An association between parameters of Th1 and Th2 cell-related functional activity and HLA gene polymorphism in individuals after anti-plague vaccination

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

In theRussian Federation, Y. pestis NIIEG strain-based live attenuated vaccine is used for immunization against plaque on epidemiological indications, displaying high efficiency. However, individual fluctuations in adaptive immunity after vaccination necessitate conducting a search for genes underlying variability of developing immune response. Of note, HLA (Human Leukocyte Antigen) gene polymorphism plays an important role in this process. In our study, we identified HLA class II haplotypes for HLA-DRB1, HLA-DQA1, and HLA-DQB1 in 120 residents of theterritoryofPre-Caspiannatural plague focus, who were immunized against plague. In addition, level of TNFα production correlated with detecting allelic groups HLA-DRB1*04 (р = 0.05) and DRB1*12 (р = 0.01). The data obtained show that HLA class II gene polymorphism can affect the level of cytokine secretion in response to plague immunization. Examining the genes regulating immune factor production will allow to get better insight into the mechanisms underlying immune response variations after vaccination as well as contribute to predicting immunogenicity and efficiency of developing vaccine preparations. 

About the authors

O. M. Kudryavtseva

Russian Research Anti-Plague Institute «Microbe»

Author for correspondence.
Email: 3030774@mail.ru

PhD (Medicine), Senior Researcher, Department of Immunology

Contacts: Olga M. Kudryavtseva 410005, Russian Federation, Saratov, Universitetskaya str., 46, Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe”. Phone: +7 (8452) 26-21-31 (office). Fax: +7 (452) 51-52-12.

Russian Federation

S. A. Bugorkova

Russian Research Anti-Plague Institute «Microbe»

Email: fake@neicon.ru
PhD, MD (Medicine), Head of the Department of Immunology Russian Federation

T. N. Shchukovskaya

Russian Research Anti-Plague Institute «Microbe»

Email: fake@neicon.ru
PhD, MD (Medicine), Professor, Leading Researcher, Department of Immunology Russian Federation

N. I. Mikshis

Russian Research Anti-Plague Institute «Microbe»

Email: fake@neicon.ru
PhD, MD (Medicine), Leading Researcher, Department of Immunology Russian Federation

A. Yu. Goncharova

Russian Research Anti-Plague Institute «Microbe»

Email: fake@neicon.ru
PhD (Medicine), Researcher, Department of Immunology Russian Federation

S. N. Klyueva

Russian Research Anti-Plague Institute «Microbe»

Email: fake@neicon.ru
PhD (Biology), Researcher, Department of Immunology Russian Federation

S. A. Shcherbakova

Russian Research Anti-Plague Institute «Microbe»

Email: fake@neicon.ru
PhD, MD (Biology), Deputy Director for Scientific and Experimental Work Russian Federation

References

  1. Бугоркова С.А., Щуковская Т.Н., Микшис Н.И., Клюева С.Н., Кудрявцева О.М., Кравцов А.Л., Гончарова А.Ю., Кожевников В.А., Санджиев Д.Н., Конушева С.В., Савченко С.П., Бембеева Е.С., Щербакова С.А., Кутырев В.В. Комплексное иммунологическое исследование вакцинированных живой чумной вакциной лиц, проживающих на территории Прикаспийского песчаного очага чумы в Республике Калмыкия //Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2018. Т. 17, № 3 (100). С. 38–49. doi: 10.31631/2073-3046-2018-17-3-38-50
  2. Зверев В.В., Семенов Б.Ф., Хаитов Р.М. Вакцины и вакцинация: национальное руководство. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. 880 с.
  3. Конненков В.И. Смольникова М.В. Структурные основы и функциональная значимость аллельного полиморфизма генов цитокинов человека и их рецепторов //Медицинская Иммунология. 2003. Т. 5, № 1–2. С. 11–28.
  4. Кудрявцева О.М., Щуковская Т.Н., Микшис Н.И., Клюева С.Н., Бугоркова С.А., Санджиев Д.Н., Конушева С.В., Савченко С.П., Хасыкова Б.А., Щербакова С.А. Выявление ассоциаций генов HLA II класса главного комплекса гистосовместимости с особенностями иммунного ответа у лиц, вакцинированных живой чумной вакциной в Республике Калмыкия //Проблемы особо опасных инфекций. 2017. № 3. С. 95–99. doi: 10.21055/0370-1069-2017-3-95-99
  5. Об утверждении национального календаря профилактических прививок и календаря профилактических прививок по эпидемическим показаниям. Приказ Министерства здравоохранения РФ № 125н, 2014.
  6. Попов Н.В., Кузнецов А.А., Матросов А.Н., Корзун В.М., Вержуцкий Д.Б., Вершинин С.А., Косилко С.А., Иннокентьева Т.М., Григорьев М.П., Дегтярев Д.Ю., Герасименко Е.В., Дубянский В.М., Шилов М.М., Топорков В.П., Зенкевич Е.С., Попов В.П., Лопатин А.А., Безсмертный В.Е., Балахонов С.В., Куличенко А.Н., Кутырев В.В. Эпизоо тическая активность природных очагов чумы Российской Федерации в 2008–2017 гг. и прогноз на 2018 г. //Проблемы особо опасных инфекций. 2018. № 1. С. 50–55. doi: 10.21055/0370-1069-2018-1-50-55
  7. Фирстова В.В., Калмантаева О.В., Горбатов А.А., Кравченко Т.Б., Тюрин Е.А., Бондаренко Н.Л., Дятлов И.А., Караулов А.В. Оценка специфического гуморального и клеточного иммунитета у людей, периодически вакцинирующихся против чумы //Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2015. № 3. С. 62–68. doi: 10.14427/jipai.2015.3.62
  8. Хаитов Р.М. Иммунология: структура и функции иммунной системы: учебное пособие. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. 280 с.
  9. Щуковская Т.Н., Смолькова Е.А., Шмелькова Т.П., Клюева С.Н., Бугоркова С.А. Индуцированная продукция IFN и IL-4 как показатель функциональной активности Th1и Th2-клеток у вакцинированных против чумы людей //Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2011. Т. 6, № 61. С. 78–83.
  10. Blackwell J.M., Jamieson S.E., Burgner D. HLA and infectious diseases. Clin. Microbiol. Rev., 2009, vol. 22, no. 2, pp. 370–385. doi: 10.1128/CMR.00048-08
  11. Campbell R.D., Trowsdale J. Map of the human MHC. Immunol. Today, 1993, vol. 14, no. 7, pp. 349–352. doi: 10.1016/01675699(93)90234-C
  12. Hohler T., Reuss E., Evers N., Dietrich E., Rittner C., Freitag C.M., Vollmar J., Schneider P.M., Fimmers R. Differential genetic determination of immune responsiveness to hepatitis B surface antigen and to hepatitis A virus: a vaccination study in twins. Lancet, 2002, vol. 360, no. 9338, pp. 991–995. doi: 10.1016/S0140-6736(02)11083-X
  13. Jin P., Wang E. Polymorphism in clinical immunology – from HLA typing to immunogenetic profiling. J. Translat. Med., 2003, vol. 1, no. 1, pp. 8–19. doi: 10.1186/1479-5876-1-8
  14. Kikuchi K., Lian Z.X., Kimura Y., Selmi C., Yang G.X., Gordon S.C., Invernizzi P., Podda M., Coppel R.L., Ansari A.A., Ikehara S., Miyakawa H., Gershwin M.E. Genetic polymorphisms of toll-like receptor 9 influence the immune response to CpG and contribute to hyper-IgM in primary biliary cirrhosis. J. Autoimmun., 2005, vol. 24, no. 4, pp. 347–352. doi: 10.1016/j.jaut.2005.03.002
  15. Lambkin R., Novelli P., Oxford J., Gelder C. Human genetics and responses to influenza vaccination: clinical implications. Am. J. Pharmacogenomics, 2004, vol. 4, no. 5, pp. 293–308.
  16. Musson J.A., Ingram R., Durand G., Ascough St., Waters E.L., Hartley M.G., Robson T., Maillere B. Repertoire of HLA-DR1restricted CD4 T-cell responses to capsular Caf1 antigen of Yersinia pestis in human leukocyte antigen transgenic mice. Infection and Immunity, 2010, vol. 78, no. 10, pp. 4356–4362. doi: 10.1128/IAI.00195-10
  17. Ovsyannikova I.G., Jacobson R.M.,Vierkant R.A., O’Byrne M.M., Poland G.A. Replication of rubella vaccine population genetic studies: validation of HLA genotype and humoral response associations. Vaccine, 2009, vol. 27, no. 49, pp. 6926–6931. doi: 10.1016/j.vaccine.2009.08.109
  18. Ovsyannikova I.G., Pankratz V.S., Vierkant R.A., Jacobson R.M., Poland G.A. Consistency of HLA associations between two independent measles vaccine cohorts: a replication study. Vaccine, 2012, no. 30, pp. 2146–2152. doi: 10.1016/j.vaccine.2012.01.038
  19. Ovsyannikova I.G., Pankratz V.S., Vierkant R.A., Pajewski N.M., Quinn C.P., Kaslow R.A., Jacobson R.M., Poland G.A. Human leukocyte antigens and cellular immune responses to anthrax vaccine adsorbed. Infect. Immun., 2013, vol. 81, no. 7, pp. 2584–2591. doi: 10.1128/IAI.00269-13
  20. Ovsyannikova I.G., Ryan J.E., Jacobson R.M., Vierkant R.A., Pankratz V.S., Poland G.A. Human leukocyte antigen and interleukin 2, 10 and 12p40 cytokine responses to measles: is there evidence of the HLA effect. Cytokine, 2006, vol. 36, no. 3–4, pp. 173–179. doi: 10.1016/j.cyto.2006.12.001
  21. Ovsyannikova I.G., Vierkant R. A., Poland G.A. Importance of HLA-DQ and HLA-DP polymorphisms in cytokine responses to naturally processed HLA-DR-derived measles virus peptides. Vaccine, 2006, vol. 24, no. 25, pp. 5381–5389. doi: 10.1016/j.vaccine.2006.04.034
  22. Poland G.A., Ovsyannikova I.G., Jacobson R.M. Vaccine immunogenetics: bedside to bench to population. Vaccine, 2008, vol. 26, no. 49, pp. 6183–6188. doi: 10.1016/j.vaccine.2008.06.057
  23. Poland G.A., Ovsyannikova I.G., Jacobson R.M., Smith D.I. Heterogeneity in vaccine immune response: the role of immunogenetics and the emerging field of vaccinomics. Clinical Pharmacol. Ther., 2007, vol. 82, no. 6, pp. 653–664. doi: 10.1038/sj.clpt.6100415
  24. Poland G.A., Ovsyannikova I.G., Kennedy R.B., Haralambieva I.H., Jacobson R.M. Vaccinomics and a new paradigm for the development of preventive vaccines against viral infections. OMICS, 2011, vol. 15, no. 9, pp. 625–636. doi: 10.1089/omi.2011.0032
  25. Poland J.A., Ovsyannikova I.G., Johson K.L., Naylor S. The role of mass spectrometry in vaccine development. Vaccine, 2001, vol. 19, no. 17–19, pp. 2692–2700. doi: 10.1016/S0264-410X(00)00505-3
  26. Tian C., Hromatka B.S., Kiefer A.K., Eriksson N., Noble S.M., Tung J.Y., Hinds D.A. Genome-wide association and HLA region fine-mapping studies identify susceptibility loci for multiple common infections. Nat. Commun., 2017, vol. 8, no. 1, p. 599. doi: 10.1038/s41467-017-00257-5
  27. Wang C., Tang J., Song W., Lobashevsky E., Wilson C.M., Kaslow R.A. HLA and cytokine gene polymorphisms are independently associated with responses to hepatitis B vaccination. Hepatology, 2004, vol. 39, no. 4, pp. 978–988. doi: 10.1002/hep.20142
  28. Zvi A., Rotem S., Zauberman A., Elia U., Aftalion M., Bar-Haim E., Mamroud E., Cohen O. Novel CTL epitopes identified through a Y. pestis proteome-wide analysis in the search for vaccine candidates against plague. Vaccine, 2017, vol. 35, no. 44, pp. 5995–6006. doi: 10.1016/j.vaccine.2017.05.092

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2019 Kudryavtseva O.M., Bugorkova S.A., Shchukovskaya T.N., Mikshis N.I., Goncharova A.Y., Klyueva S.N., Shcherbakova S.A.

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