Вирусы, имеющие полную или частичную делецию, оказались весьма полезными для создания живых вакцин. Крупногеномные вирусы, например, могут утратить один или более генов, которые не требуются для репликации in vivo, но ведут к аттенуации вирулентности вируса для его хозяина. Делеционные мутанты более стабильны, чем точечные мутанты. Полезность делеционных мутантов для создания живых вакцин основана на ограничении репликации in vivo без снижения их репродукции in vitro в процессе изготовления вакцины.
Получение безопасных высокоиммуногенных аттенуированных штаммов обычными методами не всегда удается. Более того, даже если аттенуация достигнута, не всегда известны связанные с этим изменения генома и не исключается реверсия вирулентности. В этой связи, важное значение имеет идентификация генов вирулентности с тем, чтобы изменить их путем направленной мутации или удалить с помощью методов генной инженерии.
Проблема, связанная с восстановлением вирулентности у вакцинного вируса, может быть решена делецией несущественных генов, ответственных за вирулентность. Этот метод изменения генома с использованием эндонуклеаз может быть применен только для ДНК геномных вирусов. Следовательно, вирусные геномы, представленные РНК, должны быть транскрибированы в ДНК-копии, а затем подвергнуты изменениям [1131].
Многие, особенно ДНК-вирусы, содержат значительное количество генов, удаление которых из вирусного генома не влияет заметным образом на их репликацию in vitro и in vivo, но сопровождается значительными изменениями вирулентности [959].
Важными объектами для разработки вакцин на основе селективной инактивации генов прежде всего являются герпесвирусы. Аттенуация — это не единственная задача при разработке живых герпесвирусных вакцин, поскольку склонность вирусов этого семейства к персистенции и реактивации составляет главное препятствие на этом пути. Оно может быть преодолено с помощью делеционных мутаций генов, ответственных за персистенцию и реактивацию вируса при сохранении иммуногенности [1131]. Первые успехи в аттенуации вирусов с использованием методов «хирургии нуклеиновых кислот» достигнуты в опытах с герпес вирусами животных [ 1066, 1090]. Делеционные мутанты герпе- свируса 1 КРС [1091] и герпесвируса 1 свиней [1066] хорошо размножались в культуре клеток и в организме, обладали аттенуированным фенотипом и сохраняли иммуногенность. На основании таких авирулентных делеционных мутантов созданы коммерческие маркированные вакцины против болезни Ауески свиней [1067, 1096] и инфекционного ринотрахеита КРС, которые с успехом
применяются во многих странах для специфической профилактики этих заболеваний.
Делеционные мутанты также могут возникать у РНК-вирусов, гены которых кодируют дополнительные функции. Эти делеции могут быть связаны с генами некодирующей области вирусного генома, что сопровождается аттенуацией без заметного ограничения репликации.
Вставки (инсерции) в геном вируса чужеродных генов, в том числе кодирующих антивирусную или иммунорегулирующие функции (гены интерферонов или интерлейкинов) могут сопровождаться аттенуацией вируса.
Точечные мутации или делеции в 5' или 3' или других, не кодирующих областях вирусного генома могут иметь аттенуирующий эффект. Эти не кодирующие области, выдающие сигналы, необходимые для эффективной репликации, транскрипции и трансляции, являются мишенями, изменяющими эти функции в результате мутации. Аттенуирующие мутации в этих регуляторных областях вирусного генома могут изменять тканевой тропизм, чувствительность к интерферону и температуре, а также ограничивать репликацию вируса.
Получение безопасных высокоиммуногенных аттенуированных штаммов обычными методами не всегда удается. Более того, даже если аттенуация достигнута, не всегда известны связанные с этим изменения генома и не исключается реверсия вирулентности. В этой связи, важное значение имеет идентификация генов вирулентности с тем, чтобы изменить их путем направленной мутации или удалить с помощью методов генной инженерии.
Проблема, связанная с восстановлением вирулентности у вакцинного вируса, может быть решена делецией несущественных генов, ответственных за вирулентность. Этот метод изменения генома с использованием эндонуклеаз может быть применен только для ДНК геномных вирусов. Следовательно, вирусные геномы, представленные РНК, должны быть транскрибированы в ДНК-копии, а затем подвергнуты изменениям [1131].
Многие, особенно ДНК-вирусы, содержат значительное количество генов, удаление которых из вирусного генома не влияет заметным образом на их репликацию in vitro и in vivo, но сопровождается значительными изменениями вирулентности [959].
Важными объектами для разработки вакцин на основе селективной инактивации генов прежде всего являются герпесвирусы. Аттенуация — это не единственная задача при разработке живых герпесвирусных вакцин, поскольку склонность вирусов этого семейства к персистенции и реактивации составляет главное препятствие на этом пути. Оно может быть преодолено с помощью делеционных мутаций генов, ответственных за персистенцию и реактивацию вируса при сохранении иммуногенности [1131]. Первые успехи в аттенуации вирусов с использованием методов «хирургии нуклеиновых кислот» достигнуты в опытах с герпес вирусами животных [ 1066, 1090]. Делеционные мутанты герпе- свируса 1 КРС [1091] и герпесвируса 1 свиней [1066] хорошо размножались в культуре клеток и в организме, обладали аттенуированным фенотипом и сохраняли иммуногенность. На основании таких авирулентных делеционных мутантов созданы коммерческие маркированные вакцины против болезни Ауески свиней [1067, 1096] и инфекционного ринотрахеита КРС, которые с успехом
применяются во многих странах для специфической профилактики этих заболеваний.
Делеционные мутанты также могут возникать у РНК-вирусов, гены которых кодируют дополнительные функции. Эти делеции могут быть связаны с генами некодирующей области вирусного генома, что сопровождается аттенуацией без заметного ограничения репликации.
Вставки (инсерции) в геном вируса чужеродных генов, в том числе кодирующих антивирусную или иммунорегулирующие функции (гены интерферонов или интерлейкинов) могут сопровождаться аттенуацией вируса.
Точечные мутации или делеции в 5' или 3' или других, не кодирующих областях вирусного генома могут иметь аттенуирующий эффект. Эти не кодирующие области, выдающие сигналы, необходимые для эффективной репликации, транскрипции и трансляции, являются мишенями, изменяющими эти функции в результате мутации. Аттенуирующие мутации в этих регуляторных областях вирусного генома могут изменять тканевой тропизм, чувствительность к интерферону и температуре, а также ограничивать репликацию вируса.