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牛における非生きた炭疽菌ワクチン候補の免疫原性と、Sterne生きた胞子ワクチンと比較したA/Jマウスモデルにおける免疫血清の保護効果
Immunogenicity of Non-Living Anthrax Vaccine Candidates in Cattle and Protective Efficacy of Immune Sera in A/J Mouse Model Compared to the Sterne Live Spore Vaccine.
PMID: 32664259 DOI: 10.3390/pathogens9070557.
抄録
Sterne生胞子ワクチン（SLSV、株34F2）は、炭疽菌に対する動物用ワクチンとして選択されていますが、抗菌薬との併用は禁忌とされています。しかし、非生きた炭疽菌ワクチン（NLAV）候補の使用は、SLSVの制限を克服することができます。本研究では、NLAV（精製組換えPA（PrPA）または粗rPA（CrPA）とホルムアルデヒド不活化胞子（菌株34F2のFIS）およびエマルシゲン-D/アルヒドロゲルアジュバント）またはSLSVのいずれかのワクチンを牛に接種した。NLAVおよびSLSVの免疫原性を評価し、受動免疫化マウスモデルを用いて保護効果を評価した。ポリクローナルIgG（IgG1サブセットを含む）およびIgM反応は、すべてのワクチン接種群で初回接種後に有意に増加しました。個々のIgGサブセットの力価は、2回目のワクチン接種後に使用したすべてのワクチンで5週目に有意にピークを迎え、0週目と比較して12週目に有意な値を維持した。NLAV ワクチン接種牛群の毒素中和（TNA）値は、0 週目と比較して前者の方が低かったが、それでも有意であったことを除き、ELISA で観察された値と同様の傾向を示した。オプソ食細胞アッセイでは、胞子のオプソ化に続いて75％（PrPA+FIS）、66％（CrPA+FIS）、80％（SLSV）の貪食が認められ、良好な抗体オプソ化反応を示した。受動的保護試験では、PrPA+FIS+Emulsigen-D/AlhydrogelとSLSVでワクチン接種した牛由来の精製IgGをトランスフェクションしたA/Jマウスでは、34F2株の胞子への挑戦からそれぞれ73％と75％の保護が得られたのに対し、CrPA+FIS+Emulsigen-D/Alhydrogelでワクチン接種した牛由来のIgGでは20％という取るに足らない保護が得られました。PrPA+FISまたはSLSVのいずれかで2回接種した牛では、保護免疫反応に差はなかった。さらに、PrPA+FISはワクチン接種牛では副作用の残存は認められなかった。これらの結果から，NLAV（PrPA+FIS）による免疫原性および保護効果は，それぞれウシおよびマウスの受動的保護試験において，標準的なSLSVによる免疫原性および保護効果と同等であることが示唆された。
The Sterne live spore vaccine (SLSV, strain 34F2) is the veterinary vaccine of choice against anthrax though contra-indicated for use with antimicrobials. However, the use of non-living anthrax vaccine (NLAV) candidates can overcome the SLSV limitation. In this study, cattle were vaccinated with either of the NLAV (purified recombinant PA (PrPA) or crude rPA (CrPA) and formaldehyde-inactivated spores (FIS of strain 34F2) and emulsigen-D/alhydrogel adjuvants) or SLSV. The immunogenicity of the NLAV and SLSV was assessed and the protective efficacies evaluated using a passive immunization mouse model. Polyclonal IgG (including the IgG1 subset) and IgM responses increased significantly across all vaccination groups after the first vaccination. Individual IgG subsets titres peaked significantly with all vaccines used after the second vaccination at week 5 and remained significant at week 12 when compared to week 0. The toxin neutralization (TNA) titres of the NLAV vaccinated cattle groups showed similar trends to those observed with the ELISA titres, except that the former were lower, but still significant, when compared to week 0. The opsonophagocytic assay indicated good antibody opsonizing responses with 75% (PrPA+FIS), 66% (CrPA+FIS) and 80% (SLSV) phagocytosis following spores opsonization. In the passive protection test, A/J mice transfused with purified IgG from cattle vaccinated with PrPA+FIS+Emulsigen-D/Alhydrogel and SLSV had 73% and 75% protection from challenge with strain 34F2 spores, respectively, whereas IgG from cattle vaccinated with CrPA+FIS+Emulsigen-D/Alhydrogel offered insignificant protection of 20%. There was no difference in protective immune response in cattle vaccinated twice with either the PrPA+FIS or SLSV. Moreover, PrPA+FIS did not show any residual side effects in vaccinated cattle. These results suggest that the immunogenicity and protective efficacy induced by the NLAV (PrPA+FIS) in the cattle and passive mouse protection test, respectively, are comparable to that induced by the standard SLSV.