生分解性マイクロスフィアにカプセル化されたイエシニア・ペスティスF1およびVサブユニットワクチンを用いた気管支肺および筋肉内免疫後の保護研究：有効性の比較

Protection studies following bronchopulmonary and intramuscular immunisation with yersinia pestis F1 and V subunit vaccines coencapsulated in biodegradable microspheres: a comparison of efficacy.

• J E Eyles
• E D Williamson
• I D Spiers
• H O Alpar

抄録

我々は、組換えF1およびVサブユニット抗原を筋肉内および気管内投与したマウスをペストで致死的な全身性の挑戦から保護する能力を比較した。組換えサブユニット（1マイクログラムV＋5マイクログラムF1）は、実験の1日目と60日目に、溶液として「遊離」状態で、または生分解性ポリエステル（ポリ-L-ラクチド）で構成されたマイクロスフィア内に封入した状態で接種した。他のレジメンと比較して、呼吸器管へのマイクロスフィア懸濁液の導入は、82日目の肺洗浄サンプル中の特異的な免疫グロブリンのレベルが統計的に上昇する結果となった。10(5)匹以上のマウスLD(50)sに相当する137日目の病原性Yersinia pestis細菌の皮下チャレンジは、すべてのサブユニット治療群で比較的良好な忍容性を示した（生存率は66〜90％であった）。対照的に、可溶性F1およびVを筋肉内注射したマウスの80％は、10(7)のMLD(50)の皮下チャレンジで敗北したのに対し、微小粒子で筋肉内免疫したグループは、50％の生存率で有意に良好に保護された（p<0.1）。同様に、マイクロ粒子で気管内免疫したマウスは、可溶性サブユニットで筋肉内免疫した群と比較して、有意に保護された（56％の生存率）（p<0.01）。可溶性サブユニットを気管内に投与した場合、10(7) MLD(50)sに対する防御率は33%であった。これらのデータは、マイクロスフィア共カプセル化された組換えF1とV抗原の気管支肺投与は、筋肉に共カプセル化されたサブユニットを注入することによって誘発されるように全身性ペスト感染症に対する保護免疫の同程度のレベルを引き出すことを示しています。このような知見は、適切に製剤化されたF1およびVサブユニットを気道に導入することが、ペストからの感染を予防するための非経口予防接種の代わりになる可能性があるという仮説を裏付けるものである。

We have compared the ability of intramuscularly and intratracheally administered recombinant F1 and V subunit antigens to safeguard mice from a lethal systemic challenge with plague. The combined subunits (1 microg V plus 5 microg F1) were inoculated either in the 'free' state as a solution, or entrapped within microspheres composed of a biodegradable polyester (Poly-L-lactide), on day 1 and 60 of the experiment. In comparison to the other regimens, introduction of microsphere suspensions into the respiratory tract resulted in statistically elevated levels of specific immunoglobulins in day 82 lung wash samples. A subcutaneous challenge with virulent Yersinia pestis bacteria on day 137, equivalent to more than 10(5) mouse LD(50)s, was comparatively well tolerated by all subunit treatment groups (with survival rates between 66 and 90%). In contrast, 80% of the mice injected intramuscularly with soluble F1 and V were defeated by a 10(7) MLD(50) subcutaneous challenge, whereas the group immunised intramuscularly with microparticles were significantly better protected (p<0.1) with 50% survival. Similarly, mice immunised intratracheally with microparticles were significantly better safeguarded (56% survival) compared with the group immunised with soluble subunits intramuscularly (p<0.01). Soluble sub-units delivered intratracheally afforded 33% protection against 10(7) MLD(50)s. These data indicate that bronchopulmonary administration of microsphere co-encapsulated recombinant F1 and V antigens elicits a similar level of protective immunity against systemic plague infection as that evoked by injecting co-encapsulated subunits into the muscle. Such findings corroborate the thesis that introduction of appropriately formulated F1 and V subunits into the respiratory tract may be an alternative to parenteral immunisation schedules for protecting individuals from plague.