Adjuvantienversuch - Streptococcus-suis-Serotyp-9-Ganzzellvakzine

D.2 Ergebnisse

D.2.1 Adjuvantienversuch

Vergleichende Evaluation der Adjuvantien für die Kombinationsvakzinen im November 2010 in der IDT Biologika GmbH (Kurzbezeichnung: Adjuvantienversuch).

In diesem Versuch wurden Vakzinen getestet, die aus einer Kombination von zwei S.-suis–Stämmen bestanden. Dem Kombinationsimpfstoff wurde jeweils eins von vier verschiedenen Adjuvantien zugesetzt. Die vier verschiedenen Impfstoffe wurden in vier Gruppen bestehend aus jeweils zehn Tieren eingesetzt. Die Seren der Tiere konnten daraufhin bezüglich der humoralen Immunantwort, induziert durch die unterschiedlichen Impfstoffe, miteinander verglichen werden.

D.2.1.1 Untersuchung der Schweine auf die Bildung von MRP-spezifischen Antikörpern

MRP ist ein 196 kDa großes, immunogenes, virulenzassoziiertes Oberflächenprotein (Smith et al. 1996; Vecht et al. 1991). Die virulenten Serotyp-9-Stämme exprimieren eine hochmolekulare, homologe Variante vom MRP (Silva et al. 2006).

In diesem Versuch wurde rekombinantes MRP von einem virulenten Serotyp-2-Stamm als Antigen eingesetzt, um die Immunantwort der Versuchstiere auf die unterschiedlichen Ganzzellvakzinen zu untersuchen. In allen vier Gruppen, in denen die Ferkel mit den Kombinationsvakzinen immunisiert wurden, hatten sich in den Postimmunseren im Vergleich zu den Präimmunseren und der Kontrollgruppe hohe IgG-Antikörpertiter gegen MRP entwickelt (Abb. 1). Während die durchschnittlichen MRP-spezifischen Antikörperspiegel in der Kontrollgruppe bei 14,9 ELISA-Units vor der Placeboapplikation und bei 15,7 ELISA-Units zwei Wochen nach der 2.

Placeboapplikation lagen, stiegen sie in den vier Kombinationsvakzinegruppen deutlich über 100 ELISA-Units an. Die Immunisierung mit der Kombinationsvakzine, versetzt mit dem Adjuvans Quil A, verzeichnete einen Anstieg des durchschnittlichen MRP-spezifischen Antikörperspiegels von 19 ELISA-Units vor der Immunisierung auf 190 ELISA-Units zwei Wochen nach der zweiten Immunisierung. Unter Verwendung des Adjuvans Montanide Gel01 gingen die Werte von 17 ELISA-Units in den Präimmunseren auf 115 ELISA-Units in den Postimmunseren hoch. In der Gruppe, die als Adjuvans Emulsigen erhalten hatte, kam es zu einem Titeranstieg von

Kapitel 2: Untersuchungen zur immunogenen Wirkung einer Streptococcus suis Serotyp-2- und 9-Kombinationsvakzine

durchschnittlich 5 auf 844 ELISA-Units. Bei 4 Tieren dieser Gruppe lagen die Werte deutlich über 1.000 ELISA-Units. Die MRP-spezifischen Antikörperspiegel nach der Immunisierung mit der Kombinationsvakzine versehen mit dem Adjuvans Montanide IMS lagen im Durchschnitt bei 677 ELISA-Units. Alle vier Gruppen hatten in ihren Postimmunseren signifikant höhere MRP-spezifische Antikörperspiegel im Vergleich zu ihren Präimmunseren (Tab. 2). In der Kontrollgruppe hatten sich hingegen die Titer vor und nach der Placeboapplikation nicht verändert. Vergleicht man die Postimmunseren der einzelnen Gruppen mit dem der Kontrollgruppe waren auch hier die Unterschiede signifikant. Besonders die Tiere, die als Adjuvans Emulsigen oder Montanide IMS erhalten hatten, entwickelten hohe Antikörperspiegel gegen MRP.

Zwischen diesen beiden Gruppen gab es in den Postimmunseren keine signifikanten Unterschiede (p= 0,55). Allerdings wiesen die Postimmunseren der Emulsigen-Gruppe im Vergleich zur Montanide Gel01-Emulsigen-Gruppe signifikant höhere MRP-spezifische Antikörpertiter (p= 0,0002) auf (Tab. 2). Drei Tiere aus der Emulsigen-Gruppe hatten mit 1.400 ELISA-Units die höchsten Titer und auch in der Montanide IMS-Gruppe war ein Tier mit einem Wert von 1149 ELISA-Units auffällig hoch.

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass zwischen den vier getesteten Adjuvantien erhebliche Unterschiede in Bezug auf die immunogene Wirkung einer S.-suis-Kombinationsvakzine bestehen (Kombination von zwei S.-suis-Stämmen).

MRP-spezifische Titer waren am höchsten bei Schweinen, bei denen die Kombinationsvakzinen mit den Adjuvantien Emulsigen oder mit Montanide IMS versehen wurden. Eine Serokonversion gegen MRP wurde bei der Immunisierung mit den Kombinationsvakzinen unter Verwendung aller vier getesteten Adjuvantien (Quil A, Emulsigen, Montanide Gel01, Montanide IMS) beobachtet.

D.2.1.2 Adjuvantienversuch: Untersuchung der Schweine auf die Ausbildung opsonisierender Antikörper

In einer vorangegangenen Studie (Baums et al. 2009) konnte ein Zusammenhang zwischen den Titern opsonisierender Antikörper und der protektiven Wirkung einer S.-suis-Serotyp-2-Ganzzellvakzine im Schwein aufgezeigt werden. Aus diesem Grund wurden die Seren der Tiere dieses Versuchsvorhabens auf die Ausbildung von opsonisierenden Antikörpern, die sich gegen Serotyp 2 und/oder gegen Serotyp 9 richteten, untersucht. Der Quotient aus den Überlebensfaktoren des

entsprechenden S.-suis-Stammes in Anwesenheit des Post– bzw. Präimmunserums eines Tieres wurde als Faktor F definiert. Der Faktor F ist ein Maß für die Induktion opsonisierender Antikörper (Baums et al. 2006). Ist der Wert größer oder gleich eins bedeutet dies, dass keine opsonisierenden Antikörper in Folge der Immunisierung gebildet wurden.

Im Hinblick auf die Fähigkeit, den S.-suis-Serotyp-9-Stamm A3286/94 durch Opsonophagozytose abzutöten, zeigte sich in allen vier Gruppen kein signifikanter Unterschied zur Kontrollgruppe. Der Faktor F lag im Durchschnitt in allen fünf Gruppen über eins (Abbildung 2B). In der Gruppe, die als Adjuvans Emulsigen erhalten hatte, zeigten aber vier von zehn Tieren Faktor-F-Werte kleiner als 0,8. Auf der Grundlage der Ergebnisse der vorausgegangenen Arbeiten wurde erst für Faktor-F-Werte unter 0,8 von der Ausbildung opsonisierender, protektiver Antikörper ausgegangen (Baums et al. 2009). In der Montanide-Gel01-Gruppe waren es drei und in der Montanide-IMS- und QuilA-Gruppe jeweils nur ein Tier, die in diesen bzw.

unter diesen Bereich fielen.

Im Opsonophagozytosetest gegen den Serotyp-2-Stamm 10 lagen die durchschnittlichen Faktor-F-Werte in allen Gruppen über eins und sogar höher als in der Kontrollgruppe (Abbildung 2A). Einzelne Tiere hatten allerdings Faktor-F-Werte, die deutlich unter 1 waren. Einen Faktor F unter 0,8 hatten in der Montanide-Gel01-Gruppe drei Tiere, in der Emulsigengruppe ein Tier sowie in den QuilA- und Montanide-IMS-Gruppe jeweils zwei und drei Tiere.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass für keines der vier getesteten S.-suis-Kombinationsvakzinen, die sich nur durch die Verwendung des Adjuvans unterschieden, eine signifikante Induktion opsonisierender Antikörper gegen einen der beiden getesteten S.-suis-Pathotypen nachweisen ließ. Auffällig war allerdings, dass bei einzelnen Tieren aus unterschiedlichen Gruppen eine Induktion opsonisierender Antikörper nachweisbar war.

D.2.2 Kombinationsvakzineversuch

Da in dem voraus gegangenen Adjuvantienversuch keine Induktion opsonisierender Antikörper beobachtet wurde, sollte in diesem Versuchsvorhaben ein direkter Vergleich zwischen Kombinations- und Einzelganzzellvakzinen durchgeführt werden.

Als Adjuvans wurde Emulsigen eingesetzt, da in den vorausgegangenen

Kapitel 2: Untersuchungen zur immunogenen Wirkung einer Streptococcus suis Serotyp-2- und 9-Kombinationsvakzine

Einzelganzzellversuchen mit Emulsigen als Adjuvans eine Induktion opsonisierender Antikörper beobachtet werden konnte (Baums et al. 2009; Büttner et al. 2012).

D.2.2.1 Kombinationsvakzineversuch: Untersuchung der Schweine auf die Ausbildung opsonisierender Antikörper nach zweimaliger Impfstoffapplikation

Wie in dem Adjuvantienversuch wurden die Vakzinen auf der Grundlage der S.-suis-Stämme A5683/94 (Serotyp 9) und I9841/1 (Serotyp 2) hergestellt. Die Opsonophagozytosetests wurden mit den S.-suis-Stämmen A3286/94 (Serotyp 9) und 10 (Serotyp 2) durchgeführt. Für den Opsonophagozytosetest mit Stamm 10 erhielt die Kontrollgruppe einen Mittelwert für den Faktor F von 1,05. Dieser Wert zeigte, dass die Tiere keine opsonisierenden Antikörper in Folge der Placeboapplikation ausgebildet hatten. In der Gruppe, in der die Tiere, mit der Kombinationsvakzine immunisiert wurden, war der Faktor F mit 1,05 genauso hoch wie in der Kontrollgruppe. Vier Tiere fielen in dieser Gruppe aber auf, da sie F-Werte um 0,8 aufwiesen. Die Gruppe, die die Serotyp-2-Einzelganzzellvakzine erhalten hatte, lag mit einem durchschnittlichen F-Wert von 1,15 über dem von der Kontrollgruppe mit 1,05 (p = 0,84) (Abb.3 B). Der Vergleich der F-Werte aller drei Gruppen erlaubte die Schlussfolgerung, dass in diesem Versuch weder durch die Kombinationsvakzine noch durch die Serotyp-2-Einzelganzzellvakzine opsonisierende Antikörper gegen den S.-suis-Serotyp-2 Stamm 10 induziert wurden.

Im Opsonophagozytosetest gegen den S.-suis-Serotyp-9 Stamm A3286/94 wurden folgende drei Gruppen untersucht: die Kontroll-, die Kombinationsvakzine- und die Serotyp-9-Einzelganzzellvakzine-Gruppe. Die Kontroll- und die Kombinations-vakzine-Gruppe hatten beide einen durchschnittlichen F-Wert von 1,27 (Abb. 3 A).

Bei der Gruppe, die die Serotyp-9-Einzelganzzellvakzine erhalten hatte, lag der Durchschnittswert bei 0,97. In den drei untersuchten Gruppen des Kombinationsvakzineversuches kam es demnach gegen den Serotyp 9 nicht zu einer Induktion opsonisierender Antikörper.

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass alle drei Impfstoffe nicht zu einer Ausbildung von opsonisierenden Antikörpern, weder gegen den Serotyp-2-Stamm 10 noch gegen den Serotyp-9-Stamm A3286/94, geführt hatten. Die drei immunisierten Gruppen zeigten in den Titern opsonisierender Antikörper keine signifikanten

Unterschiede zu der Kontrollgruppe (p-Werte lagen hier alle zwischen 0,64 und 0,99) (Abb. 3).

D.2.2.2 Kombinationsvakzineversuch: Untersuchung der Schweine auf die Ausbildung opsonisierender Antikörper nach dreimaliger Applikation der Kombinationsvakzine

Da sich nach zweimaliger Immunisierung mit der Kombinationsvakzine keine opsonisierenden Antikörper gebildet hatten, wurde diese Gruppe ein drittes Mal immunisiert. Zum Vergleich bekam auch die Kontrollgruppe den Placebo ein weiteres Mal verabreicht. Die Einzelganzzellvakzinegruppen wurden aus wirtschaftlichen Gründen frühzeitig aufgelöst.

Im Opsonophagozytosetest gegen den Serotyp-9-Stamm A3286/94 zeigte sich, dass der durchschnittliche Faktor-F-Wert in der Kontrollgruppe mit 0,73 nach der dritten Placeboapplikation signifikant niedriger war als nach der zweiten Placeboapplikation mit 1,27 (p-Wert 0,006; Abb. 4A). In der Kombinationsvakzinegruppe lag der F-Wert nach der 3. Immunisierung mit einem Durchschnittswert von 0,91 unter dem Wert von 1,27 nach der zweiten Immunisierung (p-Wert 0,028). In der Kombinationsvakzinegruppe konnte eine große Streuung der F-Werte zwischen den einzelnen Tieren beobachtet werden. So hatte ein Tier einen Faktor-F-Wert von 0,22 während bei sieben anderen Tieren die Werte teilweise deutlich über eins lagen (Standardabweichung 0,33). Der Überlebensfaktor in den Präimmunseren dieser Gruppe lag mit einem Mittelwert von 1,1 nur leicht über dem der Postimmunseren mit 0,99.

Der Überlebensfaktor für den S.-suis-Serotyp-2-Stamm 10 im Opsonophagozytosetest war in Anwesenheit der nach der dritten Immunisierung mit der Kombinationsvakzine gewonnenen Postimmunseren deutlich niedriger (0,91) als in den Ansätzen mit den Präimmunseren (1,28) und den nach der zweiten Immunisierung gewonnenen Postimmunseren (1,35). So lag der durchschnittliche F-Wert nach 3. Immunisierung bei 0,68 (Abb. 4B). Dieser Wert spricht für eine Induktion opsonisierender Antikörper gegen den Serotyp-2-Stamm 10 in Folge der dritten Applikationen der Kombinationsvakzine. In der Kontrollgruppe wurde keine Induktion opsonisierender Antikörper gegen den Serotyp-2-Stamm 10 beobachtet (F = 1,59).

Kapitel 2: Untersuchungen zur immunogenen Wirkung einer Streptococcus suis Serotyp-2- und 9-Kombinationsvakzine

D.2.2.3 Kombinationsvakzineversuch: Untersuchung der Tonsillen der Versuchsschweine auf das Vorkommen von S.-suis-Serotyp-2 und Serotyp-9

Um eine Beeinträchtigung des Versuchsverlaufes durch ein unbeabsichtigtes Infektionsgeschehen mit den beiden S.-suis-Pathotypen zu erkennen, wurden alle Versuchsschweine der Kontroll- und der Kombinationsvakzinegruppe nach der dritten Immunisierung kulturell auf diese beiden Pathotypen untersucht. Dafür wurden Tonsillentupfer genommen und die isolierten α-hämolysierenden Streptokokken auf einen cps2- und cps9-Genotyp untersucht. Bei keinem der Tiere konnten cps2- oder cps9-positive-Stämme nachgewiesen werden.

Tabelle D-1: Zusammensetzung der verschiedenen Impfstoffe, die in der IDT Biologika GmbH für den Adjuvantienversuch hergestellt wurden.

Komponente

Impfstoff mit QuilA

[ml]

Impfstoff mit Emulsigen

[ml]

Impfstoff mit Mon. Gel01

[ml]

Impfstoff mit Mon. IMS

[ml]

S.-suis-ST-2^a inakt.^b 97,7 97,7 97,7 97,7

S.-suis-ST-9^c inakt.^d 97,7 97,7 97,7 97,7

Thiomersal 2,2% 0,57 0,57 0,57 0,57

QuilA (10%) 0,63 0 0 0

Emulsigen 0 50 0 0

Mon. Gel01 0 0 25 0

Mon. IMS 0 0 0 37,5

Todd Hewitt Broth 53,4 4 29 16,5

Gesamt 250 249,97 249,97 249,97

a Serotyp 2

b Lebendkeimzahl 1x10⁹ KBE/ml

c Serotyp 9

d Lebendkeimzahl 6x10⁸ KBE/ml

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Tabelle D-2: Statistische Vergleiche der MRP-spezifischen Antikörperspiegel der unterschiedlichen Gruppen des Adjuvantienversuches mit Kombinationsvakzinen bestehend aus S.-suis-Serotyp-2 und -Serotyp-9 .

Variable 1 Variable 2

Gruppe^a Probe Gruppe^a Serum p-Wert statistischer Test

Kontrolle Kontrolle 0,69

Emulsigen Emulsigen 0,005

QuilA QuilA 0,005

Kontrolle Emulsigen 0,005

Kontrolle QuilA 0,0001

a Der Kontrollgruppe wurde ein Placebo appliziert. Alle anderen Gruppen erhielten eine S.-suis-Serotyp-2- und 9-Kombinationsvakzine mit der gleichen Impfdosis. Die Gruppenbezeichnung bezieht sich auf die unterschiedlich eingesetzten Adjuvantien.

Tabelle D-3: Statistische Vergleiche der F-Werte (Quotient aus Überlebensfaktoren von Stamm 10 in Anwesenheit des Postimmunserums nach der 2. Impfstoffapplikation und des Präimmunserums), ermittelt im Opsonophagozytosetest, zur Evaluation der unterschiedlichen Kombinationsvakzinen im Adjuvantienversuch.

Variable 1 (F-Wert der Gruppe^a)

Variable 2

(F-Wert der Gruppe^a) p-Wert statistischer Test

Emulsigen 0,10 QuilA 0,31 Mon. Gel01 0,26

Kontrolle

Mon. IMS 0,34

Mann-Whitney U-Test

Tabelle D-4: Statistische Vergleiche der F-Werte (Quotient aus Überlebensfaktor des Serotyp 9 Stammes A3286/94 in Anwesenheit des Postimmunserums nach der 2. Impfstoffapplikation und des Präimmunserums), ermittelt im Opsonophagozytosetest, zur Evaluation der unterschiedlichen Kombinationsvakzinen im Adjuvantienversuch.

Variable 1 (F-Wert der Gruppe^a)

Variable 2

(F-Wert der Gruppe^a) p-Wert statistischer Test

Emulsigen 0,41 QuilA 0,41 Mon. Gel01 0,55

Kontrolle

Mon. IMS 0,73

Mann-Whitney U-Test

a Der Kontrollgruppe wurde ein Placebo appliziert. Alle anderen Gruppen erhielten eine S.-suis-Serotyp-2- und 9-Kombinationsvakzine mit der gleichen Impfdosis. Die Gruppenbezeichnung bezieht sich auf die unterschiedlich eingesetzten Adjuvantien.

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D.3 Diskussion

In den letzten Jahren erlangten Adjuvantien (von lateinisch: adjuvare: helfen) immer mehr an Bedeutung aufgrund der Entwicklung von gereinigten Subunitvakzinen oder rekombinanten Vakzinen, die alleine eine schlechte oder keine immunogene Wirkung haben. Diese Impfstoffe erfordern den Zusatz von Adjuvantien zur Ausbildung einer frühen, hohen und lang anhaltenden Immunantwort (Gupta et al. 1993). Die Wahl des richtigen Adjuvans ist sowohl für die Wirksamkeit als auch für die Verträglichkeit einer Immunisierung äußerst entscheidend.

In dieser Arbeit sollte daher die humorale Immunantwort auf die Immunisierung mit einem Kombinationsimpfstoff, bestehend aus den beiden wichtigsten in Europa vorkommenden S.-suis-Pathotypen, Serotyp 2 und Serotyp 9 (Wisselink et al. 2000), unter Verwendung verschiedener Adjuvantien charakterisiert werden.

In dem Adjuvantienversuch wurden dem Kombinationsimpfstoff die vier verschiedene Adjuvantien Emulsigen, QuilA, Montanide Gel01 und Montanide IMS hinzugefügt und im Schwein auf ihre immunogene Wirkung getestet. Die beiden Adjuvantien Emulsigen und Quil A sollten hier vergleichend untersucht werden, da unterschiedliche Gruppen von Wissenschaftlern diese bereits erfolgreich in S.-suis-Vakzinen eingesetzt hatten. In einem Immunisierungsversuch von Li et al. (2007) war die Wirkungsweise der Adjuvantien Emulsigen und Quil A in einer rekombinanten Vakzine getestet worden. In diesen Versuchen, in denen als Immunogen rekombinantes surface antigen one (SAO) einsetzt wurde, konnte unter Verwendung des Adjuvans Quil A eine protektive Wirkung erzielt werden. Die Schweine zeigten eine höhere Überlebensrate und es traten weniger klinische Erscheinungen auf als in der Kontrollgruppe Bei einer Immunisierung der Tiere mit einem SAO-Emulsigen-Impfstoff konnte ein signifikanter Schutz gegen eine experimentelle S.-suis-Infektion nicht erzielt werden. Die Autoren diskutierten, dass die bessere protektive Wirkung des SAO-QuilA-Impfstoffes mit einer erhöhten IgG“2“-Produktion im Zusammenhang stand. Nach dem heutigen Stand kann aber nicht davon ausgegangen werden, dass die von Li et al. (2007) zur Differenzierung von IgG“1“ und IgG“2“ eingesetzten Sekundärantikörper nur einen IgG-Isotypen erkennen (Baums et al. 2010). Weiterhin fällt auf, dass Li et al. (2007) ein vergleichsweise hohes Verhältnis von neutrophilen Granulozyten zu Bakterien (500:1) eingesetzt wurde. In den Studien von Baums et al. (2009) wurde das Adjuvans Emulsigen sowohl zusammen mit einer

Ganzzellvakzine als auch mit einer Subunitvakzine eingesetzt. Die Vakzinierung von Schweinen mit der Ganzzellvakzine und dem Adjuvans Emulsigen führte hier zu einem signifikanten Schutz gegenüber einer homologen Belastung und war mit der Induktion opsonisierender Antikörper assoziiert. Im Rahmen dieser Arbeit wurden durch Serotyp-2- und 9-Kombinationsvakzinen sowohl unter Verwendung von Emulsigen als auch QuilA signifikant erhöhte antiMRP-Antikörpertiter induziert. Eine Unterscheidung zwischen IgG“1“ und IgG“2“ wurde hierbei nicht vorgenommen, da eine Isotypendifferenzieung mit den Antiseren von Serotec nicht möglich ist. Die durch die Emulsigen-Kombinationsvakzine induzierten Titer waren höher als die durch die QuilA-Kombinationsvakzine hervorgerufenen. Im Gegensatz zu den Ergebnissen von Baums et al. (2009) wurde in dieser Arbeit aber keine Induktion opsonisierender Antikörper nach zweimaliger Immunisierung beobachtet. Dieses Ergebnis trat unabhängig von dem eingesetzten Adjuvans auf. Die vergleichsweise niedrigen antiMRP-Titer nach der Immunisierung mit der QuilA-Kombinationsvakzine könnten mit der Konzentration des Adjuvans im Impfstoff zusammenhängen. Im Adjuvantienversuch dieser Arbeit wurde Quil A in einer Konzentration von 0,025%

(v/v) eingesetzt, während Li et al. (2007) eine Konzentration von 40% (v/v) wählten.

Die im Adjuvantienversuch eingesetzte Konzentration des Emulsigens war mit 20 % (v/v) vergleichsweise hoch, aber identisch mit der von Baums et al. (2009), eingesetzten Konzentration. In dieser Arbeit wurde sich grundsätzlich bei der Wahl der Adjuvantienkonzentrationen an die Empfehlung des Herstellers gehalten.

Die beiden Adjuvantien Montanide IMS und Montanide Gel01 wurden in dieser Arbeit nach dem Stand der Literatur erstmalig für einen S.-suis-Impfstoff ausgewählt. Das Adjuvans Montanide IMS beinhaltet Nanopartikel, während im Adjuvans Montanide Gel01 hochmolekulare Polymere für die Wirksamkeit entscheidend sind. Beide Adjuvantien wurden bereits in anderen Tierimpfstoffen erfolgreich eingesetzt (Jang et al. 2011; Waghmare et al. 2009).

Im Adjuvantienversuch erfolgte in allen vier Gruppen eine Serokonversion nach der zweiten Immunisierung und die Tiere hatten zum Teil hohe Antikörpertiter gegen das rekombinante MRP von einem virulenten Serotyp-2-Stamm gebildet. Zwischen den einzelnen Gruppen, die die verschiedenen Adjuvantien erhalten hatten, gab es signifikante Titerunterschiede. Die beiden Gruppen, die als Adjuvans Emulsigen und Montanide IMS erhielten, zeigten im Vergleich zu den anderen Gruppen signifikant höhere Antikörpertiter. Auch Bennecke (2008) konnte die Bedeutung des Adjuvans

Kapitel 2: Untersuchungen zur immunogenen Wirkung einer Streptococcus suis Serotyp-2- und 9-Kombinationsvakzine

für die protektive Wirkung einer S.-suis-Vakzine durch unterschiedliche Immunisierungsexperimente belegt werden. Eine signifikante protektive Wirkung der Ganzzellvakzine konnte nur mit der Öl-in-Wasser Emulsion (Emulsigen), nicht aber mit Aluminiumhydroxid, erreicht werden. Dies steht in Einklang mit Immunisierungsversuchen von Wisselink et al. (2001), in denen auch keine protektive Wirkung mit einer mit Aluminiumhydroxid versetzten Serotyp-2-Ganzzellvakzine erzielt werden konnte.

In den experimentellen Immunisierunsversuchen gegen S. suis beim Schwein wurden bisher überwiegend Ganzzellvakzinen und Subunitvakzinen auf ihre protektive Wirkung gegenüber einer Belastung mit einem homologen Stamm untersucht (Baums et al. 2009; Dekker et al. 2011; Li et al. 2011; Wisselink et al.

2001; Zhang et al. 2009). In den Immunisierungsversuchen von Baums et al. (2009) konnte mit einer Einzelganzzellvakzine im Gegensatz zur Subunitvakzine eine homologe Protektion ausgelöst werden. Eine deutliche heterologe Schutzwirkung war jedoch nicht vorhanden. Wisselink et al. (2001) konnte mit Subunitvakzine, bestehend aus MRP und EF bei einer homologen Infektion einen Schutz vor Morbidität und Mortalität, vergleichbar mit dem einer Serotyp-2-Ganzzellvakzine, erreichen. Ein immunogenes Antigen, das im Schwein einen Schutz gegen die beiden Serotypen 2 und 9 hervorruft, wurde bislang jedoch nicht beschrieben. Eine Kombination von bestandsspezifischen Ganzzellvakzinen ist in der Praxis üblich. Die Entwicklung einer Kombinationsvakzine, bestehend aus den beiden wichtigsten in Europa vorkommenden Pathotypen (Wisselink et al. 2000), liegt daher nahe.

In dieser Arbeit sollte eine Kombinationsvakzine, die aus zwei verschiedenen Serovaren bestand, hinsichtlich ihrer immunogenen Wirkung untersucht werden. Im Gegensatz zu den vorausgegangenenen Monovakzineversuchen wurde keine Induktion opsonisierender Antikpörper im Adjuvantienversuch beobachtet. Als Erklärung für diesen wichtigen Unterschied kommen folgende Unterschiede in Betracht: 1. Die Produktion des Kombinationsimpfstoffes erfolgte, im Gegensatz zu den Monovakzinen, unter industriellen Bedingungen. Dies führte beispielsweise zu längeren Lagerzeiten von mehrere Wochen und zum Einsatz eines Konservierungsmittels; 2. Das Impfvolumen von 2 ml pro Impfdosis sollte nicht überschritten werden. Aus diesem Grund konnten die beiden Serotypen nicht ohne Zentrifugation in der gleichen Impfdosis wie die Monovakzine appliziert werden. Im

Gegensatz zu den Serotyp-2- und Serotyp-9-Monoganzzellvakzinen (Baums et al.

2009; Büttner et al. 2012), enthielt die Kombinationsvakzine des Adjuvantienversuches nur die Hälfte des Keimgehaltes von jedem Serotyp. Eine denkbare Möglichkeit, die Konzentration jedes Stammes in der Kombinantionsvakzine in Zukunft zu erhöhen, sollte durch die Zentrifugation der Kulturen möglich werden. Es ist aber unklar, ob die Zentrifugation der Bakterien die Wirksamkeit des S.-suis-Impfstoffes verändert. 3. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass eine Serotyp-2- und 9-Kombinationsvakzine grundsätzlich eine geringere immunogene Wirkung besitzt als eine Monovakzine. Allerdings wurde die Kombination von zwei Serotypen in einem Impfstoff bereits für andere Erreger beschrieben. In einem Impfstoff gegen Haemophilus parasuis wurden die beiden Serotypen 2 und 5 verwendet und experimentell im Schwein auf ihre Wirksamkeit getestet. Dabei zeigte sich, dass die Tiere bei einer homologen Belastung mit den beiden Serovaren geschützt waren, während die Immunisierung mit einer Monovakzine nicht gegen die heterologen Belastung schützte (Takahashi et al.

2001). 4. Mit der Serotyp-2-Ganzellvakzine konnte auch in den vorhergehenden Versuchen (Baums et al. 2009; Büttner et al. 2012) eine höhere protektive Wirkung als mit der Serotyp-9-Ganzzellvakzine (Baums et al. 2009; Büttner et al. 2012) erzielt werden. Durch eine Erhöhung des Anteils vom Serotyp-9-Stamm könnte die Kombinationsvakzine optimiert werden. 5. Eine Rolle für die Immunisierung spielt auch das Alter der Tiere bzw. der Einfluss von maternalen Antikörpern. Im Vergleich zu den Monovakzineversuchen, in denen die Tiere mit 4 Wochen die erste Immunisierung erhielten, waren die Tiere im Kombinationsvakzineversuch eine Woche jünger.

Um die Problematik der Kombinationsvakzinen, insbesondere die ausgebliebene

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