Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Pathogenesestudie eines intermediärvirulenten Gumborovirus in spezifiziert-pathogen-freien (SPF) Hühnern und kommerziellen Broilern

Jung, Arne

Gumboro disease is caused by the infectious bursal disease virus (IBDV), a member of the Birnaviridae family. This viral infection of young chickens has a worldwide distribution. The disease is characterized by increased mortality rates and immunosuppression. Both may lead to severe economic losses. Most of the studies regarding IBD vaccines have been conducted in specific pathogen free (SPF) birds. It is not known if the information obtained from studies in SPF birds can be transferred to broilers, because they have a different genetic background and often show maternally derived antibodies. Furthermore there is no information about the influence of maternally derived antibodies on the genetic stability of the IBDV vaccine virus. In this study the pathogenesis of an intermediate IBDV vaccine was compared between SPF leghorn chickens and commercial broilers. Two trials were conducted: In the first trial, SPF chickens without maternally derived antibodies and broilers with low maternally derived antibody titers were used. Eighty-six % of the broilers had maternal antibody titers below the breakthrough titer of the vaccine. In the second trial SPF chickens without maternally derived antibodies and broilers with higher maternally derived antibody titers were vaccinated, only 22% of the broilers  had antibody titers below the breakthrough titer. There were no significant differences in the induction of bursal lesions and the antibody response between SPF chickens and broilers with low maternally derived antibodies. Both groups were fully protected against challenge with vvIBDV. In the broilers with higher maternal antibodies a delay in the induction of bursal lesions and antibody response was seen compared to SPF chickens. The influence of maternally derived antibodies on the genetic stability of the IBDV vaccine virus was investigated by sequencing virus-isolates from bursa homogenate of SPF chickens and broilers. At different days post vaccination virus RNA was isolated and a 743 bp region of the IBDV genome encoding the variable region of VP2 was amplified by RT-PCR. The PCR products were sequenced. Changes in the predicted amino acid sequence were seen in isolates from SPF chickens as well as broilers independent of the level of maternally derived antibodies. In summary, this study shows that results from vaccine trials in SPF chickens can only be transferred to broilers with low maternal antibody titers. Changes in the vaccine virus genome were seen  independent of the level of maternally derived antibodies, possibly induced by the development of the active immunity.

Die Gumboro-Krankheit wird durch das Virus der infektiösen Bursitis (IBDV), ein Birnavirus, verursacht. Die Erkrankung tritt bei jungen Hühnern auf und ist weltweit verbreitet. Neben der erhöhten Mortalitätsrate führt vor allem die durch das Virus verursachte Immunsuppression zu großen wirtschaftlichen Verlusten. Bei experimentellen Untersuchungen, welche zur Evaluierung der Wirksamkeit und Unbedenklichkeit von IBDV-Vakzinen durchgeführt werden, werden zumeist spezifiziert-pathogen-freie (SPF) Hühner vom Legetyp verwendet. Es ist unklar, ob sich die Ergebnisse dieser Untersuchungen auf Broiler übertragen lassen, da diese einen anderen genetischen Hintergrund haben und oft maternale Restantikörpertiter aufweisen. Weiterhin stellt sich die Frage, ob die maternalen Antikörper möglicherweise einen Einfluss auf die Stabilität des Impfvirusgenoms haben. In dieser Arbeit wurden der Verlauf der Impfreaktion zwischen SPF-Hühnern vom Legetyp und Broilern nach Impfung mit einem intermediärvirulenten IBDV-Stamm verglichen. Dabei wurden zwei Versuche durchgeführt: In Versuch 1 wurden SPF-Hühner ohne maternale Antikörper und Broiler mit niedrigen maternalen Restantikörpertitern eingesetzt, 86% der Broiler wiesen einen Antikörpertiter unter dem vom Hersteller vorgegebenen Durchbruchtiter der Vakzine auf. In Versuch 2 wurden SPF-Hühner ohne maternale Antikörper und Broiler mit höherem maternalen Antikörpertiter eingesetzt, nur 22% der Broiler hatte Antikörperspiegel unter dem Durchbruchtiter der Vakzine. Es konnte gezeigt werden, dass es nach Impfung mit der IBD-Vakzine keine signifikanten Unterschiede in der Induktion von Bursaläsionen sowie bei der Induktion der Antikörperbildung zwischen SPF-Hühnern und Broilern mit niedrigem maternalen Restantikörpertiter gibt. Die geimpften Tiere beider Nutzungsrichtungen waren vor einer Belastungsinfektion mit vvIBDV geschützt. Bei den Broilern mit höherem maternalen Antikörperspiegel kam es zu einer Verzögerung der Antikörperbildung sowie der Induktion von Bursaläsionen. Zur Untersuchung des Einflusses der maternalen Restantikörper auf die Stabilität des Impfvirusgenoms wurde Impfvirus-RNA an verschiedenen Tagen nach Impfung aus der Bursa cloacalis geimpfter Tiere beider Nutzungsrichtungen isoliert. Ein 743 bp großer Bereich des für die variable Region von VP2 kodierenden Genomabschnitts wurde mittels RT-PCR amplifiziert. Beim Vergleich der Sequenzen dieser PCR-Produkte konnte festgestellt werden, dass Veränderungen in dem Impfvirusgenom weitestgehend unabhängig von zirkulierenden maternalen Restantikörpern auftreten. Es wurden vergleichbare Mutationsraten in den geimpften SPF-Tieren und Broilern gesehen. Die Ergebnisse zeigen, dass die aus IBDV-Impfstoff-Versuchen in SPF-Hühnern gewonnenen Erkenntnisse nur auf Broiler übertragen werden dürfen, die maternale Antikörpertiter deutlich unter dem Durchbruchtiter aufweisen. Veränderungen im Impfvirusgenom traten unabhängig von maternalen Antikörpern auf, möglicherweise können in vivo unter dem Einfluss der sich bildenden aktiven Immunität neue Subpopulationen entstehen.

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Jung, Arne: Pathogenesestudie eines intermediärvirulenten Gumborovirus in spezifiziert-pathogen-freien (SPF) Hühnern und kommerziellen Broilern. Hannover 2006. Tierärztliche Hochschule.

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