Medycyna Weterynaryjna - Summary Medycyna Wet. 63 (10), 1142-1145, 2007

Medycyna Wet. 2007, 63 (10) 1142

Artyku³ przegl¹dowy Review

Okres od urodzenia do od³¹czenia od karmi¹cej matki cechuje siê szczególnie du¿¹ œmiertelnoœci¹ zwierz¹t gospodarskich. Przyk³adowo, ginie wtedy œrednio ponad 10% nowo narodzonych prosi¹t (1). G³ówn¹ przyczyn¹ s¹ choroby bakteryjne (m.in. koli-bakterioza, salmonelloza, martwicowe zapalenie jelit, wywo³ane przez Clostridium perfringens), jak równie¿ wirusowe (m.in. choroba Aujeszky’ego, zespó³ roz-rodczo-oddechowy – PRRS, wirusowe zapalenie ¿o-³¹dka i jelit – TGE). Analogicznie jest w odniesieniu do ciel¹t i jagni¹t. Szczególne znaczenie w powodo-waniu zachorowañ maj¹ drobnoustroje warunkowo chorobotwórcze i sprzyjaj¹ce rozwojowi infekcji nie-dobory naturalnej oraz swoistej odpornoœci.

Mimo ¿e u szeregu gatunków ssaków wykazano zdolnoœæ do stymulowanej antygenem odpowiedzi immunologicznej ju¿ w ¿yciu p³odowym, w tym u œwiñ od 70. dnia ¿ycia p³odowego (12), a synteza immuno-globuliny G (IgG) ma miejsce od 7. dnia ¿ycia prosiê-cia (4, 6), to jednak skutecznoœæ tego rodzaju odpor-noœci czynnej jest niewystarczaj¹ca do zapewnienia ochrony przeciw wiêkszoœci chorób zakaŸnych. Osi¹g-niêcie dojrza³oœci systemu immunologicznego

nastê-puje w przypadku prosi¹t w okresie oko³oodsadzenio-wym (9). Podobnie jest u innych gatunków ssaków.

W zwi¹zku z powy¿szym, w celu zapobiegania cho-robom zakaŸnym osesków od szeregu lat powszechne zastosowanie znajduje uodpornianie ciê¿arnych samic przeciw wa¿niejszym chorobom zakaŸnym potomstwa. Istotne znaczenie posiada jakoœæ szczepionek (13, 14). Dane na temat przekazywania od matki do p³odu i/lub noworodka immunoglobulin u niektórych gatunków ssaków przedstawia tabela 1.

Transfer do p³odu u cz³owieka i naczelnych doty-czy IgG, lecz nie IgM, IgA lub IgE. U psów i kotów przez ³o¿ysko do p³odu przenika 5-10% IgG, a pozo-sta³e trafiaj¹ do osesków za poœrednictwem siary. W pierwszych godzinach ¿ycia, kiedy enzymy nowo-rodka nie wykazuj¹ proteolitycznej aktywnoœci, nie-uszkodzone Ig docieraj¹ do jelita cienkiego, zw³asz-cza jelita biodrowego, gdzie przenikaj¹ drog¹ pino-cytozy do enterocytów, sk¹d przechodz¹ do naczyñ krwionoœnych jelitowych, a nastêpnie systemowych. Przeciwcia³a te okreœla siê jako matczyne (maternalne – Mat.Ab) lub siarowe. Okres przepuszczalnoœci dla Ig b³ony œluzowej jelit zale¿y od gatunku zwierzêcia

Bierna i czynna odpornoϾ przeciw chorobom

zakaŸnym u oseska do okresu oko³oodsadzeniowego

Pañstwowy Instytut Weterynaryjny – Pañstwowy Instytut Badawczy, Al. Partyzantów 57, 24-100 Pu³awy

Truszczyñski M., Pejsak Z.

Passive and active immunity against infectious diseases of suckling until weaning

Summary

Pre-weaning mortality in domestic animals results in a significant loss in animal production. Immunizing pregnant dams before parturition is practiced in order to prevent or decrease losses from various threatening diseases. The transferal of maternal immunity to offspring depends on the type of animal species and may occur via the placenta and colostrum or only through colostrum. Maternal, passive immunity of sucklings lasts for several weeks only and decreases in time, therefore young animals must be vaccinated in order to be protected against infectious diseases. Maternal antibodies present in suckling block antigenic epitopes of the vaccine antigens and interfere with their efficacy and, thus, the appropriate time for vaccinating is not easy to determine. It should occur early in the process of maturation, yet not when the level of maternal antibodies is very high in order to facilitate minimizing the immunological window (also know as the window of suscepti-bility) which exists between decreased maternal immunity and the inefficacy of post-vaccine protection. Maternal antibodies do not interfere with the activity of cellular immunity. In the case of humeral immunity the priming of B lymphocytes, which gain immunological memory, occurs despite the blocking of epitopes and so the ensuing vaccine leads to a more intensive production of antibodies and a higher activity of T lympho-cytes. Additionally, the appropriate choice of adjuvant in inactivated vaccines is crucial for the immunogenic effect of early vaccination in offspring.

Medycyna Wet. 2007, 63 (10) 1143

oraz rodzaju klasy Ig. Na ogó³ najintensywniejsze prze-chodzenie Mat.Ab z jelit do krwi nastêpuje bezpoœred-nio po urodzeniu i utrzymuje siê przy sta³ym spadku przenikania przez b³onê œluzow¹ do 24 wzglêdnie 32 godzin po urodzeniu (3, 10). Przy ró¿nicach wœród osobników miotu, a te¿ miêdzy miotami najwy¿szy poziom Ig w krwi u prosi¹t, szczeni¹t, koci¹t ma miej-sce po 36-48 godzinach po urodzeniu. Od tego mo-mentu zaczyna siê stopniowy spadek Mat.Ab. Poziom ich osi¹ga 1-3% ich pierwotnej wartoœci po 60 dniach u prosi¹t, po 40 dniach u jagni¹t, po 100 dniach u cie-l¹t, po 115 dniach u Ÿrebi¹t, po 30 dniach u szczeni¹t i koci¹t (3).

Niezale¿nie od przedstawionych danych, d³ugoœæ utrzymywania siê u noworodka odpornoœci matczynej (maternal immunity) jest trudna do œcis³ego okreœle-nia. Waha siê bowiem zale¿nie od szeregu czynników, a g³ównie od stê¿enia Ig w siarze, iloœci jej pobrania przez oseska w okresie wch³anialnoœci przez b³onê œlu-zow¹ przewodu pokarmowego oraz gatunku zwierzê-cia. W przypadku panleukopenii koci¹t 80% nabytej od matki ochrony przed infekcj¹ utrzymuje siê do 2 tygodni, licz¹c od pobrania siary, a 40% nieco po-wy¿ej 6 tygodni. Zanik do 10% pierwotnej wartoœci nastêpuje po 14 tygodniach (5). Analogiczne, ale nie identyczne dane odnosz¹ siê do innych chorób, w tym o ró¿ni¹cej siê patogenezie i wystêpuj¹cych u innych ga-tunków zwierz¹t. Przyk³adowo, w przypadku wywo-³anego przez koronawirus zakaŸnego zapalenia ¿o³¹d-ka i jelit (TGE) ochrona przed za¿o³¹d-ka¿eniem i chorob¹ bardziej zale¿y nie od systemowej, a od miejscowej odpornoœci, wystêpuj¹cej w obrêbie przewodu pokar-mowego. Zwi¹zana jest ona z IgA, które, ³¹cz¹c siê z enterocytami, neutralizuj¹ znajduj¹cy siê tam wirus. Przeciwcia³a wymienionej klasy wystêpuj¹ nie tylko w siarze, ale te¿ w mleku (odpornoœæ laktogenna) (2), co zapewnia miejscow¹, w jelitach wystêpuj¹c¹ ochro-nê do odsadzenia oseska od matki.

Uogólniaj¹c pogl¹d co do d³ugoœci utrzymywania siê u oseska biernej systemowej odpornoœci matczy-nej mo¿na zak³adaæ, ¿e jej zanikanie nastêpuje po oko³o 2-6 tygodniach od pobrania siary. Wtedy m³ody

osob-nik zaczyna dysponowaæ w znacznym stopniu dojrza³ym uk³adem immunologicznym. Wska-zuje to na mo¿liwoœæ skutecznego, czynnego uodporniania przy zastosowaniu szczepionki. Uzyskana odpornoœæ utrzymuje siê, zale¿nie od choroby i rodzaju szczepionki, kilka do kil-kunastu miesiêcy, a niekiedy do oko³o 1 roku. Doszczepianie, np. byd³a, koni, psów i kotów znacznie j¹ przed³u¿a. Istniej¹ jednak pewne trudnoœci w wyborze takiego momentu do po-dania szczepionki, by czas, kiedy koñczy siê skutecznoœæ matczynej odpornoœci, a jeszcze nie zosta³a wytworzona przez m³ody organizm odpornoœæ czynna skutecznie chroni¹ca przed chorob¹ zakaŸn¹, by³ mo¿liwie najkrótszy. Okres ten przedstawia ryc. 1.

W zwi¹zku z uzasadnionym d¹¿eniem do maksy-malnego ograniczania okresu wra¿liwoœci na infekcjê (ryc. 1) konieczne jest podanie m³odemu zwierzêciu mo¿liwie wczeœnie szczepionki. Powinno to mieæ miej-sce wtedy, kiedy w jego organizmie wystêpuj¹ jeszcze w znacznym stê¿eniu przeciwcia³a matczyne (8, 12). Jak jednak wynika z przegl¹dów piœmiennictwa (12), nastêpuje w takiej sytuacji neutralizacja przez prze-ciwcia³a antygenów uodporniaj¹cych w wyniku blo-kowania ich epitopów, programuj¹cych komórki im-munokompetentne, zw³aszcza w odniesieniu do od-pornoœci humoralnej (limfocyty B). Ilustruje to ryc. 2. Skala blokady epitopów zale¿y od stosunku miêdzy iloœci¹ antygenu szczepionkowego a mianem przeciw-cia³ matczynych. Nie dotyczy to lub dotyczy w znacz-nie mznacz-niejszym stopniu limfocytów T, odpowiedzial-nych za poziom odpornoœci komórkowej, do których wprowadzana jest swoista pamiêæ immunologiczna (priming) niezale¿nie od obecnoœci przeciwcia³ mat-czynych (12). W przypadku aplikowania du¿ej dawki antygenu szczepionkowego nie wszystkie jego epito-py ulegn¹ zablokowaniu i wtedy mo¿liwe jest uzyska-nie efektu odpornoœciowego rówuzyska-nie¿ w oduzyska-niesieniu do limfocytów B. Jednak zwiêksza to koszt szczepieñ i ma zastosowanie raczej u niemowl¹t, a nie osesków zwierz¹t domowych (12).

Wra¿liwoœæ na infekcjê Odpornoœæ bierna noworodka

otrzymana od matki (linia przerywana)

Osi¹gniêcie pe³nej kompetencji immunologicznej (linia ci¹g³a)

Ryc. 1. Charakterystyka poziomu odpornoœci noworodka przeciw chorobie zakaŸnej. W czasie okreœlonym strza³kami ani poziom przeciwcia³ matczynych, ani te¿ aktywnie przez m³ody organizm wytwarzana odpornoœæ nie s¹ wystarczaj¹-co wysokie, by zapobiec infekcji. Okres ten okreœlany jest jako „okno immunologiczne” (czyli okno wra¿liwoœci) (wg 8, zmo-dyfikowana)

Tab. 1. Przekazywanie do p³odu i/lub noworodka immunoglobulin (Ig) przez ³o¿ysko i/lub za poœrednictwem siary (wg 3, zmodyfikowana)

Objaœnienia: 0 – brak przenikania Ig; zale¿ne od liczby + zwiêkszaj¹ce siê przekazywanie p³odowi/oseskowi Ig k e n u t a G a i c ê z r e i w z Rodzaj³o¿yska Pprrzzeenzik³oa¿nyisekIog Pzrazepkoaœzryewdnaincitewoesmesskiaowryi ñ o k , a i n i w Œ eptieilochoiralne 0 +++ e n n i i a w o r K e z c a w u ¿ e z r p syndesmochoiralne 0 +++ t o k , s e i P endoteilochoiralne + +++ k e i w o ³ z C e n l e z c a n e n n i i hemochoiralne ++ + r u z c z s , z s y M e i n o z y r g e n n i hemendoteilalne +++ +

Medycyna Wet. 2007, 63 (10) 1144

W procesie uodporniania m³odego zwierzêcia istot-ne znaczenie wydaje siê mieæ wspomniaistot-ne wczeœniej zjawisko wprowadzania pamiêci immunologicznej przez antygeny szczepionki do immunokompetentnych limfocytów, mimo wysokiego poziomu przeciwcia³ matczynych. Wtedy bowiem nastêpne szczepienie, wykonane po up³ywie kilkunastu dni, wyzwala wy¿-szy poziom odpornoœci przeciwzakaŸnej ni¿ gdyby szczepionkê podano po raz pierwszy, w terminie póŸ-niejszym, to jest u zwierz¹t ze znacznie ni¿szym po-ziomem przeciwcia³ matczynych i z ju¿ bardziej doj-rza³ym systemem odpornoœciowym. Dodatkowo szczepienie osesków, mimo wysokiego poziomu prze-ciwcia³ matczynych, aktywizuje u nich, jak wspomnia-no, odpornoœæ komórkow¹. Wy³ania siê zatem pyta-nie, czy w zwi¹zku z tym wskazane jest przesuniêcie szczepieñ czynnych na wczeœniejsze ni¿ obecnie zale-cane okresy ¿ycia m³odego organizmu, to jest kiedy poziom przeciwcia³ matczynych jest wysoki, a system odpornoœciowy niedojrza³y. Przedstawione wy¿ej dane przemawiaj¹ za takim rozwi¹zaniem, po pierwsze,

dla-tego, ¿e nawet wysoki poziom przeciwcia³ matczynych nie ma ujemnego wp³ywu na odpor-noœæ komórkow¹ oseska (11, 12), a po drugie, poniewa¿ w czasie wprowadzenia do ko-mórek T i B pamiêci immuno-logicznej, uzyskuje siê inten-sywniejsz¹ odpowiedŸ po kolej-nym podaniu szczepionki. Po-twierdzeniem powy¿szego s¹ m.in. wyniki szczepieñ prosi¹t w 7. dniu ¿ycia przeciw myko-plazmowegmu zapaleniu p³uc, bowiem mimo obecnoœci przeciwcia³ matczynych swo-istych dla antygenów Mycoplasma hyopneumoniae, uzyskano po dwukrotnym podaniu szczepionki wyso-ki poziom odpornoœci przeciwzakaŸnej (7).

Zale¿noœæ miêdzy poziomem odpornoœci biernej a efektami podania ró¿nych dawek antygenu szcze-pionkowego zaprezentowano na rycinie 3.

Sposobem „ominiêcia” przeciwcia³ matczynych przez podawane noworodkom antygeny szczepionko-we jest aplikacja szczepionki nie parenteralnie, ale na powierzchniê b³ony œluzowej (doustnie lub donoso-wo) i indukowanie tym sposobem odpornoœci czynnej b³on œluzowych (mucosal immunity). W zwi¹zku z tym, ¿e u noworodków i m³odych organizmów kon-centracja Mat.Ab na powierzchni b³on œluzowych jest istotnie ni¿sza ni¿ w p³ynach ustrojowych, a odpowiedŸ na podany na b³ony œluzowe antygen sprawna, istniej¹ du¿e szanse uzyskania, mimo siarowej odpornoœci, po¿¹danej miejscowej ochrony przed infekcj¹. Sku-tecznoœæ takiego postêpowania wykazano, miêdzy in-nymi, przy szczepieniach prosi¹t przeciwko chorobie Aujeszky’ego, w tym przypadku, szcze-pionki aplikowanej na b³onê œluzow¹ nosa prosi¹t (15).

W opracowywaniu i stosowaniu pro-gramów szczepieñ w okresie neonatal-nym psów, kotów, zwierz¹t du¿ych (œwiñ, byd³a, koni) nale¿y jednak wy-kluczyæ, czas kiedy Mat.Ab wystêpuj¹ w bardzo wysokim stê¿eniu, co dotyczy kilku pierwszych dni ¿ycia (ryc. 3). Je-¿eli stosowane s¹ szczepionki inaktywo-wane, to dodatkowo niezbêdny jest wy-bór odpowiednich adiuwantów, warun-kuj¹cych wysok¹ skutecznoœæ (11).

Wykonane na oseskach mysich zawie-raj¹cych matczyne przeciwcia³a badania, maj¹ce na celu wywo³anie u nich aktyw-nej odpornoœci przeciwzakaŸaktyw-nej wska-zuj¹, ¿e o ile stosowane szczepionki za-wieraj¹ odpowiednie adiuwanty, jak

AL(OH)₃ lub ISCOM, to uzyskuje siê

wysoki poziom odpornoœci poszczepien-nej. Analogicznie przedstawia siê spra-Ryc. 2. Wp³yw stosunku przeciwcia³ matczynych u noworodka do iloœci antygenu

szcze-pionkowego na kszta³towanie siê czynnej odpornoœci humoralnej i komórkowej (wg 12, zmodyfikowana)

Ryc. 3. Zró¿nicowana, w zale¿noœci od odpornoœci biernej, odpowiedŸ immu-nologiczna immunizowanych noworodków (wg 11, zmodyfikowana)

Immunoglobuliny matczyne (Ig)

Antygen szczepionkowy (Ag)

Przewaga Ig

matczynych Równowaga szczepionkowegoPrzewaga Ag Wi¹zanie epitopów Ag przez Ig siarowe blokuje dostêp limfocytów B noworodka do Ag Blokowanie odpowiedzi immunologicznej Zwi¹zanie czêœci epitopów Ag przez Ig siarowe ogranicza dostêp limfocytów B noworodka do Ag Zró¿nicowana odpowiedŸ na podany Ag Wolne epitopy Ag s¹ w pe³ni dostêpne dla limfocytów B noworodka Efektywna odpowiedŸ limofocytów B i T 100% 0% 50% 75% 25% Zahamowanie odpowiedzi immunologicznej u potomstwa (%)

Medycyna Wet. 2007, 63 (10) 1145

Tab. 2. W³aœciwoœci uodporniaj¹ce kilku antygenów szcze-pionkowych u noworodków (wg 8, zmodyfikowana)

u n e g y t n a j a z d o R o g e w o k n o i p e z c z s Gatuneknoworodka Wynik s u ri w 2 i u q E s e p r e H 10-dnioweŸrebiêta W_oy_dt_pw_oo_rnrz_oo_œn_æa s u ri w o v r a P 3t-ygodnioweszczeniêta W_pry_zs_eo_ck_iwip_co_ia³izo_Hm_I i k w ó s o n s u ri W 1-dnioweszczeniêta W_oy_dt_pw_oo_rnrz_oo_œn_æa s u ri w a t o R 2-dniowejagniêta _imO_md_up_no_ow_loie_gd_icŸ_zna

wa u psów, koni i owiec (8). W tabeli 2 przedstawiono kilka antygenów szczepionkowych, z uwzglêdnieniem gatunku zwierzêcia i wieku szczepienia, które wyzwo-li³y odpornoœæ czynn¹ u noworodków (8).

Reasumuj¹c, nale¿y podkreœliæ, ¿e mo¿liwie wczes-ne stosowanie u osesków szczepiowczes-nek, mimo wystê-powania przeciwcia³ matczynych, nawet w znacznym stê¿eniu, nale¿y uznaæ za wskazane. Powoduje bowiem maksymalnie zawê¿enie „okna immunologicznego”, czyli okna wra¿liwoœci i sprzyja ci¹g³oœci ochrony przeciwzakaŸnej w okresie oko³oodsadzeniowym. Tym samym przeciwdzia³a infekcjom i chorobom zakaŸ-nym tego okresu. Jest jednak skuteczne tylko wtedy, je¿eli szczepionka podawana jest co najmniej dwukrot-nie.

Piœmiennictwo

1.Anon.: Meat and Livestock Commission. Pig Year-book 2001, Milton Keynes, UK.

2.Bohl E. H., Saif L. J.: Passive immunity against enteric viral infections of piglets, [w:] The Mucosal Immune System. Proceedings of a seminar in the EEC programme coordination of agricultural research on protection of the young animal against perinatal diseases. Bristol, UK, September 9-11, 1980 (Ed. F. J. Bourne). Martinus Nijhoff Publishers. The Hague 1981, s. 259-282. 3.Chappuis C.: Neonatal immunity and immunisation in early age: lesson from

veterinary medicine. Vaccine 1998, 16, 1468-1472.

4.Drew M. D., Owens B. D.: The provision of passive immunity to colostrums--deprived piglets by bovine or porcine serum immunoglobulins. Can. J. Anim. Sci. 1988, 68, 1277-1284.

5.Gillespie J. H., Scott F. W.: Feline viral infections. Adv. Vet. Sci. 1973, 17, 163-200.

6.Klobasa F., Werhahn E., Butler J. E.: Regulation of humoral immunity in the piglet by immunoglobulins of maternal origin. Res. Vet. Sci. 1981, 31, 195--206.

7.Martelli P., Terreni M., Guazetti S., Cavirani S.: Antibody response to Mycoplasma hyopneumoniae infection in vaccinated pigs with or without maternal antibodies induced by sow vaccination. J. Vet. Med. B. 2006, 53, 229-233.

8.Morein B., Abusugra I., Blomqvist G.: Immunity in neonates. Veterinary Immunology and Immunopathology 2002, 87, 207-213.

9.Rooke J. A., Bland I. M.: The acquisition of immunity in the new-born piglet. Livestock Prod. Sci. 2002, 78, 13-23.

10.Schultz R. D.: Transfer of humoral and cellular immunity through colostrums. Merial Europ. Vaccinology Symp. Abstr Book – Acomparative approach to early life vaccination, Athens, Greece 2-4.11.2006, s. 55.

11.Siegrist C.-A.: Mechanisms by which maternal antibodies influence infant vaccine responses: review of hypotheses and definition of main determinants. Vaccine 2003, 21, 3406-3412.

12.Siegrist C.-A.: Neonatal and early life vaccinology. Vaccine 2001, 19, 3331--3346.

13.Truszczyñski M., Pejsak Z.: Czynniki chorobotwórczoœci bakterii a skutecz-noœæ szczepionek dla œwiñ. Medycyna Wet. 2006, 62, 493-497.

14.Truszczyñski M., Pejsak Z.: Szczepionki nowej generacji. Medycyna Wet. 2006, 62, 855-859.

15.Zuffa A.: Induction of biological protection in pigs against infection with Aujeszky disease virus by vaccination with large doses of live or inactivated vaccines. Vet. Med. Praha 1986, 31, 83-94.

Adres autora: prof. dr hab. Marian Truszczyñski, Al. Partyzantów 57, 24-100 Pu³awy; e-mail: mtruszcz@piwet.pulawy.pl