Entwicklung neuer Impfstoffe gegen bovine Virusdiarrhö

Entwicklung neuer Impfstoffe gegen bovine Virusdiarrhö/Mucosal Disease
Paul Becher
Institut für Virologie (FB Veterinärmedizin), Justus-Liebig-Universität Gießen,
Frankfurter Str. 107, D-35392 Gießen; e-mail: [email protected]
Für die Bekämpfung gegen die bovine Virusdiarrhö/Mucosal Disease (BVD/MD) gibt es
bislang kein allgemein anerkanntes und bundesweit einheitlich durchgeführtes Programm. Es ist
anzunehmen, dass die Bekämpfung von BVD/MD in Deutschland und zahlreichen anderen
Ländern neben der Eliminierung persistent virämischer Tiere kurz- und mittelfristig Impfungen
einschließen wird (Becher et al., 2001). Neben Impfstoffen, die inaktiviertes Virus enthalten,
werden gegenwärtig auch solche mit vermehrungsfähigen Viren angeboten. In Westeuropa
zugelassene Impfstoffe beruhen bislang ausschließlich auf BVDV-1 Stämmen. Innerhalb der
Virusspezies BVDV-1 besteht eine ausgeprägte Variabilität, die zur Unterteilung in mehrere
Subgruppen führte (Becher et al., 2001; König et al., 2003). Es ist unklar, ob die Impfung mit
einem bestimmten BVDV-1 Stamm eine protektive Immunantwort gegen BVDV-1 Stämme aus
allen bekannten Subgruppen induziert und zwar im Hinblick sowohl auf akute als auch
diaplazentare Infektionen (Abb. 1). Darüber hinaus ist anzunehmen, dass Impfung mit BVDV-1
lediglich zu einem partiellen Schutz gegen Krankheit durch die auch in Deutschland
vorkommenden BVDV-2 Stämme führt, die sich genetisch und antigenetisch von BVDV-1
erheblich unterscheiden.
Die gegenwärtig verfügbare Auswahl von Impfstoffen sollte ergänzt werden. Besonders
naheliegend ist der Einsatz von Impfstoffen auf der Basis von BVDV-2. Aktuelle Ansätze zur
Entwicklung von neuen, sicheren und effektiven Impfstoffen schließen neben der gentechnischen
Herstellung von „subunit“-Vakzinen auch die gezielte Attenuierung mittels reverser Genetik ein
(Becher et al., 2000; Meyer et al., 2002) (Abb. 2A). Darüber hinaus haben wir vor kurzem eine
neuartige, effiziente Methode zur Herstellung rekombinanter Pestiviren etabliert, die auf RNARekombination beruht (Gallei et al., 2004) (Abb. 2B). Erste Tierexperimente zeigten, dass
rekombinante
BVD-Viren,
denen
bestimmte
Genomabschnitte
fehlen,
trotz
deutlich
eingeschränkter Vermehrung im Rind zu einer protektiven Immunantwort führen (Makoschey et
al., 2004). Solche Impfstoffkandidaten stellen eine hervorragende Grundlage für die Erzeugung
von Markervakzinen dar. Die Möglichkeit der serologischen Unterscheidung zwischen
geimpften und mit Feldvirus infizierten Tieren könnte auch bei dieser Viruskrankheit zur
erfolgreichen Bekämpfung beitragen.
Literatur
Becher, P., König, M., and Thiel, H.-J. (2001). Bovine Virusdiarrhö und Mucosal Disease:
Molekularbiologie des Erregers, Pathogenese, Labordiagnostik und Bekämpfung. Tierärztl.
Praxis 29 (G), 266-275.
Becher, P., Orlich, M., and Thiel, H.-J. (2000). Mutations in the 5´ nontranslated region of
bovine viral diarrhea virus result in altered growth characteristics. J. Virol. 74, 7884-7894.
Gallei, A., Pankraz, A., Thiel, H.-J., and Becher, P. (2004). RNA recombination in the absence
of viral replication. J. Virol.78, 6271-6281.
König, M., Cedillo Rosales, S., Becher, P., and Thiel, H.-J. (2003). Heterogenität ruminanter
Pestiviren: Akademisches Interesse oder wichtige Grundlage für die Entwicklung von
Impfstoffen und Diagnostika. Berl. Münch. Tierärztl. Wschr. 116, 216-221.
Makoschey, B., Becher, P., Janssen, M.G.J., Orlich, M., Thiel, H.-J., and Lütticken, D. (2004).
Bovine viral diarrhea virus with deletions in the 5'-nontranslated region: reduction of
replication in calves and induction of protective immunity. Vaccine 22, 3285-3294.
Meyer, C., von Freyburg, M., Elbers, K., and Meyers, G. (2002). Recovery of virulent and
RNase-negative attenuated type 2 bovine viral diarrhea viruses from infectious cDNA
clones. J. Virol. 76, 8494-8503.
Ziele der Impfung gegen BVD/MD
•
Schutz vor akuter und diaplazentarer Infektion
•
Schutz gegen alle BVDV-1 und BVDV-2 Stämme
(naheliegend: BVDV-2 als Komponente einbeziehen)
•
Fernziel: Eradikation von BVDV
(Diskussion: Markervakzine + Eliminierung von PI-Tieren)
Verfügbare Impfstoffe gegen BVD/MD
1. Lebendimpfstoffe
2. inaktivierte Impfstoffe
Nachteile:
mangelnde Sicherheit (Aborte, MD)
eingeschränkte Wirksamkeit?
(Dauer, Qualität der Immunantwort)
Abb. 1
2
Neue Ansätze zur Erzeugung von attenuierten BVD-Viren
A. Reverse Genetik
Manipulation von infektiösen BVDV cDNA-Klonen
Synthese von cRNA
Transfektion von in vitro transkribierten cRNAs
Entstehung von vermehrungsfähigen Viren
Beispiele: 5’ Deletionsmutanten (Becher et al., 2000; Makoschey et al., 2004)
rns
B. RNA-Rekombinationssystem
Infektion
Transfektion
Selektion von
rekombinanten zp
Pestiviren/ Subgenomen
Erzeugung von vermehrungsfähigen, rekombinanten Pestiviren
Beispiel: RNA-Polymerase-Mutanten (Gallei et al., 2004)
3
Abb. 2