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Humorale und zelluläre Immunantwort bei Schafen nach Applikation eines inaktivierten Coxiella burnetii Phase I Impfstoffes

Ein inaktivierter C. burnetii Phase-I-Impfstoff ist derzeit nur für Rinder und Ziegen zugelassen, wird jedoch häufig zur Anwendung beim Schaf umgewidmet. Es existieren wenige bis keine Informationen über die Immunreaktion von Schafen auf Coxevac®. Uneinigkeit herrscht in der Praxis über das zu verwendende Injektionsvorlumen des Impfstoffs. Um darüber neue Erkenntnisse zu erhalten, wurden 18 einjährige, naive, nicht tragende weibliche Schafe zufällig in drei Gruppen zur je sechs Tieren unterteilt, wovon zwei Gruppen unterschiedliche Dosen des Impfstoffs Coxevac® (1 ml oder 2 ml) erhielten. Die dritte Gruppe à sechs Tieren erhielt eine Injektion mit 0,9%iger Natriumchlorid-Lösung und diente als Kontrollgruppe. Zur Grundimmunisierung wurde die Impfung bzw. Injektion nach drei Wochen wiederholt und nach neun Monaten fand eine Booster‑Impfung statt. Über ein Jahr verteilt wurde von allen Schafen neun Mal eine Blutprobe entnommen. Diese Proben wurden mittels eines phasenunspezifischen ELISA sowie eines jeweils für die Phase I und Phase II spezifischen ELISA, mit einem Immunfluoreszenztest hinsichtlich IgG und IgM, mit einem Neutralisationstest sowie mit einem Interferon‑ɣ‑ELISA untersucht. Zur Erfassung von lokalen und systemischen Nebenwirkungen wurde das Allgemeinbefinden der Tiere regelmäßig überprüft und zusätzlich eine engmaschige Untersuchung der Körperinnentemperatur sowie der Hautfaltendicke durchgeführt. Die nach der Impfung mit Coxevac® auftretenden Nebenwirkungen bei Schafen sind als geringe Belastung einzustufen. In allen Tests konnte eine Immunreaktion der geimpften Schafe (Cox1 und Cox2) sowie das Ausbleiben einer Immunantwort bei nicht geimpften Schafen (Cox3) gezeigt werden. Ein Phasenwechsel von Phase-II-dominierend zu Phase-I-dominant findet in Tieren statt, die das erste Mal mit C. burnetii-Antigen in Kontakt kommen. Im Neutralisationstest konnte eine Reduktion von infizierten Zellen nach einer Zugabe des Serums der geimpften Schafe (Cox1 und Cox2) und eine Infektion mit C. burnetii Phase II verzeichnet werden. Über den gesamten Versuchsverlauf gab es nur wenige signifikante Unterschiede (p < 0,05) in der Immunantwort zwischen Cox1 und Cox2 in den o. g. Tests. Die Ergebnisse reichen meines Erachtens jedoch aus, um für die Praxis bei Schafen die Anwendung von lediglich 1 ml Coxevac® im Gegensatz zu 2 ml Coxevac® bei Ziegen zu empfehlen. Mithilfe des IFN-ɣ-Tests konnte gezeigt werden, dass eine Freisetzung von IFN-ɣ erst nach der dritten Impfung erfolgte. Wahrscheinlich ist erst nach dieser dritten Impfung ein belastbarer zellulärer Impfschutz zu erwarten. Diese dritte Impfung kann möglicherweise auch bereits nach sechs bis sieben Monaten erfolgen, anstatt nach neun Monaten, wie im vorliegenden Versuch, um das mögliche Auftreten einer immunologischen Lücke zu verhindern und einen früheren Impfschutz zu ermöglichen. Die Ergebnisse aus dieser Studie wurden aus einer limitierten Zahl von Tieren gewonnen, die hier gewonnenen Erkenntnisse sollten in zukünftigen Forschungsarbeiten näher und wenn möglich an einer größeren Anzahl von Tieren durchgeführt werden, um genauere Angaben zur humoralen und zellulären Immunantwort geben zu können.

The vaccine Coxevac® is authorized by the Friedrich-Loeffler-Institut for application in cattle and goats. The use in sheep is considered as off label use. Little is known about the immune response to Coxevac® by sheep. Many veterinarians are not certain about the dose administered to sheep. To obtain insight in this topic 18 one-year-old, juvenile, female sheep, naïve to C. burnetii, were randomly divided in three groups with 6 sheep in each group. One group received 1 ml of Coxevac® (Cox1), the second group received 2 ml of the vaccine (Cox2) and the third group (Cox3) was left as a control group and received 2 ml of sodium chloride 9 mg/ ml solution. For the primary immunization each group received a subcutaneous injection twice within three weeks. A third vaccination was carried out after nine months. During one year blood samples were taken from the sheep and observed using a non-phase-specific ELISA, a phase-specific ELISA, a gamma interferon ELISA, an immunofluorescence test detecting IgG and IgM, and a neutralization test. To detect side effects associated with the vaccination, the general condition of all animals in this study was observed. On top of that the body temperature and the local reaction to the vaccination were inspected strictly. The side effects that occurred are considered as miner stress for the sheep. All tests in the study detected an immune response in the vaccinated sheep (Cox1 and Cox2) as well as an absence of immune response in the control group (Cox3). A change of dominance in phases starting with a phase II dominance followed by a phase I dominance could be observed in the animals after their first contact to C. burnetii antigen. In a neutralization test a reduction of infected cells after addition of sera taken from the sheep of Cox1 and Cox2 and infection with phase II C. burnetii was observed. There have just been very few significant differences (p < 0,05) in the results of the immune reaction between Cox1 and Cox2 in all tests. This gives a first hint that a 1 ml dose per vaccination might be sufficient for sheep. With the help of the IFN-ɣ test a cellular immune response could be shown after the third vaccination. Presumably a full protection is not given before the third vaccination. This third vaccination might be planed already for the sixth or seventh months after basic immunisation instead of boostering after nine months as in this study. This might prevent the occurrence of an immunologic gap and could initiate an earlier cellular protection. The fact that only 18 sheep were included into this study reduces the validity of the results and just gives a first insight in immune response dynamics in sheep after vaccination. Further studies should be performed in the future, maybe using a larger number of animals, to give more detailed information for the use of Coxevac® in practice.

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