov RS, Krechikova OI, Ivanchik NV, Katosova LK, Gudkova LV. Antibiotikorezistentnost' Haemophilus influenzae v Rossii: rezul'taty mnogocentrovogo prospektivnogo issledovanija PeGAS. Klinicheskaja mikrobiologija i antimikrobnaja himioterapija. 2014; (1): 57–69. (In Russian).Страчунский Л. С., Белоусов Ю. Б., Козлов С. Н., редакторы. Практическое руководство по антиинфекционной химиотерапии. Смоленск, 2007; 464 с.Strachunskij LS, Belousov YuB, Kozlov SN, redaktory. Prakticheskoe rukovodstvo po antiinfekcionnoj himioterapii. Smolensk, 2007; 464 s. (In Russian).Королева И. С., Королева М. А., Мельникова А. А. Эпидемиология гнойных бактериальных менингитов в период вакцинопрофилактики пневмококковой и гемофильной инфекций в Российской Федерации. Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы. 2017; (6): 63–8.Koroleva IS, Koroleva MA, Melnikova AA. Jepidemiologija gnojnyh bakterial'nyh meningitov v period vakcinoprofilaktiki pnevmokokkovoj i gemofil'noj infekcij v Rossijskoj Federacii. Jepidemiologija i infekcionnye bolezni. Aktual'nye voprosy. 2017; (6): 63–8. (In Russian).Федосеенко М. В., Галицкая М. Г., Намазова Л. С. Эпоха конъюгированных вакцин: международный опыт успешного применения. Педиатрическая фармакология. 2008; 6: 6–14.Fedoseenko MV, Galickaya MG, Namazova LS. Jepoha kon"jugirovannyh vakcin: mezhdunarodnyj opyt uspeshnogo primenenija. Pediatricheskaja farmakologija. 2008; 6: 6–14. (In Russian).Granoff D. Haemophilus influenzae type b polysaccharide vaccines. The Journal of Pediatrics. 1985; 107 (3): 330–6.Granoff D. Haemophilus influenzae type b polysaccharide vaccines. The Journal of Pediatrics. 1985; 107 (3): 330–6.Weekly epidemiological record. Haemophilus influenzae type b (Hib) Vaccination Position Paper — September 2013. 2013; 88 (39): 413–28.Weekly epidemiological record. Haemophilus influenzae type b (Hib) Vaccination Position Paper — September 2013. 2013; 88 (39): 413–28.World Health Organization Recommendations for the production and control of Haemophilus influenzae type b conjugate vaccines. WHO Technical Report Series. 2000; 897: 27–60.World Health Organization Recommendations for the production and control of Haemophilus influenzae type b conjugate vaccines. WHO Technical Report Series. 2000; 897: 27–60.European Pharmacopoeia 8.0. Council of Europe, Strasbourg, 2014. V. 1; 1380 p.European Pharmacopoeia 8.0. Council of Europe, Strasbourg, 2014. V. 1; 1380 p.Вакцина гемофильная тип b конъюгированная, лиофилизат для приготовления раствора для внутримышечного введения. Государственная фармакопея РФ XIV изд. Том 4. ФС.3.3.1.0055.18. Доступно по ссылке: http://femb.ru/femb/pharmacopea.php (дата обращения: 16.02.2020).Vakcina gemofil'naja tip b kon"jugirovannaja, liofilizat dlja prigotovlenija rastvora dlja vnutrimyshechnogo vvedenija. Gosudarstvennaja farmakopeja RF XIV izd. Tom 4. FS.3.3.1.0055.18. Dostupno po ssylke: http://femb.ru/femb/pharmacopea.php (data obrashhenija: 16.02.2020). (In Russian).ОФС.1.2.3.0019.15. Определение сахаров спектрофотометрическим методом. Федеральная электронная медицинская библиотека. Доступно по ссылке: http://www.femb.ru/feml (дата обращения: 31.04.2020).OFS.1.2.3.0019.15. Opredelenie saharov spektrofotometricheskim metodom. Federal'naja jelektronnaja medicinskaja biblioteka. Dostupno po ssylke: http://www.femb.ru/feml (data obrashhenija: 31.04.2020). (In Russian).Riza A. Isolation and purification of capsular polysaccharide of Haemophilus influenzae type b (Hib) by hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) precipitation and chromatography. In: Riza A, Nurainy N, editors. Proceed Intern Semin Chemist. 2008: 294–6.Riza A. Isolation and purification of capsular polysaccharide of Haemophilus influenzae type b (Hib) by hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) precipitation and chromatography. In: Riza A, Nurainy N, editors. Proceed Intern Semin Chemist. 2008: 294–6.Конон А. Д. и др. Оптимизация методики определения концентрации полирибозилрибитолфосфата в процессе производства субстанции для полисахаридных вакцин. Инновации в здоровье нации. 2017: 194–8.Konon A. D. i dr. Optimizacija metodiki opredelenija koncentracii poliribozilribitolfosfata v processe proizvodstva substancii dlja polisaharidnyh vakcin. Innovacii v zdorov'e nacii. 2017: 194–8. (In Russian).Трухин В. П., Салимова Е. Л., Конон А. Д., авторы; Штамм Haemophilus influenzae SPB тип в – высокоактивный продуцент капсульного полисахарида полирибозилрибитолфосфата. Патент РФ № 2624014. 06.30.2017.Truhin VP, Salimova EL, Konon AD, avtory; Shtamm Haemophilus influenzae SPB tip v — vysokoaktivnyj producent kapsul'nogo polisaharida poliribozilribitolfosfata. Patent RF # 2624014. 06.30.2017. (In Russian).Трухин В. П., Салимова Е. Л., Конон А. Д., авторы; Способ получения вакцины гемофильной тип b конъюгированной. Патент РФ №: 2704452. 28.10.2019.Truhin VP, Salimova EL, Konon AD, avtory; Sposob poluchenija vakciny gemofil'noj tip b kon"jugirovannoj. Patent RF #: 2704452. 28.10.2019. (In Russian).Орлова О. Е., Ястребова Н. Е., Елкина С. И. Специфические характеристики состава питательной среды для культивирования Haemophilis influenzae тип b с точки зрения бактериального метаболизма. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2001; 3: 111–7.Orlova OE, Yastrebova NE, Elkina SI. Specificheskie harakteristiki sostava pitatel'noj sredy dlja kul'tivirovanija Haemophilis influenzae tip b s tochki zrenija bakterial'nogo metabolizma. Zhurnal mikrobiologii, jepidemiologii i immunobiologii. 2001; 3: 111–7. (In Russian).Esmaily F, Aminian M, Tavangar AR, Hadi A, editors. Comparison of bacterial biomass and PRP production between different isolates of Haemophilus influenzae type b (Hib) under different culture conditions. Archives of Razi Institute. 2011; 66: 43–49.Esmaily F, Aminian M, Tavangar AR, Hadi A, editors. Comparison of bacterial biomass and PRP production between different isolates of Haemophilus influenzae type b (Hib) under different culture conditions. Archives of Razi Institute. 2011; 66: 43–49.Орлова О. Е. и др. Культивирование Haemophilus influenzae, серотипа B, в амино-пептидной полусинтетической питательной среде. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2001; 3: 56–8.Orlova OE, i dr. Kul'tivirovanie Haemophilus influenzae, serotipa B, v amino-peptidnoj polusinteticheskoj pitatel'noj srede. Zhurnal mikrobiologii, jepidemiologii i immunobiologii. 2001; 3: 56–8. (In Russian).Loeb MR. Ferrochelatase activity and protoporphyrin IX utilization in Haemophilus influenza. Journal of bacteriology. 1995; 177 (12): 3613–15.Loeb MR. Ferrochelatase activity and protoporphyrin IX utilization in Haemophilus influenza. Journal of bacteriology. 1995; 177 (12): 3613–15.Beri S, Gandhi D, Sharma P, Gundpatil D, Goel S, Gairola S. Comparability studies of hemin from two different origins porcine and bovine in the production of Haemophilus influenzae type b (Hib) polysaccharide. Biologicals. 2020; 67: 38–41. DOI: 10.1016/j.biologicals.2020.07.006. PMID: 32768281.Beri S, Gandhi D, Sharma P, Gundpatil D, Goel S, Gairola S. Comparability studies of hemin from two different origins porcine and bovine in the production of Haemophilus influenzae type b (Hib) polysaccharide. Biologicals. 2020; 67: 38–41. DOI: 10.1016/j.biologicals.2020.07.006. PMID: 32768281.de Oliveira Cintra F, Takagi M. Study of the chemical stability of the capsular polysaccharide produced by Haemophilus influenzae type b. Carbohydrate polymers. 2015; 116: 167–72.de Oliveira Cintra F, Takagi M. Study of the chemical stability of the capsular polysaccharide produced by Haemophilus influenzae type b. Carbohydrate polymers. 2015; 116: 167–72.Орлова О. Е. и др. Динамика роста Haemophilus influenzae серотипа B и синтез капсульного полисахарида в процессе культивирования в синтетической питательной среде. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2001; 2: 75.Orlova OE, i dr. Dinamika rosta Haemophilus influenzae serotipa B i sintez kapsul'nogo polisaharida v processe kul'tivirovanija v sinteticheskoj pitatel'noj srede. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2001; 2: 75. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.