Влияние бактериального полисахарида и полиэлектролита на иммуногенные свойства эшерихиозного анатоксина

Исследования показали, что использование пирогенала и полиакриловой кислоты в качестве адъювантов в должной мере повышают иммуногенность эшерихиозного анатоксина, выражающуюся более активной выработкой антитоксических антител. Установлено, что наиболее выраженные адъювантные свойства при использовании с анатоксином были отмечены у пирогенала при двукратной иммунизации в дозе 1 мл.

Ключевые слова: эшерихиозный анатоксин, адъюванты, пирогенал, полиакриловая кислота, иммунизация, кролики, антитоксические антитела

В условиях интенсификации производства основными задачами сельского хозяйства являются обеспечение сохранности животных и недопущение возникновения у них различных заболеваний массового характера [1, 8]. В свою очередь колибактериоз (эшерихиоз) по-прежнему остается актуальной проблемой для животноводства страны и наносит огромный экономический ущерб [9, 12]. Это связано прежде всего с тем, что современные вакцины по своему антигенному составу не всегда способны обеспечить надежную защиту в отношении эшерихиоза. Кишечная палочка обладает широким набором факторов патогенности, основными из которых является наличие специфических адгезинов (фимбрии, пили), а также токсигенные свойства [3, 11]. Учитывая данное обстоятельство, в последние годы в ветеринарной практике для профилактики эшерихиоза используют в основном вакцины на основе соматических, пилевых антигенов, а также поликомпонентные вакцины с обязательным включением инактивированных форм экзотоксинов Escherichia coli (E. coli) [2, 13].

Между тем исследованиями ряда авторов установлено, что основная этиологическая роль в эшерихиозе животных принадлежит энтеротоксигенным и энтерогемморагическим E. coli, продуцирующие термолабильный (LT), термостабильный (ST) и шигаподобный (STX 1 и 2) токсины [7, 10]. Поэтому при разработке вакцинных препаратов для профилактики эшерихиоза, необходимо ориентироваться на создание и внедрение в практику анатоксинов из токсигенных вариантов E. coli [2, 6]. Но поскольку инактивированные токсины кишечной палочки обладают низкой иммуногенной активностью, необходимо использование веществ усиливающих иммунный ответ — адъювантов [6, 13].

Цель исследования

Целью данной работы являлось изучение влияния бактериального полисахарида и полиэлектролита в качестве адъювантов на иммуногенные свойства эшерихиозного анатоксина при иммунизации кроликов.

Материалы иметоды

Вакцинацию животных опытных групп осуществляли поликомпонентным эшерихиозным анатоксином (ЭА), содержащим инактивированные токсины (TL, TS, STX) E. coli [4] с добавлением адъювантов.

В качестве бактериального полисахарида использовали пирогенал (липополисахарид (ЛПС) грамотрицательных бактерий) в концентрации 100 мкг/мл, в качестве полиэлектролита — полиакриловую кислоту (ПАК) в 0,3 %-ной концентрации.

Для проведения опыта использовали 18 кроликов породы советская шиншилла, из которых сформировали 6 групп животных по 3 животных в каждой. Кроликов иммунизировали двукратно с интервалом 7 дней. Животным 1-й группы инъецировали анатоксин с ЛПС в дозе 0,5 мл; 2-й группы — ЭА с ЛПС в дозе 1 мл; 3-й группы — ЭА с ПАК в дозе 0,5 мл; 4-й группы — ЭА с ПАК в дозе 1 мл. Животных 5-й и 6-й групп иммунизировали анатоксином без адъювантов в дозах 0,5 и 1 мл соответственно. Все кролики содержались в одинаковых условиях. За опытными животными вели клинические наблюдения, учитывая общую и местную реакцию на введение препаратов.

Антитоксические антитела определяли в реакции непрямой гемагглютинации с помощью разработанного эритроцитарного диагностикума [5].

Результаты исследований

Наблюдения показали, что у вакцинированных животных заметных изменений общего состояния не было. Температура тела оставалась в пределах физиологической нормы. На месте инъекции припухлостей, уплотнений, болезненности и повышения местной температуры не установлено.

Результаты исследований сыворотки крови показали (табл. 1), что через 7 дней после 1-й вакцинации у кроликов во всех опытных группах идет активная выработка антитоксических антител, однако интенсивность их накопления различается.

Из материалов таблицы видно, что через 7 дней после 1-й вакцинации в группах у кроликов, которым вводили эшерихиозный анатоксин без адъювантов, идет выработка антитоксических антител, однако количество их незначительно.

Таблица 1

Динамика антителообразования укроликов после иммунизации ЭА всочетании садъювантами

Между тем, введение в анатоксин адъювантов способствовало более выраженному иммунному ответу, чем в группах, где анатоксин применяли без адъювантов. Так титр антител из групп 1–4 находился в пределах 2,3±0,5–3,6±0,5 log₂, а у животных из 5–6 групп — 1,3±0,5–0,6±0,4 log₂.

После второй вакцинации антителообразование у кроликов во всех опытных группах происходило более интенсивно. Так в группах, где анатоксин применяли с адъювантами, титр антител был в пределах 5±0,8–3,6±0,5 log₂, а в группах без адъювантов — 3,3±0,5–2,6±0,5 log₂. Также было отмечено, что на динамику антителообразования непосредственным образом влияют вид адъюванта и используемая схема иммунизации. При двукратной иммунизации ЭА с ЛПС в дозе 1 мл, иммунный ответ был более выраженным, чем при иммунизации анатоксином с ЛПС в дозе 0,5 мл и при иммунизации ЭА с ПАК.

На 14-й день после второй вакцинации у животных всех групп произошло незначительное снижение титра антитоксических антител (рис. 1). При этом в группах животных, где анатоксин применяли с адъювантами, уровень антител был в 2–4 раза выше, чем в группах, где адъюванты не применялись.

Рис. 1. Динамика титров антитоксических антител в сыворотке крови у кроликов

На 21-й день после иммунизации произошло равномерное двукратное снижение количества антитоксических антител в сыворотке крови, при этом в группах 1–4 данный показатель находился в пределах 3,6±0,5–2,3±0,5 log₂, а в 5-й и 6-й группах — 1,3±0,5 log₂ и 0,6±0,4 log₂ соответственно.

Выводы

Таким образом, в результате данного опыта нами было установлено, что адъюванты в должной мере повышают иммуногенность ЭА, что проявилось более активной выработкой антитоксических антител. При этом двукратное введение ЭА с адъювантами в лучшей мере стимулирует антителообразование, чем однократная иммунизация. Наиболее выраженные адъювантные свойства при использовании с ЭА были отмечены у пирогенала при двукратной иммунизации в дозе 1 мл.

Литература:

1. Винокурова, Д. П. Распространение и патоморфология дирофиляриоза у собак и кошек в Краснодарском крае и морфология дирофилярий: автореф. дис. кан. вет. наук / Д. П. Винокурова. — Ставрополь, 2011–20 с.
2. Караев, Я. М. Иммуногенные и протективные свойства эшерихиозного анатоксина / Я. М. Караев // Диссертация на соискание ученой степени кандидата ветеринарных наук. — Краснодар, 2009. — 132 с.
3. Куликовский, А. В. Токсигенные эшерихии — актуальная проблема ветеринарии и медицины / А. В. Куликовский, А. Н. Панин, В. В. Соснина //Ветеринария, 1997. –№ 3. — С.25–27.
4. Пат. 2432174, Российская Федерация, МПК А61К 39/108. Способ получения эшерихиозного анатоксина / В. И. Терехов, Я. М. Караев, А. С. Тищенко, А. В. Иванов, П. В. Крамарь; заявитель и патентообладатель ФГУ ВПО Кубанский государственный аграрный университет. — № 2010131645/15; заявл. 27.07.2010; опубл. 27.10.2011, бюл. № 30. — 5 с.
5. Пат 2449290 Российская Федерация, МПК G01N 33/556. Способ получения эритроцитарного диагностикума / Терехов В. И., Караев Я. М., Иванов А. В.; заявитель и патентообладатель ФГУ ВПО Кубанский государственный аграрный университет. — № 2009129696/15; заявл. 03.08.2009; опубл. 27.04.2012, бюл. № 12. — 6 с.
6. Петров, Р. В. Искусственные антигены и вакцины / Р. В. Петров, Р. М. Хаитов / — М.: Медицина, 1988. — 304 с.
7. Ратинер, Ю. А. Энтерогеморрагические кишечные палочки и вызываемые ими заболевания / Ю. А. Ратинер, В. М. Бондаренко, A. Sitonen // Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунологии. — 1998. — № 5. — С. 87–96.
8. Сиренко, В. В. Репродуктивная функция молочных коров при нарушении обмена веществ и её коррекция: автореф. дис. кан. вет. наук / В. В. Сиренко. — Краснодар, 2013. — 19 с.
9. Скориков, А. В. Эпизоотическая ситуация по колибактериозу поросят в Краснодарском крае / А. В. Скориков, А. Ф. Дмитриев, В. И. Терехов // Ветеринария Кубани. — 2015. — № 4. — С. 3–6.
10. Табачник, А. Л. Энтеротоксигенные E.coli / А. Л. Табачник, Е. С. Гиршович, P. M. Темпер // Микробиология, эпидемиология и иммунобиология, 1977. — № 3. — С. 31–38.
11. Терехов, В. И. Факторы адгезии и колициногенная активность Escherichia coli / В. И. Терехов, А. С. Тищенко, И. В. Сердюченко // Вестник ветеринарии. 2015. — № 3 (74). — С. 41–45.
12. Терехов, В. И. Эпизоотическая ситуация по колибактериозу телят в Краснодарском крае / В. И. Терехов // Ветеринария Кубани. — 2016. — № 3. — С. 15–18.
13. Тищенко, А. С. Влияние адъювантов на иммуногенные свойства эшерихиозного анатоксина / А. С. Тищенко // Диссертация на соискание ученой степени кандидата ветеринарных наук / Кубанский государственный аграрный университет. Краснодар, 2011. — 124 с.