In der Literatur gibt es zahlreiche Beschreibungen über die Verwendung verschiedenster Adjuvantien in Kombination mit unterschiedlichen Antigenen, daher folgt hier eine Übersicht in Tabellenform. In Tabelle 1 sind Beschreibungen einzelner Adjuvantien erfasst, während in Tabelle 2 Beschreibungen von Untersuchungen mit Adjuvansgemischen dargestellt werden.
Tabelle 1: Literaturübersicht über bei Geflügelimpfstoffen verwendete Adjuvantien.
Adjuvans Tot-Antigen
Versuchs-tierart Autoren HSA
(humanes Serumalbumin)
Hühner STEINBERG et al. 1970
ND-Virus Puten AITKEN u. SURVASHE 1974
Ölemulsion (als Öl in Wasser oder Wasser in Öl – meist nicht genau beschrieben)
ND-Virus Hühner BENNEJEAN et al. 1978
Fortsetzung Tabelle 1
Adjuvans Tot-Antigen Versuchs-tierart
Autoren Pasteurella
multocida
Puten DUA u. MAHESWARAN 1978
ND-Virus Hühner BRUGH et al. 1983 Pasteurella
multocida Hühner SOLANO et al. 1983 ND-Virus Hühner RWEYEMAMU et al. 1986 ND-Virus Hühner van ECK 1987
Haemophilus
paragallinarum Hühner REID u. BLACKALL 1987
E. coli; ND-Virus Hühner FRANCHINI et al. 1991 Pasteurella
multocida
Hühner McCLIMON et al. 1994 Pasteurella
multocida
Hühner PATELl u. JAISWAL 1994
Salmonella
enteritidis Hühner TIMMS et al. 1994 Pasteurella
multocida Hühner PATEL et al. 1995 Ölemulsion
(als Öl in Wasser oder Wasser in Öl – meist nicht genau beschrieben)
ND-Virus Hühner HILGERS et al. 1998
HSA Hühner FRENCH et al. 1970
ND-Virus Hühner GOUGH u. ALLAN 1974 ND-Virus;
Influenza A Puten GOUGH et al. 1975 ND-Virus Hühner YAMANAKA et al. 1993 Pasteurella
multocida
Hühner McCLIMON et al. 1994 HSA und ein E.coli K99 Pili)
Hühner ERHARD et al. 1997 (a)
HSA Hühner FRENCH et al. 1970
FCA
(Freund’s Complete
Adjuvant) HSA Hühner STEINBERG et al. 1970
Fortsetzung Tabelle 1
Adjuvans Tot-Antigen Versuchs-tierart
Autoren
Bordetella avium Puten GLÜNDER et al. 1980 HSA und ein
ND-Virus Hühner YAMANAKA et al. 1993 HSA und ein
Hühner BLACKALL u. REID 1987
Haemophilus paragallinarum
Hühner REID u. BLACKALLl 1987
Haemophilus paragallinarum
Hühner BLACKALL 1988
HSA und ein
Hühner BLACKALL et al. 1992
HSA Hühner STEINBERG et al. 1970
Aluminium-phosphat
ND-Virus Hühner YAMANAKA et al. 1993 Adjuvant 65
ND-Virus Hühner GOUGH u. ALLAN 1974
Lipidemulsion
(Emulsion mit pflanzlichen Fetten)
ND-Virus Hühner BRUGH et al. 1983
Öladjuvans ISA-70 ND-Virus Hühner YAMANAKA et al. 1993
Fortsetzung Tabelle 1
Adjuvans Tot-Antigen Versuchs-tierart
Autoren Haemophilus
paragallinarum
Hühner BLACKALL 1988
Doppelemulsion (durch reemulgieren
einer Emulsion) ND-Virus Hühner RWEYEMAMU et al. 1986 Multiple Emulsion
(durch wiederholtes reemulgieren einer Emulsion)
Pasteurella
multocida Hühner PATEL et al. 1995
Haemophilus paragallinarum
Hühner REID u. BLACKALL 1987
Quil A
(aus Saponin
isoliert) ND-Virus Hühner HILGERS et al. 1998 ND-Virus Hühner RWEYEMAMU et al. 1986 Avridin
Haemophilus paragallinarum
Hühner BLACKALL 1988
Acemannan
konjugiert mit dem Epitop Th1 der T-Helferzelle)
Fortsetzung Tabelle 1
Adjuvans Tot-Antigen Versuchs-tierart
Autoren P-Th2
(Pam3Cys-Ser2
konjugiert mit dem Epitop Th2 der T-Helferzelle)
Vitamin E E. coli; ND-Virus Hühner FRANCHINI et al. 1991 Vitamin A
(in täglichen Dosen um Impfzeitpunkt herum)
HSA Hühner STEINBERG et al. 1970
BRL 5907
(Polyacrylsäure) ND-Virus Hühner HILGERS et al. 1998 PSS
(Polystyren-sulphonat)
ND-Virus Hühner HILGERS et al. 1998
DDA
(Dimethyldiocta- decylammonium-bromid)
ND-Virus Hühner HILGERS et al. 1998
Corynebacterium parvum
(inaktiviert)
HSA Hühner STEINBERG et al. 1970
Bordetella pertussis (inaktiviert)
HSA Hühner STEINBERG et al. 1970
Bakterielles Endotoxin
(E.coli, Shigella flexneri)
HSA Hühner STEINBERG et al. 1970
Quarternäre
Ammoniumbestand-teile
(Arquad 2S, Arquad 2HAT)
HSA Hühner STEINBERG et al. 1970
Tabelle 2: In der Literatur verwendete Adjuvantiengemische Adjuvans Tot-Antigen
Versuchs-tierart
Autoren Titer-Max # R-1
(mikropartikulierte Silika mit Copolymer Sorbitan 80 und Squalen)
Pasteurella multocida
Hühner McCLIMON et al. 1994
Ribi-Adjuvant-System (RAS # R-700)
(Monophosphoryllipi d A, synthetisches
multocida Hühner McCLIMON et al. 1994
Aluminiumhydroxid
+ Mineralöl Haemophilus
paragallinarum Hühner REID u. BLACKALL 1987
Aluminiumhydroxid + Avridin
Haemophilus paragallinarum
Hühner BLACKALL 1988
Avridin + Doppelemulsion
Haemophilus paragallinarum
Hühner BLACKALL 1988
Avridin + Saponin ND-Virus Hühner RWEYEMAMU et al. 1986 BRL 5905 + FIA ND-Virus;
Influenza A
Puten GOUGH et al. 1975
Öl-in-Wasser-Emulsion + Squalen ND-Virus Hühner HILGERS et al. 1998 Cyclodextrin +
Squalen ND-Virus Hühner HILGERS et al. 1998 Öl +
Sulfat-Polysucrose
ND-Virus Hühner HILGERS et al. 1998 PCSL + IFN-γ HSA ;
Fortsetzung Tabelle 2
Adjuvans Tot-Antigen Versuchs-tierart
Autoren PCSL + P-Th1 HSA;
Rekombinantes bovines
Somatotropin;
Humanes IgG
Hühner ERHARD et al. 2000
PCSL + P-Th2 HSA;
Rekombinantes bovines
Somatotropin;
Humanes IgG
Hühner ERHARD et al. 2000
PAA + DDA ND-Virus Hühner HILGERS et al. 1998
Mehrere Autoren haben in ihren Untersuchungen Vergleiche zwischen verschiedenen Adjuvantien vorgenommen. Obwohl sich die Berichte oft durch die jeweilige Auswahl von Adjuvantien und Antigenen sowie weitere methodische Details unterscheiden, soll dennoch versucht werden, einen gewissen vergleichenden Überblick über die Eignung der verschiedenen Adjuvantien zu geben. Da sich aufgrund der Heterogenität der Arbeiten keine sachlich begründete Systematik für die Darstellung der Arbeiten ergab, erfolgt die Schilderung in der alphabetischen Reihenfolge der Autoren.
BENNET et al. (1992) verglichen Titer-Max mit Freund’s komplettem Adjuvans, Ribi- Adjuvant System, Adjuvax, Lipovant und Alhydrogel. Als Antigen wurden zwei verschiedene Eiweiße an Mäusen, Ratten, Kaninchen, Meerschweinchen und Ziegen getestet. Die Antikörper-Titer stiegen hier mit Titer-Max am schnellsten auf die höchsten Titer an, die sich am längsten hielten, an zweiter Stelle kam Freund’s komplettes Adjuvans. Alle anderen hatten weniger hohe und weniger haltbare Titer, die erst später erreicht wurden. Die Entzündungsreaktion war mit Freund’schem kompletten Adjuvans am stärksten, Titer-Max rief eine Fremdkörperreaktion hervor, die aber wie die der anderen verwendeten Adjuvantien mild und transient war.
BLACKALL (1988) stellte Aluminiumhydroxid mit einer Doppelemulsion (siehe 2.1.3.2.2.), Avridin und Kombinationen aus Avridin und Aluminiumhydroxid bzw.
Avridin und der Doppelemulsion gegenüber. Antigen hier war Haemophilus paragallinarum, Versuchstiere spezifisch pathogen-freie (SPF) -Hühner.
Aluminiumhydroxid zeigte besseren Schutz als die Doppelemulsion. Ebenso erwies es sich pur und als Mischung mit Avridin als wirksamer als Avridin allein, wenn es subkutan oder intramuskulär verabreicht wurde, nicht aber nach intranasaler Gabe.
Es wurden keine systemischen oder lokalen Nebenreaktionen beobachtet.
BRODERSON (1989) verglich Freund’s komplettes mit inkomplettem Adjuvans an Kaninchen und Affen mit einem nicht erwähnten Antigen. Freund’s komplettes Adjuvans rief stärkere Läsionen hervor als das inkomplette.
McCLIMON et al. (1994) verwendeten in vergleichenden Studien Freund’s inkomplettes Adjuvans, Ribi-Adjuvant-System und Titer-Max. Als Antigen wurde Pasteurella multocida verwendet, als Versuchstiere Hühner. In der ersten Woche hatte Titer-Max die höchsten und Ribi-Adjuvant-System die zweithöchsten Titer, in der zweiten Woche Freund’s inkomplettes Adjuvans und Titer-Max. Nach der Boosterung hatte Freund’s inkomplettes Adjuvans die höchsten Durchschnittstiter, danach Titer-Max und Ribi-Adjuvant-System.
ERHARD et al. (1991) verglichen Diphosphoryl-Lipid A mit Aluminiumhydroxid in verschiedenen Konzentrationen und Freund’s komplettem Adjuvans an einem Eiweiß als Antigen an Hühnern, Schafen und Kaninchen. Bei den verschiedenen Spezies waren unterschiedliche Reaktionen festzustellen. Beim Huhn war der Titer mit Freund’s komplettem Adjuvans zwar höher als die der anderen, aber nicht signifikant.
Freund’s komplettes Adjuvans löste jedoch einen über 9 Wochen meßbaren Antikörper-Titer aus, während die anderen Adjuvantien nur eine Kurzzeitantwort von wenigen Tagen lieferten. Diphosphoryl-Lipid A und Aluminiumhydroxid (10 % und 50 %) unterschieden sich nicht signifikant von den Kontrollen. Bei Kaninchen
konnten die Titer nach der ersten Impfung bei Freund's komplettem Adjuvans 6 Wochen lang gemessen werden, bei den anderen Adjuvantien nur eine Woche, auch waren sie merkbar geringer. Bei Schafen konnte eine Immunreaktion nur mit Freund's komplettem Adjuvans erreicht werden.
ERHARD et al. (1997 a) verwendeten Freund’s komplettes Adjuvans zur Erstimpfung und Freund's inkomplettes Adjuvans und verglichen dies mit der Aminosäurenkombination Pam3CysSer-(Lys)4. Als Antigene wurden ein Eiweiß und Lactovac verwendet, das inaktiviertes Coronavirus, Rotavirus und E. coli K99-Pilus-Antigen enthält. Bei den als Versuchstiere gebrauchten Hühnern wurden die Antikörper im Eidotter bestimmt. Die Aminosäurenkombination brachte hier die höchsten Titer (7352 Einheiten/ml nach Erstimpfung, 8603 nach Boosterung), gefolgt von Freund’schem Adjuvans (2661 nach Erstimpfung, 2741 nach Boosterung) bei Impfung mit einem Eiweiß. Bei Lactovac war es ähnlich was die viralen Antigene betrifft, bei E.coli konnten keine Unterschiede zwischen der Aminosäurenkombination und Freund’schem kompletten Adjuvans gefunden werden. Histologisch wurde bei der Aminosäurenkombination eine geringe Proliferation des lokalen Lymphgewebes gefunden, während bei der Kombination von Freund’schem kompletten und inkompletten Adjuvans miliare Granulome und multiple Abszesse zu entdecken waren.
ERHARD et al. (2000) verglichen rekombinantes Hühner-Interferon-y mit Pam3CysSer-(Lys)4 (PCSL), Kombinationen aus den beiden, Pam3CysSer konjugiert mit dem Epitop Th1 (P-Th1) und seine Kombination mit PCSL sowie Pam3CysSer2 konjugiert mit dem Epitop Th2 (P-Th2) und seine Kombination mit PCSL. Antigen waren drei verschiedene Eiweiße: Humanes Serumalbumin, humanes Immunglobulin G und rekombinantes bovines Somatotropin. Versuchstiere waren Hühner. Antikörper wurden im Serum und Eidotter bestimmt und zwischen spezifischem Antikörper-Titer im Serum und Immunoglobin Y-Konzentration im Serum und Eidotter unterschieden. Messungen wurden erst nach der ersten und zweiten Boosterung vorgenommen. Mit humanem Serumalbumin hatten weder PCSL
noch IFN-y allein Adjuvanseffekt, die Kombination aus beiden hatte die höchsten Titer eine Woche nach den Boosterungen. Auch konnte kein Dosis-Effekt von IFN-y festgestellt werden. Mit humanem Immunglobulin G erreichte PCSL allein eine Erhöhung der Titer, die geringer ausfiel als die Kombination mit Hühner-Interferon.
Weniger auffallend war der Effekt von P-Th2 in Kombination mit PCSL und P-Th1 allein, vergleichbar den Ergebnissen von IFN-y PCSL mit rekombinantem bovinen Somatotropin. Bei 5-Monate-alten Hühnern war die Immunantwort immer niedriger als bei 9-Monate-alten, nur bei der Verwendung von PCSL war es umgekehrt. Die lichtmikroskopische Untersuchung des Brustmuskels ergab bei allen Gruppen nur geringe Proliferation des lokalen Lymphgewebes.
FRANCHINI et al. (1991) verwendeten Leicht-Mineralöle und verschiedene Prozentanteile Vitamin E als Adjuvantien mit den Antigenen Newcastle Disease-Virus und E. coli an Hühnern. Zusatz von 20 % bis 30 % Vitamin E hatten höhere Titer als die Mineralölvakzinen zur Folge, die Titer bei 40 % Vitamin E-Zugabe waren ungefähr diesen gleich, 50 % Zusatz von Vitamin E führte zu gar keiner Antikörperbildung. Dies gilt für das Newcastle Disease-Virus, bei E. coli wurde keinerlei Titer-Ausbildung durch Vitamin E festgestellt. Bei der Beurteilung der Impfschäden zeigten sich histologisch bis zum 30. Tag nach der Applikation mit Zusätzen von Vitamin E bis 30 % schwere granulomatöse Läsionen, mit 40 % - 50 % Vitamin E kleinere Läsionen und schnellere Abheilung.
FRENCH et al. (1970), verglichen Freund’s komplettes und inkomplettes Adjuvans.
Als Antigen wurde ein Eiweiß an Hühnern verwendet, untersucht wurde vor allem die Phase nach dem 21. Tag post vakzinationem. Es wurden zwei Peaks in den Immunantworten festgestellt, wobei der erste um Tag 8 - 12 nach der Inlektion bei Freund’s komplettem Adjuvans viel höher ausfiel als bei inkomplettem. Ohne Adjuvans kam es zu keinem zweiten Anstieg der Titer. Nach Meinung der Autoren geht der erste Antikörper-Peak von der Milz und anderen lymphoiden Geweben aus,
während der zweite bei den öligen Emulsionen von dem Granulom an der Injektionsstelle ausgelöst sein könnte.
GOUGH et al. (1975) verwendeten den Interferon-Inducer BRL 5907 und Freund’s inkomplettes Adjuvans und Mischungen daraus zu Vergleichszwecken mit den Antigenen Influenza- und Newcastle Disease-Viren an drei Wochen alten Hühnern und Eintagsküken. Die Mischung aus BRL 5907 und Freund’s inkomplettem Adjuvans führte zu einer Verbesserung des Schutzes gegen Challenge-Infektion v.a.
bei Tieren mit maternalen Antikörpern. Adjuvans mit BRL 5907 allein hatte 6 Tage nach der Verabreichung keine Schutzwirkung gegen Challenge-Infektion.
HILGERS et al. (1998) verglichen eine Wasser-in-Emulsion mit verschiedenen Öl-in-Wasser-Emulsionen, Cyclodextrin gemischt mit Squalen in Wasser, Polyacrylsäure (PAA) in verschiedenen Konzentrationen und Molekülmassen. Weiterhin wurden Polystyrensulphonat (PSS) in verschiedenen Konzentrationen, Öl (S-Ficoll-400) in verschiedenen Konzentrationen mit der wässrigen Antigenlösung, Dimethyl-dioctadecylammoniumbromid (DDA) in verschiedenen Konzentrationen, Quil A in verschiedenen Konzentrationen und Kombinationen aus PAA und DDA in verschiedenen Konzentrationen in die Untersuchung einbezogen. Als Antigen wurde Newcastle Disease-Virus an SPF-Hühnern verwendet. Es wurde der Antikörpertiter nach dem Priming und nach der Boosterung bestimmt. Das Priming war mit Wasser-in-Öl-Emulsion am erfolgreichsten, mit DDA ergaben sich keine Titer. Bei der Boosterung wurde mit DDA ein 4-facher, mit Wasser-in-Öl-Emulsion ein 16-facher Titeranstieg im Vergleich zu Antigengabe ohne Adjuvans erreicht. Cyclodextrin gemischt mit Squalen in Wasser und PAA-3000 erreichten die höchsten Titer, gefolgt von der Wasser-in-Öl-Emulsion; Öl-in-Wasser-Emulsion, DDA und PSS konnten die Sekundärantwort geringer erhöhen. Schlechter noch fielen die Antikörpergehalte von Quil A und Öl (Ficoll-400) aus.
REID und BLACKALL (1987) verglichen Aluminiumhydroxid mit Mineralöl in verschiedenen Konzentrationen mit der wässrigen Antigenlösung, eine Mischung aus
beiden und Quil A in ihrer immunitätsstimulierenden Wirkung mit einem australischen Stamm von Haemophilus paragallinarum an SPF-Hühnern. Alle Tiere waren bei Challenge-Infektion geschützt, allein Mineralöl rief Schwellungen und Granulome hervor. Es konnte kein Zusammenhang zwischen Agglutinationstiter und Schutz bei Challenge-Infektion festgestellt werden.
RWEYEMAMU et al. (1986) verwendeten in vergleichenden Studien eine Wasser-in-Öl-Emulsion und eine Doppelemulsion, Avridin und einer Kombination aus Avridin und Saponin. Als Antigen wurde Newcastle Disease-Virus an Hühnern benutzt.
Avridin war in der hier mit vier Wochen angelegten Kurzzeitimmunität der Wasser-in-Öl-Emulsion und seiner Mischung mit der Doppelemulsion überlegen. Saponinzusatz machte keinen Unterschied zu alleiniger Avridingabe. Bei der Langzeitimmunität bis zu 120 Tage nach der Injektion waren keine signifikanten Unterschiede zwischen den verwendeten Adjuvantien nachzuweisen.
STEINBERG et al. (1970) verglichen Aluminiumphosphat, eine Wasser-in-Öl-Emulsion, Freund’s komplettes Adjuvans, inaktiviertes Corynebacterium parvum, Endotoxin aus E. coli und Shigella flexneri, inaktivierte Bordetella pertussis, quaternäre Ammoniumbestandteile (Arquad) und tägliche Dosen Vitamin A mit einem Eiweiß als Antigen an Hühnern. Aluminiumphosphat brachte keine Erhöhung der Titer im Vergleich zur Kontrolle, die Wasser-in-Öl-Emulsion steigerte sie circa um das dreifache. Die Endotoxine und Mikroorganismen brachten keine signifikanten Peakanstiege, Freund’s komplettes Adjuvans erhöhte den Antikörper-Titer in Kombination mit 40 µg humanem Serumalbumin (HSA); mit Mengen des HSA in mg zeigte es alllerdings keine Wirkung.
YAMANAKA et al. (1993) verglichen ein bestimmtes Mineralöl, Freund’s inkomplettes Adjuvans, Freund’s komplettes Adjuvans und Aluminiumphosphatgel; als Antigen fungierte Newcastle Disease-Virus an Hühnern. Die höchsten Antikörper-Titer lieferte Freund’s komplettes Adjuvans, das Mineralöl an zweiter Stelle;
Aluminiumphosphatgel hatte nur sehr mäßige Titer. An der Injektionsstelle zeigten
die mit dem Mineralöl geimpften Tiere nur ein leichtes Ödem, keine Verhärtung oder Schwellung. Dabei war der Muskel bis zur 12. Woche weißlich verfärbt. Freund’s inkomplettes Adjuvans hatte eine im Vergleich etwas ernstere exsudative Entzündung zur Folge, die im Muskel verbleibenden Zysten waren größer als bei dem Mineralöl. Freund’s komplettes Adjuvans hinterließ schwerste Veränderungen:
Ödem, gelbliche Verfärbung des Muskels, Granulome. Aluminiumphosphatgel verursachte eine käsige gelbe Substanz zwischen den Pektoralmuskeln, die nach 16 Wochen verschwunden war.