Баллистический метод вакцинации диких животных

Баллистический метод вакцинации диких животных

Александр Денисов, Ольга Карпова, Ольга Рыбакова, Светлана Попова, Роман Боровик,

(ФГУН НИЦ ТБП ФМБА России, Серпухов, Московская область);

Константин Салмаков (ФЦТРБ-ВНИВИ, Казань, Татарстан);

Олег Скляров, Аркадий Климанов, Константин Шумилов (ФГУП ВГНКИ, Москва);

Михаил Брынских (Приокско-Террасный Биосферный заповедник, Данки, Серпухов,

Московская область)

Для дистанционной доставки вакцин разработан баллистический метод с использованием пули калибра 5,6 мм. В качестве модельных вакцин использовали вакцины B. abortus 82 and B. abortus 19; в качестве контроля - внутримышечный метод. Полевые испытания баллистического метода проводили на телках и бизоне, находящихся в загоне, в которых стреляли с расстояния 80-100 метров пулями, содержащими вакцину. Показано, что при прохождении через шкуру и мышечные ткани животных пуля деформировалась (сплющивалась или распадалось на мелкие фрагменты), быстро высвобождая клетки бруцелл и колонизируя мышечные ткани. Пули не вызывали болезненности и образование обширных ран и незначительно влияли на поведение животных. Присутствие клеток вакцинного штамма и его распространение в организме животных было подтверждено с помощью бактериологического и ПЦР методов. Наличие поствакцинального иммунного ответа на вакцины, доставленные с помощью биопуль, установлено с помощью серологических тестов (реакции агглютинации – РА, реакции непрямой гемагглютинации-РНГА, реакции связывания комплемента-РСК, Роз-Бенгал пробы-РБП), оценки показателей гуморального (высокие титры R- и S-антител), клеточного (повышение пролиферации лимфоцитов) иммунитета и фагоцитоза. Иммунный ответ при баллистической вакцинации был аналогичен внутримышечному введению вакцин. Исследования показали эффективность вакцины из штамма B. abortus 82 и пригодность разработанного баллистического метода для дистанционной доставки живых бруцеллезных вакцин и вакцинации диких животных.

Введение

Профилактика инфекционных болезней среди диких животных является достаточно актуальной проблемой, поскольку они являются носителями некоторых инфекций (бруцеллез, чума, туляремия, бешенство и др.) и источниками инфекции для сельскохозяйственных животных и человека. Вот почему во многих странах программы по искоренению этих инфекций направлены, главным образом, на диких животных.

Одним из методов борьбы с инфекциями диких животных является специфическая профилактика с использованием вакцин. Вакцина, предназначенная для использования в дикой природе должна быть высокоиммуногенной и индуцировать у диких животных образование напряженного иммунного ответа при однократном применении. [1]. В настоящее время разработаны различные типы вакцин, которые широко используются во многих странах. Большинство из них обычно применяются для иммунизации домашнего скота. Однако существует много различных обстоятельств и проблем, связанных с их применением в дикой природе и одна из таких проблем это надежная доставка вакцин.

Для большинства диких животных расстояние, необходимое для безопасной доставки вакцины, составляет 40-60 м в зависимости от вида животных. Однако подойти к дикому животному на такое расстояние бывает трудно, а доставить биологические агенты на большую дистанцию затруднительно. Наиболее приемлемым методом доставки вакцин в живой природе является баллистический метод. В настоящее время, рассасывающиеся биопули калибра .25 успешно применяются для лечения и вакцинации сельскохозяйственных и диких животных [2]. Многие из существующих биопуль предназначены для использования в пневматических ружьях, для работы которых требуется сжатый воздух. Для стрельбы такими пулями необходима емкость со сжатым воздухом, которую необходимо транспортировать. Это достаточно неудобно, особенно при полевых массовых вакцинациях животных. Более того, максимальная дальность полета таких биопуль составляет около 25-30 метров, что является недостаточным для безопасности персонала, проводящего вакцинацию [3, 4]. Таким образом, разработка биопули и подходящего метода доставки вакцин и лекарственных препаратов диким животным на дальнее расстояние (около 80-100 м) остается сложной задачей, требующей своего решения.

Целью настоявшего исследования являлось разработка и полевые испытания баллистического метода для дистанционной доставки живых вакцин диким животным на примере живых бруцеллезных вакцин.

Результаты и обсуждение

Полевые испытания проводились на живых телках (n=6) и бизоне (n=1), помещенных в загон. Дистанционную доставку вакцин осуществляли баллистическим методом с использованием разработанных пуль калибра 5,6 мм. Животных вакцинировали вакцинными штаммами B. abortus 82 and B. abortus 19 дозой 1 х 10¹¹ КОЕ. В качестве контрольного метода использовали внутримышечное введение.

Полученные результаты показали, что пули при стрельбе с расстояния 80-100 м достигают животную мишень, не причиняя болезненности, не вызывая обширных травм и не влияя существенно на поведение животных. Проходя через шкуру и мышечные ткани животных, пули деформируются (сплющиваются или распадаются на мелкие фрагменты), и клетки бруцелл быстро высвобождаются и колонизируют мышечные ткани.

Серологические исследования сывороток крови телок показали, что после баллистической доставки вакцины B. abortus 82 через 7 обнаруживаются специфические R-антитела (в РСК и РНГА), уровень которых был аналогичен внутримышечному введению вакцины. Тиры R-антител возрастали к 21 дню и существенно повышались после ревакцинации животных. Антитела к S-антигену не обнаруживались на ранних стадиях формирования поствакцинального процесса. Они были выявлены только на 14 день после ревакцинации (после 49 дней после первичной вакцинации) и в низких титрах. Напротив, после баллистического и внутримышечного введения вакцины из штамма B. abortus 19 на 7 день после вакцинации во всех серологических реакциях (РСК, РНГА, РА и РБП) выявлены S-антитела), которые сохранялись в течение всего периода наблюдения за животными (Таблица 1).

Таблица 1

Титры антител в сыворотке крови телок в РА с бруцеллезным S-антигеном

№ животного	Штамм/метод вакцинации	Дни после вакцинации
№ животного	Штамм/метод вакцинации	0	7	14	21	28	42	49	56	63
526	B.abortus 82 /i.m.	0	0	0	0	0	0	0	1:100	1:100
531	B.abortus 82 / i.m.	0	0	0	0	0	0	1:100	1:100	1:200
529	B.abortus 82/ball.	0	0	0	0	0	0	1:100	1:200	1:200
530	B.abortus 82/ ball.	0	0	0	0	0	0	0	1:100	1:100
546	B.abortus 19/ i.m.	0	1:1600	1:1600	1:6400	1:800	1:400	1:400	1:400	1:400
534	B.abortus 19/ ball.	0	1:400	1:400	1:1600	1:200	1:200	1:200	1:400	1:800

Динамика образования бруцеллезных R- и S-антител класса IgG, определенная с помощью ИФА, коррелировала с данными серологических исследований. В целом, уровни специфических R- и S-антител были выше после внутримышечного введения вакцин B. abortus 82 и 19 по сравнению с баллистической вакцинацией.

Вакцинация телок штаммами B. abortus 82 and 19 обоими методами также индуцировала клеточный иммунитет, повышала общее количество фагоцитирующих клеток крови и их активность. Однако существенной разницы в уровнях клеточного иммунитета и показателях фагоцитарной активности клеток крови, выделенных от вакцинированных телок, при баллистической и внутримышечной вакцинации животных не обнаружено.

Данные предварительного исследования баллистичесой вакцинации бизона штаммом B. abortus 82 доказали высокую эффективность разработанной биопули. Пули проникали в тело бизона под прямым углом, оставляя округлые отверстия в месте их, что свидетельствовало о неизменных аэродинамических характеристиках пуль. Присутствие клеток вакцинного штамма в организме бизона было показано с помощью бактериологического метода и ПЦР. В сыворотки крови бизона обнаружены высокий уровень клеточного иммунитета (индекс реакции бласт-трансформации =1.96, рис.1), высокие тиры R-антител (в ИФА - 1: 1280000), а также S-антител (в РА – 1:50).

Заключение

Разработан баллистический метод для дистанционной доставки живых бруцеллезных вакцин с использованием пуль калибра 5,6 мм и проведены его полевые испытания на телках и бизоне. Показано, что вакцины B. abortus 82 and 19, доставленные животным баллистическим методам, индуцировали в организме животных специфический иммунный ответ, аналогичный внутримышечной вакцинации. Разработанный метод может быть использован для вакцинации диких животных.

АГ

ЛПС

ФГА

Рис. 1

Реакция бласт-трансформации лимфоцитов, выделенных из крови бизона

после баллистической вакцинации штаммом B.abortus 82

- до вакцинации; - после вакцинации

(ФГА-фитогемагглютини; ЛПС-липополисахарид; АГ-бруцеллезный антиген)

Литература:

1. Olsen S.C., Elzer P.H. Wildlife vaccines: promises and the perils. In Kreeger TJ, editor. Brucellosis in Elk and Bison in the Greater Yellowstone Area. Cheyenne: Wyoming Game and Fish Department; 2002. p. 38-42.

2. Keith A, Kreeger T. J, Roffe T. J. Overview of delivery systems for the administration of vaccines to elk and bison of the Greater Yellowstone Area. In Kreeger T.J., editor. Brucellosis in Elk and Bison in the Greater Yellowstone Area. Cheyenne: Wyoming Game and Fish Department; 2002. p. 66-79.

3. McNeil HJ, Miller MW, Conion JA, Barker IK, and Schewen PT. Effects of delivery method on serological responses of bighorn sheep to multivalent Pastuerella Haemolyitica supernatant vaccine. J Wildl Dis 2000;36:79-85.

4. Jessup D., DeForge J.R., Sandberg S. Biobullet vaccination of captive and free-ranging bighorn sheep. Proceedings of the 2^nd International Game Ranching Symposium, 1992. p. 429-34.