Ветеринария

06.05.2026

Векторные вакцины и мРНК-вакцины в птицеводстве: молекулярные основы, сравнительная эффективность и перспективы применения

Аннотация

Развитие молекулярной биологии и биотехнологий привело к появлению новых видов вакцин, среди которых особое место занимают мРНК-вакцины и рекомбинантные векторные вакцины. В птицеводстве широко применяются векторные вакцины, преимущественно на основе герпесвируса индейки (HVT), обеспечивающие длительную экспрессию антигена и устойчивую защиту. В то же время мРНК-вакцины, продемонстрировавшие высокую эффективность в медицине человека, рассматриваются как перспективная технология для ветеринарии. В статье рассмотрены молекулярные принципы действия, этапы создания мРНК-вакцин, особенности иммунного ответа и сравнительный анализ с векторными вакцинами применительно к промышленному птицеводству.


Ключевые слова: мРНК-вакцины, векторные вакцины, HVT, птицеводство, иммунитет, болезнь Ньюкасла, болезнь Гамборо, биобезопасность. мРНК-вакцины функционируют путем доставки синтетической матричной РНК в цитоплазму клетки, где происходит трансляция антигенного белка (рис. 1). 

Рис. 1. Механизм доставки синтетической матричной РНК в цитоплазму клетки

Синтезированный антиген обрабатывается и предоставляется через молекулы главного комплекса гистосовместимости (MHC I и II), что приводит к активации CD8+ цитотоксических и CD4+ T-хелперных клеток. Важным аспектом является индукция врожденного иммунитета через Toll-like рецепторы.

Ключевыми этапами формирования иммунитета являются проникновение мРНК в клетку (с использованием липидных наночастиц), затем трансляция антигена рибосомами, предоставление антигена через молекулы MHC I и MHC II и активация Т- и В-лимфоцитов. В отличие от ДНК-вакцин и векторных  платформ, мРНК не проникает в ядро клетки, что исключает риск интеграции в геном хозяина [2].

Иммунный ответ характеризуется выраженной индукцией CD8+ цитотоксических Т-клеток и продукцией нейтрализующих антител [3].

Принципы разработки мРНК-вакцин и их структурная организация

Разработка мРНК-вакцин включает выбор антигена, оптимизацию кодонов, модификацию нуклеозидов и использование липидных наночастиц. Модификация нуклеозидов снижает иммуногенность РНК и увеличивает стабильность. Липидные наночастицы обеспечивают эффективную доставку материала в клетки.

Современные мРНК-вакцины имеют строго определённую структуру: 5’-кэп (Cap-1 структура), 5’-нетранслируемая область (UTR), открытая рамка считывания (ORF), 3’-UTR, поли(А)-хвост. Эффективность вакцины определяется оптимизацией каждого из этих элементов.

При выборе антигена ключевым этапом является выбор иммунодоминантного белка, способного индуцировать защитный иммунитет. В птицеводстве это, как правило, белок F вируса ньюкаслской болезни, белок VP2 вируса инфекционной бурсальной болезни, гемагглютинин вируса гриппа.

Для оптимизации кодонов применяют адаптацию кодонов к системе экспрессии, увеличение содержания материала, устранение нестабильных участков, дополнительно используются мутации, стабилизирующие антиген в иммуногенно активной конформации (например, prefusion-форма) [4].

Использование модифицированных нуклеозидов (например, N1-метилпсевдоуридина) позволяет снизить активацию врождённого иммунитета, повысить стабильность мРНК, увеличить эффективность трансляции. Такой подход — ключевой фактор успешности современных мРНК- вакцин [5].

При производстве и очистке важным этапом является удаление двуцепочечной РНК (dsRNA), которая может вызывать избыточную воспалительную реакцию [6].

Наиболее эффективная система доставки — липидные наночастицы (LNP), обеспечивающие защиту мРНК от деградации, транспорт через клеточную мембрану, высвобождение в цитоплазме. Эффективность доставки напрямую влияет на иммуногенность вакцины [7].

Векторные вакцины

Векторные вакцины используют живые вирусы в качестве носителей генетического материала, и механизмом их действия является инфицирование клетки вектором, доставка ДНК в ядро, транскрипция и трансляция антигена, длительная экспрессия, которая приводит к формированию пролонгированного иммунитета [8].

Векторные вакцины обеспечивают более устойчивую защиту, что особенно важно в условиях длительного производственного цикла птицы. Однако мРНК-вакцины обладают  значительным преимуществом в скорости разработки и адаптации к новым штаммам (см. таблицу) [9].

Сравнительный анализ мРНК- и векторных вакцин

Параметр	мРНК-вакцины	Векторные вакцины
Тип нуклеиновой кислоты	РНК	ДНК
Локализация	цитоплазма	ядро
Репликация	отсутствует	ограниченная
Длительность экспрессии	кратковременная	длительная
Иммунный ответ	быстрый	пролонгированный
Производство	бесклеточное	клеточные культуры

Рис. 2. Структура мРНК-вакцины 

Практическое значение для птицеводства

На сегодняшний день векторные вакцины широко используются для профилактики болезни Ньюкасла и инфекционной бурсальной болезни, инфекционного ларинготрахеита птиц, низкопатогенного и высокопатогенного гриппа птиц.

Компания «Сева Санте Анималь», один из мировых лидеров по разработке и производству векторных вакцин для птиц, предлагает масштабную линейку продукции. Основой большинства инновационных решений компании служит использование вектора на базе герпесвируса индеек; к таким вакцинам относятся вакцина против ньюкаслской болезни Вектормун ND, векторные вакцины против низко- и высокопатогенного вируса гриппа птиц Вектормун AI, Вектормун Н7 и Ньюфленд, векторная вакцина против инфекционной бурсальной болезни Ультифенд. На базе вируса оспы птиц созданы вакцины Вектормун FP LT против инфекционного ларинготрахеита и Вектормун FP MG против инфекционного микоплазмоза птиц.

«Сева Санте Анималь» активно развивает направление вакцинации в инкубатории (in ovo и в суточном возрасте), что позволяет стандартизировать процесс вакцинации, минимизировать человеческий фактор, обеспечить равномерное покрытие стада, снизить стресс у птицы.

Интеграция вакцин с оборудованием и ветеринарным сопровождением формирует комплексное предложение для клиентов.

В настоящий момент наблюдается большой интерес к разработке мРНК-вакцины для промышленного птицеводства. Потенциальные области для применения включают экстренную вакцинацию при вспышках гриппа птиц, разработку аутогенных вакцин, использование для родительских стад. Основными ограничениями является высокая стоимость, нестабильность при хранении, сложность массового введения.

Особый интерес представляет разработанная компанией «Сева Санте Анималь» новая вакцина Ceva Respons AI H5, основанная на технологии самоамплифицирующейся мРНК (saRNA). Данная вакцина позиционируется как инновационное решение для профилактики гриппа птиц у водоплавающей птицы.

Появление вакцины Ceva Respons AI H5 отражает общий тренд перехода к новым биотехнологическим платформам в ветеринарии. В условиях глобализации и усиления эпизоотических рисков такие решения становятся важным инструментом обеспечения устойчивости отрасли.

Будущее вакцинных технологий, вероятно, связано с комбинированными подходами, включающими использование мРНК для быстрого реагирования при вспышках заболевания и применение векторных вакцин для массовой длительной защиты.

Литература

1.   Pardi, N. mRNA vaccines — a new era in vaccinology / N. Pardi, M. J. Hogan, F. W. Porter, D. Weissman // Nat Rev Drug Discov. 2018.

2.   Sahin, U. mRNA-based therapeutics / U. Sahin, K. Karikó, Ö. Türeci // Nat Rev Drug Discov. 2014.

3.   Schlake, T. Developing mRNA-vaccine technologies / T. Schlake et al. // RNA Biol. 2012.

4.   Graham, B. S. Rapid COVID-19 vaccine development // B. S. Graham // Science. 2020.

5.   Karikó, K. Incorporation of modified nucleosides / K. Karikó et al. // Immunity 2005.

6.   Mu, X. mRNA vaccine manufacturing / X. Mu et al. // Front Immunol. 2021.

7.   Hou, X. Lipid nanoparticles for mRNA delivery / X. Hou et al. // Nat Rev Mater. 2021.

8.   Reddy, S. M. Recombinant viral vector vaccines / S. M. Reddy et al. // Vet Microbiol. 2017.

9.   Zhang, C. Advances in mRNA vaccines / C. Zhang et al. // Signal Transduct Target Ther. 2020.

Количество показов: 116
Автор:  Д. Шешенин, ветеринарный врач, специалист по вакцинопрофилактике в птицеводстве компании «Сева Санте Анималь», Научная статья, DOI 10.18720/SPBPU/2/z26-6
Компания:  СEBA Санте Анималь