Assay the antibody titer and duration of immunogenicity of foot-and-mouth oil vaccine containing domestic adjuvants compared to imported adjuvant and aluminum gel in livestock (goats)

Subject Areas :

سید محمود عظیمی ^{1 *} , مسعود مقدم پور ²

1 - موسسه واکسن و سرم سازی رازی- بخش تب برفکی
2 -

Received: 2024-11-19 Accepted : 2025-06-21 Published : 2024-03-18

Keywords: FMD, aqueous aluminum hydroxide vaccine, oil adjuvant, oil vaccine ,

Abstract :

Foot and mouth disease is one of the infectious diseases in the livestock industry .In areas where FMD disease is endemic such as Iran the most effective way to control and prevent the disease is vaccination. At present, FMD vaccine is commercially produced in two types of Alum and oil-based. In the present study, the level of humoral immune response and its duration following the administration of a vaccine prepared with an internal oil adjuvant compared to a vaccine with an imported adjuvant and a vaccine with aluminum gel in target animals (goats) were investigated. Vaccination of the groups was done on two occasions with an interval of 28 days. Sampling of the tested animals was done on days zero, 28, 60, 90, 120, 150, 180, 210. The humoral immunity of animals was investigated using serum neutralization method. The titer of antibody obtained from vaccines with oil adjuvants B 62(group A) and ISA61 (group B) and aluminum hydroxide gel(group C)  showed the same increase until day 60, but from day 60 the serum titer of group C decrease. The group D during the research period could not have the good titer and quickly lost the low titer obtained on the 60th day. Statistical analysis of the results of serum titer in the serum neutralization test (SN) showed a significant difference between the group of vaccines with oil adjuvants 62 B and ISA61 and other groups from the 60th day to the end of the research. The neutralization rate of the above-mentioned two groups was reported to be about 2.6.The groups C and D performed very poorly in increasing the immunity level and also the length of the immunization period compared to the groups A and B . In total and considering the lack of decrease in the immunity level after 210 days (7 months). In the first group (B 62) was inoculated with internal adjuvant, compared to other foot-and-mouth disease vaccines, they can be of great help to the livestock industry to deal with foot-and-mouth disease.In total, considering the increase in the appropriate immunity rate up to 210 days (7 months) in the first group (B 62) which had a domestically produced adjuvant, compared to other groups under test, this type of vaccine can be great help to  controt FMD in animal husbandry industry.

References:

Abol Abbas, L.K. Lichman, A. Puber, J. (2003) Cellular and molecular immunology. 5ed.
Aftosa, F.( 2007)Foot and Mouth Disease. The center for food security and public health.
Ahmadzadeh, H. (1390) New type of foot and mouth disease. Agriculture and food industry weekly. sixth year Number 90 (In Persian)
Alexandersen, S. Mowat, N. (2005) Foot-and-mouth disease: Host range and pathogenesis. Current Concepts In Endometriosis, 288: 9-42.
Alexandersen, S. Zhang, Z. Donaldson, A.I. and Garland, A.J.(2003)The pathogenesis and diagnosis of foot and mouth disease. J. Comp. Pathol. 129: 1-36.
Allen, S. David, N. M, (2003) Coordinate Cytokine Gene Expression In Vivo following Induction of Tuberculous Pleurisy in Guinea Pigs. American Society for Microbiology, 71: 4271-4277.
Amanda, L. Barnarda, A.A. Sarah, C. Barnett, P. Birte, K. Summerfielda, A. Kenneth, C.(2005)Immune response characteristics following emergency vaccination of pigs against foot-and-mouth disease. Vaccine, 23,287: 1037–1047.
Ayele G. et al ,(2023)Combined Adjuvant Formulations Enhanced an Immune Response of Trivalent Foot and Mouth Disease Vaccine in Cattle, Vet Med (Auckl). ; 14: 47–62.
Ayele G. et al ,(2022) Evaluation of different adjuvant formulations of trivalent Foot and Mouth Disease vaccine in 2022 DOI:10.21203/rs.3.rs-1975001/v1
Bachrach, H. L.(1968) Foot-and-mouth disease. Annu. Rev. Microbiol, 22: 201–244.
Bahnemann HG. (1973)The inactivation of foot and mouth disease virus by ethyleneimine and propyleneimine. Zbl Vet Med; B20:356–60.
Barnett, P.V. Cox, S.J. Aggarwal, N. Gerber, H. and McCullough, K.C. (2002)Further studies on the early protective responses of pigs following immunization with high potency foot and mouth disease vaccine. Vaccine, 20: 3197-3208.
Bartels, T. Schafer, H. Liebermann, H. Burger, R. Beyer, J.(1994)T-lymphocyte responsesin guinea pigs vaccinated with foot and mouth disease virus. Veterinary Immunology and Immunopathology, 40: 213-223.
Bittle, J. L. Houghten, R. A., Alexander, H. Shinnick, T. M. Sutcliffe J. G. Lerner, R. A. Rowlands D. J., and Brown F.(1982)Protection against foot-and-mouth disease by immunization with a chemically synthesized peptide predicted from the viral nucleotide sequence. Nature 298:30–33.
Blancou, J.(2003) History of the surveillance and control of transmissible animal diseases. World Organisation for Animal Health Paris, 362 pp Brooksby, J.B. 1982. foot and mouth disease virus. Intervirol. 18, 1-23.
Brown, F. (2003) The history of research in foot-and-mouth disease. Virus Research, 91: 3-7.
Cao Y. (2014) Adjuvants for foot-and-mouth disease virus vaccines: recent progress, Expert Rev Vaccines . 13 (11):1377-85.
Cox, S.J. Aggarwal, N. Statham, R.J. Barnett, P.V. (2003) Longevity of antibody and cytokine responses following vaccination with high potency emergency FMD vaccines. Vaccine 21, 254:1336–1347.
Dar P. , Kalaivanan R., Sied N., Mamo B., Kishore S., Suryanarayana V.V.S., Kondabattula G,( 2013) Montanide ISA™ 201 adjuvanted FMD vaccine induces improved immune responses and protection in cattle Vaccine ,18 ;31(33):3327-32.
DiMarchi, R. G. Brooke, C. Gale, V. Cracknell, T. Doel, N. Mowat.(1986) Protection of cattle against foot-and-mouth disease by a synthetic peptide. Science, 232:639–641.
Fenner, F. J. Gibbs, P. J. Murphy, Rott, F. A. R. Studdert, M. J. White, D. O. (1993) Veterinary virology, 403–430.
Lei, C. Yang, J. Hu, J. Sun, X. (2021)On the Calculation of TCID50 for Quantitation of Virus Infectivity, Virol Sin. 2021 36(1): 141–144.
Li, G. Li, Y. Yan, W. XU Q., WU Y., XIE Y., You U. and Zheng Z .(2001) CpG DNA enhances the immune responses elicited by the DNA vaccine against foot and mouth disease virus in guinea pigs. Chinese Science Bulletin 46:1376-1379.
Livak, K.J. Schmittgen, T.D.( 2001) Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method. Methods, 25: 402-408.
Moghadam Pour, M. (1384) Comparison of two types of domestic and foreign oil adjuvant, 14th Iranian Veterinary Congress, 23rd of February 2006, Tehran, Razi Conference Center, Iran University of Medical Sciences(In Persian)
Moghadam Pour, M. Ebrahimi, M. M. Mohammad Pour, N. (1385) Research on the production of adjuvant used in poultry vaccines, the first student conference on chemical applications in industry, November 9-11, 2007, Department of Chemistry, Isfahan University(In Persian)
Park ME, Lee SY, Kim RH, Ko MK, Lee KN, Kim SM, Kim BK, Lee JS, Kim B, Park JH.(2014) Enhanced immune responses of foot-and-mouth disease vaccine using new oil/gel adjuvant mixtures in pigs and goats. Vaccine., 8;32 (40):5221-7.
Tizard, A. (1389) Veterinary Immunology. Translation: Shimi, A. The second edition of Nourbakhsh Tehran, Publishing House.

Full-Text:



 

 

 

نشریه میکروبیولوژی‌ دامپزشکی  دوره نوزدهم، شماره دوم،پاییز و زمستان 1402، پیاپی 47: 65-56

 

 

 

 

مقاله پژوهشی

بررسی ایمنی زایی واکسن روغنی تب برفکی فرموله شده با ادجوان­های روغنی در مقایسه با ادجوان ژل آلومینوم هیدروکساید در بز 

سید محمود عظیمی دزفولی1*، مسعود  مقدم پور2

1-دانشیار بخش تحقیق و تولید واکسن های تب برفکی ، موسسه تحقیقات واکسن و سرم رازی، سازمان تحقیقات کشاورزی، آموزش و ترویج (AREEO)، کرج، ایران

2-استاد یار  بخش تحقیق و تولید واکسن های ویروسی طیور، موسسه تحقیقات واکسن و سرم رازی، سازمان تحقیقات کشاورزی، آموزش و ترویج (AREEO)، کرج، ایران 

   تاریخ دریافت:29/08/1403 تاریخ پذیرش:31/03/1404

چکیده

در مناطقی که بیماری تب برفکی اندمیک می باشد، همانند ایران، موثرترین راه کنترل پیشگیری از بیماری واکسیناسیون است. در حال حاضر  واکسن تب برفکی در دو طیف پایه آبی و روغنی بصورت تجاری تولید شده و در اختیار دامداران قرار دارد. در مطالعه حاضر میزان پاسخ ایمنی همورال و مدت دوام آن متعاقب تجویز واکسن مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق واکسن های آزمایشی با ادجوان روغنی B62 با واکسن دارای ادجوان ISA61 و واکسن  دارای ژل آلومینیوم هیدروکساید در دام هدف (بز) مورد مقایسه  قرار گرفت. واکسیناسیون گروه ها در دو نوبت و با فاصله 28 روز انجام شد. نمونه گیری از  دام های تحت آزمایش در روز های صفر، 28، 60، 90، 120، 150، 180، 210 انجام شد. بررسی ایمنی همورال دام ها با استفاده از روش خنثی سازی سرم انجام شد. به جهت تعیین اختلاف معنی دار در نتایج گروهها از روش های آماری استفاده شد. عیار آنتی بادی حاصل از واکسن های دارای ادجوان های روغنی B62 و ISA61 و ژل آلومینیم هیدروکساید تا روز 60 افزایش یکسانی را نشان دادند ولی از روز 60 عیار سرمی گروه دریافت کننده ژل آلومینیوم هیدوکساید کاهش یافت ولی دو گروه های که ادجوان  B62 و ISA61 دریافت کرده بودند  تا روز 210 عیار بالایی نشان دادند.بررسی های آماری نتایج عیار سرمی در آزمایش خنثی سازی سرم( SN) اختلاف معنی دار  را بین گروه واکسن های دارای ادجوان های روغنی B62 و ISA61 با سایر گروه ها از روز 60 تا پایان تحقیق را نشان داد و میانگین عیار خنثی سازی حدود  6/2 گزارش شد .

کلمات کلیدی: تب برفکی، ژل آلومینیوم هیدروکساید، ادجوان روغنی ، واکسن روغنی

*  نویسنده مسئول : سیدمحمودعظیمی دزفولی

   آدرس: بخش تحقیق و تولید واکسن های تب برفکی ، موسسه تحقیقات واکسن و سرم رازی، سازمان تحقیقات کشاورزی، آموزش و ترویج (AREEO)، کرج، ایران.  

پست الکترونیک: [e-mail]

مقدمه

تب برفکی (FMD) یک بیماری بسیار عفونی دام و از نظر اقتصادی برای دامدار و صنعت دامداری ویرانگر است. عامل این بیماری ویروسی از خانواده پیکورناویریده بوده  و یک بیماری واگیردار در حیوانات زوج سم ایجاد میکند که خسارات آن در تامین بهداشت، رفاه و تولید فرآورده های دامی قابل توجه و بسیار سنگین میباشد. مهمترین و اصلی ترین راه ورود ویروس به بدن از طریق دستگاه تنفسی است (Ahmadzadeh, H.1390; Alexandersen, S,  et al. 2003; Alexandersen, S. Mowat, N. 2005; Aftosa, F. 2007; Bachrach, H. L. 1968; Brown, F. 2003) واکسن تب برفکی با  پایه روغنی و آبی رایج ترین نوع واکسن های مورد استفاده  در بین دامداران می باشند. این دو دسته از ادجوان ها هر کدام دارای مزایا و معایبی هستند. از ویژگی های بسیار مهم و مورد انتظار ادجوان ها افزایش طول دوره ایمنی  و افزایش قدرت پاسخ ایمنی محافظت کننده می باشد. (Moghadam Pour, M. 1384) (Moghadam Pour, M. et al 1385) تحققیات انجام شده حاکی از آن است که واکسن های دارای ادجوان روغنی دارای مزایایی مانند بالا بودن طول دوره ایمنی و کاهش دفعات واکسیناسیون نسبت به نوع آبی می باشند. طبق مطالعات انجام شده ادجوان روغنی علاوه بر افزایش طول دروه ایمنی، قادر به تحریک ایمنی همورال به شکل مطلوب می باشند (Barnett, P.V. et al 2002; Bartels, T. et al 1994; Blancou, J. 2003) هدف از این تحقیق ارزیابی پاسخ ایمنی هومورال و بررسی طول دوره ایمنی، متعاقب تجویز واکسن های تهیه شده از ادجوان روغنی 62B  و ISA61 در مقایسه با  واکسن پایه آبی می­باشد.

مواد و روش کار

آنتی ژن

جهت تولید آنتی ژن از کشت مونولایر سلول BHK استفاده شد. مراحل کار بطور خلاصه به این صورت بود که ابتدا چهار عدد فلاسک 175 cm2 سلول مونولایر BHK تهیه شد. هریک از فلاسک ها با ml 100 محیط کشت RPMI1640 ،   FBS 5% ،  mg/ml 100 پنی سیلین و استرپتومایسین کشت شده و بمدت 48 ساعت در انکوباتور 37 درجه سانتی گراد قرار داده شدند. پس از این مدت کلیه فلاسک ها به بیش از 90% رشد رسیدند. هر یک از فلاسک ها  با MOI 100/1 از ویروس  O2016 با عیار8/6 10 TCID50/ml تلقیح شدند. پس از 18 ساعت تمامی فلاسک ها تخریب سلولی ( CPE ) را نشان دادند. سوسپانسیون ویروسی حاصل در حجم  400 میلی لیتر جمع آوری شده و توسط سانتریفوژ (3000 /rpm10دقیقه/ 40 درجه سانتیگراد) شفاف سازی شد. غیر فعال سازی ویروس با اتیلن آمین (binary ethylenimine) با غلظت  2/4 میلی مول در مدت 24 ساعت و در دمای 26 درجه سانتی گراد  انجام شد. باقی مانده اتیلن آمین مصرف نشده در سوسپانسیون ویروسی توسط تیوسولفات سدیم با غلظت  5 میلی مول خنثی شد (Bahnemann HG. 1973).

ادجوان ها

در این تحقیق دو نوع ادجوان روغنی در کنار ادجوان  ژل آلومینیوم هیدروکساید  با یکدیگر مقایسه شده اند. ادجوان های روغنی شامل ادجوان  ISA61  تولید شده توسط شرکت Seppic  فرانسه و ادجوان تولید داخل با نام 62 B بود. ادجوانهای داخلی از سازمان دامپزشکی پروانه تولید اخذ کرده است (Moghadam Pour, M. 1384 - Moghadam Pour, M. et al 1385). ادجوان آبی یا آلومینیوم هیدروکساید در موسسه رازی تولید شده و در تهیه واکسن پایه آبی  تب برفکی بصورت تجاری استفاده می گردد. در این مطالعه یک گروه از دام ها بعنوان گروه کنترل منفی، آنتی ژن ویروس تب برفکی را بدون افزودن ادجوان دریافت کردند.

واکسن پایه آبی (ژل آلومینیوم هیدروکساید):

از ویروس غیر فعال شده و ژل آلومینیوم هیدروکساید و ساپونین (4/0 گرم در لیتر) برای تهیه واکسن پایه آبی استفاده شد. در فرمولاسیون واکسن پایه آبی از 30% ژل آلومینیوم هیدروکساید و 70% آنتی ژن استفاده شد و غلظت نهایی  ژل آلومینیوم هیدروکساید  (w/v) 65/1 % تنظیم گردید.

واکسنهای پایه روغنی

در مطالعه حاضر از ادجوان های روغنی ISA61 و 62 B برای تولید واکسن روغنی استفاده شد. در فرمولاسیون های نهایی واکسن های روغنی تولید شده، نسبت  فاز آبی (آنتی ژن) به فاز روغنی (ادجوان) 50% (w/w) بوده است.

جدول 1 -فرمولاسیون واکسن ها

 

حجم نهایی (گرم)	مقدار ادجوان گرم و درصد	مقدار آنتی ژن گرم و درصد	نسبت W/O	نوع ادجوان
100	55	45	55/45	62B
100	55	45	55/45	ISA61
100	30	70	70/30	Alum
100	صفر	100	-	Ag

گروه بندی دام ها

در این مطالعه از بز نر بعنوان دام هدف جهت ارزیابی و مقایسه قدرت ایمنی زایی واکسن های تجربی استفاده شد. دام های تحت آزمایش در محدود سنی 6 الی 12 ماه بودند . برای حصول اطمینان  از عدم مواجهه قبلی دام های تحت آزمایش با ویروس تب برفکی یا واکسن تب برفکی قبل از شروع آزمایش، آزمون SN بر روی سرم دام ها  انجام شد. لازم به ذکر است که بز ها در 4 گروه (A,B,C,D )دسته بندی شدند. در هر گروه سه راس دام در نظر گرفته شده و در برنامه واکسیناسیون دو نوبت تلقیح با فاصله 28 روز انجام گردید (جدول 2).

جدول 2-گروه های دام تحت آزمایش

گروه ها	A	B	C	D
نوع ادجوان واکسن	62B	ISA 61	Alum	Ag

برنامه نمونه گیری

اخذ نمونه از گروه های  تحت آزمایش توسط لوله های خلاء دار و تحت شرایط کنترل شده در 8 مرحله در روز های اول و روزهای 28 ، 60 ، 90 ، 120 ، 150 ،180 و 210 انجام گردید. نمونه های بلافاصله به آزمایشگاه منتقل شده و در شرایط استریل سرم آنها جدا گردیده و در دمای 20- درجه سانتیگراد  تا انجام آزمایش خنثی سازی ویروس نگهداری گردیدند.

آزمایش خنثی سازی ویروس( Seroneutralization test):

آزمایش خنثی سازی ویروس جهت تعیین عیار آنتی بادی خنثی کننده ویروس تب برفکی در سرم دام ها  انجام گردید. بطور خلاصه مراحل کار در این آزمون به شرح ذیل صورت گرفت. ابتدا جهت غیرفعال کردن عوامل مداخله گر در تست، سرمها به مدت 30 دقیقه در دمای 56 درجه سانتیگراد قرار داده شدند. سپس با استفاده از محیط کشت RPMI از سرم ها رقت های سریالی تهیه گردید. به دو گوده از پلیت 96 خانه، 50 میکرولیتر سرم مجهول (دو گوده برای هر رقت سرم) اضافه گردید. در ادامه 50 میکرولیتر ویروس O2016 با عیار 103×2 (TCID50/ml) به هر گوده اضافه گردید. پلیت ها بمدت 60 دقیقه در انکوباتور 37 درجه سانتی گراد قرار داده شدند. سپس 50 میکرولیتر سوسپانسیون سلولیIBR-S2 با غلظت 6/1×106 در هر میلی لیتر  اضافه گردید و در انکوباتور دارای گاز CO2 قرار داده شدند و پس از 72 ساعت از نظر وجود آثار CPE توسط میکروسکوپ بررسی گردیدند. بطور کلی رقتی از سرم که بتواند در نیمی از گودهها مانع ایجاد CPE شود بعنوان عیار آنتی بادی خنثی کننده در نظر گرفته می شود و جهت تعیین میزان دقیق عیار آنتی بادی از روش Reed and Muench استفاده گردید (Li, G. et al 2001).

تجزیه و تحلیل آماری

تجزیه و تحلیل های نتایج عیار آنتی بادی توسط نرم افزار SPSS نسخه 24 انجام گردید.

نتایج

بررسی میکروسکوپیک

مشاهده آثار مرگ سلولی (CPE) در گوده های کشت سلول با استفاده از میکروسکوپ اینورت نشان دهنده عدم وجود یا پائین بودن عیار آنتی بادی خنثی کننده ویروس تب برفکی تلقی گردید. این موارد بعنوان سرم منفی بودن دام در نظر گرفته شد. گوده هایی که سلول بصورت تک لایه پس از 72 مشاهده گردید و آثار مرگ سلولی را نشان نداند، بعنوان مورد سرم مثبت درنظر گرفته شدند. در نهایت عیار دقیق آنتی بادی خنثی کننده توسط فرمول Reed and Muench  محاسبه گردید (شکل1) .

شکل1- تصویر سلول BA اولیه (سمت راست) و سلول با آثار مرگ سلولی (سمت چپ) با بزرگ نماي 5 برابر

 

بررسی مقادیرعددی عیار آنتی بادی گروه ها

ميانگين تغییرات عیار آنتی بادی در دام های تحت آزمایش  در روز های مختلف در نمودار شماره 1 و در شکل عددی در جدول 3 نمایش داده شده است.

1- گروه  A و B : عیار سرمی آنتی بادی این دو گروه از روز اول شروع آزمایش  تا آخر دوره تقریبا همسان بوده و فقط در گروه B در روز 180 به 17/2 در برابر 5/2 کاهش نشان داد ولی در نمونه 210 روزگی با گروه A مطابق شد. با توجه به روند ثابت آنتی بادی احتمالا درصورت ادامه نمونه گیری میزان  آنتی بادی تا مدت ها افت نمی کرد ولی بخاطر محدودیت امکانات تحقیق متوقف گردید. عیار سرمی این دو گروه در ماه اول  به نتیجه بالای 0/2 رسید و پس از دریافت نوبت دوم واکسن در ماه دوم به عیار 5/2 افزایش یافت.

2- گروه  C: افزایش عیار سرمی  گروه C  تا روز 60 پس از واکسیناسیون با شیب ملایم تری نسبت به دو گروه قبل افزایشی بوده است . همانطور که در نمودار مشخص است در روز 28 مقدار عیار سرمی کمتر از 5/1 بوده و در اثر واکسن نوبت دوم به عیار 5/2 افزایش پیدا کرد. عیار آنتی بادی این گروه بعد از 60 روزگی  دچار  افت شده و در روز 150 کاهش یافته و تا پایان دوره تحقیق بدون کاهش در همین سطح ادامه داشته است . مجموعا عیار سرمی این گروه از دو گروه B & A  ضعیف تر بوده ولی از دو گروه D &E عملکرد بهتری داشته است.

3- گروه  D: این گروه بعنوان کنترل مثبت به منظور بررسی افزایش عیار آنتی بادی مختص آنتی ژن تب برفکی در نظر گرفته شده بود . همانطور که مشخص است عیار ایمنی در این گروه پس از واکسن نوبت اول به متوسط 7/0 افزایش یافته و پس از نوبت دوم واکسیناسیون به 9/0 صعود کرد ولی پس از آن سیر نزولی داشته است.

 

 

جدول 3- عیار آنتی بادی در آزمون(log10)  SN در گروه های تحت آزمایش

روز خونگیری
210	180	150	120	90	60	28 واکسن دوم	1 – واکسن اول	شماره دام	ادجوانها	گروه ها
5/2	4/2	4/2	7/2	7/2	5/2	1/2	2/0	1	62B	A
6/2	8/2	7/2	5/2	6/2	6/2	3/2	25/0	2
4/2	3/2	1/2	4/2	3/2	8/2	2/2	3/0	3
2/2	4/2	5/2	6/2	3/2	9/2	4/2	3/0	4	ISA61	B
8/2	2	7/2	3/2	8/2	6/2	0/2	3/0	5
5/2	1/2	3/2	5/2	6/2	1/2	1/2	3/0	6
5/1	3/1	1	9/1	2	7/2	3/1	2/0	7	Alum	C
7/1	1	8/0	5/1	7/1	6/2	4/1	3/0	8
4/1	2/1	1/1	6/1	8/1	3/2	4/1	3/0	9
4/0	5/0	5/0	5/0	8/0	8/0	8/0	3/0	13	FMDV Ag	D
3/0	3/0	3/0	6/0	8/0	1	7/0	3/0	14
3/0	2/0	7/0	3/0	6/0	9/0	6/0	2/0	15

 

 

نمودار 1- مقایسه ميانگين عیار آنتی بادی  توسط واکسن های تهیه شده از ادجوان های مختلف در روزهای پس از واکسیناسیون در دام های تحت آزمایش

 

تجزیه و تحلیل آماری

طبق نتایج آزمون ANOVA یک طرفه، اختلاف معنی داري در ميانگين عیار  ایمنی زایی گروه A,B C, و گروه کنترل D در روز اول واکسیناسیون مشاهده نشد (05/0>P) . ميانگين عیار آنتی بادی تمام گروه ها از اول تا 60 روز پس از واکسیناسیون افزایشی بوده و در گروه های A,B و C   حدود 5/2 را نشان داد مگر گروه D که میانگین عیار کمتر از یک بود. نتایج سرمی گروه های A,B تقریبا از 90 تا 210 روزگی بصورت ثابت در حدود 5/2 ماند ولی در گروه های C و D  نتایج نزولی شد و در روز 210 میانگین نتایج گروه C 53/1 رسیده و در گروه D 33/0 کاهش یافت(05/0> P) . اختلاف ميانگين عیار آنتی بادی گروه های مختلف در 120 روز پس از واکسیناسیون کاملا معنی دار بود  میانگین عیار آنتی بادی گروه های A,B بصورت معناداری بیشتر از همه ی گروه های دیگر بود اما اختلاف میانگین عیار آنتی بادی نتایج گروههای A,B معنادار نبود. میانگین عیار آنتی بادی گروهC  بصورت معناداری نسبت به گروه های A,B کمتر و از D بیشتر بود (05/0>P) (نمودار 1).

بحث

بیماري تب برفکی یکی از بیماريهاي مهم واگیردار حیوانات زوج سم میباشد که جهت کنترل آن از واکسیناسیون استفاده می شود. بنابراین تهیه واکسنهاي کارآمد داراي اهمیت ویژه ایی است

(Bittle, J. L. et al 1982; DiMarchi, R. G. et al 1986; Li, G. et al 2001)) در سال های اخیر انواع مختلفی از ادجوان ها برای تقویت پاسخ ایمنی به واکسن های تب برفکی اضافه شده و مورد مطالعه قرار گرفته است. این ادجوان ها شامل روغن های معدنی، ساپونین ها (Quil-A)، لیگاندهای گیرنده Toll مانند (TLR)، سایتوکاین ها، لیپوزوم ها و غیره می باشد. مطالعات زیادی در حوزه ادجوان های روغنی و استفاده آنها در واکسن تب برفکی صورت گرفته است. اثربخشی یک ادجوان روغنی به جمع شدن در محل تزریق، ناقل مناسب برای انتقال آنتی ژن در سراسر سیستم لنفاوی و انتشار آهسته آنتی ژن با تحریک سلول های تولید کننده آنتی بادی نسبت داده می شود. Yimei Cao و همکارانش پیرامون پیشرفت‌های اخیر ادجوان های واکسن‌ ویروس تب برفکی تحقیقاتی فراوانی انجام دادند ( Cao Y. 2014). در سال 2013 Getu Ayele و همکارانش طی آزمایشی تولید آنتی بادی توسط واکسن ها با ادجوان های مختلف را مورد ارزیابی قرار دادند. در این آزمایش از ادجوان های مختلف از قبیل ژل هیدروکسیدآلومینیم و واکسن روغنی سه ظرفیتی  شامل تایپ های A ,O ,SAT2  در گاوها  استفاده شد (Ayele G. et al 2023,2022). گروه هایی که دارای ادجوان روغنی بودند نتایج بسیار بهتری نسبت به سایر گروهها داشتند. واکسن‌های آبی حاوی Al(OH)3/saponin برای استفاده در خوک‌ها ایده‌آل نیستند، زیرا کارایی محافظتی آن‌ها در این گونه کم است (Alexandersen, S. Mowat, N. 2005). در حال حاضر، واکسن‌های امولسیون دوگانه روغنی برای پیشگیری از بیماری تب برفکی ترجیح داده می‌شوند، زیرا می‌توانند برای محافظت از همه گونه‌های حساس دامی  استفاده شوند و برای واکسیناسیون اضطراری ایده‌آل هستند. Montanide ISA-201 و ISA-206، یک ادجوان مبتنی بر روغن معدنی است که توسط شرکت Seppic فرانسه عرضه می شود (Amanda, L. et al 2005). در سال 1383شوشتری و همکاران طی مطالعه ای دو نوع واکسن تب برفکی تهیه کردند که تنها تفاوت بین آنها ادجوان موجود در آنها بود به طوری که در یک نوع واکسن تب برفکی ادجوان ژل آلومینیوم هیدروکساید + ساپونین و در دیگری ادجوان روغنی مورد استفاده قرار گرفت. آنها به این نتیجه رسیدند که واکسن تب برفکی با ادجوان روغنی می تواند به عنوان یک واکسن مطلوب با طول دوره آنتی بادی بیشتر از واکسن تب برفکی با ادجوان ژل آلومینیوم هیدروکساید مورد استفاده قرار گیرد . شوشتری گزارش کرده است که واکسن حاوی یاور روغنی هم از نظر عیار آنتی بادی  نهایی و هم از نظر دوام عیار ایمنی  بالاترین میزان را دارا بوده و هم به دلیل خصوصیات فیزیکی و تولید آن  آسانتر  از واکسن آبی می باشد. در سال 2014 ، Dong Li و همکارانش کارایی واکسن FMD خوکی امولسیون شده را با روغن کمکی ISA 201 VG یا ISA 206 VG مقایسه کردند. Min Eun Park و همکارانش پیرامون تقویت پاسخ‌های ایمنی واکسن بیماری تب برفکی با استفاده از ترکیب ‌های کمکی جدید روغن/ ژل در خوک‌ها و بزها تحقیقاتی را به ثمر رساندند (گزارش منتشر نشده  Park ME, 2014) . در سال 2013، Pervaiz Dar و همکارانش به این نتیجه رسیدند که ادجوان واکسن ISATM 201 در سال 2014باعث بهبود پاسخ های ایمنی و محافظت در گاو می شود (Dar P. , et al 2013) . هدف این تحقیق، بررسی قدرت ایمنی زایی و طول دوره ایمنی واکسن روغنی تب برفکی حاوی ادجوان های تولید داخل 62 B در مقایسه با ادجوان خارجی بود . در این پژوهش عملکرد واکسنهای دارای ادجوان تولید داخل در مقابل  واکسن روغنی دارای ادجوان ISA61 و  واکسن آبی حاوی ژل آلومینیوم هیدروکساید در بز بررسی گردید . عیار های آنتی بادی بر علیه تب برفکی  گروه های تحت آزمایش در روز اول قبل از  واکسیناسیون اول  بسیار پایین و  بر اساس نتایج بدست آمده از نمونه های روز 28 و 60 پس از واکسیناسیون، میانگین عیار آنتی بادی گروه های A و B و C (واکسن های حاوی ادجوان 62B ، ISA61 و آلومینیوم هیدروکساید) بصورت معناداری بیشتر از گروه D  (گروه کنترل) بود (05/0 > P) و ضمنا میانگین عیار آنتی بادی  این سه گروه  در این دو مرحله اختلاف معناداری با یکدیگر  نداشتند (05/0 > P). از روز 60 الی  90 پس از واکسیناسیون عیار آنتی بادی گروه C سقوط کرده ولی میانگین عیار آنتی بادی گروه های A و B بصورت معناداری بیشتر از همه ی ادجوان های مذکور بود (05/0 > P) اما بین گروه های A و B اختلاف معنادار وجود نداشت(05/0 > P). بر اساس نتایج عیار سرمی روز 120 ، 150 ، 180 و 210 پس از واکسیناسیون، میانگین عیارآنتی بادی گروه A و B بصورت معناداری بیشتر از همه ی گروه های ادجوان های مذکور بوده هیچگونه کاهشی تا پایان دوره تحقیق (7 ماهه)نشان ندادند (05/0 > P) ولی میانگین عیار سرمی گروه C  پس از کاهش در 90 روز پس از تلقیح ، کاهش دیگری نداشتند و بصورت معناداری نسبت به نتایج گروه  کنترل ( آنتی ژن) بیشتر بودند(05/0 > P) . 6 ماه پس از واکسیناسیون دوم عیار سرمی دو گروه A و B حدود 5/2 بوده و نتیجه گروه C  حدود 5/1 را نشان داد .عیار سرمی گروه کنترل کمتر از 5/0 بود. نتایج گروه کنترل مشخص کرد که هیچگونه بیماری در طول تحقیق در گروه ها اتفاق نیفتاده و تنها متغیر ادجوان های واکسن های مصرف شده بوده است.

نتیجه گیری کلی

در این تحقیق مشخص شد عیار آنتی بادی در گروه دریافت کننده واکسن تهیه شده از ادجوان های روغنی 62B و ISA61 نسبت به گروه  های دیگر، بخصوص گروه دریافت کننده ادجوان آبی ژل آلومینیم هیدروکساید و بدون ادجوان  بیشتر است . نکته دیگر اینکه پاسخ ایمنی نسبت به هر دو ادجوان روغنی 62B و ISA61 تقریبا یکسان است. لذا میتوان کارایی این دو ادجوان را در مطالعات بیشتر بررسی نموده و در صورت تایید نهایی در تولید واکسن تب برفکی پیشنهاد نمود.

تشکر و تقدیر

بدینوسیله از شرکت دانش بنیان زیست فناوران پژوه البرز تولید کننده ادجوان (یاور) 62 B و همکاری موسسه تحقیقات واکسن و سرم سازی رازی در اجرای این پروژه کمال تشکر را دارد.

 

منابع

1.        Abol Abbas, L.K. Lichman, A. Puber, J. (2003) Cellular and molecular immunology. 5ed.

2.       Aftosa, F.( 2007)Foot and Mouth Disease. The center for food security and public health.

3.       Ahmadzadeh, H. (1390) New type of foot and mouth disease. Agriculture and food industry weekly. sixth year Number 90 (In Persian)

4.       Alexandersen, S. Mowat, N. (2005) Foot-and-mouth disease: Host range and pathogenesis. Current Concepts In Endometriosis, 288: 9-42.

5.       Alexandersen, S. Zhang, Z. Donaldson, A.I. and Garland, A.J.(2003)The pathogenesis and diagnosis of foot and mouth disease. J. Comp. Pathol. 129: 1-36.

6.       Allen, S. David, N. M, (2003) Coordinate Cytokine Gene Expression In Vivo following Induction of Tuberculous Pleurisy in Guinea Pigs. American Society for Microbiology, 71: 4271-4277.

7.       Amanda, L. Barnarda, A.A. Sarah, C. Barnett, P. Birte, K. Summerfielda, A. Kenneth, C.(2005)Immune response characteristics following emergency vaccination of pigs against foot-and-mouth disease. Vaccine, 23,287: 1037–1047.

8.        Ayele G. et al ,(2023)Combined Adjuvant Formulations Enhanced an Immune Response of Trivalent Foot and Mouth Disease Vaccine in Cattle, Vet Med (Auckl). ; 14: 47–62.

9.        Ayele G. et al ,(2022) Evaluation of different adjuvant formulations of trivalent Foot and Mouth Disease vaccine in 2022 DOI:10.21203/rs.3.rs-1975001/v1

10.       Bachrach, H. L.(1968) Foot-and-mouth disease. Annu. Rev. Microbiol, 22: 201–244.

11.       Bahnemann HG. (1973)The inactivation of foot and mouth disease virus by ethyleneimine and propyleneimine. Zbl Vet Med; B20:356–60.

12.       Barnett, P.V. Cox, S.J. Aggarwal, N. Gerber, H. and McCullough, K.C. (2002)Further studies on the early protective responses of pigs following immunization with high potency foot and mouth disease vaccine. Vaccine, 20: 3197-3208.

13.       Bartels, T. Schafer, H. Liebermann, H. Burger, R. Beyer, J.(1994)T-lymphocyte responsesin guinea pigs vaccinated with foot and mouth disease virus. Veterinary Immunology and Immunopathology, 40: 213-223.

14.       Bittle, J. L. Houghten, R. A., Alexander, H. Shinnick, T. M. Sutcliffe J. G. Lerner, R. A. Rowlands D. J., and Brown F.(1982)Protection against foot-and-mouth disease by immunization with a chemically synthesized peptide predicted from the viral nucleotide sequence. Nature 298:30–33.

15.       Blancou, J.(2003) History of the surveillance and control of transmissible animal diseases. World Organisation for Animal Health Paris, 362 pp Brooksby, J.B. 1982. foot and mouth disease virus. Intervirol. 18, 1-23.

16.       Brown, F. (2003) The history of research in foot-and-mouth disease. Virus Research, 91: 3-7.

17.        Cao Y. (2014) Adjuvants for foot-and-mouth disease virus vaccines: recent progress, Expert Rev Vaccines . 13 (11):1377-85.

18.       Cox, S.J. Aggarwal, N. Statham, R.J. Barnett, P.V. (2003) Longevity of antibody and cytokine responses following vaccination with high potency emergency FMD vaccines. Vaccine 21, 254:1336–1347.

19.       Dar P. , Kalaivanan R., Sied N., Mamo B., Kishore S., Suryanarayana V.V.S., Kondabattula G,( 2013) Montanide ISA™ 201 adjuvanted FMD vaccine induces improved immune responses and protection in cattle Vaccine ,18 ;31(33):3327-32.

20.       DiMarchi, R. G. Brooke, C. Gale, V. Cracknell, T. Doel, N. Mowat.(1986) Protection of cattle against foot-and-mouth disease by a synthetic peptide. Science, 232:639–641.

21.       Fenner, F. J. Gibbs, P. J. Murphy, Rott, F. A. R. Studdert, M. J. White, D. O. (1993) Veterinary virology, 403–430.

22.       Lei, C. Yang, J. Hu, J. Sun, X. (2021)On the Calculation of TCID50 for Quantitation of Virus Infectivity, Virol Sin. 2021 36(1): 141–144.

23.       Li, G. Li, Y. Yan, W. XU Q., WU Y., XIE Y., You U. and Zheng Z .(2001) CpG DNA enhances the immune responses elicited by the DNA vaccine against foot and mouth disease virus in guinea pigs. Chinese Science Bulletin 46:1376-1379.

24.       Livak, K.J. Schmittgen, T.D.( 2001) Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method. Methods, 25: 402-408.

25.       Moghadam Pour, M. (1384) Comparison of two types of domestic and foreign oil adjuvant, 14th Iranian Veterinary Congress, 23rd of February 2006, Tehran, Razi Conference Center, Iran University of Medical Sciences(In Persian)

26.       Moghadam Pour, M. Ebrahimi, M. M. Mohammad Pour, N. (1385) Research on the production of adjuvant used in poultry vaccines, the first student conference on chemical applications in industry, November 9-11, 2007, Department of Chemistry, Isfahan University(In Persian)

27.       Park ME, Lee SY, Kim RH, Ko MK, Lee KN, Kim SM, Kim BK, Lee JS, Kim B, Park JH.(2014) Enhanced immune responses of foot-and-mouth disease vaccine using new oil/gel adjuvant mixtures in pigs and goats. Vaccine., 8;32 (40):5221-7.

28.       Tizard, A. (1389) Veterinary Immunology. Translation: Shimi, A. The second edition of Nourbakhsh Tehran, Publishing House.

 

 

        

 

 

 

 

 

 

 

Assay the antibody titer and duration of immunogenicity of foot-and-mouth oil vaccine containing domestic adjuvants compared to imported adjuvant and aluminum gel in livestock (goats)

Seied Mahmod Azimi - E-Zfoli1, Masoud Moghaddam Pour 2, Majid Eslami2,3, Habib Yaribeygi4*

1. Associate Professor, FMD Vaccine Research and Production Department, Razi Vaccine and Serum Research Institute (Hesarek), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran;

2. Assistant Professor of Department of Research and Production Poultry Viral Vaccines, Razi Vaccine and Serum Research Institute (Hesarak), Agricultural Research, Education and Extension

  Organization (AREEO), Karaj, Iran ([e-mail])

Received: 19 November 2024           Accepted: 21 Jun 2025

Abstract

Foot and mouth disease is one of the infectious diseases in the livestock industry. In areas where FMD disease is endemic such as Iran the most effective way to control and prevent the disease is vaccination. At present, FMD vaccine is commercially produced in two types of Alum and oil-based. In the present study, the level of humoral immune response and its duration following the administration of a vaccine prepared with an domestic oil adjuvant compared to a vaccine with an imported adjuvant and a vaccine with aluminum gel in target animals (goats) were investigated. Vaccination of the groups was done on two occasions with an interval of 28 days. Sampling of the tested animals was done on days zero, 28, 60, 90, 120, 150, 180 and 210. The humoral immunity of animals was investigated using serum neutralization method. The titer of antibody obtained from vaccines with oil adjuvants B 62 (group A) and ISA61 (group B) and aluminum hydroxide gel (group C) showed the same increase until day 60 , but from day 60 the serum titer of group C decrease. The group D during the research period could not have the good titer and quickly lost the low titer obtained on the 60th day. Statistical analysis of the results of serum titer in the serum neutralization test (SN) showed a significant difference between the group of vaccines with oil adjuvants B 62 and ISA61 and other groups from the 60th day to the end of the research. The neutralization rate of the above-mentioned two groups A&B were reported to be about 2.6.

The groups C and D performed very poorly in increasing the immunity level and also the length of the immunization period compared to the groups A and B. In total and considering the lack of decrease in the immunity level after 210 days (7 months). In the first group (A) was inoculated with domestic adjuvant, compared to other foot-and-mouth disease vaccines, they can be of great help to the livestock industry to deal with foot-and-mouth disease. In total, considering the increase in the appropriate immunity rate up to approximately 7 months in the first group (B 62) which had a domestically produced adjuvant, compared to other groups under test, this type of vaccine can be great help to control FMD in animal husbandry industry.

Keywords: FMD, aqueous aluminum hydroxide vaccine, oil adjuvant, oil vaccine

* Corresponding Author: Seied Mahmod Azimi

Address: Associate Professor, FMD Vaccine Research and Production Department, Razi Vaccine and Serum Research Institute (Hesarek), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran. Email: [e-mail]