Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI805410.15789/2220-7619-VNA-8054ORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИResearch ArticleVirus neutralizing antibodies in pseudovirus particle neutralization reaction as a bioanalytical part of a Salnavac® vaccine clinical trialРеакция нейтрализации псевдовирусных частиц вируснейтрализующими антителами как биоаналитическая часть клинического исследования вакцины Салнавак®https://orcid.org/0000-0001-5519-83588769-9506ZuevEvgeniy V.ЗуевЕвгений Васильевич
Russian Federation

Lead Expert of the Group of Scientific and Medical Expertise and Clinical Development, Department of Scientific Expertise and Pharmacovigilance, Directorate for Clinical Trials and Pharmacovigilance

ведущий эксперт группы научно-медицинской экспертизы и клинической разработки отдела научной экспертизы и фармаконадзора дирекции по клиническим исследованиям и фармаконадзору

evzuev@generium.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1179-3881MarkovaOksana AnatolievnaМарковаОксана Анатольевна
Russian Federation

Head of the Department of Scientific Expertise and Pharmacovigilance, Directorate for Clinical Trials and Pharmacovigilance

руководитель отдела научной экспертизы и фармаконадзора дирекции по клиническим исследованиям и фармаконадзору

oamarkova@generium.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4706-623XKulemzinSergey V.КулемзинСергей Викторович
Russian Federation

PhD (Biology), Researcher

к.б.н., научный сотрудник

s.kulemzin@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-2695-8869PoteryaevDmitry A.ПотеряевДмитрий Александрович
Russian Federation

PhD (Biology), Science Adviser

к.б.н., cоветник по науке

poteryaev@ibcgenerium.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1430-8105LitvinovaNatalya A.ЛитвиноваНаталия Алексеевна
Russian Federation

PhD (Biology), Head of Department of Molecular Diagnostics, Department of Pharmaceutical Analysis

к.б.н., руководитель отдела молекулярной диагностики департамента фармацевтического анализа

litvinova@ibcgenerium.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1872-419XKorotkevichIlya A.КороткевичИлья Александрович
Russian Federation

Biostatistician, Group of Biostatistics and Data Management, Department of Scientific Expertise and Pharmacovigilance, Directorate for Clinical Trials and Pharmacovigilance

специалист по биостатистике группы биостатистики и управления данными отдела научной экспертизы и фармаконадзора дирекции по клиническим исследованиям и фармаконадзору

iakorotkevich@generium.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8658-7142GrigiryevaTaisiya V.ГригорьеваТаисия Викторовна
Russian Federation

Junior Clinical Research Project Manager, Medical Operations Department, Directorate for Clinical Trials and Pharmacovigilance

младший менеджер проектов клинических исследований медицинского операционного отдела дирекции по клиническим исследованиям и фармаконадзору

tvgrigorieva@generium.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1314-894XKhamitovRavil A.ХамитовРавиль Авгатович
Russian Federation

DSc (Medicine), Professor, Vice President of Research and Development

д.м.н., профессор, вице-президент по исследованиям и разработкам

khamitov@ibcgenerium.ruJSC “GENERIUM”АО "ГЕНЕРИУМ"LLC “IMGEN+”ООО «ИМГЕН+»13102023301120231358538632103202305102023Copyright ©; 2023, Zuev E.V., Kulemzin S.V., Poteryaev D.A., Litvinova N.A., Markova O.A., Korotkevich I.A., Grigiryeva T.V., Kchamitov R.A.Copyright ©; 2023, Зуев Е.В., Кулемзин С.В., Потеряев Д.А., Литвинова Н.А., Маркова О.А., Короткевич И.А., Григорьева Т.В., Хамитов Р.А.2023Zuev E.V., Kulemzin S.V., Poteryaev D.A., Litvinova N.A., Markova O.A., Korotkevich I.A., Grigiryeva T.V., Kchamitov R.A.Зуев Е.В., Кулемзин С.В., Потеряев Д.А., Литвинова Н.А., Маркова О.А., Короткевич И.А., Григорьева Т.В., Хамитов Р.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/8054

Introduction. The SARS-CoV-2 coronavirus pandemic has been a major challenge for all areas of medical science, causing a surge of new developments in various fields ranging from diagnostic techniques to therapeutic and preventive approaches. Intranasal vaccination is an innovative approach to immunization against SARS-CoV-2, which has attracted the attention of many drug developers. Dynamics of blood virus-neutralizing antibodies (VNAs) in recovered COVID-19 patients or vaccinated healthy volunteers is one of the objective parameters for assessing vaccine immunological efficacy, which requires high standards of bioanalytical techniques within the framework of clinical trials. Immunogenicity data on the two-component Salnavak® (intranasal) and Gam-COVID-Vac® (intramuscular) vaccination obtained in randomized double-blind multicenter phase 3 clinical trial interim analysis are presented. The objective of the study was to assess immunogenicity of intranasal and intramuscular vaccination against COVID-19 using a neutralization reaction with pseudoviral particles and HEK293T-hACE2 cell culture. Materials and methods. A total of 137 healthy volunteers with a baseline anti-RBD IgG level not exceeding 100 BAU/ml received immunization by a two-component (Ad26 and Ad5 based) intranasal or intramuscular vaccine administered on day 1 and day 21. Immunogenicity level based on VNA quantitative analysis using a neutralization reaction with pseudoviral particles and a HEK293T-hACE2 cell culture as well as to SARS-CoV-2 S-protein receptor-binding domain (anti-RBD) IgG antibodies on days 21 and 42 after administration of component I was assessed. Results. The geometric mean VNA titer against SARS-CoV-2 on day 42 was 238.34±3.93 and 616.94±3.73 in the Salnavac® and Gam-COVID-Vac® groups, respectively. Trial data shows sufficient immunological efficacy of both intramuscular and intranasal vaccines based on a high protection level at VNA titer of more than 100 while using the pseudoviral neutralization method. The geometric mean of the anti-RBD IgG level by day 42 was 131.22±3.91 and 782.03±3.04 in the Salnavac® and Gam-COVID-Vak® groups, respectively. A direct moderate correlation was shown between VHA and anti-RBD IgG. Conclusion. Neutralization reaction using pseudoviral particles was successfully validated and used to determine the VNA titer during clinical trial. Trial interim data revealed that intranasal vaccine Salnavac® vs intramuscular vaccine Gam-COVID-Vak® resulted in lower but sufficient stringency of humoral immunity.

Введение. Пандемия коронавирусной инфекции, вызванной SARS-CoV-2, явилась серьезным испытанием для всех областей медицинской науки, вызвав всплеск новых разработок в различных сферах, начиная от диагностических методик, заканчивая терапевтическими и профилактическими подходами. Интраназальная вакцинация является инновационным подходом к иммунизации против SARS-CoV-2, к которому приковано внимание многих разработчиков препаратов. Одним из объективных параметров оценки иммунологической эффективности является изучение динамики накопления вируснейтрализующих антител (ВНА) в крови переболевших COVID-19 или получивших вакцинопрофилактику здоровых добровольцев, и требуют соблюдения высоких стандартов выполнения биоаналитической методики в рамках проведения клинических исследований. Представлены результаты промежуточного анализа данных иммуногенности, полученных в рамках рандомизированного двойного слепого многоцентрового клинического исследования 3 фазы двухкомпонентных препаратов Салнавак® (интраназально) и Гам-КОВИД-Вак® (внутримышечно). Целью исследования была оценка иммуногенности и безопасности интраназальной и внутримышечной форм комбинированной векторной вакцины против COVID-19 с помощью реакции нейтрализации с применением псевдовирусных частиц и культуры клеток НЕК293T-hAСЕ2. Материалы и методы. Всего 137 здоровых добровольцев с исходным уровнем анти-RBD IgG не выше 100 BAU/мл были иммунизированы двухкомпонентной (на основе Ad26 и Ad5) вакциной с интраназальным или внутримышечным способом введения в день 1 и день 21. Оценка иммуногенности проводилась на основании данных количественного определения ВНА с использованием реакции нейтрализации с применением псевдовирусных частиц и культуры клеток НЕК293T-hAСЕ2 и IgG-антител к рецептор-связывающему домену S-белка (анти-RBD) SARS-CoV-2 на 21 и 42 дни после введения компонента I. Результаты. Средний геометрический титр ВНА к SARS-CoV-2 в день 42 составил 238,34±3,93 и 616,94±3,73 в группах Салнавак® и Гам-КОВИД-Вак® соответственно. Учитывая данные о высоком уровне протективности при титре ВНА более 100 при применении метода псевдовирусной нейтрализации, полученные результаты свидетельствуют о достаточной иммунологической эффективности как внутримышечной, так и интраназальной вакцины. Среднее геометрическое значение уровня анти-RBD IgG в день 42 составило 131,22±3,91 и 782,03±3,04 в группах Салнавак® и Гам-КОВИД-Вак® соответственно. Показана прямая умеренная корреляция ВНА и анти-RBD IgG. Выводы. При проведении исследования для определения титра ВНА была успешно валидирована и использована реакция нейтрализации с применением псевдовирусных частиц. По итогам проведения промежуточного анализа данных была показана меньшая, чем у внутримышечного препарата, но достаточно высокая напряженность гуморального иммунитета после применения интраназальной вакцины Салнавак®.

COVID-19immunizationvaccinecoronavirus infectionimmunogenicitySARS-CoV-2COVID-19иммунизациявакцинакоронавирусная инфекцияиммуногенностьSARS-CoV-2СанПиН 3.3686-21 «Санитарно-эпидемиологические требования по профилактике инфекционных болезней». Утв. постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 28.01.2021 № 4. [3.3686-21. Sanitary rules for prevention of infectious diseases. Approved by Decree of the Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation No. 4 dated 28.01.2021. (In Russ.)] URL: https://www.rospotrebnadzor.ru/files/news/SP_infections_compressed.pdf (09.08.2023)Almeida A.J., Alpar H.O. Nasal delivery of vaccines. J. Drug Target., 1996, vol. 3, no. 6, pp. 455–467. doi: 10.3109/10611869609015965Bewley K.R., Coombes N.S., Gagnon L., McInroy L., Baker N., Shaik I., St-Jean J.R., St-Amant N., Buttigieg K.R., Humphries H.E., Godwin K.J., Brunt E., Allen L., Leung S., Brown Ph.J., Penn E.J., Thomas K., Kulnis G., Hallis B., Carroll M., Funnell S., Charlton S. Quantification of SARS-CoV-2 neutralizing antibody by wild-type plaque reduction neutralization, microneutralization and pseudotyped virus neutralization assays. Nature Protocols, 2021, vol. 16, no. 6, pp. 3114–3140. doi: 10.1038/s41596-021-00536-yBoyaka P.N., Tafaro A., Fischer R., Leppla S.H., Fujihashi K., McGhee J.R. Effective mucosal immunity to anthrax: neutralizing antibodies and Th cell responses following nasal immunization with protective antigen. J. Immunol. 2003, vol. 170, no. 11, pp. 5636–5643. doi: 10.4049/jimmunol.170.11.5636Chen M., Zhang X.E. Construction and applications of SARS-CoV-2 pseudoviruses: a mini review. Int. J. Biol. Sci., 2021, vol. 17, no. 6, pp. 1574–1580. doi: 10.7150/ijbs.59184Gilbert P.B., Montefiori D.C., McDermott A.B., Fong Y., Benkeser D., Deng W., Zhou H., Houchens C.R., Martins K., Jayashankar L., Castellino F., Flach B., Lin B.C., O’Connell S., McDanal C., Eaton A., Sarzotti-Kelsoe M., Lu Y., Yu C., Borate B., van der Laan L.W.P., Hejazi N.S., Huynh C., Miller J., El Sahly H.M., Baden L.R., Baron M., De La Cruz L., Gay C., Kalams S., Kelley C.F., Andrasik M.P., Kublin J.G., Corey L., Neuzil K.M., Carpp L.N., Pajon R., Follmann D., Donis R.O., Koup R.A., Immune Assays Team§, Moderna, Inc. Team§, Coronavirus Vaccine Prevention Network (CoVPN)/Coronavirus Efficacy (COVE) Team§, United States Government (USG)/CoVPN Biostatistics Team§. Immune correlates analysis of the mRNA-1273 COVID-19 vaccine efficacy clinical trial. Science, 2022, vo. 375, no. 6576, pp. 43–50. doi: 10.1126/science.abm3425Gorchakov A.A., Kulemzin S.V., Guselnikov S.V., Baranov K.O., Belovezhets T.N., Mechetina L.V., Volkova O.Yu., Najakshin A.M., Chikaev N.A., Chikaev A.N., Solodkov P.P., Larichev V.F., Gulyaeva M.A., Markhaev A.G., Kononova Yu.V., Alekseyev A.Yu., Shestopalov A.M., Yusubalieva G.M., Klypa T.V., Ivanov A.V., Valuev-Elliston V.T., Baklaushev V.P., Taranin A.V. Isolation of a panel of ultra-potent human antibodies neutralizing SARS-CoV-2 and viral variants of concern. Cell Discov., 2021, vol. 7, no. 1: 96. doi: 10.1038/s41421-021-00340-8Heinz F.X., Stiasny K. Distinguishing features of current COVID-19 vaccines: knowns and unknowns of antigen presentation and modes of action. NPJ Vaccines, 2021, vol. 6, no. 1, pp. 1–13. doi: 10.1038/s41541-021-00369-6Jiang Y., Wu Q., Song P., You C. The variation of SARS-CoV-2 and advanced research on current vaccines. Front. Med. (Lausanne), 2022, vol. 8: 806641. doi: 10.3389/fmed.2021.806641Li J.X., Wu S.P., Guo X.L., Tang R., Huang B.Y., Chen X.Q., Chen Y., Hou L.H., Liu J.X., Zhong J., Pan H.X., Shi F.J., Xu X.Y., Li Z.P., Zhang X.Y., Cui L.B., Tan W.J., Chen W., Zhu F.C., Huang H.T., Gou J.B., Si W.X., Wang X., Zhao X.L., Zhu T. Safety and immunogenicity of heterologous boost immunisation with an orally administered aerosolised Ad5-nCoV after two-dose priming with an inactivated SARS-CoV-2 vaccine in Chinese adults: a randomised, open-label, single-centre trial. Lancet Respir. Med., 2022, vol. 10, no. 8, pp. 739–748. doi:10.1016/S2213-2600(22)00087-XLombardi A., Bozzi G., Ungaro R., Villa S., Castelli V., Mangioni D., Muscatello A., Gori A., Bandera A. Mini review immunological consequences of immunization with COVID-19 mRNA vaccines: preliminary results. Front. Immunol., 2021, vol. 12: 657711 doi: 10.3389/fimmu.2021.657711Madhavan M., Ritchie A.J., Aboagye J., Jenkin D., Provstgaad-Morys S., Tarbet I., Woods W., Davies S., Baker M., Platt A., Flaxman A., Smith H., Belij-Rammerstorfer S., Wilkins D., Kelly E.J., Villafana T., Green J.A., Poulton I., Lambe T., Hill A.V.S., Ewer K.J., Douglas A.D. Tolerability and immunogenicity of an intranasally-administered adenovirus-vectored COVID-19 vaccine: an open-label partially-randomised ascending dose phase I trial. EBioMedicine, 2022, vol. 85: 104298. doi:10.1016/j.ebiom.2022.104298Powers A.D., Drury J.E., Hoehamer C.F., Lockey T.D., Meagher M.M. Lentiviral vector production from a stable packaging cell line using a packed bed bioreactor. Mol. Ther. Methods Clin. Dev., 2020, vol. 19, pp. 1–13. doi: 10.1016/j.omtm.2020.08.010Shanmugaraj B., Malla A., Phoolcharoen W. Emergence of novel Coronavirus 2019-nCoV: need for rapid vaccine and biologics development. Pathogens, 2020, vol. 9, no. 2: 148. doi: 10.3390/pathogens9020148Waltz E. China and India approve nasal COVID vaccines — are they a game changer? Nature, vol. 609, no. 7927, p. 450. doi: 10.1038/d41586-022-02851-0Waltz E. How nasal-spray vaccines could change the pandemic. Nature, 2022, vol. 609, no. 7926, pp. 240–242. doi: 10.1038/d41586-022-02824-3Wang D., Hu B., Hu C., Zhu F., Liu X., Zhang J., Wang B., Xiang H., Cheng Zh., Xiong Y., Zhao Y., Li Y., Wang X., Peng Zh. Clinical characteristics of 138 hospitalized patients with 2019 novel Coronavirus-infected pneumonia in Wuhan, China. JAMA, 2020, vol. 323, no. 11, pp. 1061–1069. doi:10.1001/jama.2020.1585Wang S., Zhang Y., Liu S., Peng H., Mackey V., Sun L. Coronaviruses and the associated potential therapeutics for the viral infections. J. Infect. Dis. Ther., 2020, vol. 8, no. 2: 417. doi: 10.4172/2332-0877.1000417WHO. Coronavirus (COVID-19) dashboard. URL: https://covid19.who.int (09.08.2023)WHO. COVID-19 vaccine tracker and landscape. 30.03.2023. URL: https://www.who.int/publications/m/item/draft-landscape-of-covid-19-candidate-vaccines (09.08.2023)