Zbl. Vet. Med. B, 19, 406-411 (1972) @ 1972 Verlag Paul Parey, Berlin und Hamburg

Aus der Bundesforschungsanstalt fur Viruskrankheiten der Tiere, Tiibingen

Friihe Stadien der Immunitat nach Impfung von Schweinen

mit einer Maul- und Klauenseuche DEAE-Dextran-Vakzine

Von

G. WITTMANN

Mit 5 Tabellen

(Eingegangen am 22. Februar 1972)

Einleitung In einer Reihe fruherer Untersuchungen ist die Brauchbarkeit von Maul-

und Klauenseuche (MKS)-DEAE-Dextran-Vakzinen fur die Schutzimpfung von Schweinen nachgewiesen worden (WITTMANN et al., 1970, 1971, 1972). Die Testinfektion der Impflinge wurde dabei fruhestens 6 Wochen post vacc. vorgenommen. Erhebliche Mengen von neutralisierenden Antikorpern waren aber schon am 4. Tag post vacc. in den Seren der vakzinierten Tiere vor- handen. Es ist somit anzunehmen, dai3 der Impfschutz bereits sehr kurze Zeit nach der Vakzinierung eintritt. In entsprechenden Versuchen, uber die im folgenden berichtet wird, ist diese Annahme uberpruft und bestatigt worden.

Material und Methoden Fur die Versuche wurde der MKS-Virusstamm 0, Kaufbeuren, und zwar

die 6. Passage in BHK21-Zellen verwendet. Das Virusmedium bestand aus Lavitmedium ohne Serumzusatz (HAUSEN u. SCHAFER, 1962). Der Infektiosi- tatstiter des Virus betrug 107v7 kulturinfektiose Einheiten (KID,,) pro ml.

Das Verfahren der Vakzineherstellung ist bereits an anderer Stelle aus- fuhrlich beschrieben worden (WITTMANN et al., 1970,1972).

Als Versuchstiere wurden 50 Schweine der Rasse ,,Veredeltes Land- schwein" in einem Alter von acht bis zehn Wochen verwendet. Die Tiere stammten aus sieben landwirtschaftlichen Betrieben aus verschiedenen Gegen- den von Baden-Wurttemberg. Sie wurden vor der Vakzinierung gemischt und in Zehnergruppen auf funf Isolierstalle verteilt.

Die Vakzinierung der Schweine erfolgte tief intramuskular in die Nacken- muskulatur. Die Impfdosis betrug 10 ml; in ihr waren 10s97 inaktivierte KID,, enthalten.

Vor der Vakzinierung und zu verschiedenen Zeiten danach wurde von den Schweinen Serum gewonnen und, wie bereits beschrieben (WITTMANN et

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Schwein Nr.

al., 1970), im Neutralisationstelit gepruft. Die Neutralisationstiter (ND50) wurden nach KARBER (1931) berechnet. Sie beziehen sich auf 0,l ml Serum- verdunnung.

Die Testinfektion der vakzinierten Tiere erfolgte mit homologem Virus durch Kontakt mit virusausscheidenden Schweinen (WITTMANN et al., 1970).

ND, Lasionen 2 ) I

Ergebnisse Fur die Immunitatsprufungen wurden jeweils zehn vakzinierte Schweine

verwendet. Die erste Immunitatsprufung fand vier Tage post vacc. statt. Ihr Verlauf ist aus Tabelle 1 ersichtlich. Die ND,,-Werte der vakzinierten Tiere vor der Testinfektion schwankten zwischen 1 : 158 und 1 : 1950. Nach der Testinfektion waren neun der vakzinierten Tiere gegen eine Infektion mit MKS-Virus geschiitzt; ein Tier, das vor der Testinfektion einen ND5,-Wert

Schwein Nr.

Tabelle 1 Immunitat der vakzinierten Schweine vier Tage post vacc.

ND,, '1 Lasionen 2 )

~~

Anrnerkungen (gelten fur Tabellen 1 - J ) :

vor der Testinfektion. *) Reziproker Wert der Serum-Neutralisationstiter. Durchschnitt aus zwei Titrierungen

2, Pluszeichen geben Zahl der Extremitaten mit MKS-Lasionen an. s, Rudimentare Aphthenbildung. 4, Nicht vakzinierte Kontrollschweine mit MKS-Virus infiziert. 7 Nicht gepriift.

Tabelle 2 Immunitat der vakzinierten Schweine eine Woche post vacc.

474 48 1 481 496 503 508 52 1 523 526 533

Vakzinierte Tiere

1305 535 1695 945 945 235 700 305 1200 1045

494 Infizierte L )

529 Kontakttiere . 5 ) + + + +

+ + + + (gestorben)

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Schwein Nr.

von 1 : 700 hatte, zeigte am 9. Tag der Kontaktperiode an einer Extremitat eine trockene, kleine Blase, aus der weder komplementbindendes Antigen noch infektionsfahiges Virus isoliert werden konnte. Es handelte sich wahrscheinlich um eine rudimentare Aphthe.

Die zweite Immunitatsprufung wurde eine Woche post vacc. vorgenom- men. Ihre Ergebnisse zeigt Tabelle 2. Die ND,,-Werte der vakzinierten Tiere reichten vor der Testinfektion von 1 : 235 bis 1 : 1695. Nach der Testinfektion erwiesen sich alle Tiere als immun.

Die dritte Immunitatsprufung erfolgte zwei Wochen post vacc. (Siehe Tab. 3). Die ND,,-Werte der vakzinierten Tiere hatten vor der Testinfektion Extremwerte von 1 : 300 und 1 : 5400. Trotz relativ hoher Serum-Neutralisa- tionstiter von 1 : 300 und 1 : 450 erkrankten nach der Testinfektion zwei vak- zinierte Tiere; allerdings nur an einer Extremitat. Bei dem einen Tier war die Aphthenbildung typisch, bei dem anderen rudimentar.

Die vierte Immunitatsprufung fand drei Wochen post vacc. statt. (Siehe Tab. 4). Die ND,,-Werte der vaktinierten Tiere lagen vor der Testinfektion zwischen 1 : 405 und 1 : 2700. Nach der Testinfektion waren alle vakzinierten Tiere immun.

NDsn '1 1 Lasionen 2)

Tabelle 3 Immunitiit der vakzinierten Schweine zwei Wochen post vacc.

I Schwein Nr. I NDqn ' 1 I Lisionen 2 )

475 482 484 486 491 493 495 499 50 1 506

Vakzinierte T iere

5400 2400 300 2400 1100 1600 450 700 1400 940

+ ) 3,

526 Infizierte 4) I 532 Kontak tt iere . 5 ) +*++

+ + + +

476 2400 - 480 510 - 485 1690 - 489 Vakzinierte 700 - 492 Tiere 2700 - 504 595 - 51 7 405 - 524 1124 - 530 890 - 479 Infizierte 4 ) . 5) + + + + 512 Kontakttiere + + + +

497 2400 -

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Schwein Nr.

Tabelle li Immunitat der vakzinierten Schweine vier Wochen post vacc.

ND,, ' 1 Lfsionen 2 ,

Die funfte Immunitatsprufung vier Wochen post vacc. (siehe Tab. 5) gab ein ahnliches Ergebnis wie jene nach drei Wochen. Alle vakzinierten Tiere waren immun, obwohl jetzt die ND,,-Werte zum Teil signifikant niedriger lagen als in dem vorhergehenden Zeitabschnitt. Der Minimaltiter betrug nun 1 : 23; andererseits war jedoch noch ein Extremwert von 1 : 3600 nachweisbar.

Im Gegensatz zu den vakzinierten Tieren entwickelten alle Kontrolltiere nach der Infektion MKS-spezifische Aphthen an allen vier Extremitaten. Ein Kontrollschwein starb und zeigte bei der Sektion eine starke Herzmuskel- degeneration.

Besprechung der Befunde Die vorliegenden Untersuchungen haben gezeigt, daf3 es nach Impfung

von Schweinen mit einer MKS-DEAE-Dextran-Vakzine sehr rasch zu einer Ingangsetzung des Immunitatsmechanismus kommt. Bereits am 4. Tag post vacc. konnten bei den vakzinierten Schweinen Serum-Neutralisationstiter zwischen 1 : 158 und 1 : 1950 nachgewiesen werden. Zugleich waren diese Tiere gegen eine experimentelle Kontaktinfektion mit homologem Virus weit- gehend geschutzt. Lediglich eines von zehn vakzinierten Tieren entwickelte eine rudimentare Aphthe an einer Extremitat, aus der weder komplementbindendes Antigen noch infektionsfahiges Virus nachgewiesen werden konnte. Ahnlich gunstig waren die Verhaltnisse nach den nachsten Testinfektionen, die in einem Zeitraum von einer bis vier Wochen post vacc. stattfanden. Insgesamt erkrank- ten hierbei von vierzig vakzinierten Schweinen zwei Tiere an jeweils einer Extremitat, wobei in einem Fall lediglich eine rudimentare Aphthenbildung auftrat.

Infolge der schnell einsetzenden Schutzwirkung, die durch MKS-DEAE- Dextran-Vakzinen ausgelost wird, durfte es durch Anwendung dieser Vakzine bei einer MKS-Epizootie ohne Schwierigkeiten moglich sein, den Seuchenzug innerhalb weniger Tage zum Stillstand und zum Erloschen zu bringen.

Die hochsten Serum-Neutralisationstiter traten ein, zwei und drei Wochen nach der Vakzinierung auf. Vier Wochen post vacc. waren die ND,,-Werte dagegen teilweise deutlich niedriger. Wie in f ruheren Untersuchungen zeigte sich auch hier wieder, daf3 die Serum-Neutralisationstiter nicht unbedingt etwas uber den Impfschutz aussagen. Wahrend Tiere mit ND,,-Werten von 1 : 700, 1 : 450 und 1 : 350 erkrankten, blieben Tiere mit Titern von 1 : 23 und 1 : 86 gesund. Allerdings handelt es sich bei den zuletzt genannten Tieren

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um solche, die vier Wochen post vacc. testinfiziert wurden. Zu diesem Zeit- punkt dominieren aber bereits die IgG- uber die IgM-Antikorper. Es konnte sein, dai3 die Schutzwirkung der IgM-Antikorper geringer ist als jene der IgG- Antikorper.

Alle hier beschriebenen Befunde stimmen weitgehend mit jenen von GRAVES et al. (1968) iiberein, die diese bei der Impfung von Schweinen mit einer MKS-Uladjuvansvakzine erhielten. Hinsichtlich der Wirksamkeit beider Adjuvantien scheinen somit starke Parallelen zu bestehen.

Zusammenfassung Durch Impfung von Schweinen rnit einer MKS-DEAE-Dextran-Vakzine

gegen Virussubtyp 0, konnte innerhalb vier Tagen ein weitgehender Schutz gegen eine experiementelle Kontaktinfektion mit homologem Virus induziert werden. Lediglich eines von zehn vakzinierten Tieren entwickelte eine rudi- mentare Aphthe an einer Extremitat. khnlich gunstig waren die Verhaltnisse nach den folgenden Testinfektionen, die in einem Zeitraum von einer bis vier Wochen post vacc. stattfanden. Insgesamt erkrankten hierbei von vierzig vak- zinierten Schweinen zwei Tiere an jeweils einer Extremitat, wobei in einem Fall lediglich eine rudimentare Aphthenbildung auftrat.

Herrn STAMPKE danke ich fur seine gewissenhafte technische Assistenz.

Summary Early stages of immunity after inoculation of pigs

with a foot-and-mouth disease DEAE dextran vaccine Inoculation of pigs with a foot-and-mouth disease DEAE dextran vaccine

against virus type 0; produced within four days considerable protection against experimental infection with the homologous virus. A single animal among 10 vaccinated pigs developed a rudimentary vesicle on one leg. The situation was equally satisfactory after the following test infections, which took place in a period between one and four weeks after vaccination. Of 40 vaccinated pigs only two developed lesions and these were confined to a single limb and in one case only was there a rudimentary vesicle.

Resume Stades precoces de l’immunite aprts vaccination de porcs avec un vaccin DEAE-dextrane contre la fievre aphteuse

En vaccinant des porcs avec un vaccin anti-aphteux DEAE-dextrane, contre le sous-type viral 01, on est parvenu A induire en quatre jours une protection Ctendue contre une infection experimentale par contact avec un virus homologue. Un seul des dix animaux vaccines a developpk un aphte rudimentaire A une ext&mid. La situation est egalement favorable aprks les infections tests suivantes, qui ont eu lieu de une A quatre semaines post vacc. Sur les 40 porcs vaccines, deux animaux furent atteints de la maladie, chacun A une extr&mitk, avec, dans un cas seulement, la formation d’un aphte rudimentaire.

Resumen Estadios inmunitarios precoces tras inmunizacih

de cerdos con una vacuna antiaftosa DEAE-dextrano Mediante la inyecci6n de cerdos con una vacuna antiaftosa adicionada

de DEAE-dextrano frente a1 subtipo de virus 0, se pudo inducir en el plazo de cuatro dias una protecci6n amplia contra una infecci6n experimental de

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contact0 con virus hom6logo. Solo uno de diez animales vacunados des- arroll6 una afta rudimentaria en una extremidad. Favorables, de forma seme- jante, eran las circunstancias despues de las infecciones de prueba siguientes, efectuadas en un espacio de tiempo de una a cuatro semanas post vacc. Aqui enfermaron en total dos animales entre cuarenta cerdos vacunados en una extremidad cada vez, apareciendo en un caso s610 una formaci6n rudimen- taria de aftas.

Literaturverzeichnis 1. GRAVES, J. H., P. D. MCKERCHER, H. E. FARRIS, Jr. and K. M. COWAN, 1968: Early

response of cattle and swine to inactivated foot-and-mouth disease vaccine. Res. Vet. Sci. 9, 35.

2. HAUSEN, P., und W. SCHAFER, 1962: Untersuchungen uber ein Mause-Encephalomyelitis- Virus. 2. Naturforsch. 17 b, 15.

3. KARBER, G., 1931 : Beitrag zur kollektiven Behandlung pharmakologischer Reihenversuche. Naunyn-Schmiedebergs Arch. exp. Path. Pharmakol. 162, 480.

4. WITTMANN, G., K. BAUER und M. MUSSGAY, 1970: Versuche zur Schutzirnpfung von Schweinen mit Vakzinen aus inaktiviertern Maul- und Klauenseuche (MKS)-Virus. 11. Versuche mit Aethylaethylenimin (EE1)-inaktiviertem Virus und Diaethylarnino- aethyl-Dextran (DEAE-D) als Adjuvans. Arch. ges. Virusforsch. 29, 139.

5. Dieselben, 1970: Versuche zur Schutzirnpfung von Schweinen mit monovalentem Athyl- athylenimin (EEI)/Diathylaminoathyl-Dextran (DEAE-D)-Vakzinen gegen Maul- und Klauenseuche vorn Virustyp A und C. Zbl. Vet. Med. B, 27, 1058.

6. Dieselben, 1971: Versuche zur Schutzimpfung von 6 bis 8 Wochen alten Ferkeln rnit Athyl- athylenimin (EE1)jDiathylaminoathyl-Dextran (DEAE-D)-Vakzinen gegen Maul- und Klauenseuche vom Virustyp 0%. Zbl. Vet. Med. B, 18, 135.

7. Dieselben, 1972: Experiments on vaccination of pigs with ethyl-ethylenirnine (EEI)/diethyl- arninoethyl dextran (DEAE-D) foot-and-mouth disease vaccines. Influence of route of inoculation and dose of antigen on the duration of immunity. Arch. ges. Virusforsch. 36, 251.

Anschrift des Verfassers: Bundesforschungsanstalt fur Viruskrankheiten der Tiere, 7400 Tubingen, Postfach 1149.