Vergleich verschiedener Immunisierungsstrategien gegen Streptococcus suis beim Schwein: Zusammenhang zwischen humoraler Immunantwort und Protektion

S. suis ist ein bedeutsamer Erreger von Septikämien, Meningitiden, Serositiden, Arthritiden und Pneumonien beim Schwein. Es wurden 33 Serotypen beschrieben, wobei die Serotypen 2 und 9 in Europa am häufigsten mit dem Auftreten von Krankheiten in Verbindung stehen. Bestandsspezifische Ganzzellvakzinen vermitteln nur einen partiellen, serotypspezifischen Schutz. Der humoralen Immunantwort kommt bei der Protektion gegenüber S.-suis-Infektionen eine hohe Bedeutung zu. In dieser Arbeit erfolgte daher die vergleichende Charakterisierung der humoralen Immunantwort von Absetzferkeln auf vier unterschiedliche S.-suis-Vakzinen, (I) eine S.-suis-Serotyp-2-Ganzzellvakzine, (II) eine Subunitvakzine aus Oberflächenproteinen, (III) eine Serotyp-2-Kapselkonjugatvakzine und (IV) eine Lebendvakzine basierend auf einer attenuierten isogenen ofs Serotyp-2-Mutante. Ein wichtiges Ziel dieser Arbeit war die Identifizierung eines prognostischen Indikators für die protektive Wirkung von S.-suis-Vakzinen. Hierfür sollte ermittelt werden, welche quantitativen und qualitativen Unterschiede zwischen den humoralen Immunantworten auf die verschiedenen S.-suis-Immunisierungen bestehen. Die Schutzwirkung der Vakzinen I, II und IV wurde durch experimentelle Belastungsversuche mit einem homologen Serotyp-2- und einem heterologen Serotyp-9-Stamm bestimmt, die im Fall der ersten beiden Vakzinen bereits abgeschlossen waren, beziehungsweise im Fall der Lebendvakzine im Rahmen dieser Arbeit durchgeführt wurden. Für die Vakzine III wurde ausschließlich die Immunantwort untersucht. Die Applikation der Ganzzellvakzine bewirkte eine signifikante Protektion gegenüber dem homologen hochvirulenten Serotyp-2-Stamm. Gegenüber der heterologen Belastung war jedoch kein deutlicher Schutz vorhanden. Die Subunitvakzine und die Lebendvakzine zeigten weder eine homologe noch eine heterologe Schutzwirkung. Die Seren der Versuchstiere wurden zunächst im ELISA auf Antikörper gegen verschiedene S.-suis-Antigene untersucht. Alle Versuchstiere wurden auf Antikörper gegen die Kapsel getestet, während die Ermittlung des gesamt-Serum-IgG gegen EF, MRP und Suilysin für die Lebendvakzine und die IgG-Isotypisierung der Antikörper gegen SAO und MRP für die Ganzzell- und Subunitvakzine erfolgte. Ferner wurden alle Seren im Opsonophagozytose-Test und darüber hinaus die Seren aus dem Lebendvakzineversuch im Suilysin-Neutralisationstest untersucht. Alle untersuchten Vakzinen induzierten einen signifikanten Anstieg der Serum-IgG-Titer gegen Antigene von S. suis. Sowohl die Applikation der Ganzzell- als auch der Subunitvakzine resultierten in hohen, spezifischen IgG1- und IgG2-Titern gegen die Oberflächenantigene MRP und SAO, dabei war IgG2 in allen Gruppen der dominierende Isotyp. Die anti-SAO-IgG2-Titer der Subunitvakzinegruppe waren geringfügig höher als die der Ganzzellvakzinegruppe, eine Korrelation hoher IgG2-Titer mit Protektion konnte somit nicht festgestellt werden. Eine deutliche Immunantwort auf die Kapsel konnte nur durch die Kapselkonjugatvakzine erreicht werden. Die Lebendvakzine löste vor allem hohe Titer gegen Suilysin aus. Damit übereinstimmend wurden auch Suilysin-neutralisierende Antikörper gebildet. Im Gegensatz zur Lebend- und Subunitvakzine führte die Applikation sowohl der Ganzzell- als auch der Kapselkonjugatvakzine zur Bildung opsonisierender Antikörper gegen den Serotyp-2-Stamm. Dies ging in der Ganzzellvakzinegruppe mit einer signifikanten Protektion einher. Darüber hinaus korrelierten auch die opsonophagozytotischen Titer der Einzeltiere mit dem Schutz gegen eine Infektion mit dem Serotyp-2-Stamm. Im Einklang mit der geringen Protektion gegenüber der Serotyp-9-Belastung wurden durch alle Vakzinen auch nur wenig opsonisierende Antikörper gegen den Serotyp-9-Stamm induziert. Die Präadsorption von Seren mit dem Serotyp-2-Wildtyp oder einer kapsellosen Mutante zeigte, dass sich die opsonisierenden Antikörper der Tiere aus dem Ganzzellvakzineversuch im Gegensatz zum Konjugatvakzineversuch nicht gegen die Kapsel richteten. Die Ergebnisse dieser Arbeit legen nahe, dass die protektive Wirksamkeit der Vakzinen im Zusammenhang stand mit ihrer Fähigkeit zur Induktion opsonisierender Antikörper gegen den Belastungstamm. Im Gegensatz dazu konnten hohe IgG2-Titer gegen MRP und SAO ebenso wie mäßige Titer Suilysin-neutralisierender Antikörper nicht mit einer Protektion in Verbindung gebracht werden. Im Unterschied zu allen anderen getesteten Vakzinen löste die Kapselkonjugatvakzine eine Bildung opsonisierender Antikörper gegen die Kapsel aus. Basierend auf den Ergebnissen dieser Arbeit sollten zukünftige Studien darauf ausgelegt sein, Vakzinekandidaten zu identifizieren, welche opsonisierende Antikörper gegen die wichtigsten Serotypen von S. suis induzieren. Mit der in dieser Arbeit vorgestellten Kapselkonjugatvakzine steht daher ein viel versprechender Impfstoff zur Verfügung, dessen protektive Eigenschaften in Belastungsexperimenten evaluiert werden sollten.