Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

Jens-Christian Cors

Untersuchungen zu lokalen Immunreaktionen nach Impfung gegen das Newcastle Disease Virus mit einem rekombinanten Putenherpesvirus und einer herkömmlichen Lebendvakzine

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-103770

title (engl.)

Investigations of local immunity following vaccination with a recombinant Herpesvirus of turkeys against Newcastle Disease (rHVT-ND) and a commercial Newcastle Disease-live vaccine

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2013

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/corsj_ws13.pdf

abstract (deutsch)

Die Newcastle Disease (ND) wird durch das aviäre Paramyxovirus Serotyp 1 (APMV-1) verursacht. Bei Huhn und Pute kann die Erkrankung in Abhängigkeit von der Virulenz des APMV-1 Stammes vom perakuten Tod bis zur subklinischen Erkrankung variieren. Trotz umfangreicher Impfprogramme und Schutzmaßnahmen werden durch die Erkrankung weltweit erhebliche wirtschaftliche Verluste verursacht. Herkömmliche Impfprogramme induzieren lokale und systemische Immunität, jedoch gehen sie teilweise mit Impfreaktionen einher und verhindern nicht in allen Fällen eine Erkrankung und Virussauscheidung.

Rekombinante Vakzinen auf der Basis eines Putenherpesvirus (HVT), welche das F-Protein des APMV-1 exprimieren (rHVT-ND), stellen eine interessante Alternative zu herkömmlichen Impfstoffen dar. Durch rHVT-ND kann eine Immunität sowohl gegen die Newcastle Disease als auch die Marek’s Disease erzeugt werden.

In dieser Arbeit wurde die Wirkung einer rHVT-ND-Vakzine auf systemische sowie lokale Immunreaktionen des oberen Respirationstraktes, der Lunge und der Zäkaltonsillen untersucht. Die Effekte wurden bei spezifisch pathogen-freien Hühnern (Experiment 1) und kommerziellen Broilern (Experiment 2) untersucht und mit der Wirkung einer herkömmlichen Lebendvakzine verglichen. rHVT-ND wurde zusätzlich mit dieser Lebendvakzine kombiniert, um eine mögliche Steigerung der Immunität zu untersuchen.

Folgende Parameter wurden zwischen ungeimpften, rHVT-ND-, ND-Lebend- und rHVT-ND+ND-Lebend-geimpften Gruppen verglichen: 1) Die Anzahl zirkulierender sowie lokaler B-, T-Zell- und Makrophagenpopulationen in Harderscher Drüse, in Konjunktiva-assoziiertem lymphatischem Gewebe, in Lunge und in Zäkaltonsille. 2) Die systemische und lokale ND-Antikörperproduktion. 3) Die tracheale und kloakale Virusauscheidung nach einer Belastungsinfektion.

In dieser Studie waren nach einer rHVT-ND Impfung lokale Immunzellpopulationen im Vergleich zur Kontrollgruppe leicht erhöht. Bei Broilern wurde eine signifikante Erhöhung von CD4+ Zellen in Lungen fünf Tage nach rHVT-ND Impfung beobachtet (p<0,05).

Zudem wurde nach rHVT-ND-Impfung ein durch den HAH-Test und ELISA messbarer Antikörpertiter erzeugt.

Es konnte gezeigt werden, dass eine rHVT-ND-Impfung zur einer Verringerung der Virusübertragung von belastungsinfizierten SPF-Tieren auf naive Empfängertiere führte. Nach einer Belastungsinfektion mit dem APMV-1 Stamm LaSota von rHVT-ND geimpften SPF-Tieren schieden diese das Virus zwar aus, jedoch war die Übertragung auf naive Empfängertiere signifikant reduziert (p<0,05). Bei Broilern zeigte sich diese verringerte Übertragung aufgrund von Interferenz mit maternal vermittelter Immunität nicht.

Es wurden stärkere Immunantworten bei einer Kombination von rHVT-ND und der Lebendvakzine beobachtet. Neben der Erhöhung und Verlängerung der Immunantwort bietet die Kombination durch rHVT-ND weitere Vorteile, wie die Möglichkeit der in-ovo Applikation, den Vorteil einer geringeren Interferenz mit maternalen Antikörpern und einer längeren Expression des Antigens im Vergleich zu herkömmlichen Lebendvakzinen. Die Erhöhung der Immunantworten kommt wahrscheinlich durch einen additiven, wenn nicht sogar synergistischen Effekt der beiden Vakzinen zustande. Dieser beruht wahrscheinlich auf dem Priming der Lebendvakzine und der parallel dazu stattfindenden konstanten Antigenexprimierung und dadurch Boosterung des latenten rHVT-ND.

Somit bietet eine rHVT-ND-Kombination mit einer Lebendvakzine eine zukunftsweisende Alternative zu der in herkömmlichen Impfprogrammen verwendeten Kombination eines Lebendimpfstoffes mit einer Inaktivatvakzine, wobei rHVT-ND eine lokale respiratorische Teilimmunität bei SPF-Tieren stimuliert und zusätzlich einen verstärkten Effekt mit der ND-Lebendvakzine bewirkt.

 

abstract (englisch)

Newcastle Disease (ND), caused by the Avian Paramyxovirus Serotype 1 (APMV-1), is responsible for severe damages and economical losses in the poultry industry worldwide. The development of clinical disease is dependent on the virulence of the involved AMPV-1 strain, the host species and the immune status of the host. Symptoms may vary from subclinical infection to peracute death with high mortality in a flock. Conventional vaccination regimes stimulate local and systemic immunity and may provide clinical protection in most cases, but viral shedding and spreading of disease still may occur. Therefore, optimisation of existing vaccination strategies is required. New generation vaccines like a recombinant herpesvirus of turkeys expressing the F-protein of APMV-1 are interesting alternatives to conventional vaccines. If and to what extent they may induce local immunity, and reduce or prevent viral shedding in the upper respiratory tract is not clear.

In this study, we investigated the effect of rHVT-ND on systemic as well as local immunity in the upper respiratory tract, the lung and cecal tonsils.

The following parameters were compared between non-vaccinated, rHVT-ND-, live ND- and rHVT-ND + live ND-vaccinated SPF-chickens (experiment 1) and commercial broilers (experiment 2): 1) Circulating as well as local B-, T-cell and macrophage populations in the Harderian gland, in the conjunctiva-associated lymphoid tissue, in lung and cecal tonsil. 2) Local and systemic antibody production. 3) Tracheal and cloacal virus shedding after a challenge infection.

The study has shown that local immune cell populations were raised slightly in rHVT-ND groups compared to the control group. CD4+ cells were raised significantly in the lung on day five post rHVT-ND vaccination in broilers (p<0,05).

rHVT-vaccination alone induced partial local respiratory immunity. After challenge with APMV-1 strain LaSota SPF-chickens from the rHVT-ND vaccinated group shed virus comparable to the control group, but spreading to naive sentinels was reduced significantly (p<0,05). Possibly due to interference with maternal immunity, these effects were not seen in broiler chickens.

Vaccination with rHVT-ND induced detectable serological HI- and ELISA-titers.

Immune responses were higher in the dual-vaccinated groups as seen in higher humoral antibody titers. Furthermore, application of rHVT-ND provides several advantages such as the possibility of in-ovo application, lower interference with maternal antibodies and a longer antigen expression compared to conventional ND-vaccines, especially inactivated ND-vaccines.

The enhancement of the immunological response in dual-vaccinated chickens may be explained by an additive or synergistic effect of the both vaccines, which consists of priming of the ND-live vaccine and steady antigen expression and thereby boostering by the latent rHVT-ND.

Therefore, a combination of rHVT-ND and ND-live vaccine provides an alternative to conventional vaccination regimes, where ND-live is combined with inactivated ND-vaccines. rHVT-ND provides next to partial local immunity and a long latency period with long antigen expression an increased immunological effect in combination with a live vaccine.

 

keywords

Newcastle Disease, rekombinantes Putenherpesvirus, lokale Immunität/Newcastle Disease, recombinant herpesvirus of turkeys, local immunity

kb

2.468