Untersuchungen zur Diagnostik und Prävalenz von Infektionen

Aktiengesellschaft für Dienstleistungen in der Schweineproduktion
Geschäftsbereich SGD-SSP
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Emulsifier content and side effects of oil-based adjuvant vaccine in swine
K. Oda et al.
Research in Veterinary Science 81, 51-57, 2006
Auf Öl basierende Adjuvantien führen zu einer verstärkten Wirkung von Veterinärimpfstoffen.
Gleichzeitig wird jedoch immer wieder von unerwünschten Nebeneffekten wie Entzündungen,
granulomatösen Läsionen und sterilen Abszessen im Bereich der Injektionsstelle, sowie Fieber und
Anorexie berichtet. Diese werden durch drei Hauptkomponenten der Vakzine ausgelöst: Antigen,
Ölbasis und Emulgator. Die Nebenwirkungen die durch die ersten beiden Hauptkomponenten
verursacht werden wurden bereits gründlich untersucht. Es gibt bisher jedoch nur wenige Berichte aus
der Klinik über den Zusammenhang zwischen Emulgatoren und Nebenwirkungen. Häufig werden
Emulgatoren in tendenziell zu grossen Mengen den Impfstoffen beigefügt, da sie die Verarbeitung der
Vakzinen vereinfachen und die Löslichkeit erhöhen. Ausserdem haben sie Einfluss auf die biologische
Aktivität, die Stabilität und die Nebenwirkungen der Impfstoffe.
In dieser Arbeit wurde der Zusammenhang zwischen dem Gehalt an Emulgator und der Toxizität
eines APP Impfstoffes an Mäusen getestet, sowie der Einfluss von exzessiver Emulgatormenge auf
klinische Anzeichen für Nebenwirkungen bei Schweinen untersucht.
Die Vakzine wurde als Öl-in-Wasser Typ konzipiert. Es wurden Antigene der APP Serotypen 1, 2 und
5 beigefügt. Der Emulgator bestand aus 4 Polyoxyethylensorbitanen. Es wurden 9 verschiedene
Emulgatoren-Konzentrationen gemischt: 12.5%, 11.25%, 10.0%, 8.75%, 7.5%, 6.25%, 5.0%, 2.5%
und 0.0%.
Über 2 Jahre hinweg wurde die Stabilität des Impfstoffes bei 4°C beobachtet. Als stabil galt, wenn die
Impfstoffe homogen blieben.
Die Toxizität wurde bei 5 Wochen alten Mäusen nach den offiziellen Standards getestet. Alle Vakzinen
wurden den Mäusen i. p. verabreicht. Die Tiere wurden während 7 Tagen beobachtet und das
Gewicht bestimmt.
Anschliessend an diese beiden Untersuchungen wurden die Mischungen mit der geringsten (aber
noch stabil) und grössten (nicht toxisch) Menge an Emulgatoren für die klinische Untersuchung an den
Schweinen eingesetzt. 10 SPF Schweine im Alter von 30 Tagen, die serologisch keine Anzeichen für
eine APP-Exposition aufwiesen, wurden in 2 Gruppen aufgeteilt. 5 Tiere wurden mit einer Vakzine
geimpft, die die höchste Emulgatormenge enthielt (High-E Gruppe) und die restlichen 5 Tiere mit der
Vakzine, die die niedrigste Menge an Emulgator enthielt (Low-E Gruppe). Die i. m. Injektion erfolgte 2x
im Abstand von 4 Wochen mit einer Dosis von 0.5 ml. Die Tiere wurden klinisch Untersucht, die
Körpertemperatur wurde gemessen und Seren entnommen, um immunologisch untersucht zu werden.
Mittels Bestimmung des totalen IgG-Titers über einen ELISA wurde die Immunantwort auf alle 3 APP
Serotypen bestimmt. Die Injektionsstellen wurden bei der Schlachtung zusätzlich untersucht.
Die Vakzinen mit 0.0% und 2.5% Emulgator waren bereits nach dem Mischen inhomogen während
der Impfstoff mit 5.0% Emulgator für 10 Tage stabil blieb. Alle anderen Testsubstanzen blieben über
die ganzen 2 Jahre homogen gemischt und nur diese wurden anschliessend bei den Mäusen
betreffend Toxizität untersucht.
Bei allen Mäusen sank das Körpergewicht am Tag nach der i.p. Injektion ab, die Erholung war jedoch
je nach Impfstoff unterschiedlich. Die Gruppe mit dem niedrigsten Emulgatorgehalt im Impfstoff erholte
sich am schnellsten, das heisst am Tag 3 p.i. war das Anfangsgewicht wieder erreicht, während die
Gruppe mit dem höchsten Gehalt am längsten hatte, bis das entsprechende Gewicht wieder erreicht
war. Da ausserdem eine Maus in dieser Gruppe gestorben war wurde entschieden, dass die Vakzine
mit 12.5% Emulgator nicht für den Versuch an den Schweinen eingesetzt wird. Demzufolge wurden
die Impfstoffe mit 6.25% Emulgator für die Gruppe Low-E bzw. mit 11.25% Emulgator für die High-E
Gruppe eingesetzt.
Die beiden Gruppen zeigten keine Unterschiede in der Wachstumsrate und es konnten keine
Schwellungen direkt nach der Injektion bzw. keine Impfnarben bei der Schlachtung entdeckt werden.
Ersteller : Riccarda Ursprung
Datum : 31.07.2006
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Beide Gruppen entwickelten 6-12 Stunden p.i. 41-42°C Fieber, wobei die High-E Gruppe 4 Tage
brauchte, um sich zu erholen, während die Low-E Gruppe bereits nach 2 Tagen wieder fit war. Auch
bei der 2. Injektion konnte ein ähnlicher Verlauf beobachtet werden.
Alle Schweine zeigten 1-24 h nach der Injektion Depressionen, auch war die Futteraufnahme
reduziert. Wiederum erholten sich die Tiere aus der Low-E Gruppe (nach 24-36 h) vor den Tieren aus
der High-E Gruppe (erst nach 36 h). Dies wiederholte sich nach der 2. Injektion.
Der Emulgatorgehalt von 11.25%, wie er hier in der High-E Gruppe verwendet wurde, entspricht dem
Gehalt der meisten kommerziellen Vakzine und anderen Arzneimitteln. Der Gehalt an Lösungsmittel
ermöglicht eine gute Haltbarkeit und erleichtert die Verarbeitung. Ein exzessiver Gehalt hat nicht nur
einen Einfluss auf die Löslichkeit zwischen Ölbasis und Antigen sondern auch auf die Löslichkeit von
angesammelten Toxinen wie Hämolysine und Endotoxine, welche durch gram-negative BakterienAntigene gebildet werden können und in der Vakzine Mizellen bilden. Ein Überfluss an Emulgatoren
kann dazu führen, dass sich solche Toxine in den Vakzinen lösen können, und somit Gewebe und
Organe der Impflinge besser penetrieren und zu einem grossen Schaden führen können. Zusätzlich
konnte in einem Vorversuch gezeigt werden, dass eine i.p. Injektion von gewissen Emulgatoren bei
Mäusen letal war. Somit könnten die geimpften Tiere auch direkt durch den Emulgator geschädigt
werden, indem Einfluss auf die Löslichkeit der Zellmembranen, Enzyme und andere wichtige Proteine
geübt wird. Es ist gut möglich, dass diese direkte und indirekte Schädigung bei den Impflingen
synergistisch wirken und somit zu einer längeren Erholungszeit bei den Mäusen und Schweinen
geführt hat.
Das ausgelöste Fieber und die Anorexie führen ihrerseits zu Stress und somit zu einer erhöhten
Empfänglichkeit für Infektionskrankheiten und Aborte.
In der Studie konnte kein Zusammenhang zwischen Emulgatorgehalt und Antikörperbildung
nachgewiesen werden.
Bisher wurden vor allem 2 Komponenten (Antigen und Ölbasis) optimiert, um die unerwünschten
Nebenwirkungen von auf Öl basierenden Impfstoffen zu reduzieren. Trotzdem konnten bisher nicht
alle Nebenwirkungen ausgeschaltet werden. Durch eine Reduktion der Emulgatoren könnten noch
weitere Fortschritte erzielt werden. Gründe weshalb der Gehalt bisher so hoch gehalten wurde sind
die einfachere Verarbeitung, bessere Haltbarkeit und eine einfachere Anwendung. Schlussendlich
müssen alle 3 Komponenten harmonisch aufeinander abgestimmt werden, um die Stabilität, Effizienz
und Sicherheit der Emulsion zu gewährleisten.
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Unerwünschte Nebenwirkungen bei exzessiver Beimischung von Emulgatoren in auf Öl
basierenden Impfstoffen wurden an Schweinen ausgetestet.
Dazu wurden 2 Impfstoffe gegen APP Serotyp 1, 2 und 5 mit entweder 11.25% (High-E
Gruppe) oder 6.25% (Low-E Gruppe) Emulgatorgehalt produziert. Die Impfung wurde 2x
durchgeführt.
Alle Tiere entwickelten Fieber und Anorexie, wobei sich die Schweine aus der Low-E
Gruppe signifikant schneller erholten.
Serologisch konnten keine Unterschiede in der Bildung von Antikörpern gesehen
werden.
Reduktion der Emulgatormenge scheint eine einfache Methode für eine Verminderung
von unerwünschten Impfnebenwirkungen zu sein.
Ersteller : Riccarda Ursprung
Datum : 31.07.2006
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