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Dr. Claudia Bechteler: Versuche zur Immunisierung von Garnelen (Penaeus monodon) gegen Vibrioneninfektionen


5 Zusammenfassung

Im Verlauf der letzten Jahre haben sich in Thailand, bedingt durch eine steigende Intensität der Haltungsformen, die hygienischen Probleme in der Garnelenproduktion verschärft. Insbesondere die Faktorenerkrankung Vibriose verursacht große betriebs- und volkswirtschaftliche Verluste. Die prophylaktisch und therapeutisch eingesetzten Antibiotika und Sulfonamide wirken nur unzureichend und bergen große gesundheitliche und ökologische Risiken. Daher wird verstärkt nach einem Impfstoff gegen die Vibriose gesucht.

Die vorliegende Arbeit wurde von der Firma B. B. Holding Co., Ltd., Bangkok/Thailand, angeregt und finanziell unterstützt. Ziel war die Entwicklung eines Vibrioseimpfstoffes für Riesengarnelen (P. monodon). Aus der Literaturrecherche zum gegenwärtigen Kenntnisstand über die Infektionsabwehr von Krustazeen geht hervor, daß zunehmend von einer primitiven Immunität bei Garnelen ausgegangen wird. Das macht den Einsatz eines Vibrioseimpfstoffes aussichtsreich. Erste Laborversuche dazu waren erfolgversprechend. Viele Fragen sind aber noch offen. Insbesondere fehlen Nachweise über die Wirkung solcher Impfstoffe unter Praxisbedingungen.

Nach Hinweisen aus der Literatur zu erfolgreichen Fischimpfstoffen und den Erfahrungen des IBT muß ein wirksamer Vibrioseimpfstoff aus homologen, standortspezifischen Erregern bestehen, polyvalent sein und einen hohen Reinheitsgrad aufweisen. Um dies zu erreichen, wurden 20 Feldstämme aus dem Süden Thailands, wo der Impfstoff später eingesetzt werden soll, nach den üblichen Methoden bis zum Speziesniveau identifiziert und charakterisiert. Für die eigentliche Vakzineproduktion wurde das vom IBT entwickelte kontinuierliche Fermenterverfahren (Göttinger Bioreaktor) mit anschließender Kaskaden-Ultrafiltration durch Hohlfaserfilter eingesetzt. Auf diese Weise wurden aus drei besonders virulenten Stämmen der Spezies V. parahaemolyticus, V. vulnificus und V. alginolyticus drei formalininaktivierte und hochkonzentrierte Impfstoffchargen hergestellt. Sie setzten sich allein aus den Bakterienzellen und/oder den entsprechenden Toxoiden zusammen und unterschieden sich im Formalingehalt und in der Ultraschallbehandlung.

Die Verträglichkeit und Wirksamkeit der Impfstoffchargen, gemessen an Überlebensrate, Gewichtsentwicklung und Gesundheitszustand geimpfter Tiere im Vergleich zu Kontrolltieren, wurde unter Praxisbedingungen in verschiedenen Regionen Südthailands geprüft. Die Impfstoffe wurden den Garnelen der PL-Stadien 5 und 12 bis 14 in verschiedenen

Konzentrationen, variierenden Einwirkungszeiten und unterschiedlichen Impfverfahren über das Wasser im Kurzzeitbad verabreicht. Die wichtigsten Ergebnisse der Laborversuche und des Feldversuchs lassen sich wie folgt zusammenfassen:

  • Eine Behandlung mit Formalin erhöhte die Mortalität signifikant, zwischen einer Behandlung mit inaktivierten Bakterien und Toxoiden konnten keine Unterschiede festgestellt werden. Als Konsequenz aus diesen ersten Ergebnissen wurden bei der Herstellung der zweiten und dritten Impfstoffcharge die Zell- und Toxoidfraktion im Verhältnis 1:1 gemischt und der Formalingehalt auf ein Minimum eingestellt.
  • Steigende Impfstoffkonzentrationen verbesserten die Überlebensrate bis zu einem Maximum, darüber sank sie wieder ab; längere Einwirkungszeiten wirkten sich günstig auf die Überlebensrate aus. Das heißt, Impfstoffkonzentration und Einwirkungszeit können sich in gewissen Spannen gegenseitig ersetzen.
  • Kurzfristig führten niedrigere Impfstoffkonzentrationen zu einer höheren Überlebensrate, langfristig erwiesen sich aber höhere Impfstoffkonzentrationen als überlegen. Die Verträglichkeit des Impfstoffes und sein Einfluß auf die kurzfristige Überlebensrate darf daher nicht überbewertet werden.
  • Ein Vibrioseschutz konnte bereits nach einem Tag sowie über einen Zeitraum von drei Monaten nachgewiesen werden. Das deutet darauf hin, daß der Impfschutz zunächst auf einer Chemostimulation, später auf aktiver Immunität beruht und durch natürliche Boosterungen über die gesamte Produktionsperiode aufrechterhalten wird. Dies bestätigt die Arbeitshypothese, daß Garnelen sowohl über eine Resistenz als auch Immunität verfügen.
  • Ein Impfschutz konnte schon in einem frühen PL-Stadium (PL 5) induziert werden. In dieser Altersgruppe sind die Garnelen noch in der Brüterei, so daß sie bereits hier vor einer Vibrioneninfektion geschützt werden könnten, zumal die technischen und organisatorischen Voraussetzungen für eine Impfung auf den Garnelenfarmen häufig nicht gegeben sind.
  • Der Kontakt mit dem Impfstoff im Antigenbad, insbesondere bei höheren Konzentrationen, und das mit der Impfung verbundene Handling haben sich als Streßfaktoren für die Garnelen herausgestellt. Ein Splitting der Impfstoffdosis konnte aufgrund des intensiveren Handlings den negativen Effekt höherer Impfstoffkonzentrationen nicht kompensieren.
  • Die Verträglichkeit und Wirksamkeit des Impfstoffes hingen von der Qualität und dem Alter der Garnelen ab. Sie wurden außerdem von Transport, Verpackung und Wasserwechsel sowie den spezifischen Haltungs- und Hygienebedingungen, denen die Garnelen vor und nach der Impfung ausgesetzt waren, beeinflußt. So war unter anderem die Überlebensrate der Versuchstiere in der Brüterei höher als auf der Farm. Eine Impfung der Garnelen sollte deshalb vom Praxisbetrieb in die Brüterei verlagert werden.

Diese Erkenntnisse führen zu neuen Fragen. So ließe sich die Inaktivierung der Impfstoffkomponenten mit Formalin unter Umständen durch Hitzeeinwirkung ersetzen. An die Stelle des Kurzzeitbades könnte eine orale Immunisierung („bioencapsulation") treten. Die optimale Kombination aus Impfstoffkonzentration und Einwirkungszeit muß noch bestimmt werden. Ungeklärt ist auch, inwieweit eine Impfung von PL 5 langfristig wirksam ist.

Als zentrales Ergebnis konnte im Feldversuch nachgewiesen werden, daß der getestete Impfstoff unter den sehr heterogenen Bedingungen von Praxisbetrieben einen Impfschutz gewährleistet. Bei nachgewiesenem Vibrioseausbruch wurden Überlebensrate und Gewichtsentwicklung der Garnelen deutlich verbessert. Entsprechend höher fiel der Ernteertrag aus. Das Ergebnis ließ sich statistisch absichern. Allerdings war es im Feldversuch nicht möglich, mit der ceteris-paribus-Bedingung zu arbeiten. Auch mußte der Impfstoff ohne Kenntnis der genauen Wirkungszusammenhänge zwischen Impfstoff und Reaktion des Abwehrsystems der Garnelen entwickelt werden. Danach bleibt offen, ob sich die Ergebnisse in weiteren Feldversuchen in der hier festgestellten Deutlichkeit verifizieren lassen.

Trotz dieser Einschränkungen kann man davon ausgehen, daß dieser Vibrioseimpfstoff die Wirtschaftlichkeit der Garnelenzucht im Süden Thailands verbessern bzw. sichern kann. Damit kann auch die ökologisch und für den Menschen bedenkliche Anwendung von Chemotherapeutika reduziert werden.

 

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Stand der letzten Aktualisierung: 21. November 2005
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