I denne artikel beskrives principperne bag markervacciner samt mulighederne for deres anvendelse især som nødvaccination i tilfælde af udbrud af svinepest.

I denne artikel beskrives principperne bag markervacciner samt mulighederne for deres anvendelse især som nødvaccination i tilfælde af udbrud af svinepest. Baggrunden er, at der i EU regi har været udført en større afprøvning af markervacciner, hvor også Statens Veterinære Institut for Virusforskning, Lindholm deltog. Konklusionen blev at de eksisterende markervacciner ikke helt levede op til det ønskede mål, nemlig at give optimal beskyttelse mod infektion og samtidig tillade skelnen mellem vaccinerede og smittede dyr på baggrund af det serologiske respons. Især de medfølgende diskriminerende ELISA systemer viste sig ikke at være tilstrækkeligt reproducerbare i denne vaccineafprøvning.

Summary

In this paper the basic principles of marker vaccines for classical swine fever are described. Furthermore, their use for emergency vaccination is discussed. Recently, the EU commission financed a large marker vaccine trial including several National Swine Fever Laboratories. Also the Danish Veterinary Institute for Virus Research, Lindholm, participated in this trial. The intention was to test the efficacy of marker vaccines for classical swine fever in case of emergency vaccination. Ideally, marker vaccines should protect pigs against the infection while still allowing serological surveillance using discriminatory ELISA. From the EU-trial it was concluded that marker vaccines have obvious advantages, and their use for classical swine fever emergency vaccination is a future prospective. However, the presently available marker vaccines are not efficient enough and the discriminatory ELISAs are not sufficiently robust.

Indledning

Profylaktisk vaccination imod virus har været anvendt både humant og veterinært siden midten af sidste århundrede. Gennem de seneste 20 år har der været en videreudvikling af vacciner, baseret for en stor del på den genteknologiske erfaring der er opnået både indenfor virologi, immunologi og med den basale opbygning af patogene agens.

Vacciner var tidligere enten levende, svækkede vacciner, hvor vaccination med en apatogen stamme af virus kunne beskytte individet mod alvorlig sygdom som infektion med vildtype virus ville medføre; eller dræbte vacciner, hvor virus dyrket i cellekultur blev inaktiveret ved hjælp af formalin.

Både levende og dræbte vacciner indeholder komplette virus, og har den væsentlige ulempe til fælles, at det antistofsvar dyrene producerer efter en vaccination ikke kan skelnes fra antistofsvaret efter infektion med vildtype virus. I Danmark har man derfor generelt undgået at vaccinere husdyrene forebyggende, netop fordi man derved mistede muligheden for at udføre serologisk overvågning og således også muligheden for at deklarere frihed for udvalgte infektioner. Den danske ikke-vaccinations strategi adskiller sig væsentligt fra holdningen i en del af de andre EU lande, hvor f.eks. Holland er mere tilbøjelig til at vaccinere forebyggende imod tabsvoldende virusinfektioner(IBR, Aujezky).

Definition af markervacciner

Markervacciner er specielt udviklet med henblik på at få vaccinens fordele og samtidig bevare muligheden for at skelne vaccinerede dyr fra naturligt inficerede dyr. Markervaccinen indeholder ofte kun ét udvalgt viralt protein, der er afgørende for at opnå beskyttelse imod infektion. Her beskrives en markervaccine imod svinepest, og i figur 1A er vist forskellen mellem naturlig infektion med virus og markervaccination imod svinepest. I figur 1B er vist, hvilke antistoffer grisen danner. Grisen vil danne forskellige antistoffer afhængig af, om den er smittet med vildtypevirus ( øverst) eller vaccineres med markervaccinen (nederst). Markervaccinerede grise vil kun danne antistoffer overfor det beskyttende protein (det grønne protein på figur 1). Hvis man alene undersøger antistoffer overfor de øvrige virusproteiner (de røde proteiner på figur 1) vil markervaccinerede dyr være negative. Inficerede dyr, derimod, vil være positive (tabel 1).

Tabel 1. Resultat af antistof undersøgelse ved traditionel antistof analyse eller diskriminerende, marker ELISA af rask eller smittet gris. Grisenes antistof mønster afhænger af om den er forebyggende vaccineret med markervaccine eller ej. Vaccinen vil inducere et antistofsvar, som er positivt i den traditionelle analyse, men negativ i markerELISA. Er grisen derimod smittet med vildtypevirus vil begge test give et positivt resultat

Grisens vacinestatus	Grisens	Testresultat
	smittestatus	Antistof	MarkerELISA
Uvaccinerede	Ikke smittet	÷	÷
	Smittet	+	+
Vaccineret	Ikke smittet	+	÷
markervaccine	Smittet	+	+

For at en markervaccine kan fungere er der to helt afgørende krav, der skal være opfyldt.

Vaccinen skal give beskyttelse i værtsdyret efter én eller få vaccinationer.
Der skal udvikles en ELISA, der er i stand til at skelne vaccinerede dyr fra dyr, der er smittede med vildtype virus. Disse diskriminerende ELISA systemer skal være pålidelige og til rådighed i meget stort antal i tilfælde af et udbrud af f.eks. svinepest. Påvisning af smittede dyr skal iøvrigt kunne ske, uanset om disse dyr forudgående er vaccinerede med markervaccine. Princippet er vist i tabel 1.

En vaccine er derfor først en markervaccine, når der forefindes en diskriminerende ELISA udviklet specielt til denne vaccine.

Undersøgelser af effekten af markervaccine

Forebyggende vaccination imod svinepest er ikke tilladt i EU som følge af direktiv nummer 80/217/EEC. Ved udbrud af svinepest i et EU land kan EU kommissionen - efter ansøgning - give dispensation fra denne regel. Hvis man griber til vaccination, vil det være en stor fordel at kunne bruge netop en markervaccine for derigennem at opnå en reduktion i den modtagelige gruppe af dyr uden samtidig at miste muligheden for at følge sygdommens epidemiologiske udbredelse ved hjælp af serologisk overvågning.

Markervacciner er blevet udviklet til grise imod svinepest virus af flere grupper (1,2,3). Anvendelse af markervaccine har et så lovende perspektiv, at to store europæiske vaccinefirmaer uafhængig af hinanden har udviklet markervacciner og diskriminerende ELISA.

Image description

I 1999 financierede EU kommissionen en afprøvning af de to markervacciner for svinepest, som begge på undersøgelsestidspunktet var tæt på endelig godkendelse. Forsøget blev udført på nationale svinepestlaboratorier indenfor EU, nemlig Ploufragan, Frankrig; Valdeolmos, Spanien; Perugia, Italien; Hannover, Tyskland samt Lindholm, Danmark. På alle 5 laboratorier anvendtes grupper af 10 vaccinerede dyr, hvoraf halvdelen blev podet med svinepestvirus. De resterende 5 grise i gruppen fungerede således som vaccinerede kontaktgrise, der angav et mål for spredningen af podevirus indenfor en gruppe af markervaccinerede grise. Formålet med dette store forsøg var at undersøge, om markervaccination har effekt i forbindelse med et udbrud, hvor der forventes meget kort tid mellem vaccination og en mulig smitte. Markervaccinens effekt blev dels registreret som sygelighed og dødelighed i vaccinerede grupper af grise sammenholdt med uvaccinerede grupper. Endelig undersøgtes, om de tilhørende markerELISAer var i stand til at udpege de smittede dyr (tabel 1).

På Lindholm samt i Frankrig afprøvedes effekten af markervacciner ved vaccination af fravænnede, ca. 8 uger gamle grise henholdsvis 14 og 21 dage før podning med svinepestvirus. I samme periode blev de samme vacciner afprøvet i Spanien og Italien på fravænningsgrise vaccinerede 7 eller 10 dage før podning. I alt blev vaccinen afprøvet på 190 fravænningsgrise spredt over 5 laboratorier (4). Det viste sig, at vaccinerne var gode til at reducere den febrile periode, samt nedstemthed og rødfarvning af huden, hvilket er typiske symptomer på svinepest (figur 2). Imidlertid var der ikke en total beskyttelse imod opformering og udskillelse af virus i markervaccinerede grise. I en udbrudssituation er det uheldigt at fjerne de kliniske symptomer, hvis der ikke samtidig sker en fuldstændig undertrykkelse af virusudskillelsen. Hvis de kliniske symptomer dæmpes vil muligheden for at stille diagnosen alene på klinikken begrænses og udredningsarbejdet vil vanskeliggøres.

Image description

Få uger efter vaccinationen var alle vaccinerede grise, som forventet, antistof positive i de analyser Lindholm rutinemæssigt anvender til screening for svinepest.

Begge producenter af markervacciner havde udviklet en diskriminerende ELISA, der var designet til at skelne antistof responset i markervaccinerede dyr fra dyr der var naturligt eller eksperimentelt inficerede. MarkerELISAen var designet sådan fra producentens side, at inficerede dyr skulle blive positive, mens markervaccinerede dyr skulle forblive negative, selvom de var vaccinerede og derfor havde beskyttende antistoffer overfor svinepest virus (figur 1B). I vort forsøg fandt vi som forventet at grisene var negative i markerELISA efter markervaccination. Efter infektion med svinepest blev de fleste af disse grise som forventet positive i markerELISA. Desværre var den tilhørende markerELISA ikke altid i stand til at finde alle grise der var inficeret med svinepest. I nogle tilfælde kunne markerELISA kun i en kort periode påvise de smittede grise (5), hvilket vil sige at sensitiviteten af markerELISA var for lav.

Image description

Vaccination foretages normalt som en profylakse. Imidlertid er forebyggende vaccination imod svinepest ikke tilladt, og vaccination vil derfor kun blive taget i brug i en nødsituation, hvor man vil forsøge at stoppe eller begrænse et igangværende udbrud af svinepest. I sådan en situation kender man intet til besætningernes sygdomsstatus, og selv indenfor en given besætning vil der være forskel på, hvornår det enkelte dyr udsættes for smitte. Derfor er der her krav om en ekstrem hurtig virkning af vaccinen efter blot en enkelt vaccination. De to vacciner, som blev afprøvet her, var begge i stand til at reducere dødeligheden samt de kliniske symptomer; selv når de blev anvendt så kort tid som 7 dage før podningen (se de gule søjler på figur 4). Ved at øge tiden mellem vaccination og podning sås en tydelig bedring af effekten. Smittespredningen, målt som antallet af vaccinerede kontaktgrise, der blev viruspositive, viste først tydelig reduktion i de grupper af grise, der var vaccinerede 21 dage før viruspodning (de røde søjler på figur 4).

Image description

I øvrigt indeholdt afprøvningen også studier af vaccinens effekt hos drægtige søer (6), som dog ikke beskrives nærmere her.

Konklusion

Som opfølgning på denne forsøgsrække, konkluderede EU kommissionen, at der var store muligheder i anvendelse af markervacciner. Dog var det nuværende system af markervacciner og tilhørende markerELISA til svinepest endnu ikke tilstrækkeligt effektive til at kunne anvendes til nødvaccination ved et udbrud af svinepest i EU (høring i Brussels januar 2001). Der er således stor tiltro til mulighederne i markervacciner, men der forestår stadig et stort arbejde før markervaccinerne kan anbefales især til bekæmpelse af eksotiske infektioner, hvor det er altafgørende at kunne skelne mellem vaccinerede og smittede dyr.

Referencer

1.	van Zijl M, Wensvoort G, de Kluyver E, Hulst M, van der GH, Gielkens A et al. Live attenuated pseudorabies virus expressing envelope glycoprotein E1 of hog cholera virus protects swine against both pseudorabies and hog cholera. J Virol 1991; 65(5): 2761-2765.
2.	van Rijn PA, van Gennip HG, Moormann RJ. An experimental marker vaccine and accompanying serological diagnostic test both based on envelope glycoprotein E2 of classical swine fever virus (CSFV). Vaccine 1999; 17(5): 433-440.
3.	Bouma A, de Smit AJ, de Kluijver EP, Terpstra C, Moormann RJ. Efficacy and stability of a subunit vaccine based on glycoprotein E2 of classical swine fever virus. Vet Microbiol 1999; 66(2): 101-114.
4.	Uttenthal A, Le Potier MF, Romero L, De Mia GM, Floegel-Niesmann G. Large scale marker vaccine trial on Classical swine fever: 1: a challenge study in weaner pigs. Vet Microbiol 2001; Accepted for publication.
5.	Floegel-Niesmann G. Large scale marker vaccine trial on Classical swine fever 3: Evaluation of two discriminary ELISAs. Vet Microbiol 2001; Accepted for publication.
6.	Depner KR. Large scale marker vaccine trial on Classical swine fever 2: a challenge study in sows. Vet Microbiol 2001; Accepted for publication.

Markervacciner imod klassisk svinepest