Szczepionki autogenne Streptococcus suis : co wiemy?

Streptococcus suis (S. suis) jest uważany za jeden z najważniejszych powracających chorobowych czynników bakteryjnych u świń w erze ograniczeń antybiotykowych. Infekcje S. suis są jedną z głównych przyczyn stosowania środków przeciwdrobnoustrojowych u prosiąt, zarówno w celach leczniczych jak i (tam gdzie jest to dozwolone) profilaktycznych/metafilaktycznych.

Światowe dane dotyczące oporności S. suis na środki przeciwdrobnoustrojowe są niepokojące; dlatego, aby zmniejszyć zużycie środków przeciwdrobnoustrojowych, zapobieganie chorobie powinno koncentrować się na zarządzaniu czynnikami predysponującymi i szczepieniach. Pomimo intensywnych badań, które doprowadziły do opracowania różnych antygenów szczepionkowych, do tej pory nie udało się wprowadzić na rynek żadnej powszechnie skutecznej szczepionki przeciwko S. suis. Dalsze badania z pewnością przyczyniłyby się do rozwoju szczepionek podjednostkowych. W międzyczasie jedynymi dostępnymi szczepionkami stosowanymi w terenie są szczepionki autogenne, które składają się z zabitych bakterii ("bakteryn") pochodzących z dominującego izolatu (izolatów) wyhodowanego w zakażonym gospodarstwie/systemie, wyprodukowanych przez licencjonowane laboratoria i podanych w tym samym gospodarstwie/systemie. Istnieje jednak bardzo niewiele badań naukowych wykazujących, czy stosowanie takich szczepionek w warunkach terenowych koreluje ze zmniejszoną śmiertelnością i leczniczym stosowaniem środków przeciwdrobnoustrojowych. W rzeczywistości, recenzowane raporty dotyczące szczepionek autogennych prawie nie istnieją - w ciągu ostatnich 30 lat opublikowano tylko 4 prace. Ponadto, kontrolowane badania laboratoryjne wykazały sprzeczne wyniki dotyczące ochrony wywołanej przez eksperymentalnie produkowane bakteryny (przegląd dokonany przez Rieckmann et al. 2020).

Nierozstrzygnięte kwestie dotyczące szczepionek autogennych S. suis

1. Rozpoznanie S. suis - na początku i na końcu: Prawidłowe rozpoznanie S. suis jako pierwotnej przyczyny choroby może skomplikować wybór izolatu (izolatów), który ma być włączony do szczepionki autogennej. Nadal nierozwiązana pozostaje kwestia dotycząca tych pozyskanych z płuc (Obradovic i wsp., 2021), które są uważane za inwazje wtórne i prawdopodobnie nie powinny być włączane do składu szczepionki. Prawidłowa diagnostyka S. suis ma również znaczenie dla oceny skuteczności programu szczepień autogennych zastosowanych w gospodarstwie. Ważnym czynnikiem mylącym jest ocena całkowitej śmiertelności lub całkowitej liczby podjętych leczeń, zamiast tych bezpośrednio związanych z objawami klinicznymi zgodnymi z chorobą S. suis. Należy wziąć pod uwagę, że inne zakażenia bakteryjne mogą wywoływać podobne objawy kliniczne, np. Glaesserella (Haemophilus) parasuis. Ponadto, jeśli ognisko niepowiązanej choroby było obecne w gospodarstwie i dalej kontrolowane podczas próby szczepienia, poprawa stanu zdrowia może nie być bezpośrednio związana z działaniem szczepionki. Odwrotna sytuacja, taka jak równoczesne zakażenie powodujące śmiertelność prosiąt, może również negatywnie wpłynąć na ocenę szczepionki autogennej. Dlatego potwierdzająca sekcja, a następnie bakteriologia i serotypowanie S. suis powinny być systematycznie wykonywane w badaniach terenowych nad szczepionką.

2. Formuła szczepionki – tajemnica sukcesu: szczepionki autogenne są "zależne od producenta", ponieważ każde licencjonowane laboratorium stosuje inne protokoły, dawki antygenów, rodzaje i stężenia adiuwantów, wśród innych zmiennych wprowadzanych podczas procesu produkcji. Adiuwanty są kluczowymi składnikami szczepionki: mają moc modulowania skuteczności szczepionki, siły i czasu trwania odpowiedzi immunologicznej wywołanej przez szczepionkę. Pomimo znaczenia adiuwantów, niewiele badań porównywało ich działanie w ramach tego samego badania eksperymentalnego lub przynajmniej w tych samych warunkach. Ostatnie badania porównujące wpływ sześciu różnych komercyjnych adiuwantów na skuteczność szczepionki przeciwko bakteriom S. suis wykazały, że rodzaj adiuwantu ma zasadniczy wpływ na odpowiedź immunologiczną i ochronę prosiąt przed zakażeniem S. suis. Badanie to potwierdziło również wcześniejsze ustalenia dotyczące ograniczonej immunogenności i/lub ochrony szczepionek bakteryjnych sformułowanych z wodorotlenkiem glinu, powszechnie znanym jako ałun; podczas gdy użycie emulsji na bazie oleju jako adiuwantów jest obiecujące. W związku z tym konieczne jest przeprowadzenie większej liczby badań nad wpływem formuły szczepionki.

3. Szczepienie loch - dylemat dotyczący liczby dawek. Szczepienie loch może wywołać ochronną bierną odporność matczyną u potomstwa. Szczepienie loch jest mniej kosztowne i pracochłonne, dlatego stanowi ekonomiczną alternatywę dla szczepienia prosiąt. Ostatnie badania terenowe wykazały, że do osiągnięcia znaczącego wzrostu poziomu przeciwciał był wymagany program 3 dawek u loszek remontowych (Corsaut i in., 2021); dostarczając po raz pierwszy naukowego uzasadnienia dla wdrożenia takiego programu u zewnętrznych loszek remontowych wprowadzanych do kwarantanny. Ten program szczepień skutkował wyższą odpornością matczyną obecną u prosiąt w porównaniu z prosiętami od loszek nieszczepionych. W innym badaniu terenowym (Corsaut at al, 2020) lochy z wymiany wewnętrznej, które otrzymały 2-dawkowy program szczepień autogennych również wykazały zwiększony poziom przeciwciał. Jednak transfer przeciwciał matczynych do prosiąt, a tym samym ich ochrona kliniczna w odchowalni nie uległa poprawie. Te rozbieżności mogą być wyjaśnione przez kilka zmiennych, w tym formułę szczepionki, użycie 3 dawek vs. 2 dawek, oraz wewnętrzne vs. zewnętrzne źródła wymiany loch, spośród innych czynników specyficznych dla stada. Pomimo tych różnic, wspólną cechą zaobserwowaną pomiędzy dwoma badaniami terenowymi było to, że czas trwania odporności matczynej spada bardzo szybko niezależnie od programu szczepień. Ten spadek odporności matczynej występuje w momencie wysokiej podatności odsadzonych prosiąt na zakażenie S. suis. Dlatego też pozostaje pytanie, jak poprawić czas trwania odporności matczynej, aby chronić prosięta podczas całego okresu odchowu.

A co z "dawką wzmacniającą" (boosterową)? Jest to kolejna powszechna praktyka w tej dziedzinie, ale brak jest danych naukowych potwierdzających tę strategię profilaktyczną. W jednym ze wspomnianych badań (Corsaut i in., 2021), podanie "dawki przypominającej" szczepionki pierwotnie zaszczepionym loszkom spowodowało odpowiedź przypominającą ("pamięć") w postaci poziomu przeciwciał w kolejnych porodach. Jednak efekt ochronny u potomstwa nie został jeszcze wyjaśniony. Podobnie, efekt połączenia masowych szczepień z powtarzanymi dawkami szczepionek autogennych przed każdym porodem nie został jeszcze naukowo zbadany.

4. Szczepienie prosiąt - za młode czy za stare: według naszej najlepszej wiedzy, tylko trzy opublikowane artykuły dotyczyły skuteczności tego podejścia prewencyjnego w terenie. W fermie z cyklem zamkniętym prosięta otrzymały szczepionkę autogenną przy odsadzeniu i szczepionkę przypominającą 3 tygodnie po wprowadzeniu do odchowalni. Bezpośredni efekt szczepienia (śmiertelność z powodu S. suis) nie był statystycznie istotny. Jednak obliczona całkowita i ogólna skuteczność szczepionki (całkowita śmiertelność na poziomie stada) wykazała w jakiś sposób potencjalny efekt ochronny; jednak uwzględniono tu śmiertelność z jakiejkolwiek przyczyny (Hopkins i in., 2019). W badaniu terenowym, w którym prosięta były szczepione przy odsadzeniu i boostowane 10 dni później, śmiertelność i zachorowalność u świń w wieku odchowalnianym wahała się niezależnie od leczenia (Torremorell i in., 1997); potwierdzając trudność w ocenie klinicznego wyniku szczepienia i znaczenie właściwej diagnozy. Wreszcie, w trzecim badaniu prosięta otrzymały autogenną szczepionkę w pierwszym tygodniu i w trzecim tygodniu życia. Ten program szczepień nie zdołał wywołać odpowiedzi przeciwciał i nie zaobserwowano ochrony klinicznej. Brak odpowiedzi może być spowodowany interferencją z wysokim poziomem przeciwciał matczynych i/lub niedojrzałym układem odpornościowym bardzo młodych prosiąt. Dlatego też potrzebne są dalsze badania w celu oceny idealnego przedziału wiekowego dla szczepienia prosiąt, aby uniknąć interferencji odporności matczynej i zapewnić ochronę w momencie wystąpienia objawów klinicznych S. suis.

Wniosek

Pomimo dziesięcioleci badań nad szczepionkami przeciwko S. suis, autogenne bakterie są prawie jedyną dostępną strategią zapobiegawczą, do której mają dostęp producenci świń. Dlatego też konieczne jest przeprowadzenie większej liczby badań terenowych, aby naukowo potwierdzić ich działanie ochronne, a w konsekwencji ich wpływ na koszty i korzyści dla producentów świń. Ponadto konieczne jest przeprowadzenie większej liczby badań eksperymentalnych (laboratoryjnych) w celu uzyskania wiedzy naukowej, która pozwoli na udoskonalenie tego ważnego narzędzia zapobiegawczego i pomoże ograniczyć stosowanie środków przeciwdrobnoustrojowych.