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

zdolnoϾ 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 skutecznoϾ 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 jakoϾ 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

MARIAN TRUSZCZYÑSKI, ZYGMUNT PEJSAK

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.

Keywords: neonates, maternal antibodies, vaccine response

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 zaka¿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 mniejszym 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 równie¿ w odniesieniu do

limfocytów B. Jednak zwiêksza to koszt szczepieñ

i ma zastosowanie raczej u niemowl¹t, a nie osesków

zwierz¹t domowych (12).

Wra¿liwoœæ na infekcjê

OdpornoϾ 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

a

k

s

y

¿

o

³

j

a

z

d

o

R

g

I

e

i

n

a

k

i

n

e

z

r

P

o

k

s

y

¿

o

³

z

e

z

r

p

i

w

o

k

s

e

s

o

e

i

n

a

w

y

z

a

k

e

z

r

P

y

r

a

i

s

m

e

w

t

c

i

n

d

e

r

œ

o

p

a

z

ñ

o

k

,

a

i

n

i

w

Œ

e

n

l

a

ir

o

h

c

o

il

e

ti

p

e

0

+

+

+

e

n

n

i

i

a

w

o

r

K

e

z

c

a

w

u

¿

e

z

r

p

e

n

l

a

ir

o

h

c

o

m

s

e

d

n

y

s

0

+

+

+

t

o

k

,

s

e

i

P

e

n

l

a

ir

o

h

c

o

il

e

t

o

d

n

e

+

+

+

+

k

e

i

w

o

³

z

C

e

n

l

e

z

c

a

n

e

n

n

i

i

e

n

l

a

ir

o

h

c

o

m

e

h

+

+

+

r

u

z

c

z

s

,

z

s

y

M

e

i

n

o

z

y

r

g

e

n

n

i

e

n

l

a

il

e

t

o

d

n

e

m

e

h

+

+

+

+

Medycyna Wet. 2007, 63 (10)

1144

W procesie uodporniania m³odego zwierzêcia istot-

ne znaczenie wydaje siê mieæ wspomniane 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 przeciwzakaŸnej 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

Przewaga Ag

szczepionkowego

Równowaga

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

a

k

d

o

r

o

w

o

n

k

e

n

u

t

a

G

k

i

n

y

W

s

u

ri

w

2

i

u

q

E

s

e

p

r

e

H

e

w

o

i

n

d

-

0

1

Ÿ

a

t

ê

i

b

e

r

a

n

o

z

r

o

w

t

y

W

æ

œ

o

n

r

o

p

d

o

s

u

ri

w

o

v

r

a

P

a

t

ê

i

n

e

z

c

z

s

e

w

o

i

n

d

o

g

y

t-

3

m

o

iz

o

p

i

k

o

s

y

W

I

H

³

a

i

c

w

i

c

e

z

r

p

i

k

w

ó

s

o

n

s

u

ri

W

a

t

ê

i

n

e

z

c

z

s

e

w

o

i

n

d

-

1

a

n

o

z

r

o

w

t

y

W

æ

œ

o

n

r

o

p

d

o

s

u

ri

w

a

t

o

R

a

t

ê

i

n

g

a

j

e

w

o

i

n

d

-

2

Ÿ

d

e

i

w

o

p

d

O

a

n

z

c

i

g

o

l

o

n

u

m

m

i

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 szczepionek, 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: [e-mail]