Entwicklung von Markerimpfstoffen gegen die klassische Geflügelpest

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1 Entwicklung von Markerimpfstoffen gegen die klassische Geflügelpest Walter Fuchs, Katharina Kindermann, Dörte Lüschow, Thomas C. Mettenleiter, Egbert Mundt, Horst Schirrmeier, Elke Starick, Jens P. Teifke, Jutta Veits, Ortrud Werner und Dorothee Wiesner Aviäre Influenza A-Viren (AIV) HA NA NP Orthomyxoviren, segmentiertes Negativstrang-RNA-Genom Antigene Virionkomponenten: Hämagglutinin (HA, 16 Typen) Neuraminidase (NA, 9 Typen) Nukleoprotein (NP, 1 Typ) Alle bisherigen Geflügelpest-Ausbrüche: H5 oder H7 V. a. Antikörper gegen HA des entsprechenden Subtyps immunrelevant Prophylaktische Immunisierung mit inaktiviertem AIV prinzipiell möglich, aber: - behindert serodiagnostische Identifizierung Feldvirus-infizierter Tiere - arbeits- und kostenintensiv 1

2 Alternative Impfstoffe: Vektor-Vakzinen HA Verwendete Vektoren: Hühnerpockenvirus, Newcastle Disease Virus, Virus der infektiösen Laryngotracheitis (ILTV) Immunisierte Tiere bilden nur HA-spezifische Antikörper serologisch von natürlich infizierten Tieren unterscheidbar Marker-Vakzinen Aber: Vermitteln Vektor-Impfstoffe ausreichenden Schutz gegen die Geflügelpest? Das aviäre Herpesvirus ILTV als Vektor Vorteile: Genetisch stabiles dsdna-genom Passagierung gentechnisch veränderter Viren Großes Genom (> 150 kbp) Insertion großer oder mehrerer Fremdgene möglich Sehr enges Wirtsspektrum (Hühner und Fasanen) geringes Risiko einer unkontrollierten Ausbreitung Virusreplikation im oberen Respirationstrakt Immunantwort am Eintrittsort Eignung von ILT-Lebendvirusvakzinen zur Massenapplikation (Aerosol, Trinkwasser) 2

3 Das aviäre Herpesvirus ILTV als Vektor Nachteil: Bislang eingesetzte Lebendvirusvakzinen genetisch nicht charakterisiert und z.t. nicht stabil attenuiert Deshalb: Gezielte Deletion möglicher Virulenzfaktoren Entferntes ILTV-Gen UL50 (dutpase) UL0 (ILTV-spez. Gen) Eingefügtes AIV-Gen A/chicken/Italy/8/98 H5N2 A/chicken/Italy/445/99 H7N1 H5-Expression durch ILTV-Rekombinanten (Western Blot) αaiv (H5N1) αiltv gc 3

4 H7-Expression durch ILTV-Rekombinanten (Indirekte Immunfluoreszenz) Durchführung der Tierversuche Wochen Immunisierung (i.t. oder okulär): ILTV-A489 (WT) ILTV- UL50H5 ILTV- UL0H7 Belastungsinfektion: ILTV-A489 (intratracheal) AIV H5N2, H5N1, H7N1 (okulonasal) SPF-Hühner (ca.10 Wochen alt) Morbidität/Mortalität 1-10 d p.i. Morbidität/Mortalität 1-10 d p.c. Virusausscheidung (Trachealtupfer 3-5 d p.i.) Serum-AK gegen ILTV (IFT d p.i.) Serum-AK gegen HA (HAH d p.i.) Serum-AK gegen HA (HAH 7, d p.c.) Virusausscheidung (Rachen- und Kloakaltupfer 2-10 d p.c.; Serum-AK gegen NP Trachealtupfer 3-5 dpc) (ELISA 7, d p.c.) 4

5 Virulenz und Immunogenität von ILTV- UL50HA5 Virulenz und Immunogenität von ILTV- UL50HA5 5

6 AIV-Ausscheidung nach Belastungsinfektion Virulenz und Immunogenität von ILTV UL0-H7 6

7 Virulenz und Immunogenität von ILTV UL0-H7 Wirksamkeit der Immunisierung mit ILTV UL0-H7 3 2,5 Belastung mit ILTV A489 Belastung mit AIV A/chicken/Italy/445/99 (H7N1) UL0-H7 N. I. Klinischer Index 2 1,5 1 0, d p.c d p.c. 7

8 AIV-Ausscheidung nach Belastungsinfektion Belastung mit AIV A/chicken/Italy/445/99 (H7N1) Induktion HA-spezifischer Serumantikörper 8

9 Eignung von ILTV UL0-H7 als Marker-Vakzine gegen AIV - Kompetitiver NP-ELISA - Eignung von ILTV UL0-H7 als DIVA-Vakzine gegen AIV - Indirekter NP-ELISA - 9

10 Zusammenfassung Durch Lebendvirus-Vakzination mit rekombinantem ILTV können Hühner wirksam gegen Belastungsinfektionen mit virulentem ILTV geschützt werden. UL50-negatives ILTV ist in vivo nur mäßig attenuiert. UL0-negatives ILTV ist in vivo stark attenuiert. Die Vakzination mit H5 oder H7 exprimierenden ILTV-Rekombinanten induziert HA-spezifische Antikörper und schützt Hühner gegen letale Belastungsinfektionen mit aviären Influenzaviren der entsprechenden Subtypen. Bei mit einer HA-exprimierenden ILTV-Rekombinante immunisierten Tieren kann eine nachfolgende AIV-Infektion anhand der Induktion von Antikörpern gegen das Nukleoprotein serologisch nachgewiesen werden. Eignung als Marker-Vakzine (DIVA = Differentiation of infected from vaccinated animals) Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Publikationen: D. Lüschow, O. Werner, T. C. Mettenleiter, and W. Fuchs (2001). Protection of chickens from lethal avian influenza A virus infection by live-virus vaccination with infectious laryngotracheitis virus recombinants expressing the hemagglutinin (H5) gene. Vaccine 19, J. Veits, D. Lüschow, K. Kindermann, O. Werner, J. P. Teifke, T. C. Mettenleiter, and W. Fuchs (2003). Deletion of the nonessential UL0 gene of infectious laryngotracheitis (ILT) virus leads to attenuation in chickens, and UL0 mutants expressing influenza virus hemagglutinin (H7) protect against ILT and fowl plague. Journal of General Virology 84, Die vorgestellten Arbeiten wurden gefördert durch: Intervet International B.V. Deutsche Forschungsgemeinschaft 10