Humoral immune response in Eurasian otters (Lutra lutra), Asian small-clawed otters (Aonyx cinereus) and North American river otters (Lontra canadensis) after vaccination with different canine distemper virus vaccines

Abstract

Canine distemper, a highly contagious systemic disease in dogs and other carnivores is considered to be the most serious infectious disease in mustelids. In this thesis, the efficacy and safety of canine distemper virus (CDV) vaccines available in Europe were evaluated in Eurasian otters (Lutra lutra), Asian-small-clawed otters (Aonyx cinereus), and to some extent in North American river otters (Lontra canadensis). Two methods of antibody determination were compared. The virus neutralisation test (VNT) is considered to be the gold standard for determining immunity to morbilliviruses (Appel 1973; von Messling et al. 1999), but takes time and is expensive. An easy and rapid to perform ELISA would be very helpful. Seventy otters originating from 19 different zoos in Germany and the Netherlands of both sexes and ranging in age between 8 weeks and 17 years were vaccinated. Two studies were conducted. In study 1, previously unvaccinated Eurasian otters (n=27), Asian small-clawed otters (n=28) and North American river otters (n=4) were vaccinated either with inactivated CDV vaccine, CDV-ISCOM vaccine or with one of three different modified life virus (MLV) vaccines. In Study 2, Eurasian otters (n=11) regularly vaccinated against CDV before the onset of this study were evaluated for their CDV-specific virus neutralisation (VN) antibody titre one year after the last vaccination and for their sero-response following booster vaccination. The results were as follows: None of the otters showed clinical signs of CDV infection. Immune response to inactivated CDV vaccine was low. CDV-ISCOM vaccine induced humoral immune response in all otters, but high titres were only measured by ELISA. Vaccination with MLV vaccine revealed that the sero-response in Eurasian otters depended on the vaccine strain used. Age, sex, species and body mass did not influence immune response to MLV vaccine vaccination. The three different vaccine types (inactivated, ISCOM, MLV) showed a significant difference in efficacy with MLV vaccines from Onderstepoort type yielding the best results. There was no difference in geometric mean titres after two vaccinations between the Eurasian otter and Asian small-clawed otter. The fit between the two methods was not very tight. Booster vaccination in Eurasian otters with MLV vaccine (Onderstepoort type) induced a significant rise in VN antibody titres, with VN antibody titres staying on an adequate level for up to day 365 post vaccination. The results led to the following conclusions: The use of formalin-inactivated CDV vaccine containing Al(OH)3 as adjuvant seems at best ineffective and questionable in the tested otter species. Modified live virus CDV vaccines of Onderstepoort type are efficacious in Eurasian otters and Asian small-clawed otters and seem to be safe in these species. The experimental CDV-ISCOM vaccine is safe and might be an efficacious alternative. The ELISA used in this study is useful for screening purposes but is not recommended as an alternative for the VNT.

Staupe, eine hochinfektiöse, systemische Viruserkrankung der Hunde und anderer Karnivoren, wird als die bedrohlichste Infektionskrankheit der Marderartigen betrachtet. In dieser Arbeit wurde die Sicherheit und Wirksamkeit der in Europa verfügbaren Staupeimpfstoffe bei Europäischen Fischottern (Lutra lutra), Asiatischen Kurzkrallenottern (Aonyx cinereus) und ansatzweise bei Nordamerikanischen Fischottern (Lontra canadensis) ermittelt. Zwei Methoden zur Antikörperbestimmung wurden verglichen. Der Referenzstandard zum Antikörpernachweis gegen Morbilliviren ist der Neutralisationstest (NT). Dieser ist zeitaufwendig und teuer. Ein kostengünstiger und schnell durchführbarer ELISA wäre sehr hilfreich. Siebzig Otter, aus 19 verschiedenen Zoos und Tierparks in Deutschland und den Niederlanden, beiderlei Geschlechts und im Alter zwischen 8 Wochen und 17 Jahren wurden geimpft. Zwei Studien wurden durchgeführt. In Studie 1 wurden bisher ungeimpfte Europäische Fischotter (n=27), Asiatische Kurzkrallenotter (n=28) und Nordamerikanische Fischotter (n=4) entweder mit inaktiviertem Staupeimpfstoff, mit CDV-ISCOM Impfstoff oder mit einem von drei verschiedenen Staupe Lebendimpfstoffen geimpft. In Studie 2 wurden die Antikörper (AK) Titer Europäischer Fischotter (n=11), die bisher regelmäßig gegen Staupe geimpft wurden, vor und nach einer Booster Impfung bestimmt. Folgende Ergebnisse wurden ermittelt: Bei keinem der Otter wurden klinische Symptome einer Staupe Erkrankung beobachtet. Die Immunantwort auf inaktivierten Staupeimpfstoff war schwach. CDV-ISCOM Impfstoff führte bei allen Tieren zu einer humoralen Immunantwort, hohe AK- Titer wurden jedoch nur im ELISA gemessen. Die Immunantwort auf Lebendimpfoff zeigte bei Europäischen Fischottern eine Abhängigkeit vom Impfstamm. Alter, Geschlecht, Tierart und Gewicht hatten keinen Einfluss auf die Immunantwort nach Impfung mit Staupe Lebendimpfstoff. Die drei Impfstofftypen (inaktiviert, ISCOM, lebend) zeigten einen signifikanten Unterschied in der Wirksamkeit, wobei Staupe Lebendimpfstoffe vom Onderstepoort Typ sich als am wirksamsten erwiesen. Zwischen Europäischen Fischottern und Asiatischen Kurzkrallenottern gab es keinen Unterschied in der Höhe der neutralisierenden AK-Titer nach zwei Impfdosen. Der Zusammenhang zwischen den zwei Nachweismethoden war nicht sehr stark. Booster Impfung bei Europäischen Fischottern mit Lebendimpfstoff (Onderstepoort Typ) induzierte einen signifikanten Anstieg der neutralisierenden AK, die bis Tag 365 nach Impfung auf einem angemessenen Level blieben. Die Ergebnisse führten zu folgenden Schlussfolgerungen: Der Einsatz der formalin-inaktivierten Staupe Vakzine mit Al(OH)3 als Adjuvant ist bei den getesteten Fischotterarten nicht sinnvoll. Staupe Lebendimpfstoffe vom Onderstepoort Typ sind wirksam bei Europäischen Fischottern und Asiatischen Kurzkrallenottern und scheinen bei diesen Arten sicher zu sein. Der experimentelle CDV-ISCOM Impfstoff ist sicher und wahrscheinlich eine wirksame Alternative. Der in dieser Studie eingesetzte ELISA ist einsetzbar für ein Staupe AK-Screening, wird jedoch nicht als Alternative für den NT empfohlen.