Comprehensive assessment of specific antibodies on infectious activity of tick-borne encephalitis virus

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

Vaccines for prophylactic immunization provide the most reliable and effective protection against the vast majority of infectious diseases. Tick-borne encephalitis (TBE) represents a high-priority medical issue at the territory of the Eurasian continent. Of great importance is assessing a role of distinct antibody titers especially low titers, observed quite often in vaccinated individuals, sometimes posing obstacles in determining a threshold of seropositivity as well as the level of specific protection against TBE virus. We aimed at obtaining data to assess antiviral activity of virus-specific antibodies with distinct titer levels based on the in vitro, ex vivo and in vivo experimental studies with a highly virulent Far-Eastern strain of tick-borne encephalitis virus. The in vitro, ex vivo and in vivo comprehensive experimental studies with a highly virulent Far-Eastern strain of tick-borne encephalitis virus (TBEV) were conducted and the dynamics of antiviral activity of virus-specific antibodies at variable titers (1:100–1:3200) was measured (timeframe ranged within 1–96 hours p.i.) to provide a rationale for evaluating the antiviral immune response. It was found that the in vitro experiments demonstrated that the IgG at 1:100 titer exerted a weak anti-TBEV neutralizing effect at all time-points examined. The IgG 1:400 titer caused a 2 log PFU/mL decline in TBEV Dal strain yield at 72 h post-infection, whereas at 1:3200 titer it completely suppressed TBEV replication throughout the observation period. The ex vivo experiments with blood serum obtained from vaccinated subjects demonstrating a range of TBEV antibody titers (sera from vaccinated individuals with varying anti-TBEV antibody titers) and in vivo (outinbred white mice) experiments revealed a delayed virus elimination for antibody titers at 1:100 and 1:200 as well as rapid virus elimination (1–2 days p.i.) for antibody titers greater than 1:400. Thus, antibody titer at 1:400 may be considered as the universal anti-TBEV protection threshold. In order to properly conclude regarding the revaccination schedule it is advised to start with testing blood serum for durability of anti-TBEV immune response. Subjects with TBEV antibody titers at 1:100 and 1:200 should be strongly recommended to undergo a mandatory revaccination. Such an approach is believed to be the most effective way toward enhancing efficacy of vaccine-mediated protection against TBE.

About the authors

G. N. Leonova

Somov Institute of Epidemiology and Microbiology

Author for correspondence.
Email: galinaleon41@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6387-1127

PhD, MD (Medicine), Professor, Head Researcher, Laboratory of Natural Focal Transmissible Infections,

690087, Vladivostok, Selskaya str., 1

Russian Federation

O. S. Majstrovskaya

Somov Institute of Epidemiology and Microbiology

Email: omais2103@mail.ru

Junior Researcher, Laboratory of Natural Focal Transmissible Infections,

Vladivostok

Russian Federation

V. A. Lubova

Somov Institute of Epidemiology and Microbiology

Email: valeri_priority@mail.ru

Junior Researcher, Laboratory of Natural Focal Transmissible Infections,

Vladivostok

Russian Federation

N. B. Sanina

Far Eastern Federal University

Email: sanina.nm@dvfu.ru

PhD, MD (Biology), Professor, Leading Researcher,

Vladivostok

Russian Federation

References

  1. Брико Н.И. Критерии оценки эффективности вакцинации // Вакцинация. 2000. Т. 5, № 11.
  2. Есюнина М.С., Романенко В.В., Килячина А.С. Длительность сохранения постпрививочного иммунитета к вирусу клещевого энцефалита после ревакцинаций // Медицинская вирусология. 2015. Т. 29, № 2. С. 132.
  3. Иерусалимский А.П. Клещевой энцефалит. Новосибирск: Наука, 2001. 359 с.
  4. Леонова Г.Н. Клещевой энцефалит: актуальные аспекты. М.: И.В. Балабанов, 2009. 168 c.
  5. Леонова Г.Н., Беликов С.И., Кондратов И.Г. Современный взгляд на дальневосточную популяцию вируса клещевого энцефалита // Медицинская вирусология. 2017. Т. 31, № 1. С. 32.
  6. Леонова Г.Н., Лубова В.А., Калинин А.В. Значение уровня концентрации специфических антител в элиминации разных штаммов вируса клещевого энцефалита // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2017. Т. 2, № 93. С. 50–56.
  7. Онищенко Г.Г., Федоров Ю.М., Пакскина Н.Д. Организация надзора за клещевым вирусным энцефалитом и меры по его профилактике в Российской Федерации // Вопросы вирусологии. 2007. № 5. С. 8–10.
  8. Погодина В.В. Актуальные проблемы клещевого энцефалита на рубеже ХХ–ХХI веков // Медицинская вирусология. 2015. Т. 29, № 2. С. 24–32.
  9. Погодина В.В., Левина Л.С., Скрынник С.М., Травина Н.С., Карань Л.С., Колясникова Н.М., Кармышева В.Я., Герасимов С.Г., Маленко Г.В., Перминов Л.В., Попов М.А., Бочкова Н.Г. Клещевой энцефалит с молниеносным течением и летальным исходом у многократно вакцинированного пациента // Вопросы вирусологии. 2013. № 2. С. 33–37.
  10. Погодина В.В., Щербинина М.С., Левина Л.С., Бочкова Н.Г. Изучение защитного титра антител против сибирского подтипа вируса клещевого энцефалита у вакцинированного населения // Медицинская вирусология. 2017. Т. 31, № 1. С. 39.
  11. Романенко В.В., Килячина А.С., Есюнина М.С., Анкудинова А.В., Пименова Т.А. Эффективность программы массовой иммунопрофилактики клещевого энцефалита // Биопрепараты. 2008. № 2. С. 9–14.
  12. СП 3.1.3. 2352-08 «Профилактика клещевого вирусного энцефалита». [SP 3.1.3.2352-08. «Prevention of tick-borne encephalitis» (In Russ.)
  13. Хайнц Ф., Хольцманн Х., Эссл А., Кундт М. Анализ эффективности вакцинации населения природных очагов Австрии против клещевого энцефалита // Вопросы вирусологии. 2008. Т. 53, № 2. С. 19–27.
  14. Чернохаева Л.Л., Майкова Г.Б., Рогова Ю.В., Романенко В.В., Есюнина М.С., Анкудинова А.А., Килячина Е.С., Ворович М.Ф., Карганова Г.Г. Сравнительная оценка серологических методов оценки защищенности населения от ВКЭ // Медицинская вирусология. 2017. Т. 31, № 1. С. 52.
  15. Belikov S.I., Kondratov I.G., Potapova U.V., Leonova G.N. The relationship between the structure of the tick-borne encephalitis virus strains and their pathogenic properties. PLoS One, 2014, vol. 9, no. 4. doi: 10.1371/journal.pone.0094946
  16. Ecker M., Allison S.L., Meixner T., Heinz F.X. Sequence analysis and genetic classification of tick-borne encephalitis viruses from Europa and Asia. J. Gen. Virol., 1999, no. 80, pp. 179–185. doi: 10.1099/0022-1317-80-1-179
  17. Heinz F.X., Kunz C. Tick-borne encephalitis and the impact of vaccination. Arch. Virol., 2004, vol. 18, pp. 201–205.
  18. King A.M.Q., Adams M.J., Carstens E.B., Lefkowitz E.J. Virus taxonomy: classification and nomenclature of viruses: Ninth Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. San Diego: Elsevier, 2012, pp. 1003–1020.
  19. Kunz C.H., Heinz F., Hofmann H. Immunogenicity and reactogenicity of a highly purified vaccine against tick-borne encephalitis. J. Med. Virol., 1980, no. 6, pp. 103–109. doi: 10.1002/jmv.1890060202
  20. Leonova G.N., Belikov S.I., Kondratov I.G., Takashima I. Comprehensive assessment of the genetics and virulence of tickborne encephalitis virus strains isolated from patients with inapparent and clinical forms of the infection in the Russian Far East. Virology, 2013, vol. 443, pp. 89–98. doi: 1016/j.virol.2013.04.029
  21. Leonova G.N., Pavlenko E.V. Characterization of neutralizing antibodies to Far Eastern of tick-borne encephalitis virus subtype and the antibody avidity for four tick-borne encephalitis vaccines in human. Vaccine, 2009, vol. 27, no. 21, pp. 2899–2904. doi: 10.1016/j.vaccine.2009.02.069
  22. Leonova G.N., Pavlenko E.V., Maystrovskaya O.S., Chausov E.V. Protective antibody titer for patients vaccinated against tickborne encephalitis. Procedia Vaccinol., 2011, vol. 4, pp. 84–91. doi: 10.1016/j.provac.2011.07.012

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2019 Leonova G.N., Majstrovskaya O.S., Lubova V.A., Sanina N.B.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 64788 от 02.02.2016.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies